CN110885143A - 一种提高水体可生化性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于水处理领域，具体公开了一种提高水体可生化性的方法，该提高水体可生化性的方法包括以下步骤：(1)将待处理水体的pH值调节至2～8；(2)将过渡金属元素和亚硫酸盐加入到所述步骤(1)得到的所述待处理水体中，接着在水温0～40℃下曝气、搅拌反应30～90min，即可提高该水体的可生化性；其中，加入的所述过渡金属元素和所述亚硫酸盐两者的摩尔比为0.1～20:0.5～100。本发明通过对关键的向水体中加入的试剂种类及其配比进行改进，通过高级氧化技术将难降解有机物分解为易被生物利用的有机物，可有效提高难降解有机物的可生化性，提高生化需氧量和化学需氧量的比值。

Description

一种提高水体可生化性的方法
技术领域
本发明属于水处理领域，更具体地，涉及一种提高水体可生化性的方法，该方法适用于工业有机废水处理等领域，尤其可以提高难降解有机物可生化性。
背景技术
近年来，随着我国经济的快速发展，纺织、印染、制革、焦化、化工、造纸、制药等工业得到了长发展，随之而来也产生了大量工业废水，这些工业废水大部分都含有有毒有害物质，且生物需氧量/化学需氧量小于0.3，属于难以降解有机废水、可生化性差，处理难度大成本高，难以达到国家排放标准。现有难降解有机废水可生化性的预处理技术包括物理化学处理，如吸附法；化学预处理技术，如芬顿法、超声化学氧化法、电催化氧化法等；生物处理技术如水解酸化法。以上三类技术都是常用的预处理方式，但物理吸附法存在吸附容量有限，再生能耗大，废弃物排放二次污染的问题；化学预处理则多涉及耗能、土建、效率低的问题；生物预氧化的水解酸化必须控制在厌氧发酵的第二阶段完成之前。因此，更加环保安全的提高难降解有机物可生化性的方法还有待发展。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种提高水体可生化性的方法，其中通过对关键的向水体中加入的试剂种类及其配比进行改进，通过高级氧化技术将难降解有机物分解为易被生物利用的有机物，可有效提高难降解有机物的可生化性，提高生化需氧量和化学需氧量的比值，本发明具有操作简单易行，适用范围广等优点。
为实现上述目的，按照本发明，提供了一种提高水体可生化性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将待处理水体的pH值调节至2～8；
(2)将过渡金属元素和亚硫酸盐加入到所述步骤(1)得到的所述待处理水体中，接着在水温0～40℃下曝气、搅拌反应30～90min，即可提高该水体的可生化性；其中，加入的所述过渡金属元素和所述亚硫酸盐两者的摩尔比为0.1～20:0.5～100。
作为本发明的进一步优选，所述步骤(1)具体是将pH值调节至6。
作为本发明的进一步优选，所述步骤(2)具体是在水温25℃下曝气、搅拌反应90min。
作为本发明的进一步优选，所述步骤(2)中，加入的所述过渡金属元素和所述亚硫酸盐两者的摩尔比为1:2。
作为本发明的进一步优选，所述步骤(2)中，所述过渡金属元素为铁元素、钴元素、铜元素、镍元素、锰元素中至少一种；
所述铁元素具体是以含有铁元素的化合物的形式加入的，所述含有铁元素的化合物优选为还原性铁、二氧化三铁、四氧化三铁、氧化亚铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁、硫酸铁、硝酸铁、氯化铁中的至少一种；
所述钴元素具体是以含有钴元素的化合物的形式加入的，所述含有钴元素的化合物优选为碳酸钴、硝酸钴、硫酸钴、氯化钴中的至少一种；
所述铜元素具体是以含有铜元素的化合物的形式加入的，所述含有铜元素的化合物优选为碱式碳酸铜、碱式硫酸铜、硝酸铜、氯化铜中的至少一种；
所述镍元素具体是以含有镍元素的化合物的形式加入的，所述含有镍元素的化合物优选为硫酸镍、氯化镍中的至少一种；
所述锰元素具体是以含有锰元素的化合物的形式加入的，所述含有锰元素的化合物优选为高猛酸钠、高猛酸铵中的至少一种。
作为本发明的进一步优选，所述步骤(2)中，所述亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢钾中至少一种。
作为本发明的进一步优选，所述步骤(1)具体是采用pH调节剂调节pH值的，所述pH调节剂为硫酸溶液或氢氧化钠溶液。
通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，在对水体进行生物处理前，先向水体中加入过渡金属元素和亚硫酸盐进行曝空气、搅拌处理，可提高该水体的可生化性。本发明通过将过渡金属元素和亚硫酸盐两者的摩尔浓度比控制为0.1～20:0.5～100(更优选为1:2)，并采用铁离子、钴离子、铜离子、镍离子、锰离子作为优选的过渡金属，利用过渡金属元素和亚硫酸盐两者的整体作用作用于pH值预先调节至2～8的水体，通过高级氧化技术将难降解有机物分解为易被生物利用的有机物，可有效提高难降解有机物的可生化性，提高生化需氧量和化学需氧量的比值。
具体说来，本发明包括以下有益效果：
1.本发明可有效提高难降解有机物的可生化性，通过高级氧化技术将难降解有机物分解为易被生物利用的有机物，提高生化需氧量和化学需氧量的比值。
2.使用亚硫酸盐作为硫酸根自由基供体具有无残余、不影响后续生物处理的优点；本发明避免使用过硫酸盐，尽管过硫酸盐也可作为硫酸根自由基供体，但其是一种杀菌剂，会降低可生化性。
3.本发明操作简单易行，适用范围广等优点。
本发明通过控制过渡金属元素和亚硫酸盐两者的摩尔比，利用过渡金属元素和亚硫酸盐两者的整体作用作用于pH值预先调节至2～8的水体，并在0～40℃(如0～35℃)下曝气、搅拌反应30～90min(更优选在水温25℃下曝空气、搅拌反应90min)，曝气可用于提供亚硫酸根自由基向硫酸根自由基转化所需的氧，反应在短时间内可以达到较好的处理效果，延长至90分钟可以得到更好的去除效果，具有产生效果速度快，操作简单易行，适用范围广等优点。
附图说明
图1为实施例1中过渡金属和亚硫酸盐体系处理后的水体有机物可生化性和原水有机物可生化性的对比。其中黑色和白色柱状图分别代表原水和过渡金属/亚硫酸盐体系处理后的水体的生物需氧量；其中斜纹柱状图和点状柱状图分别代表原水和处理水生物需氧量与化学需氧量的比值。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明中提高难降解有机物可生化性的方法，总体来说，其操作步骤可以是：在水厂的生物处理池前增设预处理池，用pH调节剂将待处理水pH调节至2～8，然后向水中加入过渡金属和亚硫酸盐，在水温0～40。C下曝气、搅拌反应30～90min。其中过渡金属和亚硫酸盐的摩尔浓比为0.1～20:0.5～100。过渡金属可以为零价铁等。曝气处理可以为曝空气、曝氧气中的至少一种。
实施例1
本实施例中的提高难降解有机物可生化性的方法可以包括以下操作步骤：
向染料废中加入过渡金属和亚硫酸盐，在水温30℃下曝气、搅拌反应60min，重复实施9次。其中过渡金属和亚硫酸盐的摩尔浓比为1:2。所述过渡金属为铁离子/亚铁离子，所述亚硫酸盐为亚硫酸钠。
本实施例中零价铁和亚硫酸盐体系处理后的水体有机物可生化性和原水有机物可生化性的对比效果如图1所示。其中黑色和白色柱状图分别代表原水和过渡金属/亚硫酸盐体系处理后的水体的生物需氧量；其中斜纹柱状图和点状柱状图分别代表原水和处理水生物需氧量与化学需氧量的比值。从图1可以看出过渡金属和亚硫酸盐体系可以明显提高染料废水的可生化性，其生物需氧量从112-147mg/L升高至180-280mg/L。染料废水的生物需氧量/化学需氧量的比值从0.13-0.17增加至0.22-0.34，表明经过渡金属和亚硫酸盐体系处理后的染料废水可生化性得到提高。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种提高水体可生化性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将待处理水体的pH值调节至2～8；
(2)将过渡金属元素和亚硫酸盐加入到所述步骤(1)得到的所述待处理水体中，接着在水温0～40℃下曝气、搅拌反应30～90min，即可提高该水体的可生化性；其中，加入的所述过渡金属元素和所述亚硫酸盐两者的摩尔比为0.1～20:0.5～100。
2.如权利要求1所述提高水体可生化性的方法，其特征在于，所述步骤(1)具体是将pH值调节至6。
3.如权利要求1所述提高水体可生化性的方法，其特征在于，所述步骤(2)具体是在水温25℃下曝气、搅拌反应90min。
4.如权利要求1所述提高水体可生化性的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，加入的所述过渡金属元素和所述亚硫酸盐两者的摩尔比为1:2。
5.如权利要求1所述提高水体可生化性的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述过渡金属元素为铁元素、钴元素、铜元素、镍元素、锰元素中至少一种；
所述铁元素具体是以含有铁元素的化合物的形式加入的，所述含有铁元素的化合物优选为还原性铁、二氧化三铁、四氧化三铁、氧化亚铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁、硫酸铁、硝酸铁、氯化铁中的至少一种；
所述钴元素具体是以含有钴元素的化合物的形式加入的，所述含有钴元素的化合物优选为碳酸钴、硝酸钴、硫酸钴、氯化钴中的至少一种；
所述铜元素具体是以含有铜元素的化合物的形式加入的，所述含有铜元素的化合物优选为碱式碳酸铜、碱式硫酸铜、硝酸铜、氯化铜中的至少一种；
所述镍元素具体是以含有镍元素的化合物的形式加入的，所述含有镍元素的化合物优选为硫酸镍、氯化镍中的至少一种；
所述锰元素具体是以含有锰元素的化合物的形式加入的，所述含有锰元素的化合物优选为高猛酸钠、高猛酸铵中的至少一种。
6.如权利要求1所述提高水体可生化性的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢钾中至少一种。
7.如权利要求1所述提高水体可生化性的方法，其特征在于，所述步骤(1)具体是采用pH调节剂调节pH值的，所述pH调节剂为硫酸溶液或氢氧化钠溶液。
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