CN109851149A - 一种高盐高浓度有机废水的综合处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水处理技术领域，公开了一种高盐高浓度有机废水的综合处理方法，所述方法包括：将待处理废水依次经过磁分离处理、芬顿氧化处理、吹脱处理、电催化处理及生化处理，最后出水的步骤。本发明将多种废水处理技术恰当的优化组合和复合联用，弥补了单一处理技术的缺陷，具有处理有机废水效果好、反应时间短、在低温条件下也能保持良好反应速率的优点。

Description

一种高盐高浓度有机废水的综合处理方法

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种高盐高浓度有机废水的综合处理方法。

背景技术

随着石油、化工和制药等工业的快速发展，产生了大量难降解的有机工业废水，此类废水成分复杂，除了高COD、高氨氮、高盐分外，还可能包含含硫物质、重金属等，其具有有机污染物含量高、毒性大，难降解等特点，即使经稀释上百倍后微生物仍难以培养，不能直接进行生化处理。针对此种废水可生化性差的特点，可采用相应的预处理方法，提高废水的可生化性，从而保证后续生化系统的处理效果。

目前针对难降解有机废水的预处理方法主要有电解法、高级氧化、催化氧化、湿式氧化等，但由于每种氧化处理技术具有不同的优缺点，单独使用有其局限性，而多种处理技术简单拼凑叠加又往往会带来药剂投加量高、能耗高而处理效率无明显提高等问题。为此，中国专利文献CN104291522A公开了一种用于处理工业废水的方法，所述方法包括沉降反应、隔油处理、吹脱处理、混凝反应、缺氧水解反应、厌氧反应、好氧生物反应、超滤、纳滤、吸附，该方法通过多种物理及生化方式对工业废水进行处理，虽然能从一定程度上提高废水的降解性能，但针对目前水质成分越来越复杂的工业废水，尤其是高盐高浓度有机物废水处理不够彻底，且占地面积大。此外，在高盐和低温条件下，微生物新陈代谢能力下降导致生化反应速率降低，进一步降低了该方法对废水的处理效果。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的废水处理方法对高盐高浓度有机废水处理效果不理想的缺陷，从而提供一种高盐高浓度有机废水的综合处理方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高盐高浓度有机废水的综合处理方法，包括以下步骤：将待处理废水依次经过磁分离处理、芬顿氧化处理、吹脱处理、电催化处理及生化处理，最后出水。

进一步地，所述磁分离处理包括：投加磁性载体，控制磁场强度为1～1.5T，处理时间为1～3h。

更进一步地，所述磁性载体为磁铁矿、赤铁矿、纳米四氧化三铁中的至少一种，所述磁性载体的投加量为150～200mg/L。

进一步地，所述芬顿氧化为电芬顿氧化，包括：调节经所述磁分离处理后废水的pH值至3～4，在所述电芬顿氧化的阴极通入氧气，控制阳极电流密度为30～60mA·cm^-2，反应时间为1～3h。

更进一步地，所述电芬顿氧化所用的电极为环状结构，阴极板材质为石墨或活性炭纤维，阳极板材质为金属铁。

进一步地，所述吹脱为超声波吹脱，包括：调节经所述芬顿氧化处理后废水的pH至6.5～7.5，控制所述超声波的声能密度为0.01～0.05W/mL，处理时间为1～3h。

进一步地，所述电催化为三维电催化，阳极电流密度为50～100mA·cm^-2，处理时间为2～4h。

更进一步地，所述三维电催化所使用的阳极板材质为DSA或BDD，阴极板材质为不锈钢，粒子电极为镍粉末。

进一步地，所述生化处理中，添加固体球状微生物载体，所述载体的粒径为2～5mm。

本文中，所述DSA为Ti基氧化铅，所述BDD是掺硼金刚石。

本发明的技术方案，具有如下优点：

1.本方明提供的一种高盐高浓度有机废水的综合处理方法，所述方法包括：将待处理废水依次经过磁分离处理、芬顿氧化处理、吹脱处理、电催化处理及生化处理，最后出水的步骤。本发明将多种废水处理技术恰当的优化组合和复合联用，弥补了单一处理技术的缺陷，具有处理有机废水效果好、反应时间短、在低温条件下也能保持良好反应速率的优点。

2.本发明提供的一种高盐高浓度有机废水的综合处理方法，所述磁分离处理是在一定的磁场强度中，磁性载体在絮凝剂的作用下与废水中的非磁性悬浮物结合形成磁性絮团，从而有效实现废水中悬浮物与水体的分离；同时，水中大部分悬浮物得以去除，大大减轻了后续处理单元的负荷，并降低了后续电化学反应中极板结垢的概率。

3.本发明提供的一种高盐高浓度有机废水的综合处理方法，所述方法对磁分离后的废水进行电芬顿处理，磁分离单元中残留的铁离子同时进入电芬顿单元，加速了有机物的分解，提高了有机废水的处理效率，使得废水中的大部分有机物得以去除；同时，电芬顿单元将废水中的大分子物质降解为小分子物质，并通过铁盐絮凝沉淀，大大降低了废水的粘度，有利于后续超声波洗脱对氨氮的去除。

4.本发明提供的一种高盐高浓度有机废水的综合处理方法，所述电芬顿氧化所用的电极为环状结构，大大增加了电极与废水的接触面积，缩短了氧化反应时间，进一步提高了有机废水的处理效率。

5.本发明提供的一种高盐高浓度有机废水的综合处理方法，所述方法对经电芬顿处理后的废水进行超声波洗脱，利用超声波辐射废水，使水分子承受交替压缩和扩张，而产生空化气泡，从而加强了NH₃的挥发和传质效果，使其更容易由液相转化为气相，因产生超声波的动力是压缩空气，空气进入废水中能及时将NH₃带出水面，以保持气液两相中NH₃的分压差，从而获得了吹脱NH₃的高效率，使得水中的大部分氨氮得以去除。

6.本发明提供的一种高盐高浓度有机废水的综合处理方法，所述方法对经超声波洗脱后的废水进行三维电催化处理，将废水中残留的难降解有机物转化为小分子物质，提高废水的可生化性，为后续生化单元的稳定运行提供有效保障；同时，引入三维电解还可提高单位时、空处理量，提高废水的处理效率。

7.本发明提供的一种高盐高浓度有机废水的综合处理方法，所述方法对经三维电催化后的有机废水进行生化处理，采用包埋微生物载体形成短程硝化-反硝化，进一步去除水中的小分子物质，提高脱氮效果，降低处理成本，确保出水稳定达标排放。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1是本发明一种高盐高浓度石化有机废水的综合处理方法的工艺流程图。

具体实施方式

提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。

实施例1

某高盐高浓度石化废水，总溶解固体为27493mg/L，水质指标情况见表1所示。

将2L该废水经进水管导入磁分离单元的混合反应池，向混合反应池中投加150mg/L的磁铁矿及50mg/L的絮凝剂PAC，搅拌均匀，开启电源进行磁分离处理，控制磁场强度为1.5T，反应2h，关闭电源，静置分离，固体进入磁回收系统，回收纳米Fe₃O₄重复利用；废水经出水管进入pH调节池，调节废水pH值至3.5进入电芬顿单元，开启电源进行电芬顿氧化，电芬顿单元所用电极为环状结构，阴极板为石墨，阳极板为金属铁，控制阳极电流密度为50mA·cm^-2，同时，用鼓风机向阴极处通入氧气，反应2h，关闭电源；废水经出水管进入pH调节池，调节废水pH值至7.0后进入超声波吹脱单元，开启电源进行超声波吹脱，超声波的声能密度设定为0.05W/mL，同时开启鼓风装置向废水中鼓入空气，反应1h，关闭超声波及鼓风装置；废水经出水管进入三维电催化单元，开启电源进行三维电催化反应，三维电催化单元所用阳极板为DSA，阴极板为不锈钢，粒子电极为镍粉末，阳极电流密度设定为80mA·cm^-2，反应3h关闭电源；废水经出水管进入生化强化单元，向生化强化单元中投加粒径为3cm的固体球状微生物载体，开启曝气装置，3h后结束反应，废水经三相分离器分离出水。

表1本发明对石化废水的处理效果

根据出水的水质指标计算可得，COD的去除率为98.6％，SS的去除率为93.1％，氨氮的去除率为99.8％。

实施例2

某高盐高浓度石化废水，总溶解固体为27493mg/L，水质指标情况见表2所示。

将2L该废水经进水管导入磁分离单元的混合反应池，向混合反应池中投加150mg/L的赤铁矿及50mg/L的絮凝剂PAC，搅拌均匀，开启电源进行磁分离处理，控制磁场强度为1.5T，反应1h，关闭电源，静置分离，固体进入磁回收系统，回收纳米Fe₃O₄重复利用；废水经出水管进入pH调节池，调节废水pH值至4.0进入电芬顿单元，开启电源进行电芬顿氧化，电芬顿单元所用电极为环状结构，阴极板为石墨，阳极板为金属铁，控制阳极电流密度为30mA·cm^-2，同时，用鼓风机向阴极处通入氧气，反应2h，关闭电源；废水经出水管进入pH调节池，调节废水pH值至7.5后进入超声波吹脱单元，开启电源进行超声波吹脱，超声波的声能密度设定为0.02W/mL，同时开启鼓风装置向废水中鼓入空气，反应2h，关闭超声波及鼓风装置；废水经出水管进入三维电催化单元，开启电源进行三维电催化反应，三维电催化单元所用阳极板为DSA，阴极板为不锈钢，粒子电极为镍粉末，阳极电流密度设定为50mA·cm^-2，反应4h关闭电源；废水经出水管进入生化强化单元，向生化强化单元中投加粒径为5cm的固体球状微生物载体，开启曝气装置，3h后结束反应，废水经三相分离器分离出水。

表2本发明对石化废水的处理效果

根据出水的水质指标计算可得，COD的去除率为98.4％，SS的去除率为92.2％，氨氮的去除率为99.7％。

实施例3

某高盐高浓度石化废水，总溶解固体为27493mg/L，水质指标情况见表3所示。

将2L该废水经进水管导入磁分离单元的混合反应池，向混合反应池中投加200mg/L的纳米Fe₃O₄及50mg/L的絮凝剂PAC，搅拌均匀，开启电源进行磁分离处理，控制磁场强度为1.0T，反应3h，关闭电源，静置分离，固体进入磁回收系统，回收赤铁矿重复利用；废水经出水管进入pH调节池，调节废水pH值至3.0进入电芬顿单元，开启电源进行电芬顿氧化，电芬顿单元所用电极为环状结构，阳极板为活性纤维炭，阴极板为金属铁，控制阳极电流密度为60mA·cm^-2，同时，用鼓风机向阴极处通入氧气，反应1h，关闭电源；废水经出水管进入pH调节池，调节废水pH值至6.5后进入超声波吹脱单元，开启电源进行超声波吹脱，超声波的声能密度设定为0.01W/mL，同时开启鼓风装置向废水中鼓入空气，反应4h，关闭超声波及鼓风装置；废水经出水管进入三维电催化单元，开启电源进行三维电催化反应，三维电催化单元所用阳极板为BDD，阴极板为不锈钢，粒子电极为镍粉末，阳极电流密度设定为100mA·cm^-2，反应2h关闭电源；废水经出水管进入生化强化单元，向生化强化单元中投加粒径为2cm的固体球状微生物载体，开启曝气装置，3h后结束反应，废水经三相分离器分离出水。

表3本发明对石化废水的处理效果

根据出水的水质指标计算可得，COD的去除率为98.9％，SS的去除率为94.2％，氨氮的去除率为99.9％。

对比例1

某高盐高浓度石化废水，总溶解固体为27493mg/L，水质指标情况见表5所示。

本对比例将2L上述废水按照中国专利文献CN104291522A具体实施方式进行处理。

表5专利文献CN104291522A对石化废水的处理效果

指标	进水	出水
			COD(mg/L)	13582	5268
氨氮mg/L	3720	1745

根据出水的水质指标计算可得，COD的去除率为61.2％，氨氮的去除率为53.1％。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种高盐高浓度有机废水的综合处理方法，其特征在于，包括以下步骤：将待处理废水依次经过磁分离处理、芬顿氧化处理、吹脱处理、电催化处理及生化处理，最后出水。

2.根据权利要求1所述的综合处理方法，其特征在于，所述磁分离处理包括：投加磁性载体及絮凝剂，控制磁场强度为1～1.5T，处理时间为1～3h。

3.根据权利要求2所述的综合处理方法，其特征在于，所述磁性载体为磁铁矿、赤铁矿、纳米Fe₃O₄中的至少一种，所述磁性载体的投加量为150～200mg/L。

4.根据权利要求1-3任一项所述的综合处理方法，其特征在于，所述芬顿氧化为电芬顿氧化，包括：调节经所述磁分离处理后废水的pH值至3～4，在所述电芬顿氧化的阴极通入氧气，控制阳极电流密度为30～60mA·cm^-2，反应时间为1～3h。

5.根据权利要求4所述的综合处理方法，其特征在于，所述电芬顿氧化所用的电极为环状结构，阴极板材质为石墨或活性炭纤维，阳极板材质为金属铁。

6.根据权利要求1-5任一项所述的综合处理方法，其特征在于，所述吹脱为超声波吹脱，包括：调节经所述芬顿氧化处理后废水的pH至6.5～7.5，控制所述超声波的声能密度为0.01～0.05W/mL，处理时间为1～3h。

7.根据权利要求1-6任一项所述的综合处理方法，其特征在于，所述电催化为三维电催化，阳极电流密度为50～100mA·cm^-2，处理时间为2～4h。

8.根据权利要求7所述的综合处理方法，其特征在于，所述三维电催化所使用的阳极板材质为DSA或BDD，阴极板材质为不锈钢，粒子电极为镍粉末。

9.根据权利要求1-8任一项所述的综合处理方法，其特征在于，所述生化处理中，添加固体球状微生物载体，所述载体的粒径为2～5mm。