CN112551753A - 一种应用于高有机物高含盐废水的生化预处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于高有机物高含盐废水的生化预处理方法，所述废水中含有但不局限于以下离子：SO₄ ^2‑、F^‑及PO₄ ^3‑，处理方法包括以下步骤：在室温搅拌条件下，向废水中加入酸或碱调节废水至pH为3～5；向得到废液中加入亚铁酸盐，反应10min～20min；继续直接加入次氯酸盐，反应30min～40min；再向上述废液加入铝盐，并用碱液调节pH至10～12，反应15min～25min；再向废液中加入絮凝剂进行沉淀，对上清液进行收集。本发明避免了传统氧化工艺中双氧水的投加及碱性氧化的二次pH调节，实现废水中有机物及无机离子的分层次去除，降低处理成本。

Description

一种应用于高有机物高含盐废水的生化预处理方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种应用于高有机物高含盐废水的生化预处理方法。

背景技术

由于大部分高浓度废水工业同时存在高COD、高盐度、污染物种类多、毒性大、难降解等问题，而目前切实可行的化工污水集中处理系统大多使用生物处理工艺作为其主处理工艺，来水中污染物的种类多、毒性大，如果直接进入生化处理系统必将给处理系统带来不利影响，为提高集中污水处理厂生化处理工艺运行的稳定性，要进行厂内清洁生产和预处理后，方可进入园区污水厂进行处理及回用。

譬如涂装工艺洗涤塔废水，COD含量高达10000～20000mg/L，且含有SO₄ ^2-、F-及PO₄ ^3-等，成分复杂，可生化性差，如不针对这部分高浓污染物废水进行处理，会使得污水处理成本将大大提升，出水水质也大大降低，严重影响了污水处理的稳定性。

目前，针对高COD废水主要的处理方法有物理吸附法、电化学法、混凝法等。物理吸附法易产生残渣，除却二次污染的风险外，经济合适的吸附剂选择也一直是吸附法难以应用的原因；电化学方法处理效果较好，但工艺复杂，且处理水量有限；芬顿法作为高级氧化的代表在那污水处理行业有着广泛的应用，然而芬顿法中所使用的过氧化氢价格昂贵，增加处理成本；混凝法作为国内普遍采用的一种废水预处理方法，具有适用范围广、操作简便、成本低廉等优点，然而单纯混凝法对于高COD废水处理效果有限。

近年来，混凝过程中加入氧化剂对处理高COD废水应用逐渐普及，然而传统工艺在加入氧化剂前均需调节pH至碱性，不仅增加了处理成本，还增加了工艺步骤，因此选择合适的处理工艺优化工艺步骤显得尤为重要。

发明内容

本发明针对上述缺陷，提供一种利用混凝—氧化—絮凝的方式，降低污水中COD的含量，同时对水体中SO₄ ^2-、F^-及PO₄ ^3-进行处理，在保证生化处理进水水质的同时，降低处理成本的涂装工艺洗涤塔废水预处理方法。

本发明提供如下技术方案：一种应用于高有机物高含盐废水的生化预处理方法，所述废水中可能含有但不局限于SO₄ ^2-、F^-及PO₄ ^3-，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在室温搅拌条件下，向废水中加入酸或碱调节废水至pH为3～5；

(2)向步骤(1)中废液加入亚铁酸盐，反应10min～20min；

(3)向步骤(2)中废液直接加入次氯酸盐，反应30min～40min；

(4)向步骤(3)中废液加入铝盐，并用碱液调节pH至10～12，反应15min～25min；

(5)向步骤(4)中废液加入絮凝剂进行沉淀，对上清液进行收集。

进一步地，所述步骤(1)～(5)均在室温下进行。

进一步地，所述步骤(1)中的酸液为摩尔浓度为1M的硫酸溶液，所述碱液为摩尔浓度为1M的氢氧化钠溶液。

进一步地，所述步骤(2)所述的亚铁酸盐为硫酸亚铁。

进一步地，所述步骤(2)中的所述亚铁酸盐投加量为所述废水中的COD与亚铁酸盐的质量比为2:1～5:1。

进一步地，所述步骤(3)所述的次氯酸盐为次氯酸钙或次氯酸钠。

进一步地，所述步骤(3)的次氯酸盐的投加量与所述亚铁酸盐的投加量的摩尔比为5:1～15:1。

进一步地，所述步骤(4)中的所述铝盐为氯化铝，所述步骤(4)中的所述碱液为摩尔浓度为1M的氢氧化钠溶液。

进一步地，所述步骤(4)的铝盐的投加量与所述步骤(2)的亚铁酸盐的投加量按照Al³⁺:SO₄ ^2-摩尔比为0.5:1～1.5:1投加。

进一步地，其特征在于，所述步骤(5)中的所述絮凝剂为聚合氯化铝及聚丙烯酰胺，所述聚合氯化铝投加量为使所述聚合氯化铝在投加后的步骤(5)中的终浓度为1g/L，所述聚丙烯酰胺的投加量为使所述聚丙烯酰胺在投加后的步骤(5)中的终浓度为0.05g/L。

本发明的有益效果为：

1、本发明的废水处理工艺主要是一种高有机物高含盐废水的生化预处理方法预处理手段，经此预处理方法后，可以大幅度降低原废水的有机物浓度及生物抑制性。2、对于现有工艺，本发明根据涂装工艺洗涤塔废水的特点，合理设置氧化工艺，避免了传统工艺中双氧水的投加及碱性氧化的二次pH调节，实现废水中有机物及无机离子的分层次去除，极大降低了处理成本。

3、本申请提供的一种应用于高有机物高含盐废水的生化预处理方法利用混凝—氧化—絮凝的方式，降低污水中COD的含量，同时可以对水体中SO₄ ^2-、F^-及PO₄ ^3-进行处理，无需使用双氧水，也无需使用电催化进行絮凝沉淀分离，在保证生化处理进水水质的同时，降低处理成本，在作为氧化剂的次氯酸盐投加前无需调节pH值，避免了传统工艺中的双氧水的投加及碱性氧化的二次pH调节，操作简便，流程简单，处理过程所需要的化学原料易得、成本低，也避免了电催化、电絮凝等方式处理废水所需要的额外的处理时的电力需求，进一步降低了处理成本可达60％。

具体实施例方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种涂装工艺洗涤塔废水预处理的方法，废水中含有SO₄ ^2-、F^-及PO₄ ^3-，包括以下步骤：

(1)在室温搅拌条件下，向废水中加入摩尔浓度为1M的硫酸溶液酸或摩尔浓度为1M的氢氧化钠碱液调节废水至pH为3～5；

(2)向步骤(1)中废液加入亚铁酸盐，反应10min～20min；

(3)向步骤(2)中废液直接加入次氯酸盐，反应30min～40min；

(4)向步骤(3)中废液加入铝盐，并用摩尔浓度为1M的氢氧化钠碱液调节pH至10～12，反应15min～25min；

(5)向步骤(4)中废液加入絮凝剂进行沉淀，对上清液进行收集。

作为优选，步骤(1)中，由于洗涤剂废水成分不同，可能呈酸或碱性，影响亚铁酸盐混凝效果，考虑不引入多余离子的情况下，采用硫酸或氢氧化钠溶液对废水pH进行调节。

作为优选，步骤(2)中，考虑不引入多余离子的情况下，加入亚铁酸盐为硫酸亚铁，硫酸亚铁投加量为COD与硫酸亚铁质量比为2:1～5:1。

作为优选，步骤(3)中，在不进行二次调节pH的条件下，直接利次氯酸盐作为氧化剂对COD进行降解，考虑到次氯酸盐可作为氧化剂对COD进行降解，钙盐对F^-及PO₄ ^3-可以起到共沉淀的作用，在此条件下推荐选择次氯酸钙作为氧化剂，次氯酸钙盐与硫酸亚铁投加量摩尔比为5:1～15:1，反应时间为30min，目的是保证反映的充分进行。

作为优选，步骤(4)中，向废水中加入铝盐，考虑不引入多余离子的情况下，铝盐为氯化铝，目的是对SO₄ ^2-进行去除，氯化铝投加量为Al³⁺：SO₄ ^2-摩尔比为0.5:1～1.5:1投加；并用摩尔浓度为1M的氢氧化钠碱液调节pH至10～12，目的是保证Ca²⁺或其他可能存在的重金属离子的完全沉淀，反应约15min，以保证反映的充分进行。

作为优选，步骤(5)中，向中废液加入絮凝剂进行沉淀，絮凝剂为聚合氯化铝及聚丙烯酰胺，为保证絮凝反应的充分进行，聚合氯化铝投加量后为在步骤(5)的混合液中的终浓度为1g/L，聚丙烯酰胺的投加量为在步骤(5)的混合液中的终浓度为0.05g/L。

以上各成分的添加比例可以根据实际的生化预处理所要达到的水体中的COD含量以及水体中SO₄ ^2-、F^-及PO₄ ^3-去除效果进而选择。

对比例1

利用混凝-碱性氧化法及本发明进行对比试验。

试验步骤如下：取500mL洗涤塔废水于1L烧杯，测定废水COD含量为18640mg/L，pH值为1.5，加入1M氢氧化钠将原废水pH调为4，放于室温搅拌，加入七水合硫酸亚铁1.62g，反应10min，利用1M氢氧化钠将废液pH调整为10(混凝-碱性氧化法)或不调节pH(本发明)，随后投加次氯酸钙12.67g，反应30min，加入六水合氯化铝4.24g，用氢氧化钠调节pH＝11,搅拌15min，最后投加PAC及PAM进行混凝沉淀，抽取上清液。

试验结果表明混凝-碱性氧化法处理后，废水COD含量为7240mg/L，去除率为60.91％，而采用本发明实施例1的方法处理后，废水COD含量为5560mg/L，去除率为69.98％。

对比例2

利用芬顿氧化法及本发明进行对比试验。

芬顿法试验步骤如下：取500mL洗涤塔废水于1L烧杯，测定废水COD含量为17720mg/L，pH值为1.4，加入1M氢氧化钠将原水pH调为4，放于室温搅拌，加入七水合硫酸亚铁8.10g，缓慢加入30％过氧化氢溶液29.44mL，反应30分钟，用1M氢氧化钠溶液将水样pH调至10，搅拌30分钟，沉淀，取上清液，随后加入二水合氯化钙3.8g，调节pH至10.5左右；加入六水合氯化铝0.77g，用氢氧化钠调节pH＝11,搅拌15min，最后投加PAC及PAM进行混凝沉淀，抽取上清液。

本发明试验步骤如下：取500mL洗涤塔废水于1L烧杯，测定废水COD含量为18520mg/L，pH值为1.5，加入1M氢氧化钠将原废水pH调为4，放于室温搅拌，加入七水合硫酸亚铁8.47g，反应10min，随后投加次氯酸钙65.33g，反应30min，加入六水合氯化铝8.75g，用氢氧化钠调节pH＝11，搅拌15min，最后投加PAC及PAM进行混凝沉淀，抽取上清液。

实验结果表明芬顿法处理后，废水COD含量为10560mg/L，去除率为40.41％，而采用本发明实施例1的方法处理后，废水COD含量为4880mg/L，去除率为73.70％，废水处理成本节省83.33元/吨。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种应用于高有机物高含盐废水的生化预处理方法，所述废水中含有SO₄ ^2-、F^-及PO₄ ^3-，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在室温搅拌条件下，向废水中加入酸或碱调节废水至pH为3～5；

(2)向步骤(1)中废液加入亚铁酸盐，反应10min～20min；

(3)向步骤(2)中废液直接加入次氯酸盐，反应30min～40min；

(4)向步骤(3)中废液加入铝盐，并用碱液调节pH至10～12，反应15min～25min；

(5)向步骤(4)中废液加入絮凝剂进行沉淀，对上清液进行收集。

2.根据权利要求1所述的一种应用于高有机物高含盐废水的生化预处理方法，其特征在于，所述步骤(1)～(5)均在室温下进行。

3.根据权利要求1所述的一种应用于高有机物高含盐废水的生化预处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中的酸液为摩尔浓度为1M的硫酸溶液，所述碱液为摩尔浓度为1M的氢氧化钠溶液。

4.根据权利要求1所述的一种应用于高有机物高含盐废水的生化预处理方法，其特征在于，所述步骤(2)所述的亚铁酸盐为硫酸亚铁。

5.根据权利要求1所述的一种应用于高有机物高含盐废水的生化预处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中的所述亚铁酸盐投加量为所述废水中的COD与亚铁酸盐的质量比为2:1～5:1。

6.根据权利要求1所述的一种应用于高有机物高含盐废水的生化预处理方法，其特征在于，所述步骤(3)所述的次氯酸盐为次氯酸钙或次氯酸钠。

7.根据权利要求1所述的一种应用于高有机物高含盐废水的生化预处理方法，其特征在于，所述步骤(3)的次氯酸盐的投加量与所述亚铁酸盐的投加量的摩尔比为5:1～15:1。

8.根据权利要求1所述的一种应用于高有机物高含盐废水的生化预处理方法，其特征在于，所述步骤(4)中的所述铝盐为氯化铝，所述步骤(4)中的所述碱液为摩尔浓度为1M的氢氧化钠溶液。

9.根据权利要求1所述的一种应用于高有机物高含盐废水的生化预处理方法，其特征在于，所述步骤(4)的铝盐的投加量与所述步骤(2)的亚铁酸盐的投加量按照Al³⁺:SO₄ ^2-摩尔比为0.5:1～1.5:1投加。

10.根据权利要求1所述的一种应用于高有机物高含盐废水的生化预处理方法，其特征在于，所述步骤(5)中的所述絮凝剂为聚合氯化铝及聚丙烯酰胺，所述聚合氯化铝投加量为使所述聚合氯化铝在投加后的步骤(5)中的终浓度为1g/L，所述聚丙烯酰胺的投加量为使所述聚丙烯酰胺在投加后的步骤(5)中的终浓度为0.05g/L。