CN109052762A - 高cod废水零排放的处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高COD废水零排放的处理工艺，废水依次经过絮凝沉降预处理单元，光电Fenton高级氧化强化处理单元及陶瓷膜过滤回用单元，具体包括预处理单元、强化处理单元和过滤回用单元，经过光电Fenton强化处理的废水经过陶瓷膜过滤装置，该过滤回用单元为动态过滤单元，采用平均孔径为1.0μm的无机陶瓷膜为过滤介质，通过调整过滤操作压力及过滤机转速，对经过的废水进行加压过滤，出水可达到回用或直排标准。本发明采用絮凝沉降‑光电Fenton氧化‑陶瓷膜过滤的联用技术，不仅可以有效去除废水中的有机污染物，实现废水零排放，同时工艺简易，有较大推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种高COD废水零排放的处理工艺，可以实现高COD废水达标处理，用于水污染处理领域。
背景技术
高COD废水主要来源于化工行业，作为我国的传统行业，在国民经济中占有重要的地位。但随着化工业发展，生态环境也受到冲击，其产生的化工废水中COD浓度高、毒性大、可生化性差，普通的处理工艺很难达到预期的处理效果。
高浓度COD废水的传统处理方法主要有生化法、吸附法、氧化法、焚烧法等，大多都存在运行成本高、处理周期长、治理效率低、操作条件苛刻等缺陷。因此，开发一种高效、节能的高COD废水处理方法是十分必要的。
工业废水预处理过程可以有效降低COD负荷，减轻后续处理的运行压力，其中絮凝沉降可以很大程度上降低废水中的有机物含量，并且操作容易，运行成本低，是一种行之有效的预处理技术。但是对于高COD废水仅仅单一的预处理很难实现水质达标排放或回用，因此，采用多效联合工艺是实现高COD废水高效净化的最高效的处理方案。在众多强化处理技术中，光电Fenton法特别适用于高浓度有毒有机污染物的处理，通过利用光电协同作用促进羟基自由基的生成，同时，产生的铁的氢氧化物沉淀还可以吸附 有机污染物，达到絮凝作用，从而对提高COD的去除效率。对于某些难处理废水，还需要进行深度处理，才可实现废水的达标排放。废水的深度处理技术主要包括膜处理技术、高级氧化处理技术、吸附法等。膜处理技术是以高分子分离膜为代表的一种新型的流体分离单元操作技术，分离过程中不伴随有相的变化，仅靠一定的压力作为驱动力就能获得很高的分离效果，是一种非常节能的分离技术。
为了实现高COD废水达标排放或回用，本发明专利提出多效联用处理技术，即废水依次经过絮凝沉降预处理单元，光电Fenton高级氧化强化处理单元及陶瓷膜过滤回用单元，从而降低运行成本，提高污水处理效率。相比较单一处理技术具有显著优势，这种联用处理技术不仅对水中的COD和悬浮物等都有很好的处理效果，在处理高浓度难降解的工业废水方面具有广泛的应用前景。
发明内容
针对有机物含量高等采用现有单一处理技术难以达到国家规定的排放标准的高COD废水，本发明的目的在于提出了一种高COD废水零排放的处理工艺。
本发明目的通过下述方案实现：一种高COD废水零排放的处理工艺，其特征在于，废水依次经过絮凝沉降预处理单元，光电Fenton高级氧化强化处理单元及陶瓷膜过滤回用单元，具体步骤如下：
（1）预处理单元
高COD废水经过絮凝沉降预处理装置，对废水中的悬浮物、胶体、难降解有机物等进行预处理，沉降池中投加一定比例的液体PAC絮凝剂，絮凝剂通过管道扩散混合器置于废水池中，经搅拌1~3min，使药剂与废水充分混合静置沉降；
（2）强化处理单元
高COD废水经过絮凝沉降预处理单元后进入pH调节池，调节体系pH>3后再进入高级氧化处理单元，该强化处理单元主要是利用光电Fenton对水中的难降解有机污染物进行高效降解，电解槽中，以高纯石墨碳棒电极作为阴阳极，电极板与废水保持一定的接触高度，接通电源，控制电压，打开紫外灯，按照一定的FeSO4与H2O2的摩尔比先向废水中投加一定量的FeSO4，机械搅拌混合后加入一定量的30%H2O2，空气曝气处理30min，光电催化反应一段时间后废水经过滤进入回用处理单元；
（3）过滤回用单元
经过光电Fenton强化处理的废水经过陶瓷膜过滤装置，该过滤回用单元为动态过滤单元，采用平均孔径为1.0μm的无机陶瓷膜为过滤介质，通过调整过滤操作压力及过滤机转速，对经过的废水进行加压过滤，出水可达到回用或直排标准。
液体PAC絮凝剂的固含量为2%~3%，液体PAC与废水的体积比为（0.006~0.01）:1。
光电Fenton装置中电极板进入溶液中的高度为4cm，电压控制在5~10V，紫外灯功率为300W。
FeSO4与H2O2的摩尔比为1:（4~10），光电催化降解时间为30~45min。
动态过滤操作压力为0.05~0.15MPa，转速为400~600r/min，过滤精度为50nm。
利用絮凝沉降对废水进行预处理，再结合光电Fenton氧化处理对废水中COD进行高效脱除，最后在经陶瓷膜过滤，使废水达到排放标准，有效缩短处理时间，提高COD的去除效率，最大限度地降低能耗，节约材料成本和运行成本，有着较大的发展潜力和应用前景。
可以解决有机物含量高、COD浓度高等水污染问题，用于水污染处理领域。本发明采用联用技术可使得最终出水可直接排放，即，首先利用絮凝沉降对废水进行预处理，再结合光电Fenton氧化处理对废水中COD进行高效脱除，最后在经陶瓷膜过滤，使废水达到排放标准，有效解决现有单一技术难以实现高COD污水的直接排放的难题，不仅缩短了处理时间，提高COD的去除效率，最大限度地降低能耗，节约材料成本和运行成本，而且这种处理工艺对其他污水有较大的借鉴意义，具有较大的发展潜力和应用前景。本发明具有如下优点：
（1）本发明提出的一种高COD废水零排放的处理工艺，采用絮凝沉降-光电Fenton氧化-陶瓷膜过滤的联用技术，不仅可以有效去除废水中的有机污染物，实现废水零排放，同时工艺简易，有较大推广应用价值。
（2）本发明中的光电Fenton强化处理单元，利用光能和外加电场协同催化有机物的降解，可以加快污染物的分解速率，节约了时间，简化了工艺，可有效降低运行成本；同时，光电Fenton可以利用产生的铁的氢氧化物沉淀吸附有机污染物，达到絮凝作用，进一步提高对有机污染物去除效率。
（3）本发明提出的陶瓷膜采用动态加压过滤，可有效提高废水处理与分离效率。此外，无机陶瓷膜易于清洗与再生，使用时限长，在实际工程应用中优势显著。
具体实施方式
通过实施例，对本发明做进一步的说明。
实施例1：
对扬州某农药废水进行处理，处理过程如下：
一、预处理单元
高COD废水经过絮凝沉降预处理装置，对废水中的悬浮物、胶体、难降解有机物等进行预处理。沉降池中投加固含量为3%的液体PAC絮凝剂，液体PAC与废水的体积比为0.006:1，絮凝剂通过管道扩散混合器置于废水池中，经搅拌1~3min，使药剂与废水充分混合静置沉降；
二、强化处理单元
高COD废水经过絮凝沉降预处理单元后进入pH调节池，调节体系pH>3后再进入高级氧化处理单元，该强化处理单元主要是利用光电Fenton对水中的难降解有机污染物进行高效降解。电解槽中，以高纯石墨碳棒电极作为阴阳极，电极板与废水接触高度为4cm，接通电源，控制电压为10V，打开300W紫外灯，按照FeSO4与H2O2的摩尔比为1:6先向废水中投加一定量的FeSO4，机械搅拌混合后加入一定量的30%H2O2，空气曝气处理30min，光电催化降解30min后废水经过滤进入回用处理单元；
三、过滤回用单元
经过光电Fenton强化处理的废水经过陶瓷膜过滤装置，该过滤回用单元为动态过滤单元，采用平均孔径为1.0μm，过滤精度为50nm的无机陶瓷膜为过滤介质，通过调整过滤操作压力及过滤机转速分别为0.1MPa和400r/min，对经过的废水进行加压过滤，出水可达到回用或直排标准
。
实施例2：
对深圳某RO浓水进行处理，处理过程如下：
一、预处理单元
高COD废水经过絮凝沉降预处理装置，对废水中的悬浮物、胶体、难降解有机物等进行预处理。沉降池中投加固含量为3%的液体PAC絮凝剂，液体PAC与废水的体积比为0.01:1，絮凝剂通过管道扩散混合器置于废水池中，经搅拌1~3min，使药剂与废水充分混合静置沉降；
二、强化处理单元
高COD废水经过絮凝沉降预处理单元后进入pH调节池，调节体系pH>3后再进入高级氧化处理单元，该强化处理单元主要是利用光电Fenton对水中的难降解有机污染物进行高效降解。电解槽中，以高纯石墨碳棒电极作为阴阳极，电极板与废水接触高度为4cm，接通电源，控制电压为5V，打开300W紫外灯，按照FeSO4与H2O2的摩尔比为1:10先向废水中投加一定量的FeSO4，机械搅拌混合后加入一定量的30%H2O2，空气曝气处理30min，光电催化降解45min后废水经过滤进入回用处理单元；
三、过滤回用单元
经过光电Fenton强化处理的废水经过陶瓷膜过滤装置，该过滤回用单元为动态过滤单元，采用平均孔径为1.0μm，过滤精度为50nm的无机陶瓷膜为过滤介质，通过调整过滤操作压力及过滤机转速分别为0.08MPa和600r/min，对经过的废水进行加压过滤，出水可达到回用或直排标准
。
实施例3：
对大连某农药废水进行处理，处理过程如下：
一、预处理单元
高COD废水经过絮凝沉降预处理装置，对废水中的悬浮物、胶体、难降解有机物等进行预处理。沉降池中投加固含量为2%的液体PAC絮凝剂，液体PAC与废水的体积比为0.008:1，絮凝剂通过管道扩散混合器置于废水池中，经搅拌1~3min，使药剂与废水充分混合静置沉降；
二、强化处理单元
高COD废水经过絮凝沉降预处理单元后进入pH调节池，调节体系pH>3后再进入高级氧化处理单元，该强化处理单元主要是利用光电Fenton对水中的难降解有机污染物进行高效降解。电解槽中，以高纯石墨碳棒电极作为阴阳极，电极板与废水接触高度为4cm，接通电源，控制电压为10V，打开300W紫外灯，按照FeSO4与H2O2的摩尔比为1:8先向废水中投加一定量的FeSO4，机械搅拌混合后加入一定量的30%H2O2，空气曝气处理30min，光电催化降解45min后废水经过滤进入回用处理单元；
三、过滤回用单元
经过光电Fenton强化处理的废水经过陶瓷膜过滤装置，该过滤回用单元为动态过滤单元，采用平均孔径为1.0μm，过滤精度为50nm的无机陶瓷膜为过滤介质，通过调整过滤操作压力及过滤机转速分别为0.15MPa和400r/min，对经过的废水进行加压过滤，出水可达到回用或直排标准
。
Claims (4)
1.一种高COD废水零排放的处理工艺，其特征在于，废水依次经过絮凝沉降预处理单元，光电Fenton高级氧化强化处理单元及陶瓷膜过滤回用单元，具体步骤如下：
（1）预处理单元
高COD废水经过絮凝沉降预处理装置，对废水中的悬浮物、胶体、难降解有机物等进行预处理，沉降池中按液体PAC絮凝剂的固含量为2%~3%，液体PAC与废水的体积比为（0.006~0.01）:1投加液体PAC絮凝剂，絮凝剂通过管道扩散混合器置于废水池中，经搅拌1~3min，使药剂与废水充分混合静置沉降；
（2）强化处理单元
高COD废水经过絮凝沉降预处理单元后进入pH调节池，调节体系pH>3后再进入高级氧化处理单元，该强化处理单元主要是利用光电Fenton对水中的难降解有机污染物进行高效降解，电解槽中，以高纯石墨碳棒电极作为阴阳极，电极板与废水保持一定的接触高度，接通电源，控制电压，打开紫外灯，按照一定的FeSO4与H2O2的摩尔比先向废水中投加一定量的FeSO4，机械搅拌混合后加入一定量的30%H2O2，空气曝气处理30min，光电催化反应一段时间后废水经过滤进入回用处理单元；
（3）过滤回用单元
经过光电Fenton强化处理的废水经过陶瓷膜过滤装置，该过滤回用单元为动态过滤单元，采用平均孔径为1.0μm的无机陶瓷膜为过滤介质，通过调整过滤操作压力及过滤机转速，对经过的废水进行加压过滤，出水可达到回用或直排标准。
2.如权利要求1所述高COD废水零排放的处理工艺，其特征在于，光电Fenton装置中电极板进入溶液中的高度为4cm，电压控制在5~10V，紫外灯功率为300W。
3.如权利要求1所述高COD废水零排放的处理工艺，其特征在于，FeSO4与H2O2的摩尔比为1:（4~10），光电催化降解时间为30~45min。
4.如权利要求1所述高COD废水零排放的处理工艺，其特征在于，动态过滤操作压力为0.05~0.15MPa，转速为400~600r/min，过滤精度为50nm。
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