CN108467142A - 一种工业有机废水的预处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种工业有机废水的预处理方法，包括以下步骤：S1.将有机废水过滤，将废水的pH为4.5‑6.5；过超声协同Fenton反应进行降解，其中，Fenton试剂和溴化十六烷基三甲胺改性的沸石按照质量比为1‑3:0.5‑3制成混合料，其中混合料在废水中的投加浓度为500‑1500ppm；S3.将步骤S2中的废水过滤，然后再加入复合絮凝剂，超声波反应40‑90min，然后加入固定化酶载体，继续超声波反应60‑120min；S4.步骤S3中的水体沉降，过滤，即可。本预处理方法处理废水的效果显著，方法简单，易实施。

Description

一种工业有机废水的预处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种工业有机废水的预处理方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，国家综合实力和人们的物质生活水平显著提高。但我国的经济属于粗放型经济，工业上的高能耗、低效率必然带来严峻的环境污染问题。有数据表明，全国90%以上的城市水域和50%左右的地下水水质受到污染，湖泊、水库水富营养化和重金属污染程度加剧。化工有机废水的特点是：污染物种类多、毒性 大、 值高、酸性（或碱性）强，大部分都是生物难 降解的污染物质，对生态环境和人体健康有很大的 危害 对于化工有机废水，若直接采用生化方法或其 它单项处理技术不仅经济上不合算，同时也难以达 到良好的处理效果，因此必须寻求高效的预处理措施来提高可生化性，改善水质，提高处理效果。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种工业有机废水的预处理方法，能够有效的去除水中的杂质，改善水质，提高处理效果。
技术方案：一种工业有机废水的预处理方法，包括以下步骤：
S1.将有机废水过滤，将废水的pH 为4.5-6.5；
S2.将调节pH的废水通过超声协同Fenton反应进行降解，其中，Fenton试剂和溴化十六烷基三甲胺改性的沸石按照质量比为1-3:0.5-3制成混合料，其中混合料在废水中的投加浓度为500-1500ppm；
S3.将步骤S2中的废水过滤，然后再加入复合絮凝剂，超声波反应40-90min，然后加入固定化酶载体，继续超声波反应60-120min，所述的复合絮凝剂由以下成分按重量份组成：聚合氯化铝8-18份、聚二甲基二烯丙基氯化铵5-16份，聚氧化乙烯2-6份，羧甲基纤维素接枝季铵化聚丙烯酰胺共聚物10-25份，所述复合絮凝剂占废水总重的0.03-0.6wt%，所述固定化酶载体占废水总量的0.1-3wt%；
S4.步骤S3中的水体沉降，过滤，即可。
进一步的，所述步骤S2中Fenton试剂和溴化十六烷基三甲胺改性的沸石按照质量比为1.5:2.2。
进一步的，所述步骤S2中Fenton反应进行降解过程中协同超声反应，超声的功率为300-700W。
进一步的，所述步骤S3中固定化酶载体的制备方法为将海藻酸钠加入到超声分散均匀的2-10wt%氧化石墨烯水溶液中，配制成质量浓度为3-5wt%的海藻酸钠溶液，然后加入到5-10wt%的氯化钙溶液中，置于0℃下12h，过滤洗涤50℃真空干燥，得到复合凝胶小球；将复合凝胶小球加入5-10wt%戊二醛溶液中，在20℃下反应8h，过滤洗涤，产物于50℃真空干燥；最终将制得的产物溶于琥珀酸缓冲溶液中，然后超声分散溶液，加入漆酶（酶活为546OD/mL）溶液，摇匀后0℃下静置48h。
进一步的，所述步骤S3中加入复合絮凝剂，在频率为300-500W下反应20-40min，然后在频率为500-900W下反应20-50min。
进一步的，所述步骤S3中复合絮凝剂由以下成分按重量份组成：聚合氯化铝10-18份、聚二甲基二烯丙基氯化铵8-12份，聚氧化乙烯3-5份，羧甲基纤维素接枝季铵化聚丙烯酰胺共聚物15-22份。
有益效果：本发明的具有以下优点：
（1） Fenton反应协同超声，既可以利用微电解后生成的铁离子作为均Fenton 试剂，在酸性条件下与双氧水构成Fenton 反应，达到高效去除有机污染物的目的，而超声振荡利用利用超声波的“空化”效应加速反应进行，使反应加速，迅速降解有机物；
（2） 利用Fenton反应和溴化十六烷基三甲胺改性的沸石结合，达到边降解边吸附的效果，增加反应速率；
（3） 在加入复合絮凝剂反应完全以后再加入固定化酶载体，能够吸附废水中残留的污染物。
具体实施方式
实施例1
一种工业有机废水的预处理方法，包括以下步骤：
S1.将有机废水过滤，将废水的pH 为4.5；
S2.将调节pH的废水通过超声协同Fenton反应进行降解，其中，Fenton反应进行降解过程中协同超声反应，超声的功率为700W，Fenton试剂和溴化十六烷基三甲胺改性的沸石按照质量比为1:0.5制成混合料，其中混合料在废水中的投加浓度为500ppm；
S3.将步骤S2中的废水过滤，然后再加入复合絮凝剂，在频率为300W下反应20min，然后在频率为900W下反应20min，然后加入固定化酶载体，继续超声波反应60min，所述的复合絮凝剂由以下成分按重量份组成：聚合氯化铝8份、聚二甲基二烯丙基氯化铵16份，聚氧化乙烯2份，羧甲基纤维素接枝季铵化聚丙烯酰胺共聚物25份，所述复合絮凝剂占废水总重的0.03wt%，所述固定化酶载体占废水总量的3wt%，固定化酶载体的制备方法为将海藻酸钠加入到超声分散均匀的2wt%氧化石墨烯水溶液中，配制成质量浓度为5wt%的海藻酸钠溶液，然后加入到5wt%的氯化钙溶液中，置于0℃下12h，过滤洗涤50℃真空干燥，得到复合凝胶小球；将复合凝胶小球加入5wt%戊二醛溶液中，在20℃下反应8h，过滤洗涤，产物于50℃真空干燥；最终将制得的产物溶于琥珀酸缓冲溶液中，然后超声分散溶液，加入漆酶（酶活为546OD/mL）溶液，摇匀后0℃下静置48h；
S4.步骤S3中的水体沉降，过滤，即可。
实施例2
一种工业有机废水的预处理方法，包括以下步骤：
S1.将有机废水过滤，将废水的pH 为6.5；
S2.将调节pH的废水通过超声协同Fenton反应进行降解，其中，Fenton反应进行降解过程中协同超声反应，超声的功率为300W，Fenton试剂和溴化十六烷基三甲胺改性的沸石按照质量比为3:3制成混合料，其中混合料在废水中的投加浓度为1500ppm；
S3.将步骤S2中的废水过滤，然后再加入复合絮凝剂，在频率为500W下反应40min，然后在频率为500W下反应50min，然后加入固定化酶载体，继续超声波反应120min，所述的复合絮凝剂由以下成分按重量份组成：聚合氯化铝18份、聚二甲基二烯丙基氯化铵5份，聚氧化乙烯6份，羧甲基纤维素接枝季铵化聚丙烯酰胺共聚物10份，所述复合絮凝剂占废水总重的0.6wt%，所述固定化酶载体占废水总量的0.1wt%，固定化酶载体的制备方法为将海藻酸钠加入到超声分散均匀的10wt%氧化石墨烯水溶液中，配制成质量浓度为3wt%的海藻酸钠溶液，然后加入到10wt%的氯化钙溶液中，置于0℃下12h，过滤洗涤50℃真空干燥，得到复合凝胶小球；将复合凝胶小球加入10wt%戊二醛溶液中，在20℃下反应8h，过滤洗涤，产物于50℃真空干燥；最终将制得的产物溶于琥珀酸缓冲溶液中，然后超声分散溶液，加入漆酶（酶活为546OD/mL）溶液，摇匀后0℃下静置48h；
S4.步骤S3中的水体沉降，过滤，即可。
实施例3
一种工业有机废水的预处理方法，包括以下步骤：
S1.将有机废水过滤，将废水的pH 为5；
S2.将调节pH的废水通过超声协同Fenton反应进行降解，其中，Fenton反应进行降解过程中协同超声反应，超声的功率为400W，Fenton试剂和溴化十六烷基三甲胺改性的沸石按照质量比为1.5:2.2制成混合料，其中混合料在废水中的投加浓度为750ppm；
S3.将步骤S2中的废水过滤，然后再加入复合絮凝剂，在频率为350W下反应25min，然后在频率为600W下反应28min，然后加入固定化酶载体，继续超声波反应80min，所述的复合絮凝剂由以下成分按重量份组成：聚合氯化铝10份、聚二甲基二烯丙基氯化铵12份，聚氧化乙烯3份，羧甲基纤维素接枝季铵化聚丙烯酰胺共聚物22份，所述复合絮凝剂占废水总重的0.1wt%，所述固定化酶载体占废水总量的0.8wt%，固定化酶载体的制备方法为将海藻酸钠加入到超声分散均匀的4wt%氧化石墨烯水溶液中，配制成质量浓度为3wt%的海藻酸钠溶液，然后加入到6wt%的氯化钙溶液中，置于0℃下12h，过滤洗涤50℃真空干燥，得到复合凝胶小球；将复合凝胶小球加入6wt%戊二醛溶液中，在20℃下反应8h，过滤洗涤，产物于50℃真空干燥；最终将制得的产物溶于琥珀酸缓冲溶液中，然后超声分散溶液，加入漆酶（酶活为546OD/mL）溶液，摇匀后0℃下静置48h；
S4.步骤S3中的水体沉降，过滤，即可。
实施例4
一种工业有机废水的预处理方法，包括以下步骤：
S1.将有机废水过滤，将废水的pH 为6；
S2.将调节pH的废水通过超声协同Fenton反应进行降解，其中，Fenton反应进行降解过程中协同超声反应，超声的功率为650W，Fenton试剂和溴化十六烷基三甲胺改性的沸石按照质量比为1.5:2.2制成混合料，其中混合料在废水中的投加浓度为1200ppm；
S3.将步骤S2中的废水过滤，然后再加入复合絮凝剂，在频率为450W下反应35min，然后在频率为700W下反应45min，然后加入固定化酶载体，继续超声波反应105min，所述的复合絮凝剂由以下成分按重量份组成：聚合氯化铝18份、聚二甲基二烯丙基氯化铵8份，聚氧化乙烯5份，羧甲基纤维素接枝季铵化聚丙烯酰胺共聚物15份，所述复合絮凝剂占废水总重的0.5wt%，所述固定化酶载体占废水总量的2.2wt%，固定化酶载体的制备方法为将海藻酸钠加入到超声分散均匀的8wt%氧化石墨烯水溶液中，配制成质量浓度为5wt%的海藻酸钠溶液，然后加入到8wt%的氯化钙溶液中，置于0℃下12h，过滤洗涤50℃真空干燥，得到复合凝胶小球；将复合凝胶小球加入8.8wt%戊二醛溶液中，在20℃下反应8h，过滤洗涤，产物于50℃真空干燥；最终将制得的产物溶于琥珀酸缓冲溶液中，然后超声分散溶液，加入漆酶（酶活为546OD/mL）溶液，摇匀后0℃下静置48h；
S4.步骤S3中的水体沉降，过滤，即可。
实施例5
一种工业有机废水的预处理方法，包括以下步骤：
S1.将有机废水过滤，将废水的pH 为6；
S2.将调节pH的废水通过超声协同Fenton反应进行降解，其中，Fenton反应进行降解过程中协同超声反应，超声的功率为500W，Fenton试剂和溴化十六烷基三甲胺改性的沸石按照质量比为1.5:2.2制成混合料，其中混合料在废水中的投加浓度为1100ppm；
S3.将步骤S2中的废水过滤，然后再加入复合絮凝剂，在频率为450W下反应25min，然后在频率为750W下反应50min，然后加入固定化酶载体，继续超声波反应105min，所述的复合絮凝剂由以下成分按重量份组成：聚合氯化铝15份、聚二甲基二烯丙基氯化铵10份，聚氧化乙烯4份，羧甲基纤维素接枝季铵化聚丙烯酰胺共聚物18份，所述复合絮凝剂占废水总重的0.5wt%，所述固定化酶载体占废水总量的2.2wt%，固定化酶载体的制备方法为将海藻酸钠加入到超声分散均匀的6wt%氧化石墨烯水溶液中，配制成质量浓度为4wt%的海藻酸钠溶液，然后加入到7.5wt%的氯化钙溶液中，置于0℃下12h，过滤洗涤50℃真空干燥，得到复合凝胶小球；将复合凝胶小球加入7.8wt%戊二醛溶液中，在20℃下反应8h，过滤洗涤，产物于50℃真空干燥；最终将制得的产物溶于琥珀酸缓冲溶液中，然后超声分散溶液，加入漆酶（酶活为546OD/mL）溶液，摇匀后0℃下静置48h；
S4.步骤S3中的水体沉降，过滤，即可。
对比例1
一种工业有机废水的预处理方法，包括以下步骤：
S1.将有机废水过滤，将废水的pH 为4.5；
S2.将调节pH的废水通过超声协同Fenton反应进行降解，Fenton反应进行降解过程中协同超声反应，超声的功率为300W；
S3.将步骤S2中的废水过滤，然后再加入复合絮凝剂，在频率为300W下反应20min，然后在频率为900W下反应20min，然后加入固定化酶载体，继续超声波反应60min，所述的复合絮凝剂由以下成分按重量份组成：聚合氯化铝8份、聚二甲基二烯丙基氯化铵16份，聚氧化乙烯2份，羧甲基纤维素接枝季铵化聚丙烯酰胺共聚物25份，所述复合絮凝剂占废水总重的0.03wt%，所述固定化酶载体占废水总量的3wt%，固定化酶载体的制备方法为将海藻酸钠加入到超声分散均匀的2wt%氧化石墨烯水溶液中，配制成质量浓度为5wt%的海藻酸钠溶液，然后加入到5wt%的氯化钙溶液中，置于0℃下12h，过滤洗涤50℃真空干燥，得到复合凝胶小球；将复合凝胶小球加入5wt%戊二醛溶液中，在20℃下反应8h，过滤洗涤，产物于50℃真空干燥；最终将制得的产物溶于琥珀酸缓冲溶液中，然后超声分散溶液，加入漆酶（酶活为546OD/mL）溶液，摇匀后0℃下静置48h；
S4.步骤S3中的水体沉降，过滤，即可。
对比例2
一种工业有机废水的预处理方法，包括以下步骤：
S1.将有机废水过滤，将废水的pH 为6.5；
S2.将调节pH的废水通过超声协同Fenton反应进行降解，其中，Fenton反应进行降解过程中协同超声反应，超声的功率为700W，Fenton试剂和溴化十六烷基三甲胺改性的沸石按照质量比为3:3制成混合料，其中混合料在废水中的投加浓度为1500ppm；
S3.将步骤S2中的废水过滤，然后再加入复合絮凝剂，在频率为500W下反应40min，然后在频率为500W下反应50min，所述的复合絮凝剂由以下成分按重量份组成：聚合氯化铝18份、聚二甲基二烯丙基氯化铵5份，聚氧化乙烯6份，羧甲基纤维素接枝季铵化聚丙烯酰胺共聚物10份，所述复合絮凝剂占废水总重的0.6wt%；
S4.步骤S3中的水体沉降，过滤，即可。
对比例3
一种工业有机废水的预处理方法，包括以下步骤：
S1.将有机废水过滤，将废水的pH 为5；
S2.将调节pH的废水通过超声协同Fenton反应进行降解，其中，Fenton试剂和溴化十六烷基三甲胺改性的沸石按照质量比为1.5:2.2制成混合料，其中混合料在废水中的投加浓度为750ppm；
S3.将步骤S2中的废水过滤，然后再加入复合絮凝剂，在频率为350W下反应25min，然后在频率为600W下反应28min，然后加入固定化酶载体，继续超声波反应80min，所述的复合絮凝剂由以下成分按重量份组成：聚合氯化铝10份、聚二甲基二烯丙基氯化铵12份，聚氧化乙烯3份，所述复合絮凝剂占废水总重的0.1wt%，所述固定化酶载体占废水总量的0.8wt%，固定化酶载体的制备方法为将海藻酸钠加入到超声分散均匀的4wt%氧化石墨烯水溶液中，配制成质量浓度为3wt%的海藻酸钠溶液，然后加入到6wt%的氯化钙溶液中，置于0℃下12h，过滤洗涤50℃真空干燥，得到复合凝胶小球；将复合凝胶小球加入6wt%戊二醛溶液中，在20℃下反应8h，过滤洗涤，产物于50℃真空干燥；最终将制得的产物溶于琥珀酸缓冲溶液中，然后超声分散溶液，加入漆酶（酶活为546OD/mL）溶液，摇匀后0℃下静置48h；
S4.步骤S3中的水体沉降，过滤，即可。
用本发明有机废水预处理废水方法处理某纺织企业工厂的样本废水，结果如表1所示，从表中可以看出本预处理方法对废水具有良好的效果。
表1 本预处理方法处理废水的效果

Claims (6)

1.一种工业有机废水的预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将有机废水过滤，将废水的pH 为4.5-6.5；
S2.将调节pH的废水通过超声协同Fenton反应进行降解，其中，Fenton试剂和溴化十六烷基三甲胺改性的沸石按照质量比为1-3:0.5-3制成混合料，其中混合料在废水中的投加浓度为500-1500ppm；
S3.将步骤S2中的废水过滤，然后再加入复合絮凝剂，超声波反应40-90min，然后加入固定化酶载体，继续超声波反应60-120min，所述的复合絮凝剂由以下成分按重量份组成：聚合氯化铝8-18份、聚二甲基二烯丙基氯化铵5-16份，聚氧化乙烯2-6份，羧甲基纤维素接枝季铵化聚丙烯酰胺共聚物10-25份，所述复合絮凝剂占废水总重的0.03-0.6wt%，所述固定化酶载体占废水总量的0.1-3wt%；
S4.步骤S3中的水体沉降，过滤，即可。
2.根据权利要求1所述的一种工业有机废水的预处理方法，其特征在于：所述步骤S2中Fenton试剂和溴化十六烷基三甲胺改性的沸石按照质量比为1.5:2.2。
3.根据权利要求1所述的一种工业有机废水的预处理方法，其特征在于：所述步骤S2中Fenton反应进行降解过程中协同超声反应，超声的功率为300-700W。
4.根据权利要求1所述的一种工业有机废水的预处理方法，其特征在于：所述步骤S3中固定化酶载体的制备方法为将海藻酸钠加入到超声分散均匀的2-10wt%氧化石墨烯水溶液中，配制成质量浓度为3-5wt%的海藻酸钠溶液，然后加入到5-10wt%的氯化钙溶液中，置于0℃下12h，过滤洗涤50℃真空干燥，得到复合凝胶小球；将复合凝胶小球加入5-10wt%戊二醛溶液中，在20℃下反应8h，过滤洗涤，产物于50℃真空干燥；最终将制得的产物溶于琥珀酸缓冲溶液中，然后超声分散溶液，加入漆酶（酶活为546OD/mL）溶液，摇匀后0℃下静置48h。
5.根据权利要求1所述的一种工业有机废水的预处理方法，其特征在于：所述步骤S3中加入复合絮凝剂，在频率为300-500W下反应20-40min，然后在频率为500-900W下反应20-50min。
6.根据权利要求1所述的一种工业有机废水的预处理方法，其特征在于：所述步骤S3中复合絮凝剂由以下成分按重量份组成：聚合氯化铝10-18份、聚二甲基二烯丙基氯化铵8-12份，聚氧化乙烯3-5份，羧甲基纤维素接枝季铵化聚丙烯酰胺共聚物15-22份。
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