CN112707546A - 一种处理高浓度溴羟残液废水的方法 - Google Patents

一种处理高浓度溴羟残液废水的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种处理高浓度溴羟残液废水的方法，采用铁碳微电解法与过硫酸盐氧化法联合技术处理溴羟残液废水，通过调节废水的初始pH为2‑7，微电解的填料用量400‑1200克/升，反应时间为30‑180分钟和过硫酸盐用量2‑10克/升以及反应时间100‑120分钟等条件，能够最大限度地去除制药废水中的COD，去除率可达70％‑90％，废水的BOD5/CODCr可由0.2提升到0.4以上。本发明对制药所产生的高浓度溴羟残液废水中的有机物具有去除高效、易于操作、无二次污染、成本低等优点，对处理高浓度、难降解或一般方法难以奏效的有机废水处理具有广阔的应用前景。

Description

一种处理高浓度溴羟残液废水的方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体的涉及一种处理高浓度溴羟残液废水的 方法。
背景技术
制药废水具有冲击负荷大、成分复杂、有机物浓度高、毒性强、可生化性 差等特点，难以通过常规水处理技术得以净化。目前国内外对于这类废水主要 采用混凝法、吸附法、膜分离法等传统处理方法，难以实现完全净化，并且处 理成本很高。因此寻求高效的处理工艺对制药废水中的难降解有机物进行去除， 并提高其可生化性使高浓度制药废水达标排放尤为重要。
高浓度溴羟残液废水是制药废水的重要来源之一，其水质有机污染物浓度 高，水中主要含有杀菌类药物成分和激素类药物成分，还含有5,5-二甲基海因、 4-苄氧基苯基异硫氰酸酯、4-雄烯二醇、16-α-甲基孕烯醇酮、11β-羟基雄甾 酮等药物中间体，使废水中有机物成分复杂并且浓度极高，其中大多为难降解 物质，会对常规处理中的微生物有抑制作用，对废水的生化处理造成极大困难。 除此之外，废水会造成较大的冲击负荷，由于生产需要，制药生产废水一般是 间歇性排放，污染物浓度随时间变化较大，这些废水在短时间内大量排放会产 生较大的有机污染物负荷冲击。另外，制药过程需要用到大量的酸碱和无机溶 剂，可能会增加废水中的盐分，当盐度达到一定浓度后，将会严重阻碍废水的 处理过程。
发明内容
本发明旨在解决单一传统常规水处理工艺难以对高浓度溴羟残液废水进行 有效处理的技术问题。为此，本发明提出一种处理高浓度溴羟残液废水的方法， 能够有效去除其中含有的大量难降解有机物，提高废水可生化性，并能够减少 药剂投加量，提高废水处理效率。
为实现上述发明目的，采用以下技术方案：
一种处理高浓度溴羟残液废水的方法，具体包括以下步骤：
(1)将废水pH调节至2-6，加入铁碳填料；
(2)对加入铁碳填料的废水进行曝气处理；
(3)反应后静置，沉淀完全后排出上清液；
(4)调节铁碳微电解处理后的出水pH为8-10，静置使水中的大颗粒有机 物与杂质沉淀，有利于后续氧化反应的进行；
(5)取经沉淀后废水，调节pH为2-5，加入0-5克/升Fe2+和过硫酸氢钾 复合盐2克/升-10克/升进行氧化；
(6)将过硫酸盐氧化处理后的废水pH调节为8-10，静置使水中的大颗粒 有机物与杂质沉淀。
具体地，所述步骤(1)中所述废水的CODCr浓度为40000毫克/升-80000毫 克/升，铁碳填料填入量为400克/升-1200克/升。
具体地，所述步骤(2)中曝气过程控制气水比为20：1-50：1，停留时间 为30-180分钟。
具体地，所述步骤(3)中静置时间为3-5小时。
具体地，所述步骤(4)中静置时间为3-5小时。
具体地，所述步骤(5)中氧化反应时间为20-200分钟。
具体地，所述步骤(6)中静置时间为3-5小时。
本发明利用铁碳微电解反应，微电解反应可以产生大量初生态Fe2+和新生态 [H]，具有极高的化学活性。初生态Fe2+和新生态[H]可以与废水中部分污染物发 生氧化还原反应，促使有机物发生加成断链或开环等，从而使其结构和特性发 生改变，降低其生物毒性，提高废水可生化性。废水中部分污染物还可通过铁 碳填料的物理吸附和电化学富集作用得以去除。同时，微电解反应中，阴极可 能反应生成O2-、H2O2等中间产物，具有很强的氧化性，对有机物的去除也发挥了 重要作用。除此之外，在反应的过程中Fe2+和Fe3+生成的铁水络合物具有优良 的絮凝效果，通过网捕卷扫作用、氢键和范德华力吸附作用可将污染物进一步 去除。另外，铁碳微电解过程剩余的Fe2+能够起到活化后续过硫酸盐反应的作用， 生成强氧化性的·OH和·SO4-(E0＝2.5-3.1V)，利用其强氧化性分解有机污染物。 将铁碳微电解法和高级氧化技术耦合处理高浓度溴羟残液废水，不仅能充分利 用铁碳微电解反应产生的Fe2+，减少高级氧化反应中的Fe2+投加量，降低处理成 本，而且可以显著降低高浓度溴羟残液废水中有机污染物尤其是毒性物质的浓 度，同时提高可生化性，以满足废水的后续生物处理需求，进而实现达标排放。
本发明的有益效果如下：
本发明通过调节废水pH、铁碳微电解处理、Fe2+和过硫酸氢钾复合盐的投加 量及反应时间，能够最大化的去除高浓度溴羟残液废水中的高毒性有机物，提 高其可生化性。在微电解过程中产生的Fe2+可用于后续过硫酸盐氧化过程，有利 于减少药剂的投加量。根据本发明方法处理，处理高浓度溴羟残液废水的成本 为15-20元/立方米，处理成本低，处理后废水中COD去除率大于70％，水中的 有机污染物含量得到显著降低，甚至部分有机物已被完全降解，具有很高的处 理效率，并能带来较大的经济效益。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予 以说明。
取某制药厂回收工段产生的高浓度溴羟残液废水进行实验，水样COD浓度 极高，均在40000毫克/升以上，组成成分复杂，尤其是含有大量强毒性、难降 解的有机污染物，废水可生化性较低。
实施例1：
取100毫升CODCr浓度为80000毫克/升、初始pH为3.0的高浓度溴羟残液 废水，对该废水依次按照如下步骤进行处理：
(1)向其中加入铁碳填料120克。
(2)对加入铁碳填料的废水进行曝气处理，气水比为30：1，停留时间为 120分钟。
(3)经过一定反应时间后静置4小时，沉淀完全后取上清液测定COD浓度， COD浓度为40800毫克/升，调节铁碳微电解处理后的出水pH为9.0，静置使水 中的大颗粒有机物与杂质沉淀，有利于后续氧化反应的进行。
(4)取过程(3)出水，用酸调节废水pH至4，过硫酸氢钾复合盐用量为 8克/升、反应时间为120分钟，反应结束后调节水样pH＝10，充分搅拌并静置 4小时后将水外排。
经处理后，排出水中CODCr浓度为12800毫克/升，COD去除率为85.04％， BOD5/CODCr由0.24上升至0.5。
实施例2：
取100毫升CODCr浓度为45600毫克/升，初始pH为2.0的高浓度溴羟残液 废水，对该废水依次按照如下步骤进行处理：
(1)向其中加入铁碳填料100克。
(2)对加入铁碳填料的废水进行曝气处理，气水比为30:1，停留时间为120分 钟。
(3)经过一定反应时间后静置4小时，沉淀完全后取上清液测定COD浓度，COD 浓度为31000毫克/升，调节铁碳微电解处理后的出水pH为9.0，静置使水中的 大颗粒有机物与杂质沉淀，有利于后续氧化反应的进行。
(4)取过程(3)出水，用酸调节废水pH至4，过硫酸氢钾复合盐用量为6克 /升、反应时间为120分钟，反应结束后调节水样pH＝10，充分搅拌并静置4小 时后将水外排。
排出水中CODCr浓度为5600毫克/升，COD去除率为87.72％，BOD5/CODCr由 0.14上升至0.45。
实施例3：
取100毫升CODCr浓度为61200毫克/升，初始pH为5.0的高浓度溴羟残液 废水，对该废水依次按照如下步骤进行处理：
(1)向其中加入铁碳填料120克。
(2)对加入铁碳填料的废水进行曝气处理，气水比为30:1，停留时间为120分 钟。
(3)经过一定反应时间后静置4小时，沉淀完全后取上清液测定COD浓度，COD 浓度为39700毫克/升，调节铁碳微电解处理后的出水pH为9.0，静置使水中的 大颗粒有机物与杂质沉淀，有利于后续氧化反应的进行。
(4)取过程(3)出水，用酸调节废水pH至4，向水中加入1克/升的Fe2+，过 硫酸氢钾复合盐用量为6克/升、反应时间为120分钟，反应结束后调节水样pH＝ 10，充分搅拌并静置4小时后将水外排。
排出水中CODCr浓度为7400毫克/升，COD去除率为87.91％，BOD5/CODCr由 0.2上升至0.6。
实施例4：
取100毫升CODCr浓度为73100毫克/升，初始pH为5.6的高浓度溴羟残液 废水，对该废水依次按照如下步骤进行处理：
(1)向其中加入铁碳填料75克。
(2)对加入铁碳填料的废水进行曝气处理，气水比为30:1，停留时间为120分 钟。
(3)经过一定反应时间后取出填料，静置4小时沉淀完全后将水外排， 测定COD浓度，COD浓度为43800毫克/升，调节铁碳微电解处理后的出水pH为 9.0，静置使水中的大颗粒有机物与杂质沉淀，有利于后续氧化反应的进行。
(4)取经(3)处理后的废水，用酸调节废水pH至4，向水中加入1克/升的 Fe2+、过硫酸氢钾复合盐加入量为4克/升、反应时间为120分钟，反应结束后 调节水样pH＝10，充分搅拌并静置4小时后将水外排。
排出水中CODCr浓度为6600毫克/升，COD去除率为90.96％，BOD5/CODCr由 0.14上升至0.43。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术人员可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范 围，本发明的保护范围应以权利要求书所述为准。

Claims (7)

1.一种处理高浓度溴羟残液废水的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)将废水pH调节至2-6，加入铁碳填料；
(2)对加入铁碳填料的废水进行曝气处理；
(3)反应后静置，沉淀完全后排出上清液；
(4)调节铁碳微电解处理后的出水pH为8-10，静置使水中的大颗粒有机物与杂质沉淀，有利于后续氧化反应的进行；
(5)取经沉淀后废水，加入0-5克/升Fe2+和过硫酸氢钾复合盐2克/升-10克/升进行氧化；
(6)将过硫酸盐氧化处理后的废水pH调节为8-10，静置使水中的大颗粒有机物与杂质沉淀。
2.根据权利要求1所述一种处理高浓度溴羟残液废水的方法，其特征在于，步骤(1)中所述废水的CODCr浓度为40000毫克/升-80000毫克/升，铁碳填料填入量为400克/升-1200克/升。
3.根据权利要求1所述一种处理高浓度溴羟残液废水的方法，其特征在于，步骤(2)中所述曝气过程控制气水比为20：1-50：1，停留时间为30-180分钟。
4.根据权利要求1所述一种处理高浓度溴羟残液废水的方法，其特征在于，步骤(3)中静置时间为3-5小时。
5.根据权利要求1所述一种处理高浓度溴羟残液废水的方法，其特征在于，步骤(4)中静置时间为3-5小时。
6.根据权利要求1所述一种处理高浓度溴羟残液废水的方法，所述步骤(5)中氧化反应时间为20-200分钟。
7.根据权利要求1所述一种处理高浓度溴羟残液废水的方法，所述步骤(6)中静置时间为3-5小时。
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