CN105084602A - 一种降解浓盐水cod的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种降解浓盐水COD的方法，经软化处理，通过化学法降低浓盐水中的硬度，从而去除浓盐水中的部分COD；再经催化氧化处理、絮凝沉降处理，强化絮凝作用，达到降解COD的目的。本发明将软化技术、催化氧化技术和絮凝沉降技术联合使用，能有效降解浓盐水中的COD。通过本发明处理浓盐水，COD去除率高，脱色效果好，处理后的浓盐水能达标回用，且试剂用量少。相比于现有的浓盐水处理方法，COD去除率能提高10%～15%、色度能降低5～10倍。
Description
技术领域
本发明涉及一种降解浓盐水COD的方法，属于水净化处理技术领域。
背景技术
随着国家环保政策的贯彻执行，企业纷纷启动各种废水回用项目，而废水回用不得不面临浓盐水问题，浓盐水的再生处理及达标排放已成为困扰水处理的难点。
目前，经过纳滤膜工艺后的浓盐水常用处理方法可以分为两大类，第一类是直接排放，如排入海洋、地表水、污水处理系统等；第二类是将浓盐水进行再利用，如地表灌溉、制盐、提取化工原料等，可有效的利用资源，创造一定的经济效益。
上述第一类处理方法是将浓盐水直接排放，会造成海洋、地表水的盐度升高，会破坏水体的生态平衡；第二类处理方法是将浓盐水进行回收利用，虽能创造一定的经济效益，但回收工艺复杂，且尚未成熟。因此，有必要研发降解浓盐水COD的方法。
发明内容
为克服现有处理浓盐水存在的再次污染及工艺复杂等问题，本发明目的在于提出一种简单、有效的浓盐水COD降解方法，通过软化、催化氧化与絮凝沉降联合作用，使处理后的浓盐水能达标回用，实现浓盐水的资源化利用。
本发明通过下列技术方案实现：一种降解浓盐水COD的方法，经过下列各步骤：
（1）软化处理：按浓盐水与软化剂的体积比为（2～3）:500，在待处理的浓盐水中添加软化剂，并经充分搅拌后进行静置沉淀10～30min，取上清液；此步骤通过化学法降低浓盐水中的硬度，从而去除浓盐水中的部分COD；
（2）催化氧化处理：用酸溶液调节步骤（1）所得上清液的pH为2.5～3，再按活性炭与浓盐水的固液比g/mL计为（1.5～2）:500加入活性炭作为催化剂，然后按浓盐水与氧化剂的体积比为500:（2～3）加入氧化剂，经充分搅拌5～10min，得到反应体系；
（3）絮凝沉降处理：调节步骤（2）所得反应体系的pH为9～11，再按反应体系与絮凝剂的体积比为400:（1～2）添加絮凝剂，经充分搅拌后以微波加热2～3min，然后静置进行絮凝沉降，即得到净化后浓盐水。微波加热提供了强化絮凝的作用，达到降解COD的目的。
所述步骤（1）的浓盐水为经过纳滤膜工艺后的浓盐水。
所述步骤（1）的软化剂为质量浓度20～30%的CaO、Ca(OH)2、NaOH或Na2CO3溶液。
所述步骤（2）的酸溶液为质量浓度98%的H2SO4溶液。
所述步骤（2）的氧化剂为质量浓度10%的次氯酸钠、次氯酸钙或二氧化氯溶液。
所述步骤（2）的活性炭采用柱状颗粒活性炭。
所述步骤（3）的反应体系的pH为9～11是用质量浓度为30%的NaOH或Ca(OH)2溶液调节。
所述步骤（3）的絮凝剂为质量浓度25～30%的CaO溶液、质量浓度25～30%的Ca(OH)2溶液、质量浓度0.1～0.2%的聚丙烯酰胺（PAM）溶液、质量浓度0.6～0.8%的聚合氯化铝（PAC）溶液中的一种或几种。
所述步骤（3）微波加热的功率为800～1000W。
本发明中活性炭-次氯酸盐催化氧化的原理为：次氯酸盐在水解过程中产生氧化性很强的次氯酸，在酸性溶液中，水解反应能够大大加快，直至反应完全。同时在酸性溶液中，活性炭中的铁、镍被溶解成亚铁离子、镍离子，次氯酸钠等氧化剂在这些金属离子的催化作用下产生极强活性的原子氧（O），次氯酸和原子氧能破坏水中酚类物质稳定的分子结构，形成易降解的有机分子。活性炭是还原性物质，在分解次氯酸盐的过程中，自身表面也被氧化成具有氧化性能的氧基团。当浓盐水中酚类物质被次氯酸和原子氧进攻后，这些氧基团可参与后续反应，从而使废水中的COD和苯酚迅速下降。
本发明具备下列优点及效果：本发明将软化技术、催化氧化技术和絮凝沉降技术联合使用，能有效降解浓盐水中的COD。通过本发明处理浓盐水，COD去除率高，脱色效果好，处理后的浓盐水能达标回用，且试剂用量少。相比于现有的浓盐水处理方法（如反渗透法、蒸馏—结晶技术、膜蒸馏—结晶技术等），COD去除率能提高10%～15%、色度能降低5～10倍。《一种处理焦化纳滤浓盐水的方法》（申请号201410634226.7），虽然其处理后所得出水的水质可达到COD≤100mg/L，水质指标达到《炼焦化学工业污染物排放标准GB16171-2012》，但与本发明相比，其脱色效率不明显，本发明的脱色效率能高于其5～10倍。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
（1）软化处理：按浓盐水与软化剂的体积比为2:500，在待处理的浓盐水（COD含量为200mg/L～500mg/L）中添加软化剂，并经充分搅拌后进行静置沉淀30min，取上清液；其中软化剂为质量浓度20%的Na2CO3溶液；此步骤通过化学法降低浓盐水中的硬度，从而去除浓盐水中的部分COD；
（2）催化氧化处理：用质量浓度98%的H2SO4溶液调节步骤（1）所得上清液的pH为2.86，再按活性炭与浓盐水的固液比g/mL计为1.5:500加入柱状颗粒活性炭作为催化剂，然后按浓盐水与氧化剂的体积比为500:2加入质量浓度10%的次氯酸钠溶液，经充分搅拌10min，得到反应体系；
（3）絮凝沉降处理：用质量浓度为30%的NaOH溶液调节步骤（2）所得反应体系的pH为9，再按反应体系与絮凝剂的体积比为400:1添加絮凝剂，经充分搅拌后以功率为1000W的微波加热3min，然后静置进行絮凝沉降，即得到净化后浓盐水。其中，絮凝剂为质量浓度30%的CaO溶液。此步骤微波加热提供了强化絮凝的作用，达到降解COD的目的。
效果：絮凝沉降效果好，沉淀多，脱色效果明显，色度降低10倍，最终COD含量降至98.56mg/L，符合国家标准《GB16171-2012》。
实施例2
（1）软化处理：按浓盐水与软化剂的体积比为2:500，在待处理的浓盐水（COD含量为500mg/L～1000mg/L）中添加软化剂，并经充分搅拌后进行静置沉淀20min，取上清液；其中软化剂为质量浓度30%的NaOH溶液；此步骤通过化学法降低浓盐水中的硬度，从而去除浓盐水中的部分COD；
（2）催化氧化处理：用质量浓度98%的H2SO4溶液调节步骤（1）所得上清液的pH为2.5，再按活性炭与浓盐水的固液比g/mL计为2:500加入柱状颗粒活性炭作为催化剂，然后按浓盐水与氧化剂的体积比为500:3加入质量浓度10%的次氯酸钙溶液，经充分搅拌8min，得到反应体系；
（3）絮凝沉降处理：用质量浓度为30%的Ca(OH)2溶液调节步骤（2）所得反应体系的pH为10，再按反应体系与絮凝剂的体积比为400:2添加絮凝剂，经充分搅拌后以功率为800W的微波加热2min，然后静置进行絮凝沉降，即得到净化后浓盐水。其中，絮凝剂为质量浓度0.1%的聚丙烯酰胺（PAM）溶液和质量浓度0.6%的聚合氯化铝（PAC）溶液。此步骤微波加热提供了强化絮凝的作用，达到降解COD的目的。
效果：絮凝沉降效果好，沉淀多，脱色效果明显，色度降低9倍，最终COD含量降至98.09mg/L，符合国家标准《GB16171-2012》。
实施例3
（1）软化处理：按浓盐水与软化剂的体积比为3:500，在待处理的浓盐水（COD含量为500mg/L～1000mg/L）中添加软化剂，并经充分搅拌后进行静置沉淀10min，取上清液；其中软化剂为质量浓度25%的CaO溶液；此步骤通过化学法降低浓盐水中的硬度，从而去除浓盐水中的部分COD；
（2）催化氧化处理：用质量浓度98%的H2SO4溶液调节步骤（1）所得上清液的pH为3，再按活性炭与浓盐水的固液比g/mL计为1.8:500加入柱状颗粒活性炭作为催化剂，然后按浓盐水与氧化剂的体积比为500:3加入质量浓度10%的二氧化氯溶液，经充分搅拌5min，得到反应体系；
（3）絮凝沉降处理：用质量浓度为30%的Ca(OH)2溶液调节步骤（2）所得反应体系的pH为11，再按反应体系与絮凝剂的体积比为400:2添加絮凝剂，经充分搅拌后以功率为900W的微波加热3min，然后静置进行絮凝沉降，即得到净化后浓盐水。其中，絮凝剂为质量浓度28%的CaO溶液和质量浓度25%的Ca(OH)2溶液。此步骤微波加热提供了强化絮凝的作用，达到降解COD的目的。
效果：絮凝沉降效果好，沉淀多，脱色效果明显，色度降低10倍，最终COD含量降至99.25mg/L，符合国家标准《GB16171-2012》。
实施例4
（1）软化处理：按浓盐水与软化剂的体积比为2:500，在待处理的浓盐水（COD含量为200mg/L～500mg/L）中添加软化剂，并经充分搅拌后进行静置沉淀15min，取上清液；其中软化剂为质量浓度30%的Ca(OH)2溶液；此步骤通过化学法降低浓盐水中的硬度，从而去除浓盐水中的部分COD；
（2）催化氧化处理：用质量浓度98%的H2SO4溶液调节步骤（1）所得上清液的pH为3，再按活性炭与浓盐水的固液比为2:500加入柱状颗粒活性炭作为催化剂，然后按浓盐水与氧化剂的体积比为500:2加入质量浓度10%的次氯酸钠溶液，经充分搅拌8min，得到反应体系；
（3）絮凝沉降处理：用质量浓度为30%的NaOH或Ca(OH)2溶液调节步骤（2）所得反应体系的pH为10，再按反应体系与絮凝剂的体积比为400:1添加絮凝剂，经充分搅拌后以功率为1000W的微波加热2min，然后静置进行絮凝沉降，即得到净化后浓盐水。其中，絮凝剂为质量浓度0.2%的聚丙烯酰胺（PAM）溶液和质量浓度0.8%的聚合氯化铝（PAC）溶液。此步骤微波加热提供了强化絮凝的作用，达到降解COD的目的。
效果：絮凝沉降效果好，沉淀多，脱色效果明显，色度降低10倍，最终COD含量降至98.61mg/L，符合国家标准《GB16171-2012》。
Claims (9)
1.一种降解浓盐水COD的方法，其特征在于经过下列各步骤：
（1）软化处理：按浓盐水与软化剂的体积比为（2～3）:500，在待处理的浓盐水中添加软化剂，并经充分搅拌后进行静置沉淀10～30min，取上清液；
（2）催化氧化处理：用酸溶液调节步骤（1）所得上清液的pH为2.5～3，再按活性炭与浓盐水的固液比g/mL计为（1.5～2）:500加入活性炭作为催化剂，然后按浓盐水与氧化剂的体积比为500:（2～3）加入氧化剂，经充分搅拌5～10min，得到反应体系；
（3）絮凝沉降处理：调节步骤（2）所得反应体系的pH为9～11，再按反应体系与絮凝剂的体积比为400:（1～2）添加絮凝剂，经充分搅拌后以微波加热2～3min，然后静置进行絮凝沉降，即得到净化后浓盐水。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（1）的浓盐水为经过纳滤膜工艺后的浓盐水。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（1）的软化剂为质量浓度20～30%的CaO、Ca(OH)2、NaOH或Na2CO3溶液。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（2）的酸溶液为质量浓度98%的H2SO4溶液。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（2）的氧化剂为质量浓度10%的次氯酸钠、次氯酸钙或二氧化氯溶液。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（2）的活性炭采用柱状颗粒活性炭。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（3）的反应体系的pH为9～11是用质量浓度为30%的NaOH或Ca(OH)2溶液调节。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（3）的絮凝剂为质量浓度25～30%的CaO溶液、质量浓度25～30%的Ca(OH)2溶液、质量浓度0.1～0.2%的聚丙烯酰胺（PAM）溶液、质量浓度0.6～0.8%的聚合氯化铝（PAC）溶液中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（3）微波加热的功率为800～1000W。
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