CN104310654A - 基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法，其包括步骤：对生活废水进行预处理，滤除生活废水中的固体残渣及表面油污；调节废水的初始pH值至3～6，以H₂O₂/Fe²⁺的摩尔比为9～12向生活废水中加入H₂O₂和Fe²⁺，且生活废水中H₂O₂的投加量为6.1～7.3g/L，氧化处理时长50～80分钟，氧化处理后的废水进入沉降池沉淀1～3小时后，调节氧化处理后溶液的pH值至中性；将沉降池上部的清液通过导管导入净化处理器进行净化处理，其中净化处理器为内装活性碳纤维与氧化碳纤维的柱形容器。本发明利用芬顿氧化技术对生活废水进行净化处理，处理简单快捷、成本较低，出水清澈，具有良好的运用前景。

Description

基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法

技术领域

本发明涉及废水处理技术，尤其是涉及一种基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法。

背景技术

如今工业迅猛发展,城市人口也急剧膨胀，天有大量的工业废水及生活废水排出，带来严重的环境污染,甚至已经严重危及到人们的生活健康。因此，需要对废水进行净化处理使其达到排放要求。

近年来芬顿(Fenton)氧化技术在处理有机废水方面取得了很大进步。芬顿氧化技术是以芬顿试剂进行化学氧化的废水处理方法。Fenton氧化是由H₂O₂和Fe₂ ⁺混合而成的一种氧化能力很强的氧化处理技术，其氧化机理主要是在酸性条件下(一般pH<3.5)，利用Fe²⁺作为H₂O₂的催化剂，生成具有很强氧化电性且反应活性很高的·OH，羟基自由基在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏，最终氧化分解。同时Fe²⁺被氧化成Fe³⁺产生混凝沉淀，将大量有机物凝结而去除。芬顿氧化法可有效地处理含硝基苯、ABS等有机物的废水以及用于废水的脱色、除恶臭。

比如，CN200510035132.9提出利用化学氧化-曝气生物滤池联合工艺处理污染的水源水、废水特别是含难生物降解有机物的废水领域，可将化工厂二级生化处理废水出水的COD降至30mg/L。

发明内容

本发明提出一种基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法，通过低成本实现对居民区生活废水的净化处理，出水清澈，达到排放标准。

本发明采用如下技术方案实现：一种基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法，其包括步骤：

对生活废水进行预处理，滤除生活废水中的固体残渣及表面油污；

调节废水的初始pH值至3～6，以H₂O₂/Fe²⁺的摩尔比为9～12向生活废水中加入H₂O₂和Fe²⁺，且生活废水中H₂O₂的投加量为6.1～7.3g/L，氧化处理时长50～80分钟，氧化处理后的废水进入沉降池沉淀1～3小时后，调节氧化处理后溶液的pH值至中性；

将沉降池上部的清液通过导管导入净化处理器进行净化处理，其中净化处理器为内装活性碳纤维与氧化碳纤维的柱形容器。

其中，调节废水的初始pH值至3.5。

其中，H₂O₂/Fe²⁺的比值为11:1，H₂O₂的投加量6.56g/L。

其中，净化处理器中碳纤维在使用一段时间后，可用10％的NaOH溶液再生处理，且再生处理后可重复使用5～10次。

其中，作为催化剂的Fe²⁺为硫酸亚铁、废铁屑或硝酸亚铁。

其中，通过加入氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠或碳酸钠调节氧化处理后的溶液的pH值至中性。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过确定芬顿氧化的最佳参数条件，利用芬顿氧化技术对生活废水进行净化处理，处理简单快捷、成本较低，且配合深度净化处理工艺时，出水清澈，使处理后的清水完全达到排放甚至再次饮用的标准。本发明处理效果较佳，具有良好的运用前景。

具体实施方式

本发明提出一种基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法，通过低成本实现对居民区生活废水的净化处理，出水清澈，达到排放标准。

本发明的生活废水净化处理方法包括如下方法：

步骤一、对生活废水进行预处理。预处理的方法主要是在预处理池对生活废水进行沉淀及过滤处理，滤除生活废水中的固体残渣；然后采用水面油污处理装置(比如，该水面油污处理装置如中国专利申请CN200720017850.8所揭露)处理生活废水表面的明显漂浮的油污层。

步骤二、在氧化池采用芬顿(Fenton)氧化技术进行氧化处理。

调节废水的初始pH值至3～6，再向废水中以H₂O₂/Fe²⁺为9～12加入H₂O₂和Fe²⁺(芬顿试剂)，H₂O₂的投加量为6.1～7.3g/L，Fe²⁺的投加量为0.51～0.81g/L，氧化处理预定时长50～80分钟，氧化处理后的废水进入沉降池沉淀。

H₂O₂为氧化剂，Fe²⁺为催化剂，Fe²⁺一般为硫酸亚铁、废铁屑或硝酸亚铁。

确定Fe²⁺和H₂O₂的投入量、初始pH值及氧化处理的预定时长，对废水处理效果及处理成本有积极的意义。

在废水的初始pH值和H₂O₂/Fe²⁺不变的情况下，随着H₂O₂投加量的增加，化学需氧量(COD)去除率呈先增大后减小的趋势；并当COD去除率达到最大值时继续增大H₂O₂投加量，H₂O₂会破坏之前生成的羟基自由基，造成H₂O₂无效分解，此外过多的H₂O₂会将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，从而抑制羟基自由基的形成。

随着H₂O₂/Fe²⁺的增大，COD去除率先上升后下降，在H₂O₂/Fe²⁺为某个比例值时COD去除率达到最大值；若H₂O₂/Fe²⁺继续增大，导致COD去除率下降，原因是因为Fe²⁺基本消耗完全，能被氧化降解的有机物得到充分反应，催化性能达到最大化，H₂O₂浓度过高，部分H₂O₂发生了无效分解。

在其他条件不变的情况下，初始pH为某个值时COD去除率最高，当pH升高至偏中性时，生成的Fe³⁺很快以氢氧化物的形式生成沉淀而失去了催化作用。

在其他条件不变的情况下，随着反应时间的增长，COD去除率将呈现先上升后下降的趋势，并在反应时间50-70min时COD去除率最高。这是因为一方面由于H₂O₂的消耗和分解，另一方面由于废水中难降解的有机物没有被彻底氧化，进一步生成了更难降解的中间产物，从而导致COD去除率出现下降的情况。

本申请确定芬顿氧化对处理生活废水的最佳条件为：H₂O₂的投加量6.56g/L,H₂O₂/Fe²⁺的比值为11:1，即Fe²⁺的浓度0.59g/L，反应初始pH值3.5，氧化反应时间65分钟，其COD去除率可达87％甚至更高。

步骤三、氧化处理后的废水进入沉降池沉淀1～3小时后，加入氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠或碳酸钠调节pH值至中性后，将沉降池上部的清液通过步骤四进行深度净化处理。

步骤四、将沉降池上部的清液通过导管导入净化处理器，净化处理器为若干个内装活性碳纤维与氧化碳纤维的柱形容器，从净化处理器排除清水的酚浓度低至0.21mg/L，完全达到了排放标准。

其中，净化处理器中碳纤维在使用一段时间后，可用10％的NaOH溶液再生处理，可重复5～10次仍保持较佳的吸附效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法，其特征在于，包括步骤：

对生活废水进行预处理，滤除生活废水中的固体残渣及表面油污；

调节废水的初始pH值至3～6，以H₂O₂/Fe²⁺的摩尔比为9～12向生活废水中加入H₂O₂和Fe²⁺，且生活废水中H₂O₂的投加量为6.1～7.3g/L，氧化处理时长50～80分钟，氧化处理后的废水进入沉降池沉淀1～3小时后，调节氧化处理后溶液的pH值至中性；

将沉降池上部的清液通过导管导入净化处理器进行净化处理，其中净化处理器为内装活性碳纤维与氧化碳纤维的柱形容器。

2.根据权利要求1所述基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法，其特征在于，调节废水的初始pH值至3.5。

3.根据权利要求1或2所述基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法，其特征在于，H₂O₂/Fe²⁺的比值为11:1，H₂O₂的投加量6.56g/L。

4.根据权利要求1所述基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法，其特征在于，净化处理器中碳纤维在使用一段时间后，可用10％的NaOH溶液再生处理，且再生处理后可重复使用5～10次。

5.根据权利要求1所述基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法，其特征在于，作为催化剂的Fe²⁺为硫酸亚铁、废铁屑或硝酸亚铁。

6.根据权利要求1所述基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法，其特征在于，通过加入氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠或碳酸钠调节氧化处理后的溶液的pH值至中性。