CN108358261A

CN108358261A - 一种废水处理的方法

Info

Publication number: CN108358261A
Application number: CN201810249584.4A
Authority: CN
Inventors: 陆新; 陆一新; 吴菊珍; 石洪超; 任亚琦
Original assignee: Chengdu Technological University CDTU
Current assignee: Chengdu Technological University CDTU; Chengdu Univeristy of Technology
Priority date: 2018-03-23
Filing date: 2018-03-23
Publication date: 2018-08-03

Abstract

本发明提供一种废水处理方法，属于废水处理技术领域。废水处理的方法，是将废水、生化污泥、无机粉末和金属粉末混合以后得到第一混合物，将所述第一混合物高空喷淋进行反应。此废水处理方法能够将电化学、物理蒸发和生物化学耦合的方式进行，有效去除废水中的COD、总氮和总磷，对于难降解废水有很好的处理效果。

Description

一种废水处理的方法

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体而言，涉及一种废水处理的方法。

背景技术

传统的废水处理方法多以单元化方式进行，物化、生化等严格分开。对于生化，工程实践案例中也是厌氧、缺氧、好氧分开布置，随着技术的发展，生化耦合式逐渐多起来，包括接触氧化、MBBR、固定生物床等。但这些技术依然还是生化、物化分开，其废水处理的效率低下。如：对比专利US20170044037A1从提高微生物浓度角度，使其生化反应增强，通过生化氧化还原方式进行污水处理，没有对其进行物化。有的只对污水进行物化，没有进行生化，废水的净化效果均不好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废水处理方法，能够高效处理难降解废水。

本发明是采用以下技术方案实现的：

一种废水处理的方法，将废水、生化污泥、无机粉末和金属粉末混合以后得到第一混合物，将第一混合物高空喷淋进行反应。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述生化污泥占第一混合物的质量百分数为0.1￣6％。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述无机粉末选自活性炭、海泡石、炭黑、凹凸棒和石墨烯中的至少一种。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述无机粉末占第一混合物的质量百分数为0.001％￣0.2％。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述金属粉末选自铁粉、镍粉、铂粉、铜粉和钌粉中的至少一种。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述金属粉末占第一混合物的质量百分数为0.001￣4％。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述金属粉末的比表面积大于200m²/g。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述第一混合物高空喷淋至耦合式处理单元内。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述耦合式处理单元内的反应温度为15￣60℃。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述耦合式处理单元的高度为0.5￣80m。

本发明的较佳实施例提供的废水处理的方法的有益效果是：将废水、生化污泥、无机粉末和金属粉末混合以后，在高空喷淋的情况下，无机粉末与金属粉末会发生电化学反应，从而对废水进行电化学处理；同时，在高空喷淋的过程中，生化污泥的表面发生好氧反应，生化污泥的内部发生厌氧反应，在好氧反应和厌氧反应之间发生缺氧反应，多种反应对废水进行处理，且上述多个反应同时进行，能够产生大量的热量，促使温度上升，可以对废水进行物理蒸发，且蒸发出去的水蒸气为较为纯净的水蒸气。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的废水处理方法进行具体说明。

废水处理的方法，将废水、污泥、无机粉末和金属粉末混合以后得到第一混合物，将第一混合物高空喷淋进行反应。

将废水、生化污泥、无机粉末和金属粉末混合以后，在高空喷淋的情况下，无机粉末与金属粉末会发生电化学反应，从而对废水进行电化学处理；同时，在高空喷淋的过程中，生化污泥的表面发生好氧反应，生化污泥的内部发生厌氧反应，在好氧反应和厌氧反应之间发生缺氧反应，多种反应对废水进行处理，且上述多个反应同时进行，能够产生大量的热量，促使温度上升，可以对废水进行物理蒸发，且蒸发出去的水蒸气为较为纯净的水蒸气。

高空喷淋的过程中，无机粉末和金属粉末进一步发生电化学反应，从而对废水进行电化学处理。同时，高空喷淋的时候，生化污泥的表面能够充分与氧气接触，形成有效的好氧反应，内部会与氧气阻隔，发生厌氧反应，在好氧反应和厌氧反应之间发生缺氧反应，三种反应主要是生物化学耦合反应，能够对废水进行有效的处理。再次，在进行电化学反应和生物化学耦合反应的时候，会产生大量的热量，以使温度上升，从而对废水进行蒸发，将纯净的水蒸气蒸发进入空气中，而废水的浓度进一步提高，从而也提高了电化学和生物化学耦合反应的处理效率，进一步提高废水净化的效率。

生化污泥占第一混合物的质量百分数为0.1￣6％。此质量百分数下的生化污泥能够较多地发生好氧反应与厌氧反应，如果质量百分数小于0.1％，则生化污泥基本发生好氧反应，且好氧反应的量较小，不能通过厌氧反应对废水进行处理，不能很好地达到生物化学耦合反应的效果。如果质量百分数大于6％，则生化污泥基本发生厌氧反应，好氧反应的量较小，不能很好地通过好氧反应对废水进行处理。

无机粉末选自活性炭、海泡石、炭黑、凹凸棒和石墨烯中的至少一种，金属粉末选自铁粉、镍粉、铂粉、铜粉和钌粉中的至少一种。无机粉末与金属粉末之间发生电化学反应，例如：无机粉末为活性炭，金属粉末为铁粉，则将铁粉和活性炭加入到废水中时，铁粉与活性炭形成原电池，加快电极反应，提高反应效率。可选地，无机粉末为海泡石，金属粉末为镍粉，海泡石与镍粉之间发生电化学反应，其净化废水中COD的效率更好，进一步提高废水的净化效率。可选地，金属粉末为铁粉和铜粉，无机粉末为石墨烯，石墨烯和铁粉与铜粉均发生电化学反应，同时，铁粉与铜粉使废水中的有害物质发生催化还原发生，进一步提高废水的处理效率。即金属粉末选择两种以上，废水处理的效率提高，有利于废水中的COD、总氮和总磷的去除。

无机粉末占第一混合物的质量百分数为0.001％￣0.2％，金属粉末占第一混合物的质量百分数为0.001￣4％。无机粉末与金属粉末在此范围内进行添加，能够加快电极反应，提高反应效率，并且，使其电化学反应的效率更好，不会浪费无机粉末和金属粉末。如果无机粉末过多，则会造成无机粉末的浪费，同时，也会抑制微小原电池的电极反应，不利于废水的处理。

可选地，金属粉末的比表面积大于200m²/g，金属粉末的比表面积较大，金属粉末与废水和无机粉末的接触面积较大，使其废水处理的效果更好。同时，两种金属粉末形成催化剂，能够使废水中的有害物质发生催化还原反应，进一步提高废水的净化效率。

优选地，将第一混合物高空喷淋至耦合式处理单元内，方便生物化学耦合反应的发生，以便后续对废水进行处理。同时，同时，在喷淋的过程中，周边和底部的空气自下而上流动，与第一混合物逆流接触，使其好氧反应的效果更好，空气与生化污泥的接触效果更好。

耦合式处理单元内的反应温度为15￣60℃，优选为30￣45℃。更加有利于好氧反应的进行，同时，也有利于多种化学反应进行以后，废水温度的上升，有利于废水的蒸发。

优选地，耦合式处理单元的高度为0.5￣80m，在高度较高的情况下，第一混合物喷淋至耦合式处理单元内的时间更长，增加其反应的时间，同时，可以节约废水处理的占地，降低曝气动力的成本。

后续接泥水分离工段，气浮、沉淀、混凝、膜分离、压滤分离等分离技术的一种或数种组合，最后得到纯净的水。

此废水处理方法能够对废水进行电化学处理，生化污泥的表面进行好氧反应，内部进行厌氧反应，内部与表面之间发生缺氧反应，多种反应对废水进行处理，使其发生生物化学耦合反应。上述多个反应同时进行，能够产生大量的热量，促使温度上升，可以对废水进行物理蒸发，且蒸发出去的水蒸气为较为纯净的水蒸气。

实施例1

废水处理的方法，是将废水、生化污泥、无机粉末和金属粉末混合以后得到第一混合物，将第一混合物高空喷淋进行反应。

实施例2

废水处理的方法，是将废水、质量百分数为0.1％的生化污泥、质量百分数为0.001％％的无机粉末和质量百分数为0.001％的金属粉末混合以后得到第一混合物，将第一混合物高空喷淋至高度为0.5m、温度为15℃的耦合式处理单元内反应。

实施例3

废水处理的方法，是将废水、质量百分数为6％的生化污泥、质量百分数为0.2％的无机粉末和质量百分数为4％的金属粉末混合以后得到第一混合物，将第一混合物高空喷淋至高度为80m、温度为60℃的耦合式处理单元内反应。

实施例4

废水处理的方法，是将废水、质量百分数为2％的生化污泥、质量百分数为0.1％的无机粉末和质量百分数为2％的金属粉末混合以后得到第一混合物，将第一混合物高空喷淋至高度为40m、温度为30℃的耦合式处理单元内反应。

实施例5

废水处理的方法，是将废水、质量百分数为4％的生化污泥、质量百分数为0.15％的无机粉末和质量百分数为3％的金属粉末混合以后得到第一混合物，将第一混合物高空喷淋至高度为60m、温度为45℃的耦合式处理单元内反应。

实施例6

某精细化工废水有机物含量为1.0￣5.0％wt(平均为3.2％wt，其重要成分为氮杂环、苯类有机物)，生化需氧量与化学需氧量的比值为0.01￣0.03。将中某精细化工废水、质量百分数为5.3％的生化污泥、质量百分数为0.005％的铁粉、质量百分数为0.001％的镍粉、质量百分数为0.05％的活性炭、质量百分数为0.2％的海泡石粉末混合以后得到第一混合物，将第一混合物高空喷淋至高度为18m、温度为32℃的耦合式处理单元内反应24h。反应24h以后，使得某精细化工废水的实测蒸发水量为200￣250m³/d(占进水总量50％左右)，产水经沉淀处理后COD低于1000mg/l，后续排入园区污水处理厂深度处理。

实施例7

某城镇生活污水处理厂因混入部分工业污水，生化出水COD始终位于150￣250mg/l之间，同时生化出水总磷为0.8mg/l。将生活污水、质量百分数为2.8％的生化污泥、质量百分数为0.01％的铁粉、质量百分数为0.001％的铜粉、质量百分数为0.1％的活性炭混合以后得到第一混合物，将第一混合物高空喷淋至高度为6m、温度为28℃的耦合式处理单元内反应2h。反应2h以后，使得生活污水的蒸发水量为50￣100m³/d(占中试规模进水8％左右)，产水经沉淀处理后COD低于60mg/l，总磷低于0.2mg/l，总氮的去除率亦提高27％，达标排放进入附近水体。

实验例1

与实施例7的其他条件相同，生化污泥的质量百分数分别为0.09％、0.1％、4％、6％和6.2％，处理后检测某城镇生活污水的COD、蒸发水量、总磷和总氮含量得到表1，

表1 生化污泥的质量百分数对某城镇生活污水的处理影响

从表1可以看出，生化污泥的质量百分数为0.1％￣6％的范围内时，某城镇生活污水的COD含量有大量的减少，蒸发水量较高，总磷的含量大量减少，总氮的去除率较高，所以，化污泥的质量百分数为0.1％￣6％的范围内最佳。

实验例2

与实施例7的其他条件相同，耦合式处理单元内的温度分别为14℃、15℃、40℃、60℃和62℃，处理后检测某城镇生活污水的COD、蒸发水量、总磷和总氮含量得到表2，

表2 耦合式处理单元内的温度对某城镇生活污水的处理影响

从表2可以看出，耦合式处理单元内的温度为15－60℃的范围内时，某城镇生活污水的COD含量有大量的减少，蒸发水量较高，总磷的含量大量减少，总氮的去除率较高，所以，耦合式处理单元内的温度为15－60℃的范围内最佳。

实验例3

与实施例6的其他条件相同，添加铁粉、镍粉、活性炭、和海泡石的质量百分数、处理后检测某精细化工废水的COD、蒸发水量得到表3，

表3 无机粉末和金属粉末对某精细化工废水的处理影响

从表3可以看出，铁粉、镍粉、活性炭和海泡石配合使用，COD的去除率最高，蒸发水量也最多。在不使用海泡石的情况下，COD的去除率有所下降，蒸发水量也有所下降，但下降量不多，也能够达到很好的处理废水的效果。在不使用活性炭的情况下，COD的去除率有所下降，蒸发水量也进一步有所下降，蒸发水量下降较多，但COD的去除率相对较高，能够起到处理废水的效果。在不使用镍粉的情况下，COD的去除效果有待加强，但蒸发水量较高，能够起到处理废水的效果。在不使用铁粉的情况下，相对来说，COD的去除效果和蒸发水量的量都有待提高，处理废水的效果需要进一步提高。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种废水处理的方法，其特征在于，将废水、生化污泥、无机粉末和金属粉末混合以后得到第一混合物，将所述第一混合物高空喷淋进行反应。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生化污泥的活性污泥含量为0.1～6％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无机粉末选自活性炭、海泡石、炭黑、凹凸棒和石墨烯中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述无机粉末占所述第一混合物的质量百分数为0.001％～0.2％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属粉末选自铁粉、镍粉、铂粉、铜粉和钌粉中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述金属粉末占所述第一混合物的质量百分数为0.001～4％。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述金属粉末的比表面积大于200m²/g。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一混合物高空喷淋至耦合式处理单元内。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述耦合式处理单元内的反应温度为15～60℃。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述耦合式处理单元的高度为0.5～80m。