CN109704522A - 废水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种废水处理方法，包括以下步骤：投加硝酸将待处理的废水的pH调节至预设酸性区间，以使废水的pH达到芬顿氧化处理的运行标准；对废水进行芬顿氧化处理，以去除废水中的第一有机物及利用废水中的第二有机物和投加的硝酸中的硝酸根对废水进行反硝化处理，以去除第二有机物并将硝酸根转化为氮气，第一有机物为难生物降解有机物，第二有机物为易生物降解有机物。上述废水处理方法，通过利用硝酸调节待处理的废水的pH，然后对废水进行芬顿氧化处理，以去除废水中的第一有机物，接着在芬顿氧化处理后利用废水中的第二有机物和投加的硝酸中的硝酸根对废水进行反硝化处理，从而有效降低废水的出水盐度，减小芬顿氧化处理对废水造成的二次污染，降低废水的处理成本。

Description

废水处理方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域，特别是涉及一种废水处理方法。
背景技术
芬顿氧化作为一种高级氧化技术，以其极强的氧化性在水处理尤其是难降解废水处理中得到了广泛应用。芬顿氧化反应通常在pH为酸性环境下才能发挥正常作用，因此当反应环境的pH不够低时，需要投加酸来调节，而在芬顿氧化反应完成之后，则需要投加碱来中和，以使得出水的pH能够达标，然而在废水中投加酸、碱将会导致废水的出水盐度大幅度增大，从而造成废水的二次污染，而高盐度废水的脱盐处理难度大，成本高昂，最终使得废水的处理难以达到令人满意的效果。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够降低废水的出水盐度的废水处理方法。
一种废水处理方法，包括以下步骤：
投加硝酸将待处理的废水的pH调节至预设酸性区间，以使所述废水的pH达到芬顿氧化处理的运行标准；
对所述废水进行芬顿氧化处理，以去除所述废水中的第一有机物；及
利用所述废水中的第二有机物和投加的所述硝酸中的硝酸根对所述废水进行反硝化处理，以去除所述第二有机物并将所述硝酸根转化为氮气，所述第一有机物为难生物降解有机物，所述第二有机物为易生物降解有机物。
在其中一个实施例中，在所述利用所述废水中的第二有机物和投加的所述硝酸中的硝酸根对所述废水进行反硝化处理的步骤中，所述第二有机物与所述硝酸根具有最佳浓度比例，所述最佳浓度比例为第一预设数值和第二预设数值之间。
在其中一个实施例中，所述第一预设数值为3，所述第二预设数值为3.5。
在其中一个实施例中，当所述第二有机物与所述硝酸根的浓度比例低于所述第一预设数值时，所述利用所述废水中的第二有机物和投加的所述硝酸中的硝酸根对所述废水进行反硝化处理的步骤之前还包括：
向所述废水中投加所述第二有机物，以使所述第二有机物与所述硝酸根的浓度比例增加至所述第一预设数值和所述第二预设数值之间。
在其中一个实施例中，当所述第二有机物与所述硝酸根的浓度比例高于所述第二预设数值时，所述利用所述废水中的第二有机物和投加的所述硝酸中的硝酸根对所述废水进行反硝化处理的步骤之后还包括：
对所述废水进行好氧处理，以去除过量的所述第二有机物。
在其中一个实施例中，对所述废水进行好氧处理的工艺为活性污泥法、生物膜法以及MBR工艺中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述利用所述废水中的第二有机物和投加的所述硝酸中的硝酸根对所述废水进行反硝化处理的步骤之前还包括：
去除所述废水中的沉淀。
在其中一个实施例中，所述利用所述废水中的第二有机物和投加的所述硝酸中的硝酸根对所述废水进行反硝化处理的步骤之前还包括：
投加碱性原料将所述废水的pH回调至预设中性区间。
在其中一个实施例中，所述预设酸性区间为2～4，所述预设中性区间为6.5～8.5。
在其中一个实施例中，所述对所述废水进行芬顿氧化处理的步骤包括：
向所述废水中加入芬顿试剂进行反应。
上述废水处理方法，通过利用硝酸调节待处理的废水的pH，以使废水的pH达到芬顿氧化处理的运行标准，然后对废水进行芬顿氧化处理，以去除废水中的第一有机物(难生物降解有机物)，接着在芬顿氧化处理后利用废水中的第二有机物(易生物降解有机物)和投加的硝酸中的硝酸根对废水进行反硝化处理，从而使得废水中的第二有机物被去除并将废水中投加的硝酸中的硝酸根转化为氮气，有效降低废水的出水盐度，减小芬顿氧化处理对废水造成的二次污染，降低废水的处理成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
图1为一实施例中的废水处理方法的流程框图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
如图1所示，一实施例中的废水处理方法包括以下步骤：
S100，投加硝酸将待处理的废水的pH调节至预设酸性区间，以使废水的pH达到芬顿氧化处理的运行标准。
在一实施例中，废水为高浓度难降解有机废水，例如染料废水、含酚废水、造纸黑液、垃圾渗滤液等。在一实施例中，将废水引入调节池，通过在调节池内投加硝酸调节废水的pH至预设酸性区间，使废水的pH达到芬顿氧化处理的运行标准。优选地，预设酸性区间为2～4。
S200，对废水进行芬顿氧化处理，以去除废水中的第一有机物。
在一实施例中，将步骤S100处理后的废水引入芬顿反应器，通过在芬顿反应器内对废水进行芬顿氧化处理，废水中的第一有机物(难生物降解有机物)被去除，使得废水得到初步净化，提高了废水的可生化性。在一实施例中，废水经过芬顿氧化处理后，废水中的其中一部分第一有机物被直接去除，废水中的另一部分的第一有机物转化成为第二有机物(易生物降解有机物)。
S300，利用废水中的第二有机物和投加的硝酸中的硝酸根对废水进行反硝化处理，以去除第二有机物并将硝酸根转化为氮气，第一有机物为难生物降解有机物，第二有机物为易生物降解有机物。
在一实施例中，第二有机物包括废水中初始存在的一部分第二有机物以及第一有机物在芬顿氧化处理后转化形成的另一部分第二有机物。
在一实施例中，将步骤S200处理后的废水引入缺氧反应器，通过在缺氧反应器内对废水进行反硝化处理，废水中的微生物利用废水中的第二有机物作为电子供体从而将投加的硝酸中的硝酸根转化为氮气，经过反硝化作用后达到有效降低废水的出水盐度，减小芬顿氧化处理对废水造成的二次污染，并消除氮的富营养污染，同时在反硝化处理时微生物消耗了大量的第二有机物，从而使得废水中的有机物进一步去除，降低废水的处理成本。
在一实施例中，缺氧反应器可以为活性污泥缺氧反应器。活性污泥缺氧反应器具有成本低，节省能耗及操作方便等优点。
在一实施例中，对废水进行芬顿氧化处理的步骤S200包括：S220，向废水中加入芬顿试剂进行反应。
具体的，芬顿试剂为二价铁离子(Fe2+)和双氧水(H2O2)构成的混合物。双氧水在废水所在的酸性条件下被催化分解，产生反应活性很高的羟基自由基，从而引发和传播自由基链反应，产生特殊的催化氧化作用，从而将废水中的难生物降解的第一有机物氧化为二氧化碳、水等无机物或转化为易生物降解的第二有机物，大大提高废水的可生化性。
在一实施例中，对废水进行芬顿氧化处理的步骤S200还包括：S240，在向废水加入芬顿试剂进行反应的同时用紫外线照射废水。使用紫外线同时照射废水的作用是提高芬顿试剂反应的效率，本领域人员可以根据实际情况选择合适功率的紫外灯，优选地，紫外灯为功率为1000～2000W的高压汞灯。
在一实施例中，芬顿氧化反应的运行时间为60～180min，双氧水的添加总量为每1L废水中添加双氧水40～250mmol。进一步地，双氧水可以一次性加入，也可以分批次加入。在分批次加入时，每隔10～60min向废水中投加一次双氧水，每次的添加量为双氧水总添加量的10～50％。
进一步地，在一实施例中，芬顿氧化反应的运行时间为60min，分别于芬顿氧化反应的第0、10、20、30、40、50min向废水中投加一次双氧水，每次的添加量为双氧水总添加量的1/6，其中双氧水的添加总量为每1L废水中添加双氧水40mmol。
在一实施例中，进一步地，利用废水中的第二有机物和投加的硝酸中的硝酸根对废水进行反硝化处理的步骤S300之前还包括：S250，去除所述废水中的沉淀。具体的，由于芬顿试剂为二价铁离子(Fe2+)和双氧水(H2O2)构成的混合物，在对废水进行芬顿氧化处理的步骤S200以后，废水中会沉积大量的Fe(OH)3沉淀，此时通过对废水执行S250的步骤，从而将该废水中形成的沉淀及时去除，避免该沉淀对废水后续的反硝化处理的运行造成干扰。
在一实施例中，利用废水中的第二有机物和投加的硝酸中的硝酸根对废水进行反硝化处理的步骤S300之前还包括：S260，投加碱性原料将废水的pH回调至预设中性区间。碱性原料可以但不限于为氢氧化钠。在一实施例中，将步骤S200后的废水引入中和调节池，通过在中和调节池内投加碱性原料回调废水的pH至预设中性区间，使废水的pH达到絮凝反应沉淀的最佳值，使得经过芬顿氧化处理后的废水中形成的沉淀能够最大程度地去除，以满足废水后续的反硝化处理的高效运行。优选地，预设中性区间为6.5～8.5。
需要指出的是，在一实施例中，利用废水中的第二有机物和投加的硝酸中的硝酸根对废水进行反硝化处理的步骤S300中，第二有机物与硝酸根具有最佳浓度比例。其中，第二有机物与硝酸根的最佳浓度比例为第一预设数值和第二预设数值之间。在本实施例中，第二有机物浓度以第二有机物的化学需氧量COD为计量标准，硝酸根浓度以氮元素的浓度为计量标准，第一预设数值为3，第二预设数值为3.5，第二有机物与硝酸根的最佳浓度比例为3～3.5。
当第二有机物与硝酸根的浓度比例处于最佳浓度比例(第一预设数值和第二预设数值之间)时，使得在对废水进行缺氧反硝化处理时能够将废水中的第二有机物和硝酸根二者完全去除，避免后续采取相关工艺对残留在废水中过量的第二有机物或硝酸根进行进一步去除。
进一步地，当第二有机物与硝酸根的浓度比例低于第一预设数值时，步骤S300之前还包括：S280，向废水中投加第二有机物，以使第二有机物与硝酸根的浓度比例增加至第一预设数值和第二预设数值之间。
当第二有机物与硝酸根的浓度比例低于第一预设数值时，表明此时废水中的硝酸根过量，因此，可通过向废水中投加第二有机物，以使第二有机物与硝酸根的浓度比例增加至第一预设数值和第二预设数值之间，从而达到增强反硝化的效果，使得在对废水进行缺氧反硝化处理时能够将废水中的第二有机物和硝酸根二者完全去除，避免后续采取相关工艺对残留在废水中过量的硝酸根进行进一步去除。
在一实施例中，当第二有机物与硝酸根的浓度比例高于第二预设数值时，步骤S300之后还包括：S400，对废水进行好氧处理，以去除过量的第二有机物。
当第二有机物与硝酸根的浓度比例高于第二预设数值时，表明此时废水中的第二有机物过量，因此，可在废水完成反硝化处理的步骤S300以后，对废水进一步执行好氧处理的步骤S400，从而达到进一步地去除废水中过量的第二有机物的目的。
在一实施例中，将步骤S300后的废水引入好氧反应器内，通过在好氧反应器内对废水进行好氧处理，利用废水的微生物将废水中过量的第二有机物进一步去除。在一实施例中，好氧反应器的充氧设备可以采用旋混伞切割曝气器，该曝气器具有耐腐蚀、阻力小、使用寿命长、不需清洗、更换维修方便等优点。
需要指出的是，在本实施例中，对废水进行好氧处理的工艺为活性污泥法、生物膜法以及MBR工艺中的至少一种。其中，生物膜法包括接触氧化法和BAF工艺中的至少一种。
上述废水处理方法，通过利用硝酸调节待处理的废水的pH，以使废水的pH达到芬顿氧化处理的运行标准，然后对废水进行芬顿氧化处理，以去除废水中的第一有机物(难生物降解有机物)，接着在芬顿氧化处理后利用废水中的第二有机物(易生物降解有机物)和投加的硝酸中的硝酸根对废水进行反硝化处理，从而使得废水中的第二有机物被去除并将废水中投加的硝酸中的硝酸根转化为氮气，有效降低废水的出水盐度，减小芬顿氧化处理对废水造成的二次污染，降低废水的处理成本。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
投加硝酸将待处理的废水的pH调节至预设酸性区间，以使所述废水的pH达到芬顿氧化处理的运行标准；
对所述废水进行芬顿氧化处理，以去除所述废水中的第一有机物；及
利用所述废水中的第二有机物和投加的所述硝酸中的硝酸根对所述废水进行反硝化处理，以去除所述第二有机物并将所述硝酸根转化为氮气，所述第一有机物为难生物降解有机物，所述第二有机物为易生物降解有机物。
2.根据权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，在所述利用所述废水中的第二有机物和投加的所述硝酸中的硝酸根对所述废水进行反硝化处理的步骤中，所述第二有机物与所述硝酸根具有最佳浓度比例，所述最佳浓度比例为第一预设数值和第二预设数值之间。
3.根据权利要求2所述的废水处理方法，其特征在于，所述第一预设数值为3，所述第二预设数值为3.5。
4.根据权利要求2所述的废水处理方法，其特征在于，当所述第二有机物与所述硝酸根的浓度比例低于所述第一预设数值时，所述利用所述废水中的第二有机物和投加的所述硝酸中的硝酸根对所述废水进行反硝化处理的步骤之前还包括：
向所述废水中投加所述第二有机物，以使所述第二有机物与所述硝酸根的浓度比例增加至所述第一预设数值和所述第二预设数值之间。
5.根据权利要求2所述的废水处理方法，其特征在于，当所述第二有机物与所述硝酸根的浓度比例高于所述第二预设数值时，所述利用所述废水中的第二有机物和投加的所述硝酸中的硝酸根对所述废水进行反硝化处理的步骤之后还包括：
对所述废水进行好氧处理，以去除过量的所述第二有机物。
6.根据权利要求5所述的废水处理方法，其特征在于，对所述废水进行好氧处理的工艺为活性污泥法、生物膜法以及MBR工艺中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，所述利用所述废水中的第二有机物和投加的所述硝酸中的硝酸根对所述废水进行反硝化处理的步骤之前还包括：
去除所述废水中的沉淀。
8.根据权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，所述利用所述废水中的第二有机物和投加的所述硝酸中的硝酸根对所述废水进行反硝化处理的步骤之前还包括：
投加碱性原料将所述废水的pH回调至预设中性区间。
9.根据权利要求8所述的废水处理方法，其特征在于，所述预设酸性区间为2～4，所述预设中性区间为6.5～8.5。
10.根据权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，所述对所述废水进行芬顿氧化处理的步骤包括：
向所述废水中加入芬顿试剂进行反应。
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