CN109516641A - 一种电催化氧化—生化耦合处理高盐高浓度有机废水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电催化氧化—生化耦合处理高盐高浓度有机废水的方法，涉及污水处理技术领域，包括：预处理高盐高浓度有机废水排出第一级有机废水；电催化氧化处理第一级有机废水后排出第二级有机废水；生化处理第二级有机废水至达标排放。本发明将电催化氧化与生化处理技术有机耦合，实现对高盐高浓度有机废水的高效处理，并且在电催化氧化过程，充分利用高盐有机废水中氯离子浓度高的特点，实现了氯离子的高效回收利用，使其在通电条件下活化为氯活性自由基对污染物进行降解。

Description

一种电催化氧化—生化耦合处理高盐高浓度有机废水的方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种电催化氧化—生化耦合处理高盐高浓度有机废水的方法。

背景技术

随着社会经济的发展，水资源需求量迅速增加，水资源污染等问题日益严重。我国高盐有机废水在总废水中占5％，且仍以每年2％的速度增长。若高盐废水未经处理直接排放，会破坏土壤的生态环境，给水环境带来更大的压力。尽管国家对于水环境保护出台了相关政策法规以控制污水的排放和加强环境的治理，但受到处理技术和成本的限制，高盐废水的处理效果和效率都十分有限。

高盐有机污染物不仅在水中存在时间较长、迁移范围广，而且当浓度过高的无机盐环境下会导致微生物细胞渗透压升高，从而引起细胞原生质分离，并在盐析作用下会使得代谢酶的活性降低，使得微生物酶结构被破坏，抑制微生物的生长作用和酶的促进作用，降低处理废水的效果。而且浓度过高的无机盐会引起活性污泥上浮，从而较大影响生物处理工艺的净化效果。另外有机物浓度太高，在蒸发过程中会形成粘度很高的粘稠液，大大影响传热效率，从而降低了蒸发效率。

因此，在处理此类废水之前，通常采用物理法和化学法对废水进行预处理，通过预处理来降低废水的有机物及盐含量，从而利于后续生化处理及减少对处理设备的腐蚀和损坏，提高处理效率。常用的物化法主要有离子交换法、膜分离法、焚烧法、蒸发法、和Fenton氧化法等；但离子交换法与膜分离法容易造成膜堵塞，且因为造价昂贵而使其使用受到限制；焚烧法对热值有一定要求且容易造成管嘴堵；蒸发法是目前使用最为广泛的技术，但其蒸发效率受到高浓度有机物等因素的影响；传统的芬顿法所要求的pH较小需要不断投加酸维持一定pH，且产生大量铁泥。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种尽可能减少对处理设备的腐蚀和损坏，提高处理效率，处理成本低且不受处理物影响的可以高效处理高盐高浓度有机物废水的方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种电催化氧化—生化耦合处理高盐高浓度有机废水的方法，尽可能减少对处理设备的腐蚀和损坏，提高处理效率，处理成本低且不受处理物影响的，并且高效处理高盐高浓度有机法废水。

为实现上述目的，本发明提供了一种电催化氧化—生化耦合处理高盐高浓度有机废水的方法，所述方法包括：

预处理高盐高浓度有机废水排出第一级有机废水；

电催化氧化处理第一级有机废水排出第二级有机废水；

生化处理第二级有机废水至达标排放。

进一步地，所述预处理步骤包括引导高盐高浓度有机废水进入絮凝沉淀池，除去其中的悬浮物和胶体物质。

进一步地，所述电催化氧化处理步骤包括引导经预处理后的有机废水进入电催化氧化池，在通电条件下，通过电催化氧化池中电极的催化作用产生大量活性自由基对污染物进行去除。

进一步地，所述电催化氧化步骤包括氯化氧化过程和芬顿氧化过程。

进一步地，所述氯化氧化过程为氯离子在电场驱动下向阳极定向移动，在RuO₂、IrO₂等具有对氯离子具有活化作用的阳极材料上进行活化生成氯气、氯自由基等具有氧化作用的活性氯物种，以对部分有机物进行降解并将氨氮以氮气的形式去除。

进一步地，所述芬顿过程为在炭基材料上负载含铁物质，在阴极附近设置曝气，在通电条件下通过原位电芬顿作用产生羟基自由基对有机物进行降解。

进一步地，所述生化处理包括第二级有机废水进入结晶蒸发器进行蒸发浓缩结晶，产生的气相经冷凝后送入生化池进行反硝化和硝化反应，排出的废水经检测达标后排放。本发明与现有技术相比，具有以下技术效果：

1)本发明将电催化氧化与生化处理技术有机耦合，实现对高盐高浓度有机废水的高效处理；

2)本发明将电催化氯化过程和电芬顿处理结合在一起，对有机废水中的氨氮与有机物实现同步去除；

3)本发明充分利用高盐有机废水中高盐高电导特性提供电催化氧化过程所需的电导率，降低电解能耗；

4)在电催化氧化过程，充分利用高盐有机废水中氯离子浓度高的特点，实现了氯离子的高效回收利用，使其在通电条件下活化为氯活性自由基对污染物进行降解。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的方法处理高盐高浓度有机废水工艺流程示意图；

图2为本发明的一个较佳实施例的电催化氧化示意图。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

如图1所示，本发明的一种电催化氧化—生化耦合处理高盐高浓度有机废水的方法，包括：

预处理高盐高浓度有机废水：具体为引导高盐高浓度有机废水进入絮凝沉淀池，除去其中的悬浮物和胶体物质，排出第一级有机废水；

如图2所示，电催化氧化处理第一级有机废水：引导经预处理后的有机废水进入电催化氧化池，在通电条件下，通过电催化氧化池中电极的催化作用产生大量活性自由基对污染物及氨氮进行去除，其中，电催化氧化步骤包括氯化氧化过程和芬顿氧化过程。氯化过程为氯离子在电场驱动下向阳极定向移动，在RuO₂、IrO₂等具有对氯离子具有活化作用的阳极材料上进行活化生成氯气、氯自由基等具有氧化作用的活性氯物种，对部分有机物进行降解并将氨氮以氮气的形式去除。芬顿氧化过程为在炭基材料上负载含铁物质，在阴极附近设有曝气，在通电条件下通过原位电芬顿产生羟基自由基对有机物进行降解，排出第二级有机废水。接着第二级有机废水进入结晶蒸发器进行蒸发浓缩结晶，其中，蒸发浓缩结晶产生的浓缩盐外运处理，结晶蒸发器的气相经冷凝后送入生化池处理后达标排放。产生的气相经冷凝后送入生化池进行反硝化和硝化反应，排出的废水经检测达标后排放。

应用实施例1某榨菜厂第三道腌制出水处理

废水取自某榨菜厂第三道腌制出水和综合出水，按照该厂每天废水的产生量，两者以体积比1∶50进行混合。

步骤1、对高盐榨菜有机废水首先进行搅拌，之后进入絮凝池进行絮凝沉淀处理，除去悬浮性物质以及胶体颗粒物排出第一级有机废水；

步骤2、第一级有机废水进入电催化氧化池，废水中的氨氮在阳极活性氯物种的作用下转化为氮气得到很好地除去，有机物在阴极经过电芬顿的作用大部分被有效降解矿化，排出第二级有机废水；

步骤3、第二级有机废水进入结晶蒸发器进行蒸发除盐，冷凝水进入生化池进一步对废水进行生化处理，达标排放。

表1.采用电催化氧化—生化耦合处理方法处理前后榨菜废水中污染物的含量变化表

由上表中可以看到，在应用电催化氧化—生化耦合处理高盐高浓度有机废水的方法处理1前，榨菜废水中COD、BODs、氨氮、总磷、盐度的指标均远远超过标准浓度限值，在应用本发明方法处理后，废水中COD、BODs、氨氮、总磷以及盐度等指标急剧下降，均在标准浓度限值之下，达到了排放指标。

应用实施例2高盐农药废水的处理—乙酰甲胺磷废水

由于废水中的氨氮浓度很高(约为65000mg/L)，在应用本发明的方法处理前先采用蒸汽汽提氨技术回收废水中的氨，汽提后废水中的氨氮浓度小或等于1000mg/L，应用电催化氧化—生化耦合处理高盐高浓度有机废水步骤如下：

步骤1、对乙酰甲胺磷废水首先进行搅拌，之后进入絮凝池进行絮凝沉淀处理，除去悬浮性物质以及胶体颗粒物排出第一级有机废水；

步骤2、第一级有机废水进入电催化氧化池，废水中的氨氮在阳极活性氯物种的作用下转化为氮气得到很好地除去；由于农药废水中的有机物浓度过高，为了更好地对农药产生废水中的有机物进行降解矿化，向电池阴极附近注入一定量的双氧水，有机物在阴极电芬顿的作用下大部分被有效降解矿化，排出第二级有机废水。

步骤3、第二级有机废水进入结晶蒸发器进行蒸发除盐，冷凝水进入生化池进一步对第二级有机废水进行生化处理，达标排放。

表2采用采用电催化氧化—生化耦合处理方法处理前后乙酰甲胺磷废水污染物含量变化表

由上表中可以看到，在应用电催化氧化—生化耦合处理高盐高浓度有机废水的方法处理1前，乙酰甲胺磷废水污染物含量中COD、BODs、氨氮、总磷和盐度的指标均远远超过标准浓度限值，在应用本发明方法处理后，废水中COD、BODs和氨氮、总磷和盐度急剧下降，均在标准浓度限值之下，达到了排放指标。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种电催化氧化—生化耦合处理高盐高浓度有机废水的方法，所述方法包括：

预处理高盐高浓度有机废水排出第一级有机废水；

电催化氧化处理第一级有机废水排出第二级有机废水；

生化处理第二级有机废水至达标排放。

2.如权利要求1所述的方法，优选的，所述预处理步骤包括引导高盐高浓度有机废水进入絮凝沉淀池，除去其中的悬浮物和胶体物质。

3.如权利要求1所述的方法，所述电催化氧化处理步骤包括引导经预处理后的有机废水进入电催化氧化池，在通电条件下，通过电催化氧化池中电极的催化作用产生大量活性自由基对污染物进行去除。

4.如权利要求1所述的方法，所述电催化氧化步骤包括氯化氧化过程和芬顿氧化过程。

5.如权利要求4所述的方法，所述氯化氧化过程为氯离子在电场驱动下向阳极定向移动，在RuO₂、IrO₂等具有对氯离子具有活化作用的阳极材料上进行活化生成氯气、氯自由基等具有氧化作用的活性氯物种，以对部分有机物进行降解并将氨氮以氮气的形式去除。

6.如权利要求4所述的方法，所述芬顿过程为在炭基材料上负载含铁物质，在阴极附近设置曝气，在通电条件下通过原位电芬顿作用产生羟基自由基对有机物进行降解。

7.如权利要求1所述的方法，所述生化处理包括第二级有机废水进入结晶蒸发器进行蒸发浓缩结晶，产生的气相经冷凝后送入生化池进行反硝化和硝化反应，排出的废水经检测达标后排放。