CN110002573A

CN110002573A - 一种基于金属离子的臭氧深度处理工业废水方法

Info

Publication number: CN110002573A
Application number: CN201910381183.9A
Authority: CN
Inventors: 刘爱宝; 曹惠忠; 朱辉; 陈政; 姚昆; 刘娜; 赵忠贝
Original assignee: Environmental Polytron Technologies Inc
Current assignee: Environmental Polytron Technologies Inc
Priority date: 2019-05-08
Filing date: 2019-05-08
Publication date: 2019-07-12

Abstract

本发明涉及到一种基于金属离子的臭氧深度处理工业废水方法，主要包括Ti4+、Fe2+、Mn2+和Zr4+等金属离子溶液，臭氧和KI溶液以及停留时间等，其特征在于，所述金属离子溶液作为催化剂，所述臭氧作为深度处理的氧化剂，所述KI溶液为尾气处理溶液。本发明具有处理效果COD去除率达到80％以上和操作简单方便以及成本较低等特征。

Description

一种基于金属离子的臭氧深度处理工业废水方法

技术领域

本发明属于深度水处理技术领域，尤其涉及到一种基于金属离子的臭氧深度处理工业废水方法。

背景技术

现代水资源的合理利用是我国可持续发展战略实施中的重要内容。化工园区用水量大、污水排放量大的特点已经不适应现代社会发展中对水资源利用的需求。

废水中污染物种类较多。根据废水对环境污染所造成危害的不同，大致可划分为固体污染物、需氧污染物、有机污染物、油类污染物、有毒污染物、生物污染物、酸碱污染物、营养性污染物、感官污染物和热污染等。固体污染物以悬浮物、胶状物和溶解固形物三种形态存在于水中。固体悬浮物的危害：当水被悬浮物污染，再大量排入自然界水体，将造成水体混浊，颜色改变。会自行沉降的悬浮物沉于水体底部，会危害水底栖生物的繁殖，影响渔业生产；沉积于灌溉的农田，会堵塞土壤空隙，不利于农作物生长；淤积严重，还会堵塞水道。

近年来，非均相催化氧化技术在废水处理过程中应用较广，但是均相应用较少，其中Fenton试剂法是具有独特的高级氧化技术，能够分解矿化废水中的有毒难降解有机物，然而，目前技术仍然存在以下方面问题：

(1)工业污水处理成本高，回收利用率低；

(2)工业废水分流不合理：

(3)COD降解率较低，无法满足特殊废水的需求。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出了一种基于金属离子的臭氧深度处理工业废水方法，具体方案如下所示：

一种基于金属离子的臭氧深度处理工业废水方法，主要包括Ti4+、 Fe2+、Mn2+和Zr4+等金属离子溶液，臭氧和KI溶液以及停留时间等，其特征在于，所述金属离子溶液作为催化剂，所述臭氧作为深度处理的氧化剂，所述KI溶液为尾气处理溶液。

进一步的，所述臭氧深度处理工业废水方法主要步骤如下所示：

S1.测定废水中COD含量和pH值；

S2.废水通过恒温装置；

S3.将Ti4+、Fe2+、Mn2+和Zr4+等金属离子溶液配置成一定浓度；

S4.将金属离子溶液加入恒温装置中；

S5.开启臭氧发生器，连通处理装置；

S6.产生的尾气进入装有质量/体积浓度为10％的KI溶液吸收装置；

进一步的，所述停留时间为0.1min～5min。

进一步的，所述金属离子溶液用量每分钟0.0006mM/L。

进一步的，所述臭氧的用量为12mg/L。

更进一步的，所述恒温装置温度为25～29摄氏度。

更进一步的，所述水质COD的去除率为80％以上；

综上所述，与现有技术相比，具有经高级氧化技术处理后，出水COD浓度达到地表四类水标准，处理方式简单快捷等特征。

附图说明

图1本发明专利的金属离子催化臭氧深度处理工业废水工艺技术流程；

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明专利实施例中的附图，对本发明专利实施中的技术方案进行清楚、完整的描述。

本发明专利的原理为如下所述：臭氧是一种强氧化剂，其分解产生的羟基自由基(·OH)，具有比臭氧分子更强的氧化能力，且反应无选择性，可快速氧化分解污水中大量有机污染物。

臭氧氧化技术是利用臭氧产生的羟基自由基(·OH)分解水中的有机污染物，是一种高效的污水处理技术，可快速氧化分解污水中大量有机污染物，近年来已成为工业污水处理领域的研究热点。其反应速率更高、氧化性更强，无专一性，几乎可以氧化所有有机物，在杀菌、消毒、脱色、除臭、氧化难降解有机物等方面有明显的优势。近年来，随着臭氧放电发生技术的发展，臭氧能耗和运行成本逐步降低，国内外很多污水厂采用臭氧作为深度处理技术。

结下来，以Ti离子为例进行阐述反应过程中基本原理，在酸性条件下，有机污染物的降解主要依靠臭氧分子的氧化能力。由于臭氧分子对有机物的氧化具有选择性，降解不彻底，导致二级出水CODCr去除率较低。当废水中氢氧根离子浓度较高时，臭氧分子在HO-作用下分解产生·OH；当HO-浓度过高时，·OH也超过有机物降解的需求量。同时，Ti(IV)离子催化臭氧分解产生了·OH，使得反应体系中·OH的总体浓度过高，·OH之间相互结合而猝灭，导致反应速率降低:

·OH+O3→O2+HO2·

·OH→H2O2

·OH+HO2·→H2O+O2同时钛(IV)离子在碱性环境中容易发生如下反应[180]:

Ti4++OH-→Ti(OH)3+

Ti(OH)3++OH-→TiO2++H2O

TiO2++OH-→TiO(OH)+

TiO(OH)++OH-→TiO(OH)2↓

偏钛酸沉淀(TiO(OH)2)的形成，抑制了Ti(IV)离子参与催化反应，也导致反应速率下降。根据图1，一种基于金属离子的臭氧深度处理工业废水方法，主要包括Ti4+、Fe2+、Mn2+和Zr4+等金属离子溶液，臭氧和KI溶液以及停留时间等。进一步的，所述臭氧深度处理工业废水方法主要步骤如下所示：

S1.测定废水中COD含量和pH值(101)；

S2.废水通过恒温装置(102)；

S3.将Ti4+、Fe2+、Mn2+和Zr4+等金属离子溶液配置成一定浓度(103)；

S4.将金属离子溶液加入恒温装置中(104)；

S5.开启臭氧发生器，连通处理装置(105)；

S6.产生的尾气进入装有质量/体积浓度为10％的KI溶液吸收装置(106)；

进一步的，所述停留时间为0.1min～5min。

进一步的，所述金属离子溶液用量每分钟0.0006mM/L。

进一步的，所述臭氧的用量为12mg/L。

更进一步的，所述恒温装置温度为25～29摄氏度。

更进一步的，所述水质COD的去除率为80％以上；

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明专利保护的范围。

Claims

1.一种基于金属离子的臭氧深度处理工业废水方法，主要包括Ti4+、Fe2+、Mn2+和Zr4+等金属离子溶液，臭氧和KI溶液以及停留时间等，其特征在于，所述金属离子溶液作为催化剂，所述臭氧作为深度处理的氧化剂，所述KI溶液为尾气处理溶液。

2.根据权利要求1所述的一种基于金属离子的臭氧深度处理工业废水方法，其特征在于，所述臭氧深度处理工业废水方法主要步骤如下所示：

S1.测定废水中COD含量和pH值；

S2.废水通过恒温装置；

S3.将Ti4+、Fe2+、Mn2+和Zr4+等金属离子溶液配置成一定浓度；

S4.将金属离子溶液加入恒温装置中；

S5.开启臭氧发生器，连通处理装置；

S6.产生的尾气进入装有质量/体积浓度为10％的KI溶液吸收装置。

3.根据权利要求1所述的一种基于金属离子的臭氧深度处理工业废水方法，其特征在于，，所述停留时间为0.1min～5min。

4.根据权利要求1所述的一种基于金属离子的臭氧深度处理工业废水方法，其特征在于，，所述金属离子溶液用量每分钟0.0006mM/L。

5.根据权利要求1所述的一种基于金属离子的臭氧深度处理工业废水方法，其特征在于，，所述臭氧的用量为12mg/L。

6.根据权利要求1所述的一种基于金属离子的臭氧深度处理工业废水方法，其特征在于，，所述恒温装置温度为25～29摄氏度。

7.根据权利要求1所述的一种基于金属离子的臭氧深度处理工业废水方法，其特征在于，所述水质COD的去除率为80％以上。