CN105967285A

CN105967285A - 一种高浓度苯酸酯类工业废水的处理方法

Info

Publication number: CN105967285A
Application number: CN201610359124.8A
Authority: CN
Inventors: 刘天晴; 汪涛; 周国强; 白云; 卜雅婷; 胡广
Original assignee: Yangzhou University
Current assignee: Yangzhou University
Priority date: 2016-05-27
Filing date: 2016-05-27
Publication date: 2016-09-28

Abstract

一种高浓度苯酸酯类工业废水的处理方法，属于环境、化学化工技术领域，本发明技术方案是：采用脉冲电絮凝方法，对废水处理2～4h后，经固液分离后，取得净化后的水体。本发明将脉冲电絮凝以及自身微电解技术有机结合起来，达到了通过控制脉冲电源来对微电解的控制，省略了人为配比添加铁、碳的步骤，而且使絮凝程序一步完成，使整个工艺流程简单化但是效率更高，该工艺大大降低了废水中苯酸酯类污染物的含量以及COD值，改善了废水的可生化性。

Description

一种高浓度苯酸酯类工业废水的处理方法

技术领域

本发明属于环境、化学化工技术领域，具体涉及一种高浓度苯酸酯类工业废水的高效处理技术。

背景技术

随着社会的发展塑料、陶瓷、纤维、化妆品的等的大规模生产和使用，其中作为这类制品生产中必不可少的添加剂-苯酸酯类化合物的使用量也越来越大。研究表明，苯酸酯类化合物属于环境激素类化合物，和雌激素样作用类似，可对人和其它动物的内分泌系统造成影响，导致生殖、发育等的异常，同时大剂量的苯酸酯类化合物可对人及其它动物产生致畸、致癌以及致突变影响。所以控制环境中苯酸酯类化合物的含量已经成为目前环境领域的研究难点与热点。为了保护地球上生物生存所必须的水资源，制定经济、有效的高浓度苯酸酯类化合物污水水处理工艺技术已成为大势所趋。

目前，对于处理含高浓度苯酸酯类化合物污水比较有效的的一种方法就是生物降解。但是，可降解苯酸酯类化合物的微生物的培养本身就是一个复杂的过程，另外一般工业废水要么显强酸性，要么显强碱性等等这一系列苛刻的客观因素都使得用生物降解法除去苯酸酯类化合物仍然处在实验室阶段，将其大规模应用于工业上去处理含高浓度苯酸酯类化合物工业废水仍然很难实现。氧化法、电解法、生物降解法、活性炭吸附等这些方法,从处理效果上来看，单一的处理方法其效果是有限的，且实际应用也有困难，因此实际应用性强、处理效果好才是处理高浓度苯酸酯类工业废水的发展要求。目前针对高浓度苯酸酯类工业废水处理的报道大多还只是停留在单一的处理方法上，如：活性炭吸附工业废水中的领苯二甲酸二丁酯（刘辉,方占强,曾宝强等，4种活性炭吸附典型内分泌干扰物 DBP的特性华南师范大学学报自然科学版,2008，4：87-93.），以及利用微电解法处理废水中的邻苯二甲酸酯（徐焕成等，铝碳微电解法降解水中邻苯二甲酸酯，化工环保，2014： 34（6）.）等这些都是单一的处理技术，处理效率不高，且在实际工业应用中比较困难。

发明内容

本发明目的是提出一种工艺流程简单化、效率较高的浓度苯酸酯类工业废水的处理方法。

本发明技术方案是：采用脉冲电絮凝方法，对废水处理2～4h后，经固液分离后，取得净化后的水体。

本发明所指的浓度苯酸酯类工业废水的pH值为1～2，废水中各物质含量特点如下(单位：mg/L)：

CODcr	BOD	苯酸酯类化合物	总氮	总磷
					12000-40000	≤2500	3500-5500	≤2000	≤150

本发明将脉冲电絮凝以及自身微电解技术有机结合起来，达到了通过控制脉冲电源来对微电解的控制，省略了人为配比添加铁、碳的步骤，而且使絮凝程序一步完成，使整个工艺流程简单化但是效率更高，该工艺大大降低了废水中苯酸酯类污染物的含量以及COD值，改善了废水的可生化性。

进一步地，本发明在所述脉冲电絮凝方法中，以铁和石墨为电极材料，电源频率为 0.7～1.2KHz。

本发明工作原理：采用脉冲电絮凝技术进行处理，处理过程中通过对脉冲电源的控制从而达到对溶液中Fe²⁺与C含量的控制，因为Fe和C之间存在的电极电位差，所以会形成无数的微电池系统，在它们的作用空间构成一个又一个的电场，从而对废水中的苯酸酯类化合物产生微电解作用。微电解过程中产生的游离态H、与Fe²⁺等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应；阳极反应产生的Fe²⁺具有较强的还原性，可使废液中难降解的苯酸酯类化合物分解成易降解的小分子有机物。同时阴极反应产生大量新生态的[H]和[O]，在偏酸性的条件下，这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，使有机大分子发生断链降解，从而分解成易生物降解的小分子有机物，提高了废水的可生化性。此外，Fe²⁺和Fe³⁺是良好的絮凝剂，特别是新生的二价铁离子具有更高的吸附-絮凝活性，调节废水的pH可使铁离子变成氢氧化物的絮状沉淀，吸附污水中的悬浮或胶体态的微小颗粒及有机高分子，可进一步降低废水的色度，同时去除部分有机污染物质使废水得到净化。本发明就是巧妙的利用脉冲电原将絮凝技术和微电解技术结合在了一起，大大提高了处理效率。

电源频率的选定是由一系列实验得到的，因为用的是脉冲电源，所以电源频率的可控性是它的一大优点所在，实验所用仪器的电源频率可控范围是0.0-4.0KHz，经过实验得到：在其它反应条件相同的条件下，①电源频率在0.0-0.7KHz之间时苯酸酯类化合物以及COD的去除率最高只能达到82.0%左右。②电源频率在0.7～1.2KHz之间时苯酸酯类化合物以及COD的去除率会有个突然的增加，可达到95.0%左右。③电源频率在1.2～4.0KHz之间时苯酸酯类化合物以及COD的去除率虽然可以维持在95.0%左右，但是考虑到频率越高耗能越大，所以综合考虑选用电源频率为0.7～1.2KHz。

本发明主要针对的是高浓度苯酸酯类工业废水的特点：检测其COD值高达35000mg/L左右，难降解苯酸酯类化合物含量高；尤其是生化性很差(BOD/COD＝0.1-0.2)，属典型难降解工业废水。根据此类废水的特点，通过各废水处理技术的协同作用来达到净化此类工业废水的效果；从而开发出高效、清洁的处理含高浓度苯酸酯废工业废水的新工艺系统，探索出高浓度苯酸酯废水最佳预处理工艺路线，最终为此类高浓度苯酸酯工业废水制定工艺可行，工程应用经济性最佳的预处理技术方案。

具体实施方案

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

某化纤产一类型含高浓度苯酸酯类化合物-DBP废水：原废水的指标为CODcr：14000mg/L；DBP:4000 mg/L；先采用氢氧化钠溶液或稀硫酸溶液将废水原液的pH值调整至1～2，然后再进行以下处理。

以铁和石墨做电极对废水进行脉冲电絮凝技术处理，电解时间为2～4小时，电源频率控制在0.7～1.2KHz。

脉冲电絮凝技术处理后，经过滤，取得滤过水体，即完成废水处理，检测处理后废水的COD，DBP值，如下表：

序号	工艺步骤	出水COD（mg/L）	出水DBP（mg/L）
				原苯酸酯类废水	14000	4000
1	脉冲电絮凝电解	850	295

对比例：参照实施例的处理方法，使用其他技术处理上述含苯酸酯类废水，保证处理时间相同，其处理工艺和处理后的废水COD、DBP指标分别如下：

对比例1：

序号	工艺步骤	出水COD（mg/L）	出水DBP（mg/L）
				原苯酸酯类废水	14000	4000
1	活性炭吸附	7500	3180

对比例2：

序号	工艺步骤	出水COD（mg/L）	出水DBP（mg/L）
				原苯酸酯类废水	14000	4000
1	微电解	6100	2550

对比例3：

序号	工艺步骤	出水COD（mg/L）	出水DBP（mg/L）
				原苯酸酯类废水	14000	4000
1	光催化氧化	4570	1780

通过以上实施例，可以得到以下结论：

1、针对此类高浓度苯酸酯废水的水质特性，脉冲电源电解和自身微电解工艺单元的有机组合，特别是利用各单元工艺连续性协同作用，具有处理高效、基本无药剂添加以及处理成本低的特点。

2、流程短、操作简单、水质优、泥量少：羟基自由基氧化性强、无选择性，反应迅速，工艺流程短，停留时间少，占地面积小；DBP被氧化分解，大部转化成无害的CO2、水等，分解率高，污泥量少，高效清洁，无二次污染。

3、通过以上实施例工艺流程最终废水COD和DBP的除去率分别可以达到93.9%和92.6%，相较其他处理技术处理效果更好。

Claims

1.一种高浓度苯酸酯类工业废水的处理方法，其特征在于采用脉冲电絮凝方法，对废水处理2～4h后，经固液分离后，取得净化后的水体。

2.根据权利要求1所述高浓度苯酸酯类工业废水的处理方法，其特征在于在所述脉冲电絮凝方法中，以铁和石墨为电极材料，电源频率为 0.7～1.2KHz。