CN109279723A - 一种cod污染物处理方法 - Google Patents

Abstract

一种COD污染物处理方法，其特征是，将待处理液体依次经过以下功能单元：铁碳池，其顶端设有入水口和pH自动调节装置，调节入水为酸性，且其底部设有曝气系统；芬顿池，其入水口设有自动加药装置，加入双氧水，且其底部设有曝气系统；混凝池，其入水口装有pH自动调节装置，调节入水为碱性，入水口还设有自动加药装置，加入混凝剂；沉淀池，底部设有排泥口。

Description

一种COD污染物处理方法

技术领域

本发明涉及到污水处理领域，特别是污水中COD处理领域。

背景技术

印制线路板、电镀、五金加工、皮革等行业生产中会产生含重金属离子及高浓度难降解的COD有机废水，排入江河将造成严重的环境污染，进而造成水资源缺乏和水环境质量恶化。对于难降解有机废水常采用的方法有（1）湿式氧化法、（2）蒸发后燃烧法、（3）厌氧生物处理法。其中前两种方法设备投资大，技术要求高，能耗也大，第三种方法占地面积大，停留时间长且容易产生异味。国内治理PCB的COD有机废水多采用酸化-好氧生物处理，此种方法虽然能有效地去除COD，但由于微生物生长环境要求苛刻，对原水的酸碱度及重金属离子敏感，在运行过程中经常因为控制操作不当，造成整个生化系统瘫痪，出水COD严重超标。

发明内容

本发明提供一种处理时间短、处理效果好、节约成本、自动化程度高、方便管理的COD联合处理装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种COD污染物处理方法，将待处理液体依次通过以下功能单元：铁碳池，其顶端设有入水口和pH自动调节装置，调节入水为酸性，且其底部设有曝气系统；芬顿池，其入水口设有自动加药装置，加入双氧水，且其底部设有曝气系统；混凝池，其入水口装有pH自动调节装置，调节入水为碱性，入水口还设有自动加药装置，加入混凝剂；沉淀池，底部设有排泥口。

进一步地，所述沉淀池内设有斜板。

进一步地，所述混凝池内设有搅拌装置。

与现有技术相比，有益效果是：

1、本装置处理高浓度有机废水所需时间短，处理效果好。污水从进入本装置到流出的平均时间约为8h，处理时间短，因此抗冲击能力强。铁碳微电解和芬顿高级氧化均可降解大分子有机物，之后再经过混凝沉淀，有机物去除率高，出水清澈，水质良好。

2、本装置自动化程度高，方便运行管理。由于本装置设有自动加药系统，pH自动调节系统，曝气系统，因此在进水稳定的情况下，可以实现全部的自动化流程，只需注意定期排泥及添加铁炭填料即可，运行管理非常方便。

3、因铁碳池反应所需的pH较低，在1~2之间，而芬顿池反应所需的pH为2~3之间，且经过铁碳微电解反应后溶液的pH会略有升高，大约为2~3，因此对芬顿池无需调节pH，可方便安装和运行。

4、因铁碳微电解反应会产生大量的亚铁离子，随水流进入芬顿池，可提供芬顿反应所需的亚铁离子，因此芬顿池无需外在添加含亚铁的物质，便于操作且节约成本。

5、铁碳池和芬顿池均有曝气系统，使溶液含氧量在1.5~2mg/L，既可以促进铁碳池的电极反应，又可以促进芬顿池的氧化反应，同时还可以起到搅拌混合的作用，以使溶液混合均匀，反应彻底。

6、铁碳微电解反应可以去除重金属离子，而且可以氧化分解许多难降解的大分子有机物，芬顿反应可以生成氧化能力极强的·O游离基，与有机物质发生氧化反应，使其碳链断裂，最后的生成的物质为二氧化碳和水，从而较彻底地处理难降解有机物，两种方法的联用可以相互促进，最终达到高效去除难降解污染物的效果。

具体实施方式

本发明主要包括四部分：铁碳池1、芬顿池2、混凝池3和沉淀池4。其中铁碳池1中装有新型铁炭填料5，其入口在池顶端，入口处装有pH自动调节装置一7，以保证入水pH为酸性且稳定，底端装有曝气系统6以提供氧气促进反应；芬顿池2入水口设有自动加药装置一9，投加双氧水，其底部设有曝气系统6以促进反应；混凝池3入口装有pH自动调节装置二8以调节水为碱性便于絮凝沉淀，还设有自动加药装置二10，投加混凝剂，且内部有搅拌装置11，利于絮体的形成和凝聚；沉淀池4内设有斜板12，以提高泥水分离效果，最终清水由上端溢流口排出，污泥经由底部排泥口定期排出。

本发明的工作过程如下：废水经由水泵抽入铁碳池1，从顶端入口处进入系统，通过pH自动调节装置一7调节入水pH在1~2之间，铁炭填料5与废水发生微电解反应，降解其中的污染物及重金属离子，停留时间大约为40~50min，由曝气系统6曝气以提供适量的氧气，加强微电解效果。之后进入芬顿池2，因铁碳微电解反应后pH略有升高而芬顿池适宜pH恰为2~3，因此芬顿池无需调节pH，又因铁碳池1会带入足够的亚铁离子，因此芬顿池2无需投加亚铁离子，只需投加适量双氧水，停留时间约为2h，曝气以促进氧化反应且保证混合均匀，通过芬顿高级氧化进一步去除剩余的难降解有机物。之后进入混凝池3，通过pH自动调节装置二8将pH调节至8~9之间，水中的亚铁和三价铁离子沉淀形成絮体，再投加混凝剂使小絮体聚集团结形成大絮体，之后进入斜板式沉淀池4沉淀，泥水分离效果良好，上部清水经溢流口流出，检测达标后排放，污泥由底部排泥口排出。

其中，铁碳微电解工艺的电解材料一般采用铸铁屑和活性炭或焦炭，当材料浸没在酸性废水中时，发生内部和外部两方面的电解反应。一方面铸铁中含有微量的碳化铁，碳化铁和纯铁存在明显的氧化还原电势差，这样在铸铁屑内部就形成了许多细微的原电池，纯铁作为原电池的阳极，碳化铁作为原电池的阴极；此外，铸铁屑和其周围的炭粉又形成了较大的原电池，因此利用微电解进行废水处理的过程实际上是内部和外部双重电解的过程，或者称之为存在微观和宏观的原电池反应，同时电化学腐蚀又引发了一系列连带协同作用，故铁炭微电解法是絮凝、吸附、架桥、卷扫、共沉、电沉积、电化学还原等多种作用综合效应的结果。其电极反应如下：

阳极：Fe-2e-→Fe2+E（Fe/Fe2+）=-0.44V

阴极：中性或碱性条件下：O2+2H2O+4e-→4OH- E（O2/OH-）=0.40V

酸性条件下：2H++2e-→2[H]→H2 E(H+/H2)=0V

酸性富氧条件下：4H++O2+4e-→2H2O E（O2）=1.23V

可以看出，在酸性富氧条件下，电位差最大，腐蚀反应最快，即处理效果最好。因此本发明铁碳池需控制pH为酸性，且曝气以提供氧气促进微电解反应。

Fenton试剂氧化法在工业废水处理方面，对难于生物降解或一般化学氧化处理解决不了的物质有独到的优点。其作用机理为：

Fe²⁺与过氧化氢反应很快，生成氧化能力极强的·O游离基，与有机物质发生氧化反应，使其碳链断裂，最后的生成的物质为二氧化碳和水，从而达到较彻底地处理有机污水的目的。大剂量的Fenton试剂可使酚的聚合物进一步转化成CO2，从而达到净化废水的目的。对于芳香族化合物来说，·OH可以破坏芳香环，形成脂肪族化合物，从而消除芳香族化合物的生物毒性，改善废水的生物降解性能。 对于染料，·OH可以直接攻击发色基团，打开染料发色官能团的不饱和键，使染料氧化分解，同时达到对废水进行脱色和降低COD的目的。 此外，对于某些水溶性有机物（如带磺酸基团的萘系有机物），·OH可与其发生反应，改变其电子云密度和结构，降低其水溶性，有利于采用混凝或吸附的方法对其进行去除。

两者联用借助铁炭微电解氧化和芬顿自由基氧化共同作用，使废水中难降解的有机物分解氧化，生成二氧化碳、水及其他无机物。

下面介绍两个实例：

实例一：某PCB厂的有机废水，经其酸化池酸化后进入此装置，入水颜色呈蓝绿色，pH约为1~2，所含金属离子主要为铜离子，COD约为2500~3000 mg/L。废水经由水泵抽取至铁碳池1，流量为3m³/h。由于废水已经酸化，因此pH调节装置一7主要用于监测铁碳池内液体pH稳定且符合要求。曝气系统6曝气以向池内提供空气，使溶液含氧量在1.5~2mg/L，促进铁碳微电解反应，通过反应，铜离子等金属离子可被置换而脱离废水，大分子有机物等污染物亦可被反应和降解一部分，同时产生亚铁离子，pH略有升高，停留时间约为40~50min。之后流入芬顿池2，因pH和亚铁离子无需调节而由铁碳池1提供即可，因此加药装置一9只需投加双氧水即可，在此实施例中，投加量为167mL/min 50%H2O2，由曝气系统6曝气以保证混合均匀，通过芬顿高级氧化反应，废水中剩余的污染物会被降解，COD大大降低，停留时间约为2h。之后进入混凝池3，入口由pH调节装置二8自动调节pH为8~9，因此水中所含的铁离子和亚铁离子会形成絮体，再在入口投加10ppm的混凝剂PAM，投加量为208mL/min，以促进小絮体凝聚成大絮体，池中的搅拌装置11通过搅拌促进混凝效果，停留时间大约为1h。最后流入沉淀池4，斜板12可提升泥水分离效果，污泥蓄积在底部，由底部排泥口排出，清水由上部溢流口流出，出水COD较低，透明无色无味。选取几组测试结果，见下表。

表1 实例一测试数据

Claims (3)

1.一种COD污染物处理方法，其特征是，将待处理液体依次经过以下功能单元：

铁碳池，其顶端设有入水口和pH自动调节装置，调节入水为酸性，且其底部设有曝气系统；

芬顿池，其入水口设有自动加药装置，加入双氧水，且其底部设有曝气系统；

混凝池，其入水口装有pH自动调节装置，调节入水为碱性，入水口还设有自动加药装置，加入混凝剂；

沉淀池，底部设有排泥口。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征是，所述沉淀池内设有斜板。

3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征是，所述混凝池内设有搅拌装置。