CN104291505B - 一种微波强化铁炭联合微波氧化处理含油废水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种微波强化铁炭联合微波催化氧化处理含油废水排放的方法，特征在于包括步骤：1)利用预处理工艺，对活性炭与铁屑进行预处理。2)利用微波催化强化铁炭微电解反应对含油废水进行处理。3)经微波强化铁炭后的含油废水进入加药分离系统。4)经过加药分离系统的废水进入微波催化氧化工艺。5)处理出水达标排放。该工艺是在原有传统“微波强化铁炭预处理+絮凝加药”处理方法的后端采用微波催化氧化工艺处理含油废水，通过两级微波进一步催化氧化，提高了微波利用效率，保证了出水的稳定性，使整个工艺的出水水质稳定长期满足达标排放的要求。

Description

一种微波强化铁炭联合微波氧化处理含油废水的方法
技术领域
本发明涉及工业水处理技术，具体为一种微波强化铁炭联合微波氧化处理含油废水的方法，处理出水达到排放标准。
背景技术：
传统“隔油-过滤”或“隔油-浮选(或旋流除油)-过滤”工艺对去除废水中的油和悬浮物有一定的去除效果，但对于废水中溶解性油产生的COD去除效果并不明显，无法满足国家含油废水的达标排放标准。
近年来由于微波的热效应和其诱导催化作用可加快化学反应速率、缩短反应时间以及无污染性、设备简单、占地面积小的优点，很多学者将微波技术应用到了含油废水处理中并取得了好的效果。
本发明的一种含油废水组合处理方法是在原有传统“微波强化铁炭预处理+絮凝加药”处理方法的后端采用微波催化氧化工艺处理含油废水，通过两级微波进一步催化氧化，提高了微波利用效率，保证了出水的稳定性，使整个工艺的出水水质稳定长期满足达标排放的要求。
发明内容：
本发明为一种含油废水组合处理方法。该工艺是在原有传统“微波强化铁炭预处理+絮凝加药”处理方法的后端又复合采用了微波催化氧化工艺。
本发明为一种微波强化铁炭联合微波催化氧化处理含油废水排放的方法，其特征在于：包括以下操作步骤：
1)铁炭的预处理：采用柱状活性炭与四氧化三铁为铁炭复合填料进行微波强化反应，并利用预处理工艺，分别对活性炭与四氧化三铁进行处理；微波输出功率300～500W；反应时间5～15分钟；
2)微波强化铁炭处理：利用微波催化强化铁炭微电解反应对含油废水进行处理；含油废水首先进入微波强化铁炭反应混合装置，废水停留在铁炭填料层，在微波能的辐射条件下进行充分反应，铁炭中铁占质量比为60％～90％，投加量为废水质量的20％～30％，pH2～5，微波输出功率300～500W，反应时间5～15分钟；
3)加药分离系统处理：
微波强化铁炭处理后的废水进入加药分离系统，进行加药混合沉淀、分离处理，该过程投加含铝和或铁复合型絮凝剂及高分子絮凝剂，药剂投加量为废水质量的百分重量比，分别为含铝和或铁复合型絮凝剂0.1％～3％、高分子絮凝剂0.001％～0.05％，控制pH6～9，停留时间25～60分钟；
4)微波催化氧化处理：经过絮凝加药混凝后分离沉淀出水进入微波催化氧化处理工艺，在废水流经反应区设置的铁和锰催化剂填料时，通过氧化剂协同微波能进行充分反应处理，反应处理系统铁和锰催化剂投加量为废水处理量的0.5～1％，废水pH2～3，氧化剂投加量为废水COD的5～15％重量比，微波反应功率100～300W，反应时间0.5～2.5分钟。
根据本发明所述的方法，其特征在于，所述的含铝和或铁复合型絮凝剂投加量为0.8％～1.5％、高分子絮凝剂投加量为0.005％～0.02％，pH6～9，停留时间35～50分钟。
根据本发明所述的方法，其特征在于，步骤1)所述预处理柱状活性炭的条件为，先用自来水冲洗4小时以上，再用相关含油废水浸泡30min后再使用；所述预处理四氧化三铁条件为，依次使用工业碱、稀盐酸洗涤去除表面的氧化物，然后用自来水洗净、烘干、密封，再使用。
根据本发明所述的方法，其特征在于，步骤3)所述的含铝和或铁复合型絮凝剂为聚合硫酸铝和或聚合硫酸铁，高分子絮凝剂成分为阴离子聚丙烯酰胺。步骤4)所述的催化剂为以活性氧化铝为载体的铁和锰催化剂，氧化剂为双氧水氧化剂。
根据本发明所述的方法，其特征在于，步骤2)所述经微波强化铁炭处理后的含油废水COD600～900mg/L，油含量20～50mg/L，pH6～9；步骤3)所述经加药分离沉淀后的含油废水COD50～80mg/L，油含量5～15mg/L，pH6～9；步骤4)所述经微波催化氧化废水的COD40～60mg/L，油含量0.5～5mg/L，pH6～9。
本发明具有以下优点：
(1)对铁炭进行预处理，利用微波强化经过预处理的铁炭，不仅增强了微波的吸附废水中有机污染物的能力，还提高了处理效率，降低了微波处理运行成本。
(2)两级微波中端的加药分离沉淀步骤，使得微波强化铁炭处理出水中含有的有机污染物及悬浮物等得以去除，强化了加药、沉淀过程的工艺效果，并相对于单纯微波强化铁炭工艺节省了成本，而且减轻了后续深度处理的负荷，保证了稳定的出水水质。
(3)微波催化氧化过程中使用的氧化剂为双氧水，比常用氧化剂具有较高的电极电势，且电子亲和力较高，在微波能辐射条件下，加快双氧水分解速率，同时提高了废水中难降解污染物及油类的分解速度。
(4)针对含油废水研究选择了有针对性的微波处理催化剂以活性氧化铝为载体的铁和锰催化剂，提高了后续微波催化氧化深度处理工艺的微波利用率，微波辐射处理成本远远低于不添加微波催化剂，而且催化剂可以反复使用，大大增强了整体工艺的处理效率，并节约了成本。
(5)本发明联合两级微波处理工艺，利用微波“偶极子转动理论”，即外加微波场的作用是它可使极性分子发生高频率的振荡运动，从而消耗能量而发热，直接或者间接的氧化降解废水中的污染物。
本发明的工艺在降低成本、缩短反应时间的同时，保证了含油废水稳定满足排放要求的出水水质。
附图说明：
图1为本发明一种微波强化铁炭联合微波氧化处理含油废水的方法的工艺流程示意图；
1原水贮水池；2活性炭预处理系统；3铁屑预处理系统；
4铁炭协同微波微电解反应系统；5加药反应分离系统；
6微波催化氧化系统；7加药系统；8出水。
具体实施方式：
下面结合附图图1，通过相关实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
按本发明所述流程对某含油废水进行处理，反应条件如下：首先对铁碳进行预处理：第一步用自来水冲洗活性炭4h，冲洗后对活性炭进行烘干、密封；处理废水使用前用相关含油废水浸泡30min，先使活性炭对污染物的吸附达到饱和，第二步依次用工业碱、稀盐酸清洗粘附在铁屑表面的油污及氧化物，再用自来水洗净、烘干、密封待用；然后，将预处理后的铁碳按8:2进行混合，混合后按废水量的25％投加到废水中，pH2.5，微波输出功率400W，反应时间8分钟；微波出水进入加药分离沉淀工艺，按废水量0.8％及0.01％分别投加铝铁复合型絮凝剂和高分子絮凝剂，pH8.5，停留时间35分钟；加药分离出水进入微波催化氧化工艺，调pH2，按废水量的0.5％和5％分别投加以活性氧化铝为载体的铁和锰催化剂及双氧水氧化剂，微波反应功率100W，反应时间1分钟。处理出水COD、油含量均达到国家排放标准，见下表：
项目 某含油废水 微波铁碳出水 加药分离出水 微波氧化出水
CODcr(mg/L) 1600 850 85 58
油含量(mg/L) 120 45 13 2
实施例2
按本发明所述流程对某含油废水进行处理，反应条件如下：首先对铁碳进行预处理：第一步用自来水冲洗活性炭4h，防止碳黑及其它杂质的干扰，冲洗后对活性炭进行烘干、密封；处理废水使用前用相关含油废水浸泡30min，先使活性炭对污染物的吸附达到饱和，第二步依次用工业碱、稀盐酸清洗粘附在铁屑表面的油污及氧化物，再用自来水洗净、烘干、密封待用；然后，将预处理后的铁碳按9:1进行混合，混合后按废水量的20％投加到废水中，pH2.5，微波输出功率450W，反应时间10分钟；微波出水进入加药分离沉淀工艺，按废水量1％及0.01％分别投加铝铁复合型絮凝剂和高分子絮凝剂，pH8.5，停留时间45分钟；加药分离出水进入微波催化氧化工艺，调pH2，按废水量的0.8％和8％分别投加以活性氧化铝为载体的铁和锰催化剂及双氧水氧化剂，微波反应功率150W，反应时间1.5分钟。处理出水COD、油含量均达到国家排放标准，见下表：
项目 某含油废水 微波铁碳出水 加药分离出水 微波氧化出水
CODcr(mg/L) 1600 800 80 55
油含量(mg/L) 120 45 13 2
实施例3
按本发明所述流程对某含油废水进行处理，反应条件如下：首先对铁碳进行预处理：第一步用自来水冲洗活性炭4h，冲洗后对活性炭进行烘干、密封；处理废水使用前用相关含油废水浸泡30min，先使活性炭对污染物的吸附达到饱和，第二步依次用工业碱、稀盐酸清洗粘附在铁屑表面的油污及氧化物，再用自来水洗净、烘干、密封待用；然后，将预处理后的铁碳按8.5:1.5进行混合，混合后按废水量的30％投加到废水中，pH2，微波输出功率500W，反应时间15分钟；微波出水进入加药分离沉淀工艺，按废水量0.8％及0.01％分别投加铝铁复合型絮凝剂和高分子絮凝剂，pH8.5，停留时间35分钟；加药分离出水进入微波催化氧化工艺，调pH2.5，按废水量的0.8％和8％分别投加以活性氧化铝为载体的铁和锰催化剂及双氧水氧化剂，微波反应功率200W，反应时间2分钟。处理出水COD、油含量均达到国家排放标准，见下表：
项目 某含油废水 微波铁碳出水 加药分离出水 微波氧化出水
CODcr(mg/L) 1600 750 75 45
油含量(mg/L) 120 35 8 0.5

Claims (5)

1.一种微波强化铁炭联合微波催化氧化处理含油废水排放的方法，其特征在于：包括以下操作步骤：
1)铁炭的预处理：采用柱状活性炭与四氧化三铁为铁炭复合填料进行微波强化反应，并利用预处理工艺，分别对活性炭与四氧化三铁进行处理；微波输出功率300～500W；反应时间5～15分钟；
2)微波强化铁炭处理：利用微波催化强化铁炭微电解反应对含油废水进行处理；含油废水首先进入微波强化铁炭反应混合装置，废水停留在铁炭填料层，在微波能的辐射条件下进行充分反应，铁炭中铁占质量比为60％～90％，投加量为废水质量的20％～30％，pH2～5，微波输出功率300～500W，反应时间5～15分钟；
3)加药分离系统处理：
微波强化铁炭处理后的废水进入加药分离系统，进行加药混合沉淀、分离处理，该过程投加含铝和或铁复合型絮凝剂及高分子絮凝剂，药剂投加量为废水质量的百分重量比，分别为含铝和或铁复合型絮凝剂0.1％～3％、高分子絮凝剂0.001％～0.05％，控制pH6～9，停留时间25～60分钟；
4)微波催化氧化处理：经过絮凝加药混凝后分离沉淀出水进入微波催化氧化处理工艺，在废水流经反应区设置的铁和锰催化剂填料时，通过氧化剂协同微波能进行充分反应处理，反应处理系统铁和锰催化剂投加量为废水处理量的0.5～1％，废水pH2～3，氧化剂投加量为废水CODcr的5～15％重量比，微波反应功率100～300W，反应时间0.5～2.5分钟。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的含铝和或铁复合型絮凝剂投加量为0.8％～1.5％、高分子絮凝剂投加量为0.005％～0.02％，pH6～9，停留时间35～50分钟。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)所述预处理柱状活性炭的条件为，先用自来水冲洗4小时以上，再用相关含油废水浸泡30min后再使用；所述预处理四氧化三铁条件为，依次使用工业碱、稀盐酸洗涤去除表面的氧化物，然后用自来水洗净、烘干、密封，再使用。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)所述的含铝和或铁复合型絮凝剂为聚合硫酸铝和或聚合硫酸铁，高分子絮凝剂成分为阴离子聚丙烯酰胺；步骤4)所述的催化剂为以活性氧化铝为载体的铁和锰催化剂，氧化剂为双氧水氧化剂。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)所述经微波强化铁炭处理后的含油废水CODcr600～900mg/L，油含量20～50mg/L，pH6～9；步骤3)所述经加药分离沉淀后的含油废水CODcr50～80mg/L，油含量5～15mg/L，pH6～9；步骤4)所述经微波催化氧化废水的CODcr40～60mg/L，油含量0.5～5mg/L，pH6～9。
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