CN104496091A - 一种含高浓度阴离子表面活性剂废水处理方法 - Google Patents

一种含高浓度阴离子表面活性剂废水处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含高浓度阴离子表面活性剂废水处理方法，采用强化混凝、铁碳内电解、芬顿氧化及混凝沉淀联合处理，对阴离子表面活性剂质量浓度在2000-3000mg/L的废水进行处理。经处理后阴离子表面活性剂去除率接近100％，CODcr去除率超过95％，出水符合国家排放标准。采用铝系混凝剂强化混凝，使阴离子表面活性剂去除率超过85％，并可降低出水pH值，有利于铁碳内电解反应进行。铁与炭发生的内电解反应，产生的Fe2+可催化过氧化氢，形成芬顿体系。Fe2+在碱性微氧化条件下原位生成Fe3+，具有高的混凝活性，有利于强化污染物去除效率。本发明具有工艺简单、产水成本低、运行稳定及处理效果好等优点。

Description

一种含高浓度阴离子表面活性剂废水处理方法
技术领域
本发明涉及一种废水处理技术，具体涉及一种高浓度阴离子表面活性剂废水处理领域。
背景技术
近些年来，我国洗涤剂工业发展迅速，所合成的洗涤剂多属阴离子表面活性剂型，其中以直链烷基苯磺酸钠(LAS)为主的合成洗涤剂约占总产量90％左右。阴离子表面活性剂用途十分广泛，涉及到工业生产及家庭生活的许多方面。随着阴离子表面活性剂的生产、使用及排放，使得受纳水体的污染日益突出。主要以乳化胶体态存在于废水中的高浓度阴离子表面活性剂，通常与废水中其它污染物质相结合，形成一定的分散胶体颗粒，直接影响废水的物化及生化特性，如含有高浓度阴离子表面活性剂易在气-液界面聚集并形成排列整齐的分子膜，界面附近阴离子表面活性剂浓度随之升高，从而降低大气富氧，抑制生化降解，影响水体自净。若该废水排入水体环境中，则严重危害人类健康和生态平衡。阴离子表面活性剂废水的处理对于保护资源，维持生态平衡，促进经济发展，都具有十分重要的现实意义。
目前处理含有阴离子表面活性剂废水的方法，主要是指物化处理及生化处理工艺。其中物化处理的典型工艺包括：泡沫分离法、混凝沉淀法、活性炭吸附法、臭氧氧化法、光催化氧化法、微电解法、超声降解、离子交换法以及膜分离等。然而单独物化处理工艺存在着处理效果差、产水成本高、二次污染严重及后续处理困难等问题。中国专利201210009150.X公开了一种石油磺酸盐表面活性剂废水的处理方法，其特征是采用调节pH值、镁盐沉淀及石英砂过滤联合工艺，该工艺存在的重要缺陷是，对污染物去除不彻底，而且需将废水pH值调制10.5-12.5，消耗大量碱液，后续处理困难。又如中国专利201310068990.8公开了一种表面活性剂废水处理方法，其特征是应用吹脱法去除水中的表面活性剂，方法中未涉及相关技术参数，所以无法评价专利的实用性。目前报道的少数合成洗涤剂厂采用生化方法处理含阴离子表面活性剂废水，如中国专利201410269136.2及中国专利201210581616.3公开了表面活性剂废水涉及生化工艺为主体的联合处理工艺。然而由于高浓度阴离子表面活性剂废水水质成分复杂、高含盐量等特点，生化处理工艺受到了很多因素的限制,难以在行业中推广。
从目前公开的技术文献来看，如何根据含阴离子表面活性剂废水水质特点，研究开发一种成本低、可靠性强、通用性好的处理方法，成为目前亟待解决的问题。本发明提出了一种含高浓度阴离子表面活性剂废水处理方法，结合废水高含盐量、高表面活性剂浓度及高COD的水质特征，提出了强化混凝、铁碳内电解技术、芬顿氧化法及混凝沉淀为主体的联合处理方法，以期以较低的成本，取得满意的处理效果。
发明内容
本发明的目的是提出一种含高浓度阴离子表面活性剂废水处理方法，采用强化混凝+铁碳内电解法+芬顿氧化法+混凝沉淀联合处理，以克服目前现有技术的不足。
为实现此目的，本发明提出的含高浓度阴离子表面活性剂废水处理方法，其技术方案通过以下步骤完成：
(1)首先对原水pH值进行调节，pH值为5.0～6.0，投加铝系混凝剂，其中投加Al3+与废水中阴离子表面活性剂的质量浓度比为1:(1.5～3)，搅拌反应20min后沉淀15min；
(2)将沉淀后的废水上清液pH值调节为3.0～4.0，然后进入铁碳内电解反应池中，铁碳内电解反应池工艺参数为：铁屑与活性炭的体积比为1:(3～5)，反应时间为30min；
(3)调节铁碳内电解出水pH值为2.0～3.0，将过氧化氢水溶液加入经pH调节后的水中，过氧化氢水溶液中过氧化氢质量分数为25％～40％，投加后过氧化氢在处理水中的质量浓度为55mg/L～100mg/L，混合反应45min；
(4)调节经芬顿氧化后的出水pH值在7.0～8.0之间，向水中曝入空气，溶解氧控制在2mg/L～3mg/L，反应时间为5min，之后搅拌反应20min，经沉淀30min后上清液排放或回用。
本发明的特点及产生的有益效果在于：
(1)经方法处理后，阴离子表面活性剂去除率接近100％，CODcr去除率超过95％，出水可达到国家相关排放或回用标准。
(2)联合处理工艺具有协同效应，采用铝系混凝剂在强化混凝条件下，一方面阴离子表面活性剂去除率超过85％；另一方面降低出水pH值，有利于铁碳内电解反应进行。
(3)铁屑与活性炭发生的内电解反应，产生的Fe2+可催化过氧化氢，形成芬顿体系；Fe2+在碱性微氧化条件下生成Fe3+，原位生成的Fe3+作为高效混凝剂，强化了废水中污染物去除效果。
(4)联合处理方法具有工艺简单、产水成本低、运行稳定、处理效果好等优点，在去除废水中阴离子表面活性剂的同时，可以高效去除COD等污染物。
附图说明
附图为含高浓度阴离子表面活性剂废水处理方法的流程说明图。
实施具体方式
以下结合流程图并通过具体实施例对本发明的方法步骤作进一步的说明。需要说明的是，下述实施例仅仅是为详细所述方法步骤所作的说明，不以此限定本发明的保护范围。
实施例1：
含高浓度阴离子表面活性剂废水处理方法，其原水中含有直链烷基苯磺酸钠(LAS)浓度为2877±35mg/L，原水CODcr为21980±173mg/L，具体按以下步骤完成：
(1)首先测定原水pH值，原水pH值为5.2，未对pH值进行调节，选择三氯化铝作为混凝剂，投加至废水中Al3+的有效质量浓度与LAS的质量浓度比为1:1.5(计算后投加量为1.9g/L)，开启机械搅拌，搅拌反应20min，经斜管沉淀池沉淀15min，出水LAS浓度及CODcr分别为374±29mg/L及2341±25mg/L；
(2)检测经步骤(1)处理后的上清液pH值，pH值为3.4，未对pH值进行调节，上清液直接进入铁碳内电解池，铁碳内电解池的工艺参数为：铁屑与活性炭的体积比为1:3，反应时间30min，出水中LAS浓度及CODcr分别为45±17mg/L及351±38mg/L；
(3)调节经步骤(2)处理后的出水pH值为2.3，向水中直接投加过氧化氢水溶液，过氧化氢水溶液中过氧化氢质量分数为38％，投加过氧化氢在水中的质量浓度55mg/L，搅拌反应45min，出水中LAS浓度及CODcr分别为17±4mg/L及203±16mg/L；
(4)用氢氧化钠溶液调节经步骤(3)处理后的出水pH值为8.0，向废水中微曝气，溶解氧为3mg/L，反应时间为5min，经微氧化后的水搅拌反应20min，进入斜管沉淀池沉淀30min，出水CODcr为58±11mg/L，LAS未检出，满足国家废水排放标准(GB3838-1996)一级排放标准。
实施例2：
含高浓度阴离子表面活性剂废水处理方法，其原水中含有直链烷基苯磺酸钠(LAS)浓度为2463±19mg/L，原水CODcr为20587±127mg/L，具体按以下步骤完成：
(1)原水pH值为3.7，用氢氧化钠溶液调节原水pH值为5.7，选择聚合氯化铝作为混凝剂，向废水中投加Al3+的有效质量浓度与LAS的质量浓度比为1:3(投加量为0.82g/L)，搅拌反应20min，经沉淀15min，出水LAS浓度及CODcr分别为283±31mg/L及1859±37mg/L；
(2)经步骤(1)处理后出水pH值，pH值为3.8，未对pH值进行调节，废水直接进入铁碳内电解池，铁碳内电解池中铁屑与活性炭的体积比为1:4，反应时间30min，出水中LAS浓度及CODcr分别为28±6mg/L及428±19mg/L；
(3)调节经步骤(2)处理后的出水pH值为2.8，向水中投加过氧化氢水溶液，过氧化氢水溶液中过氧化氢质量分数为30％，投加过氧化氢在水中的质量浓度为72mg/L搅拌反应45min，出水中LAS浓度及CODcr分别为12±3mg/L及129±7mg/L；
(4)用氢氧化钠溶液调节经步骤(3)处理后的出水pH，pH值调节为7.5，向废水中微曝气，溶解氧为2.3mg/L，反应时间为5min，之后启动机械搅拌，搅拌反应20min后进入斜管沉淀池沉淀30min，分析出水LAS浓度及CODcr含量，结果显示出水LAS未检出，CODcr为45±4mg/L，满足国家废水排放或回用相关标准。
实施例3：
含高浓度阴离子表面活性剂废水处理方法，其原水中含有直链烷基苯磺酸钠(LAS)浓度为2045±23mg/L，原水CODcr为18560±92mg/L，具体按以下步骤完成：
(1)原水pH值为5.8，未对pH值进行调节，选择聚合硫酸铝作为混凝剂，向废水中投加Al3+的有效质量浓度与LAS的质量浓度比为1:2(投加量为1.03g/L)，搅拌反应20min沉淀15min，出水LAS浓度及CODcr分别为137±6mg/L及1789±21mg/L；
(2)经步骤(1)处理后出水pH值为3.1，废水直接进入铁碳内电解池，铁碳内电解池中铁屑与活性炭的体积比为1:5，反应时间30min，出水中LAS浓度及CODcr分别为35±7mg/L及327±13mg/L；
(3)调节经步骤(2)处理后的出水pH值为2.1，向水中投加过氧化氢水溶液，过氧化氢水溶液中过氧化氢质量分数为25％，投加过氧化氢在水中的质量浓度为98mg/L搅拌反应45min，出水中LAS浓度及CODcr分别为8±2mg/L及79±7mg/L；
(4)用氢氧化钠溶液调节经步骤(3)处理后的出水pH，pH值调节为8，向废水中微曝气，溶解氧为2.0mg/L，反应时间为5min，搅拌反应20min后沉淀30min，分析出水LAS浓度及CODcr含量，结果显示出水LAS未检出，CODcr为39±5mg/L，满足国家废水排放或回用相关标准。
通过上述3个实施例可以看出，本发明提出的含高浓度阴离子表面活性剂废水处理方法，可使阴离子表面活性剂去除率接近100％，CODcr去除率超过95％，出水可达到国家相关排放或回用标准。说明在去除废水中阴离子表面活性剂的同时，可以高效去除COD等污染物。

Claims (2)

1.一种含高浓度阴离子表面活性剂废水处理方法，其特征在于，该方法的实现步骤为：
(1)首先对原水pH值进行调节，pH值为5.0～6.0，投加铝系混凝剂，其中投加Al3+与废水中阴离子表面活性剂的质量浓度比为1:1.5～1:3，搅拌反应20min后沉淀15min；
(2)将沉淀后的废水上清液pH值调节为3.0～4.0，然后进入铁碳内电解反应池中，铁碳内电解反应池工艺参数为：铁屑与活性炭的体积比为1:3～1:5，反应时间为30min；
(3)调节铁碳内电解出水pH值为2.0～3.0，将过氧化氢水溶液加入经pH调节后的水中，过氧化氢水溶液中过氧化氢质量分数为25％～40％，投加后过氧化氢在处理水中的质量浓度为55mg/L～100mg/L，混合反应45min；
(4)调节经芬顿氧化后的出水pH值在7.0～8.0之间，向水中曝入空气，溶解氧控制在2mg/L～3mg/L，反应时间为5min，之后搅拌反应20min，经沉淀30min后上清液排放或回用。
2.按照权利要求1所述的一种含高浓度阴离子表面活性剂废水处理方法，其特征是：所述的高浓度阴离子表面活性剂质量浓度在2000-3000mg/L。
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