CN108264177A - 一种气窝腔氧化处理废水的方法 - Google Patents
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Abstract
一种气窝腔氧化处理废水的方法，包括如下步骤：(1)氯化处理；(2)混凝沉降处理；(3)气窝腔氧化处理：在将步骤(2)处理后的出水置于水箱中，水箱中加入一定量的过氧化氢溶液，按体积比计过氧化氢溶液加入量为水箱中步骤(2)处理后的出水的1～10％，所述过氧化氢溶液的质量浓度为15‑25％；利用离心泵产生高速水流，然后进入空花器进行空化反应，同时利用紫外线装置来诱导过氧化氢产生羟基自由基，紫外线装置设置在空化器回流水箱的管路上，对有机物进行进一步的氧化；然后水流流回水箱，进行不断循环处理，气窝腔氧化处理1‑4小时，出水。适用于Cod在7000‑10000mg/L、Ph值在6～12、水量10～35m3/h且可生化性差或有毒不适于微生物生长的化工制药和机械制造等行业的废水，废水经处理后85‑95％可回收利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保领域，尤其是一种气窝腔氧化处理废水的方法。
背景技术
废水处理(wastewater treatment methods)就是利用物理、化学和生物的方法对废水进行处理，使废水净化，减少污染，以至达到废水回收、复用，充分利用水资源。
在生活污水、食品加工和造纸等工业废水中，含有碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素等有机物质。这些物质以悬浮或溶解状态存在于污水中，可通过微生物的生物化学作用而分解。在其分解过程中需要消耗氧气，因而被称为耗氧污染物。这种污染物可造成水中溶解氧减少，影响鱼类和其他水生生物的生长。水中溶解氧耗尽后，有机物进行厌氧分解，产生硫化氢、氨和硫醇等难闻气味，使水质恶化。水体中有机物成分非常复杂，耗氧有机物浓度常用单位体积水中耗氧物质生化分解过程中所消耗的氧量表示。
有机废水水质特点：
1、有机物浓度高。COD一般在2000mg/以上,有的甚至高达几万乃至几十万mg/L,相对而言,BOD较低，很多废水BOD与COD的比值小于0.3。
2、成分复杂。含有毒性物质废水中有机物以芳香族化合物和杂环化合物居,还多含有硫化物、氮化物、重金属和有毒有机物。
3、色度高，有异味。有些废水散发出刺鼻恶臭,给周围环境造成不良影响。
4、具有强酸强碱性。工业产生的有机废水中,酸、碱类众多，往往具有强酸或强碱性。
5、不易生物降解有机废水中所含的有机污染物结构复杂，如蔡环是由10个碳原子组成的离域共扼键，结构相当稳定，难以降解。这类废水中大多数的BODSC/OD极低，生化性差，且对微生物有毒性，难以用一般的生化方法处理。
现有的有机废水处理方法主要有：物化处理技术、萃取法、吸附法、浓缩法。
物化法常作为一种预处理的手段应用于有机废水处理，预处理的目的是通过回收废水中的有用成分，或对一些难生物降解物进行处理，从而达到去除有机物，提高生化性，降低生化处理负荷降，提高处理效率。一般常用的物化法有萃取法、吸附法、浓缩法、超声波降解法等。
在众多的预处理方法中，萃取法具有效率高、操作简单、投资较少等特点。特别是基于可逆络合反应的萃取分离方法，对极性有机稀溶液的分离具有高效性和选择性，在难降解有机废水的处理方面具有广阔的应用前景。
溶剂萃取法利用难溶或不溶于水的有机溶剂与废水接触，萃取废水中的非极性有机物，再对负载后的萃取剂进一步处理。为了避免有机溶剂对环境的污染,又开发了超临界二氧化碳萃取。该法简单易行该法简单易行,适于处理有回收价值的有机物,但只能用于非极性有机物,被萃取的有机物和萃取后的废水需要进一步处理,有机溶剂还可能造成二次污染。萃取只是一个污染物的物理转移过程,而非真正的降解。
由清华大学开发的萃取一反萃取体系，可以应用于多种染料与中间体废母液资源回收，对染料中间体的回收率达90％以上，脱色效果也达到同样水平，正在逐步推广于染料废水的治理工程中。
吸附剂的种类很多，有活性炭、大孔树脂、活性白土、硅藻土等。
在有机废水中常用的吸附剂有活性炭和大孔树脂在。虽然活性炭具有较高的吸附性，但由于再生困难、费用高而在国内较少使用。例如将活性炭投加到难降解染料废水的试验容器中，当活性炭的投加浓度为200mg/L时，色度的去除率为77％；而投加质量浓度增加到400mg/L时，色度的去除率达到86％。
浓缩法是利用某些污染物溶解度较小的特点，将大部分水蒸发使污染物浓缩并分离析出的方法。浓缩法操作简，工艺成熟，并能实现有用物质的部分回收，适合于处理含盐有机废水。该法的缺点是能耗高，如有废热可用或降低能耗，则该法是可行的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气窝腔氧化处理废水的方法，通过对工艺的优化，尤其是混凝剂的设计和气窝腔氧化工艺设置，适用于Cod在7000-10000mg/L、Ph值在6～12、水量10～35m3/h且可生化性差或有毒不适于微生物生长的化工制药和机械制造等行业的废水，废水经处理后85-95％可回收利用，减少了浪费，节约了用水，少部分浓水经生物法处理可达标排放。
一种气窝腔氧化处理废水的方法，包括如下步骤：
氯化处理：工业废水加入到反应器中，然后加入质量浓度为10-30％的次氯酸钠溶液，使得反应器中次氯酸钠的浓度为5g/L～18g/L，反应3h～4h，出水；
混凝沉降处理：步骤一出水转入混凝沉淀池，加入混凝剂，加入量为150mg/L～250mg/L，调节pH值至7.5～9，反应1h～2h，进行混凝沉淀处理，出水；
气窝腔氧化处理：在将步骤(2)处理后的出水置于水箱中，水箱中加入一定量的过氧化氢溶液，按体积比计过氧化氢溶液加入量为水箱中步骤(2)处理后的出水的1～10％，所述过氧化氢溶液的质量浓度为15-25％；利用离心泵产生高速水流，然后进入空花器进行空化反应，同时利用紫外线装置来诱导过氧化氢产生羟基自由基，紫外线装置设置在空化器回流水箱的管路上，对有机物进行进一步的氧化；然后水流流回水箱，进行不断循环处理，气窝腔氧化处理1-4小时，出水。
进一步地，所述混凝剂按照重量份的原料包括：氢氧化铝40-50份、沸石2-12份、粉煤灰1-10份，膨润土3-15份、二氧化硅2-8份，硫酸铁16-32份、硫酸镁8-16份、聚二甲基二烯丙基氯化铵5-10份、磷酸15-25份、聚乙基丙烯酰胺3-7份、阳离子型聚丙烯酰胺1-2份、淀粉5-10份、羧甲基纤维素钠4-9份、改性活性炭1-3份、水100-120份。
进一步地，混凝剂的制备方法，具体步骤如下：(1)按照重量份称取各原料；(2)将氢氧化铝、沸石、粉煤灰、二氧化硅、膨润土、硫酸铁、硫酸镁溶于水中，再加入磷酸；(3)升温至40-60℃后，在超声强度为10-15W/m2的超声条件下加入聚二甲基二烯丙基氯化铵，搅拌反应15-30min后，再依次加入淀粉、羧甲基纤维素钠和改性活性炭；(4)反应1-2h后加入聚乙基丙烯酰胺和，阳离子型聚丙烯酰胺，搅拌12-18min后静置至常温，得到混凝剂成品。
进一步地，步骤(1)中所述反应器中次氯酸钠的浓度为7g/L～16g/L。
进一步地,步骤(1)中所述反应器中次氯酸钠的浓度为13g/L～15g/L。
进一步地,所述过氧化氢溶液的质量浓度为18％。
进一步地,按体积比计过氧化氢溶液加入量为水箱中步骤(2)处理后的出水的6％。
进一步地,所述混凝剂按照重量份的原料包括：氢氧化铝42-45份、沸石3-8份、粉煤灰2-7份，膨润土4-15份、二氧化硅3-6份，硫酸铁20-28份、硫酸镁10-14份、聚二甲基二烯丙基氯化铵6-8份、磷酸18-24份、聚乙基丙烯酰胺4-5份、阳离子型聚丙烯酰胺1.2-1.8份、淀粉7-9份、羧甲基纤维素钠5-7份、改性活性炭2-2.7份、水105-115份。
进一步地，混凝剂的制备方法，具体步骤如下：(1)按照重量份称取各原料；(2)将氢氧化铝、沸石、粉煤灰、二氧化硅、膨润土、硫酸铁、硫酸镁溶于水中，再加入磷酸；(3)升温至42-50℃后，在超声强度为12-14W/m2的超声条件下加入聚二甲基二烯丙基氯化铵，搅拌反应16-25min后，再依次加入淀粉、羧甲基纤维素钠和改性活性炭；(4)反应1.2-1.8h后加入聚乙基丙烯酰胺和，阳离子型聚丙烯酰胺，搅拌14-16min后静置至常温，得到混凝剂成品。
本发明具有以下有益效果：
通过氯化、混凝沉降处理、气窝腔氧化处理工艺设置，对废水充分净化，可去除难降解的大分子有机物；达到裂解大分子的有机物，能够处理部分有机物，在降解部分难降解的有机物同时，可以提高废水的可生化性；
采用混凝沉降处理处理废水，可大大提高反应效率，缩短反应时间，减少反应所需药剂量，产生的污泥量也会随之减少；通过在废水中加入优化设计的处理剂，利用处理剂的吸附絮凝作用，可操作性强，适用性广，高效，处理成本低。
适用于Cod在7000-10000mg/L、Ph值在6～12、水量10～35m3/h且可生化性差或有毒不适于微生物生长的化工制药和机械制造等行业的废水，废水经处理后85-95％可回收利用，减少了浪费，节约了用水，少部分浓水经生物法处理可达标排放。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书、权利要求书中所特别指出的方案来实现和获得。
具体实施方式
实施例1
一种气窝腔氧化处理废水的方法，所述原始废水的Cod：8500-9500mg/L，Ph值：9，水量：15m3/h。
包括如下步骤：
氯化处理：工业废水加入到反应器中，然后加入质量浓度为18％的次氯酸钠溶液，使得反应器中次氯酸钠的浓度为7g/L，反应3.5h，出水；
混凝沉降处理：步骤一出水转入混凝沉淀池，加入混凝剂，加入量为190mg/L，调节pH值至8，反应1.5h，进行混凝沉淀处理，出水；
气窝腔氧化处理：在将步骤(2)处理后的出水置于水箱中，水箱中加入一定量的过氧化氢溶液，按体积比计过氧化氢溶液加入量为水箱中步骤(2)处理后的出水的6％，所述过氧化氢溶液的质量浓度为18％；利用离心泵产生高速水流，然后进入空花器进行空化反应，同时利用紫外线装置来诱导过氧化氢产生羟基自由基，紫外线装置设置在空化器回流水箱的管路上，对有机物进行进一步的氧化；然后水流流回水箱，进行不断循环处理，气窝腔氧化处理2小时，出水。
所述混凝剂按照重量份的原料包括：氢氧化铝45份、沸石6份、粉煤灰3份，膨润土6份、二氧化硅5份，硫酸铁18份、硫酸镁9份、聚二甲基二烯丙基氯化铵6份、磷酸18份、聚乙基丙烯酰胺5份、阳离子型聚丙烯酰胺1.4份、淀粉7份、羧甲基纤维素钠5份、改性活性炭2份、水110份。
混凝剂的制备方法，具体步骤如下：(1)按照重量份称取各原料；(2)将氢氧化铝、沸石、粉煤灰、二氧化硅、膨润土、硫酸铁、硫酸镁溶于水中，再加入磷酸；(3)升温至50℃后，在超声强度为12W/m2的超声条件下加入聚二甲基二烯丙基氯化铵，搅拌反应18min后，再依次加入淀粉、羧甲基纤维素钠和改性活性炭；(4)反应1.5h后加入聚乙基丙烯酰胺和，阳离子型聚丙烯酰胺，搅拌15min后静置至常温，得到混凝剂成品。
所述产水的Cod≤90mg/L。
实施例2
一种气窝腔氧化处理废水的方法，所述原始废水的Cod：9000-10000mg/L，Ph值：10，水量：20m3/h。包括如下步骤：
氯化处理：工业废水加入到反应器中，然后加入质量浓度为22％的次氯酸钠溶液，使得反应器中次氯酸钠的浓度为11g/L，反应3.5h，出水；
混凝沉降处理：步骤一出水转入混凝沉淀池，加入混凝剂，加入量为180mg/L，调节pH值至8，反应1.5h，进行混凝沉淀处理，出水；
气窝腔氧化处理：在将步骤(2)处理后的出水置于水箱中，水箱中加入一定量的过氧化氢溶液，按体积比计过氧化氢溶液加入量为水箱中步骤(2)处理后的出水的6％，所述过氧化氢溶液的质量浓度为17％；利用离心泵产生高速水流，然后进入空花器进行空化反应，同时利用紫外线装置来诱导过氧化氢产生羟基自由基，紫外线装置设置在空化器回流水箱的管路上，对有机物进行进一步的氧化；然后水流流回水箱，进行不断循环处理，气窝腔氧化处理3小时，出水。
所述混凝剂按照重量份的原料包括：氢氧化铝45份、沸石8份、粉煤灰7份，膨润土12份、二氧化硅6份，硫酸铁18份、硫酸镁10份、聚二甲基二烯丙基氯化铵7份、磷酸17.5份、聚乙基丙烯酰胺4份、阳离子型聚丙烯酰胺1.3份、淀粉6份、羧甲基纤维素钠7份、改性活性炭2.2份、水115份。
混凝剂的制备方法，具体步骤如下：(1)按照重量份称取各原料；(2)将氢氧化铝、沸石、粉煤灰、二氧化硅、膨润土、硫酸铁、硫酸镁溶于水中，再加入磷酸；(3)升温至40-60℃后，在超声强度为10-15W/m2的超声条件下加入聚二甲基二烯丙基氯化铵，搅拌反应15-30min后，再依次加入淀粉、羧甲基纤维素钠和改性活性炭；(4)反应1-2h后加入聚乙基丙烯酰胺和，阳离子型聚丙烯酰胺，搅拌12-18min后静置至常温，得到混凝剂成品。
所述产水的Cod≤100mg/L。
上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种气窝腔氧化处理废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
氯化处理：工业废水加入到反应器中，然后加入质量浓度为10-30％的次氯酸钠溶液，使得反应器中次氯酸钠的浓度为5g/L～18g/L，反应3h～4h，出水；
混凝沉降处理：步骤一出水转入混凝沉淀池，加入混凝剂，加入量为150mg/L～250mg/L，调节pH值至7.5～9，反应1h～2h，进行混凝沉淀处理，出水；
气窝腔氧化处理：在将步骤(2)处理后的出水置于水箱中，水箱中加入一定量的过氧化氢溶液，按体积比计过氧化氢溶液加入量为水箱中步骤(2)处理后的出水的1～10％，所述过氧化氢溶液的质量浓度为15-25％；利用离心泵产生高速水流，然后进入空花器进行空化反应，同时利用紫外线装置来诱导过氧化氢产生羟基自由基，紫外线装置设置在空化器回流水箱的管路上，对有机物进行进一步的氧化；然后水流流回水箱，进行不断循环处理，气窝腔氧化处理1-4小时，出水。
2.如权利要求1所述的气窝腔氧化处理废水的方法，其特征在于，所述混凝剂按照重量份的原料包括：氢氧化铝40-50份、沸石2-12份、粉煤灰1-10份，膨润土3-15份、二氧化硅2-8份，硫酸铁16-32份、硫酸镁8-16份、聚二甲基二烯丙基氯化铵5-10份、磷酸15-25份、聚乙基丙烯酰胺3-7份、阳离子型聚丙烯酰胺1-2份、淀粉5-10份、羧甲基纤维素钠4-9份、改性活性炭1-3份、水100-120份。
3.如权利要求2所述的气窝腔氧化处理废水的方法，其特征在于，混凝剂的制备方法，具体步骤如下：(1)按照重量份称取各原料；(2)将氢氧化铝、沸石、粉煤灰、二氧化硅、膨润土、硫酸铁、硫酸镁溶于水中，再加入磷酸；(3)升温至40-60℃后，在超声强度为10-15W/m2的超声条件下加入聚二甲基二烯丙基氯化铵，搅拌反应15-30min后，再依次加入淀粉、羧甲基纤维素钠和改性活性炭；(4)反应1-2h后加入聚乙基丙烯酰胺和，阳离子型聚丙烯酰胺，搅拌12-18min后静置至常温，得到混凝剂成品。
4.如权利要求1-3所述的气窝腔氧化处理废水的方法，其特征在于，步骤(1)中所述反应器中次氯酸钠的浓度为7g/L～16g/L。
5.根据权利要求1-4所述的气窝腔氧化处理废水的方法，其特征在于,步骤(1)中所述反应器中次氯酸钠的浓度为13g/L～15g/L。
6.根据权利要求1-5所述的气窝腔氧化处理废水的方法，其特征在于,所述过氧化氢溶液的质量浓度为18％。
7.根据权利要求1-6所述的气窝腔氧化处理废水的方法，其特征在于,按体积比计过氧化氢溶液加入量为水箱中步骤(2)处理后的出水的6％。
8.根据权利要求1-7所述的气窝腔氧化处理废水的方法，其特征在于,所述混凝剂按照重量份的原料包括：氢氧化铝42-45份、沸石3-8份、粉煤灰2-7份，膨润土4-15份、二氧化硅3-6份，硫酸铁20-28份、硫酸镁10-14份、聚二甲基二烯丙基氯化铵6-8份、磷酸18-24份、聚乙基丙烯酰胺4-5份、阳离子型聚丙烯酰胺1.2-1.8份、淀粉7-9份、羧甲基纤维素钠5-7份、改性活性炭2-2.7份、水105-115份。
9.如权利要求1-8所述的气窝腔氧化处理废水的方法，其特征在于，混凝剂的制备方法，具体步骤如下：(1)按照重量份称取各原料；(2)将氢氧化铝、沸石、粉煤灰、二氧化硅、膨润土、硫酸铁、硫酸镁溶于水中，再加入磷酸；(3)升温至42-50℃后，在超声强度为12-14W/m2的超声条件下加入聚二甲基二烯丙基氯化铵，搅拌反应16-25min后，再依次加入淀粉、羧甲基纤维素钠和改性活性炭；(4)反应1.2-1.8h后加入聚乙基丙烯酰胺和，阳离子型聚丙烯酰胺，搅拌14-16min后静置至常温，得到混凝剂成品。
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