CN106995255B - 一种微电解-光芬顿高级氧化处理印染废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微电解‑光芬顿高级氧化处理印染废水的方法，利用海绵铁与沥青基碳短切纤维作为铁碳微电解填料，采用压制后二次烧结制得微电解填料块，海绵铁表面性能高，沥青基碳短切纤维导电性能良好，韧性强，与海绵铁压制烧结更加牢固不易破散，进而加强电解效果。使用幕帘模块式结构使废水自上至下循环经微电解处理，在微电解填料层间隔添加粗吸附脱色层，减少海绵铁和碳分子筛的吸附作用，提高微电解效率，最后使用深度脱色滤塔精滤吸附脱色。本发明工艺环境友好、操作简便、脱色效率高，适于大规模工业化应用。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种微电解-光芬顿高级氧化处理印染废水的方法。
背景技术
纺织印染行业是用水量较大的工业行业，由于各类纺织印染产品在加工过程中均是以水为媒介进行湿法加工，生产过程中排放的印染废水具有色度大、有机污染物含量高、水质水量变化大等特点，属于难处理的工业废水之一。
印染废水水质随着纤维种类和加工工艺的不同而异，污染物组分差异也很大。印染工艺的程序长、工序多，即使每道工序产生的废水水量和性质也有很大的差别，其产生废水的工序包括：退浆、煮练、漂白、丝光、染色、印花、整理。随着社会的进步和人们生活水平的提高，生产过程中排放的印染废水越来越难以处理，因此对于印染废水处理工艺的研究提出了更高的要求。
印染废水的处理方法主要包括物理化学法和生物法两类。生物法处理印染废水具有运行成本低，操作管理简便等特点，但是生物法难以彻底处理印染废水中的难降解物质。物理化学方法处理印染废水可以有效的去处废水中的难降解有机物及无机物质，使印染废水达到排放标准，但是处理设备易腐蚀损耗，运行管理费用很高。因此，单一的处理方法很难使印染废水达到较好的处理效果，目前多采用物理化学法与生物法相结合的工艺处理印染废水。
目前，水资源的紧缺及污染物的排放，已成为印染行业发展的制约性因素，随着排放标准的日趋严格、水费的不断上涨以及排污费的日益提高，纺织印染行业越来越重视清洁生产，印染废水的回用逐渐引起重视。但是，由于印染废水的水量大，深度处理工艺复杂，运行管理不便，使得印染废水回用的费用很高，影响了技术的推广应用。
发明内容
针对以上技术问题，本发明提供一种一种微电解-光芬顿高级氧化处理印染废水的方法。
本发明的技术方案为：一种微电解-光芬顿高级氧化处理印染废水的方法，包括以下步骤：
(1)微电解粗吸附处理：将印染废水加酸调节pH＝4-5后引入微电解反应器中，微电解反应器中含有模块填料结构，模块填料结构是由网格圆筒组成，直径为8-12cm，模块填料结构包括数量比为2:1的微电解填料层和粗吸附脱色填料层，最上和最下两个网格圆筒内部为粗吸附脱色填料层；将酸化后的印染废水在模块填料结构的填料层中自上向下循环流动1-2h，水流速度为1-5m/min，按气水体积比为6-8:1进行曝气；由于是印染废水，废水颜色偏重，在微电解填料层间隔添加粗吸附脱色层，减少海绵铁和碳分子筛的吸附作用，提高微电解效率，网格圆筒两端可活动，填料可从网格圆筒可活动两端进行挤推替换。
(2)光芬顿氧化处理：将曝气后的印染废水引入光芬顿反应器，测量废水中COD含量，以料液比为1:300-400添加光催化剂，以与COD为3-3.5:1的质量比添加芬顿试剂，芬顿试剂为H2O2和FeSO4·7H2O，其中H2O2与Fe2+的摩尔比为6-18∶1，打开紫外线光源照射反应30-35min，反应温度为25-32℃；
(3)磁混凝处理：将光芬顿氧化处理后的废水引入混凝池，添加25-28mg/L的混凝剂和占废水总质量0.01-0.015％的超磁粉，搅拌3-5min，搅拌速率为200-250r/min，再添加0.38-0.44mg/L的絮凝剂，搅拌1-3min，搅拌速率为60-80r/min，反应40-100min，使用磁分离机进行固液分离得到上清液；
(4)深度脱色处理：将的上清液引入深度脱色滤塔，调节pH至中性，得到达标的无色净化水。
进一步的，步骤(1)的微电解填料层按重量百分比计，包括：40-45％海绵铁粉末、35-42％沥青基碳短切纤维、余量为稀土氧化物粉末；海绵铁粉末的粒径为60-80目，沥青基碳短切纤维的长度为3-10mm，稀土氧化物粉末的粒径为80-100目，海绵铁杂质含量少，比表面积大，表面性能高，沥青基碳短切纤维导电性能良好，韧性高，与海绵铁压制烧结更加牢固。
进一步的，的稀土氧化物粉末为Ce2O、La2O3、Gd2O3中的任意一种或混合几种，起到催化电解的作用。
进一步的，微电解填料层的制备方法为：第一步将上述成分按重量百分比称取混合均匀后，在压模机中挤压成φ10×12cm的圆柱体，挤压力为200-220KN；第二步将圆柱体在隔绝空气的环境下，先在50-70℃低温烘干成型，时间为4-5h，然后采用二次烧结法，先迅速升温至950-1000℃，烧结1.5-2h，后降至450-550℃保温2-3h，冷却后成型即得微电解填料块，采用压制后低温烘干后二次烧结使得微电解填料块更易定型，且牢固不易破散。
进一步的，步骤(1)的粗吸附脱色填料层是由以下重量组分组成：30-40份秸秆、20-25份稻草、15-20份果壳、25-35份硅藻土、10-12份陶粒、3-5份胶黏剂，将以上重量组分混合后在压模机中压制成直径为5cm的圆柱体，即得粗吸附脱色填料，由廉价材料制作的粗吸附脱色填料具有成本低、粗吸附性能良好等特点。
进一步的，步骤(4)的深度脱色滤塔的填充介质从上之下依次为20％蜂窝陶瓷、25％沸石、20％均孔胺基脱色树脂、35％活性炭、超滤膜，均孔胺基脱色树脂粒径为15-25目，超滤膜的平均膜通量为10-12LMH，多层深度过滤吸附脱色达到净化效果。
与现有技术相比本发明的有益效果为：本发明利用海绵铁与沥青基碳短切纤维作为铁碳微电解填料的主要成分，采用压制后低温烘干后二次烧结制得微电解填料块，其中，海绵铁杂质含量少，比表面积大，表面性能高，沥青基碳短切纤维导电性能良好，韧性高，与海绵铁压制烧结更加牢固不易破散，进而加强电解效果。使用幕帘模块式结构使废水自上至下循环经微电解处理，在微电解填料层间隔添加粗吸附脱色层，减少海绵铁和碳分子筛的吸附作用，提高微电解效率，填料从网格圆筒可活动两端进行挤推替换，最后使用深度脱色滤塔精滤吸附脱色。本发明工艺环境友好、操作简便、脱色效率高，适于大规模工业化应用。
具体实施方式
为便于对本发明的理解，下面将结合具体实施例为例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明实施例的限定。
实施例1：
一种微电解-光芬顿高级氧化处理印染废水的方法，包括以下步骤：
(1)微电解粗吸附处理：将印染废水加酸调节pH＝4后引入微电解反应器中，微电解反应器中含有模块填料结构，模块填料结构包括数量比为2:1的微电解填料层和粗吸附脱色填料层，将酸化后的印染废水在模块填料层中自上向下循环流动1h，水流速度为1m/min，按气水体积比为6:1进行曝气；进一步的，模块填料结构是由网格圆筒组成，直径为8cm，网格圆筒两端可活动，最上和最下两个网格圆筒内部为粗吸附脱色填料层。由于是印染废水，废水颜色偏重，在微电解填料层间隔添加粗吸附脱色层，减少海绵铁和碳分子筛的吸附作用，提高微电解效率，填料可从网格圆筒可活动两端进行挤推替换。其中，的微电解填料层按重量百分比计，包括38％沥青基碳短切纤维、57％海绵铁粉末、5％稀土氧化物粉末，沥青基碳短切纤维长度为3mm，海绵铁粉末粒径为60目，稀土氧化物粉末粒径为80目，海绵铁杂质含量少，比表面积大，表面性能高，沥青基碳短切纤维导电性能良好，韧性高，与海绵铁压制烧结更加牢固。其中，的稀土氧化物粉末为Ce2O、La2O3、Gd2O3中的任意一种或混合几种，起到催化电解的作用。其中，微电解填料层的制备方法为：第一步将上述成分按重量百分比称取混合均匀后，在压模机中挤压成φ10×12cm的圆柱体，挤压力为200KN；第二步将圆柱体在隔绝空气的环境下，先在50℃低温烘干成型，时间为4h，然后采用二次烧结法，先迅速升温至950℃，烧结1.5h，后降至450℃保温2h，冷却后成型即得微电解填料块，采用压制后低温烘干后二次烧结使得微电解填料块更易定型，且牢固不易破散。其中，的粗吸附脱色填料层是由以下重量组分组成：30份秸秆、20份稻草、15份果壳、25份硅藻土、10份陶粒、3份胶黏剂，将以上重量组分混合后在压模机中压制成直径为5cm的圆柱体，即得粗吸附脱色填料，由廉价材料制作的粗吸附脱色填料具有成本低、粗吸附性能良好等特点。
(2)光芬顿氧化处理：将曝气后的印染废水引入光芬顿反应器，测量废水中COD含量，以料液比为1:300添加光催化剂，以与COD为3:1的质量比添加芬顿试剂，芬顿试剂为H2O2和FeSO4·7H2O，其中H2O2与Fe2+的摩尔比为6∶1，打开紫外线光源照射反应30min，反应温度为25℃；
(3)磁混凝处理：将光芬顿氧化处理后的废水引入混凝池，添加25mg/L的混凝剂和占废水总质量0.01％的超磁粉，搅拌3min，搅拌速率为200r/min，再添加0.38mg/L的絮凝剂，搅拌1min，搅拌速率为60r/min，反应40min，使用磁分离机进行固液分离得到上清液；
(4)深度脱色处理：将的上清液引入深度脱色滤塔，调节pH至中性，得到达标的无色净化水。其中，的深度脱色滤塔的填充介质从上之下依次为20％蜂窝陶瓷、25％沸石、20％均孔胺基脱色树脂、35％活性炭、超滤膜，均孔胺基脱色树脂粒径为15目，超滤膜的平均膜通量为10LMH，多层深度过滤吸附脱色达到净化效果。
实施例2：
一种微电解-光芬顿高级氧化处理印染废水的方法，包括以下步骤：
(1)微电解粗吸附处理：将印染废水加酸调节pH＝4.5后引入微电解反应器中，微电解反应器中含有模块填料结构，模块填料结构包括数量比为2:1的微电解填料层和粗吸附脱色填料层，将酸化后的印染废水在模块填料层中自上向下循环流动1.5h，水流速度为3m/min，按气水体积比为7:1进行曝气；进一步的，步骤(1)模块填料结构是由网格圆筒组成，直径为10cm，网格圆筒两端可活动，最上和最下两个网格圆筒内部为粗吸附脱色填料层。采用幕帘模块式结构使废水自上至下循环经微电解处理，由于是印染废水，废水颜色偏重，在微电解填料层间隔添加粗吸附脱色层，减少海绵铁和碳分子筛的吸附作用，提高微电解效率，填料可从网格圆筒可活动两端进行挤推替换。其中，的微电解填料层按重量百分比计，包括42％沥青基碳短切纤维、50％海绵铁粉末、8％稀土氧化物粉末，沥青基碳短切纤维长度为6mm，海绵铁粉末粒径为70目，稀土氧化物粉末粒径为90目，海绵铁杂质含量少，比表面积大，表面性能高，沥青基碳短切纤维导电性能良好，韧性高，与海绵铁压制烧结更加牢固。其中，的稀土氧化物粉末为Ce2O、La2O3、Gd2O3中的任意一种或混合几种，起到催化电解的作用。其中，微电解填料层的制备方法为：第一步将上述成分按重量百分比称取混合均匀后，在压模机中挤压成φ10×12cm的圆柱体，挤压力为210KN；第二步将圆柱体在隔绝空气的环境下，先在60℃低温烘干成型，时间为4.5h，然后采用二次烧结法，先迅速升温至980℃，烧结1.5h，后降至500℃保温2.5h，冷却后成型即得微电解填料块，采用压制后低温烘干后二次烧结使得微电解填料块更易定型，且牢固不易破散。其中，的粗吸附脱色填料层是由以下重量组分组成：35份秸秆、22份稻草、17份果壳、30份硅藻土、11份陶粒、4份胶黏剂，将以上重量组分混合后在压模机中压制成直径为5cm的圆柱体，即得粗吸附脱色填料，由廉价材料制作的粗吸附脱色填料具有成本低、粗吸附性能良好等特点。
(2)光芬顿氧化处理：将曝气后的印染废水引入光芬顿反应器，测量废水中COD含量，以料液比为1:350添加光催化剂，以与COD为3.2:1的质量比添加芬顿试剂，芬顿试剂为H2O2和FeSO4·7H2O，其中H2O2与Fe2+的摩尔比为12∶1，打开紫外线光源照射反应32min，反应温度为30℃；
(3)磁混凝处理：将光芬顿氧化处理后的废水引入混凝池，添加27mg/L的混凝剂和占废水总质量0.012％的超磁粉，搅拌4min，搅拌速率为220r/min，再添加0.40mg/L的絮凝剂，搅拌2min，搅拌速率为70r/min，反应70min，使用磁分离机进行固液分离得到上清液；
(4)深度脱色处理：将的上清液引入深度脱色滤塔，调节pH至中性，得到达标的无色净化水。其中，的深度脱色滤塔的填充介质从上之下依次为20％蜂窝陶瓷、25％沸石、20％均孔胺基脱色树脂、35％活性炭、超滤膜，均孔胺基脱色树脂粒径为20目，超滤膜的平均膜通量为11LMH，多层深度过滤吸附脱色达到净化效果。
实施例3：
一种微电解-光芬顿高级氧化处理印染废水的方法，包括以下步骤：
(1)微电解粗吸附处理：将印染废水加酸调节pH＝5后引入微电解反应器中，微电解反应器中含有模块填料结构，模块填料结构包括数量比为2:1的微电解填料层和粗吸附脱色填料层，将酸化后的印染废水在模块填料层中自上向下循环流动2h，水流速度为5m/min，按气水体积比为8:1进行曝气；进一步的，模块填料结构是由网格圆筒组成，直径为12cm，网格圆筒两端可活动，最上和最下两个网格圆筒内部为粗吸附脱色填料层。采用幕帘模块式结构使废水自上至下循环经微电解处理，由于是印染废水，废水颜色偏重，在微电解填料层间隔添加粗吸附脱色层，减少海绵铁和碳分子筛的吸附作用，提高微电解效率，填料可从网格圆筒可活动两端进行挤推替换。其中，的微电解填料层按重量百分比计，包括42％沥青基碳短切纤维、13％稀土氧化物粉末、45％海绵铁粉末，沥青基碳短切纤维长度为10mm，海绵铁粉末粒径为80目，稀土氧化物粉末粒径为100目，海绵铁杂质含量少，比表面积大，表面性能高，沥青基碳短切纤维导电性能良好，韧性高，与海绵铁压制烧结更加牢固。其中，的稀土氧化物粉末为Ce2O、La2O3、Gd2O3中的任意一种或混合几种，起到催化电解的作用。其中，微电解填料层的制备方法为：第一步将上述成分按重量百分比称取混合均匀后，在压模机中挤压成φ10×12cm的圆柱体，挤压力为220KN；第二步将圆柱体在隔绝空气的环境下，先在70℃低温烘干成型，时间为5h，然后采用二次烧结法，先迅速升温至1000℃，烧结2h，后降至550℃保温3h，冷却后成型即得微电解填料块，采用压制后低温烘干后二次烧结使得微电解填料块更易定型，且牢固不易破散。其中，的粗吸附脱色填料层是由以下重量组分组成：40份秸秆、25份稻草、20份果壳、35份硅藻土、12份陶粒、5份胶黏剂，将以上重量组分混合后在压模机中压制成直径为5cm的圆柱体，即得粗吸附脱色填料，由廉价材料制作的粗吸附脱色填料具有成本低、粗吸附性能良好等特点。
(2)光芬顿氧化处理：将曝气后的印染废水引入光芬顿反应器，测量废水中COD含量，以料液比为1:400添加光催化剂，以与COD为3.5:1的质量比添加芬顿试剂，芬顿试剂为H2O2和FeSO4·7H2O，其中H2O2与Fe2+的摩尔比为18∶1，打开紫外线光源照射反应35min，反应温度为32℃；
(3)磁混凝处理：将光芬顿氧化处理后的废水引入混凝池，添加28mg/L的混凝剂和占废水总质量0.015％的超磁粉，搅拌5min，搅拌速率为250r/min，再添加0.44mg/L的絮凝剂，搅拌3min，搅拌速率为80r/min，反应100min，使用磁分离机进行固液分离得到上清液；
(4)深度脱色处理：将的上清液引入深度脱色滤塔，调节pH至中性，得到达标的无色净化水。其中，的深度脱色滤塔的填充介质从上之下依次为20％蜂窝陶瓷、25％沸石、20％均孔胺基脱色树脂、35％活性炭、超滤膜，均孔胺基脱色树脂粒径为25目，超滤膜的平均膜通量为12LMH，多层深度过滤吸附脱色达到净化效果。
尽管已参照其具体实施方案描述和阐明了本发明，但本领域技术人员会认识到，可以在不背离本发明的精神和范围的情况下对其作出各种改变、修改和取代。因此，本发明意在仅受下列权利要求的范围限制且这些权利要求应在合理的程度上尽可能广义地解释。
Claims (5)
1.一种微电解-光芬顿高级氧化处理印染废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)微电解粗吸附处理：将印染废水加酸调节pH＝4-5后引入微电解反应器中，所述微电解反应器中含有模块填料结构，所述的模块填料结构是由网格圆筒组成，直径为8-12cm，模块填料结构包括数量比为2:1的微电解填料层和粗吸附脱色填料层，最上和最下两个网格圆筒内部为粗吸附脱色填料层；将酸化后的印染废水在所述模块填料结构的填料层中自上向下循环流动1-2h，水流速度为1-5m/min，按气水体积比为6-8:1进行曝气；
(2)光芬顿氧化处理：将曝气后的印染废水引入光芬顿反应器，测量废水中COD含量，以料液比为1:300-400添加光催化剂，以与COD为3-3.5:1的质量比添加芬顿试剂，所述芬顿试剂为H2O2和FeSO4·7H2O，其中H2O2与Fe2+的摩尔比为6-18∶1，打开紫外线光源照射反应30-35min，反应温度为25-32℃；
(3)磁混凝处理：将光芬顿氧化处理后的废水引入混凝池，添加25-28mg/L的混凝剂和占废水总质量0.01-0.015％的超磁粉，搅拌3-5min，搅拌速率为200-250r/min，再添加0.38-0.44mg/L的絮凝剂，搅拌1-3min，搅拌速率为60-80r/min，反应40-100min，使用磁分离机进行固液分离得到上清液；
(4)深度脱色处理：将所述的上清液引入深度脱色滤塔，调节pH至中性，得到达标的无色净化水。
2.如权利要求1所述的一种微电解-光芬顿高级氧化处理印染废水的方法，其特征在于，步骤(1)所述的微电解填料层按重量百分比计，包括：40-45％海绵铁粉末、35-42％沥青基碳短切纤维、余量为稀土氧化物粉末；所述海绵铁粉末的粒径为60-80目，所述沥青基碳短切纤维的长度为3-10mm，所述稀土氧化物粉末的粒径为80-100目。
3.如权利要求2所述的一种微电解-光芬顿高级氧化处理印染废水的方法，其特征在于，所述的稀土氧化物粉末为Ce2O、La2O3、Gd2O3中的任意一种或混合几种。
4.如权利要求2所述的一种微电解-光芬顿高级氧化处理印染废水的方法，其特征在于，所述微电解填料层的制备方法为：第一步将上述成分按所述重量百分比称取混合均匀后，在压模机中挤压成φ10×12cm的圆柱体，挤压力为200-220KN；第二步将所述圆柱体在隔绝空气的环境下，先在50-70℃低温烘干成型，时间为4-5h，然后采用二次烧结法，先迅速升温至950-1000℃，烧结1.5-2h，后降至450-550℃保温2-3h，冷却后成型即得微电解填料。
5.如权利要求1所述的一种微电解-光芬顿高级氧化处理印染废水的方法，其特征在于，步骤(1)所述的粗吸附脱色填料层是由以下重量组分组成：30-40份秸秆、20-25份稻草、15-20份果壳、25-35份硅藻土、10-12份陶粒、3-5份胶黏剂，将以上重量组分混合后在压模机中压制成直径为5cm的球形，即得粗吸附脱色填料。
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