CN112939292B - 工业废水的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于工业废水处理技术领域，具体的涉及一种工业废水的处理方法。工业废水去除悬浮物质后进行铁碳微电解；于氧气曝气条件下，向铁碳微电解后的工业废水中加入过硫酸盐、膨润土和氯化锌的混合物进行进一步降解反应，然后静置后进行过滤；向过滤后的滤液中添加混凝剂进行混凝，静置后过滤；所得滤液经微滤膜及超滤膜过滤后排放。本发明所述的工业废水的处理方法，对重金属和有机物具有很强的絮凝沉降能力，COD和重金属的去除率高，耗时短，成本低，且不会造成二次污染，处理后的水质可以循环使用。

Description

工业废水的处理方法
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域，具体的涉及一种工业废水的处理方法。
背景技术
工业废水是指工业生产过程中产生的废水、污水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物和产品以及生产过程中产生的污染物。工业废水通常有以下三种分类：第一中是按工业废水中所含主要污染物的化学性质分类，含无机污染物为主的为无机废水，含有机污染物为主的为有机废水。例如电镀废水和矿物加工过程的废水，是无机废水；食品或石油加工过程的废水，是有机废水。第二种是按工业企业的产品和加工对象分类，如冶金废水、造纸废水、炼焦煤气废水、金属酸洗废水、化学肥料废水、纺织印染废水、染料废水、制革废水、农药废水、电站废水等。第三种是按废水中所含污染物的主要成分分类，如酸性废水、碱性废水、含氟废水、含铬废水、含镉废水、含汞废水、含酚废水、含醛废水、含油废水、含硫废水、含有机磷废水和放射性废水等。
随着我国工业化和城市化进程的高速发展，工业废水的排放量越来越多，工业废水中常含有大量重金属离子、无机化合物和有机化合物等有害物质，如Cr、Ni、磷酸盐、氨氮化合物、有机酸等等，如果处理不达标，这些物质进入环境必定会对生态环境及人类产生广泛而严重的危害，甚至通过食物链、呼吸或是直接接触的路径而在生物体内富集，对生物和人体健康构成威胁，严重时甚至引起基因突变或诱发癌症；而如果处理后废水中重金属离子、无机化合物和有机化合物的浓度仅接近排放标准，将导致工业废水处理只能直接排放，而无法再利用，这样会造成水资源的极大浪费，不符合可持续发展的要求。
为保障公众健康，合理、有效的去除工业废水中的重金属、无机化合物及有机化合物等有害物质，同时提高处理后废水的再利用率，成为人类共同关注的重要问题。
发明内容
本发明的目的是：提供一种工业废水的处理方法。该处理方法工艺简单，处理时间短，处理效果好，适合规模化使用。
本发明所述的工业废水的处理方法，由以下步骤组成：
(1)工业废水去除悬浮物质后进行铁碳微电解；
(2)于氧气曝气条件下，向铁碳微电解后的工业废水中加入过硫酸盐、膨润土和氯化锌的混合物进行进一步降解反应，然后静置后进行过滤；
(3)向过滤后的滤液中添加混凝剂进行混凝，静置后过滤；
(4)所得滤液经微滤膜及超滤膜过滤后排放。
其中：
所述的工业废水中COD≥1*103mg/L，无机盐含量为300-500mg/L。
步骤(1)中所述的铁碳微电解反应温度为50-65℃；所述的铁碳微电解填料中铁碳质量比为15-25:1。
工业废水经铁碳微电解使工业废水中的有机大分子(对含有碳双键、硝基、卤代基结构的化合物)降解，降低了重金属废水的色度，提高了重金属废水的pH值。
步骤(2)中所述的过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠中的一种或多种。
步骤(2)中所述的膨润土为粒度为1-3mm膨润土、0.5-1mm膨润土和≤1mm膨润土的混合物，其中，1-3mm膨润土占膨润土总质量的15-20％，0.5-1mm膨润土占膨润土总质量的15-20％，≤1mm膨润土占膨润土总质量的60-70％。
步骤(2)中所述的过硫酸盐、膨润土、氯化锌的质量比为1.0-1.5:1.5-2.0:2-2.5；所述的过硫酸盐、膨润土和氯化锌的混合物的质量占铁碳微电解后的工业废水的质量的0.5-1.5％。
步骤(2)中所述的降解反应的温度为90-100℃，降解反应时间为2-5h。
过硫酸盐的加入，促进活性自由基的产生，进一步对难降解有机物进行降解，而利用膨润土的层状结构(硅氧四面体中间夹杂铝氧四面体)对降解后的有机物进行离子交换与吸附，由于过硫酸盐的加入，使得膨润土的离子交换和吸附能力大大增强，两者之间具有协同增效作用，而氯化锌的加入，则大大降低了聚合物质的吸水率。
步骤(3)中所述的混凝时间为30-50min，混凝温度为50-60℃，静置1.5-3h过滤。
步骤(3)中所述的混凝剂的用量为1.0-3.0g/L。
步骤(3)中所述的混凝剂，以质量份数计，原料组成如下：聚丙烯酸钠25-30份、活化硅酸7-12份、聚硅酸硫酸铁铝15-20份、硫酸铝7-12份、十二烷基二甲基苄基氯化铵3-5份、羧甲基纤维素钠10-13份、四乙烯基戊胺2-4份、焦亚硫酸钠6-10份、三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠10-12份、聚乙烯醇2-3份。
所述的混凝剂的制备方法，由以下步骤组成：
(1)首先将硫酸铝、活化硅酸、焦亚硫酸钠混合均匀，然后加入聚丙烯酸钠、聚硅酸硫酸铁铝、羧甲基纤维素钠继续混合，最后加入三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠和聚乙烯醇进行混合均匀；
(2)加入水进行湿法球磨1.5-2h，再加入十二烷基二甲基苄基氯化铵和四乙烯基戊胺的混合物球磨1-2h，经烘干后过筛，即得到工业废水絮凝剂。
其中：
步骤(2)中所述的水的重量份数为原料份数和的65-70％。
步骤(2)中所述的80-95℃下进行烘干1.5-2h。
所述的混凝剂中，三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠与聚乙烯醇之间的协同配合，对溶液中的重金属离子起到很好的网捕作用，使重金属离子沉降；而添加活化硅酸、硫酸铝和焦亚硫酸钠的无机混合物，增加吸附容量的同时，能够使得细小的絮凝颗粒连接起来，增大絮凝体的粒度，使其沉淀更加完全；而聚丙烯酸钠、聚硅酸硫酸铁铝和羧甲基纤维素钠之间的协同作用，利用自身官能团之间的静电斥力，通过吸附架桥作用，使得悬浮粒子沉降；且与活化硅酸、硫酸铝和焦亚硫酸钠的混合物配合使用，在保证絮凝效果的同时，增加使用寿命，且化学性质稳定。添加的十二烷基二甲基苄基氯化铵与四乙烯基戊胺，在促进网捕、吸附架桥作用的同时，降低团聚后的絮凝体的吸水率。
步骤(4)中所述的微滤膜的滤膜孔径为20-30微米，所述的超滤膜的滤膜孔径为0.01-0.1微米。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述的工业废水的处理方法，首先经铁碳微电解，反应速率快，在还原重金属的同时，对大分子有机物进行降解，经过过硫酸盐、膨润土和氯化锌的混合物对有机物进行进一步氧化分解的同时，起到了很好的吸附聚合作用，且降低了吸附聚合物质的吸水率；然后添加混凝剂，通过复配混凝剂的作用，使重金属和降解后的有机物沉淀完全，最后经滤膜过滤后达标排放。
(2)本发明所述的工业废水的处理方法，对重金属和有机物具有很强的絮凝沉降能力，COD和重金属的去除率高，耗时短，成本低，且不会造成二次污染，处理后的水质可以循环使用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本实施例1所述的工业废水的处理方法，由以下步骤组成：
(1)工业废水去除悬浮物质后进行铁碳微电解；
(2)于氧气曝气条件下，向铁碳微电解后的工业废水中加入过硫酸盐、膨润土和氯化锌的混合物进行进一步降解反应，然后静置后进行过滤；
(3)向过滤后的滤液中添加混凝剂进行混凝，静置后过滤；
(4)所得滤液经微滤膜及超滤膜过滤后排放。
其中：
所述的工业废水中COD为1250mg/L，无机盐含量为380mg/L。
步骤(1)中所述的铁碳微电解反应温度为58℃；所述的铁碳微电解填料中铁碳质量比为20:1。
步骤(2)中所述的过硫酸盐为过硫酸钾。
步骤(2)中所述的膨润土为粒度为1-3mm膨润土、0.5-1mm膨润土和≤1mm膨润土的混合物，其中，1-3mm膨润土占膨润土总质量的20％，0.5-1mm膨润土占膨润土总质量的20％，≤1mm膨润土占膨润土总质量的60％。
步骤(2)中所述的过硫酸盐、膨润土、氯化锌的质量比为1.5:2.0:2；所述的过硫酸盐、膨润土和氯化锌的混合物的质量占铁碳微电解后的工业废水的质量的1.0％。
步骤(2)中所述的降解反应的温度为95℃，降解反应时间为3.5h。
步骤(3)中所述的混凝时间为40min，混凝温度为60℃，静置2h过滤。
步骤(3)中所述的混凝剂的用量为2.0g/L。
步骤(3)中所述的混凝剂，以质量份数计，原料组成如下：聚丙烯酸钠25份、活化硅酸10份、聚硅酸硫酸铁铝20份、硫酸铝10份、十二烷基二甲基苄基氯化铵5份、羧甲基纤维素钠10份、四乙烯基戊胺2份、焦亚硫酸钠10份、三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠10份、聚乙烯醇2份。
所述的混凝剂的制备方法，由以下步骤组成：
(1)首先将硫酸铝、活化硅酸、焦亚硫酸钠混合均匀，然后加入聚丙烯酸钠、聚硅酸硫酸铁铝、羧甲基纤维素钠继续混合，最后加入三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠和聚乙烯醇进行混合均匀；
(2)加入水进行湿法球磨2h，再加入十二烷基二甲基苄基氯化铵和四乙烯基戊胺的混合物球磨1.5h，经烘干后过筛，即得到工业废水絮凝剂。
其中：
步骤(2)中所述的水的重量份数为原料份数和的65％。
步骤(2)中所述的85℃下进行烘干2h。
步骤(4)中所述的微滤膜的滤膜孔径为30微米，所述的超滤膜的滤膜孔径为0.01微米。
经上述处理后，COD去除率为97.8％，BOD去除率为91.5％，重金属去除率为99.3％，脱色率为97.5％。
实施例2
本实施例2所述的工业废水的处理方法，由以下步骤组成：
(1)工业废水去除悬浮物质后进行铁碳微电解；
(2)于氧气曝气条件下，向铁碳微电解后的工业废水中加入过硫酸盐、膨润土和氯化锌的混合物进行进一步降解反应，然后静置后进行过滤；
(3)向过滤后的滤液中添加混凝剂进行混凝，静置后过滤；
(4)所得滤液经微滤膜及超滤膜过滤后排放。
其中：
所述的工业废水中COD为1250mg/L，无机盐含量为380mg/L。
步骤(1)中所述的铁碳微电解反应温度为65℃；所述的铁碳微电解填料中铁碳质量比为25:1。
步骤(2)中所述的过硫酸盐为过硫酸铵。
步骤(2)中所述的膨润土为粒度为1-3mm膨润土、0.5-1mm膨润土和≤1mm膨润土的混合物，其中，1-3mm膨润土占膨润土总质量的15％，0.5-1mm膨润土占膨润土总质量的15％，≤1mm膨润土占膨润土总质量的70％。
步骤(2)中所述的过硫酸盐、膨润土、氯化锌的质量比为1.0:1.5:2；所述的过硫酸盐、膨润土和氯化锌的混合物的质量占铁碳微电解后的工业废水的质量的1.5％。
步骤(2)中所述的降解反应的温度为100℃，降解反应时间为3h。
步骤(3)中所述的混凝时间为50min，混凝温度为50℃，静置3h过滤。
步骤(3)中所述的混凝剂的用量为3.0g/L。
步骤(3)中所述的混凝剂，以质量份数计，原料组成如下：聚丙烯酸钠30份、活化硅酸12份、聚硅酸硫酸铁铝18份、硫酸铝12份、十二烷基二甲基苄基氯化铵4份、羧甲基纤维素钠12份、四乙烯基戊胺3份、焦亚硫酸钠8份、三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠12份、聚乙烯醇3份。
所述的混凝剂的制备方法，由以下步骤组成：
(1)首先将硫酸铝、活化硅酸、焦亚硫酸钠混合均匀，然后加入聚丙烯酸钠、聚硅酸硫酸铁铝、羧甲基纤维素钠继续混合，最后加入三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠和聚乙烯醇进行混合均匀；
(2)加入水进行湿法球磨2h，再加入十二烷基二甲基苄基氯化铵和四乙烯基戊胺的混合物球磨1.5h，经烘干后过筛，即得到工业废水絮凝剂。
其中：
步骤(2)中所述的水的重量份数为原料份数和的65％。
步骤(2)中所述的85℃下进行烘干2h。
步骤(4)中所述的微滤膜的滤膜孔径为20微米，所述的超滤膜的滤膜孔径为0.01微米。
经上述处理后，COD去除率为99.3％，BOD去除率为93.2％，重金属去除率为99.9％，脱色率为98.0％。
实施例3
本实施例3所述的工业废水的处理方法，由以下步骤组成：
(1)工业废水去除悬浮物质后进行铁碳微电解；
(2)于氧气曝气条件下，向铁碳微电解后的工业废水中加入过硫酸盐、膨润土和氯化锌的混合物进行进一步降解反应，然后静置后进行过滤；
(3)向过滤后的滤液中添加混凝剂进行混凝，静置后过滤；
(4)所得滤液经微滤膜及超滤膜过滤后排放。
其中：
所述的工业废水中COD为1250mg/L，无机盐含量为380mg/L。
步骤(1)中所述的铁碳微电解反应温度为50℃；所述的铁碳微电解填料中铁碳质量比为15:1。
步骤(2)中所述的过硫酸盐为过硫酸钠。
步骤(2)中所述的膨润土为粒度为1-3mm膨润土、0.5-1mm膨润土和≤1mm膨润土的混合物，其中，1-3mm膨润土占膨润土总质量的18％，0.5-1mm膨润土占膨润土总质量的18％，≤1mm膨润土占膨润土总质量的64％。
步骤(2)中所述的过硫酸盐、膨润土、氯化锌的质量比为1.5:1.5:2.5；所述的过硫酸盐、膨润土和氯化锌的混合物的质量占铁碳微电解后的工业废水的质量的0.5％。
步骤(2)中所述的降解反应的温度为90℃，降解反应时间为5h。
步骤(3)中所述的混凝时间为50min，混凝温度为55℃，静置3h过滤。
步骤(3)中所述的混凝剂的用量为1.0g/L。
步骤(3)中所述的混凝剂，以质量份数计，原料组成如下：聚丙烯酸钠28份、活化硅酸10份、聚硅酸硫酸铁铝15份、硫酸铝7份、十二烷基二甲基苄基氯化铵3份、羧甲基纤维素钠13份、四乙烯基戊胺4份、焦亚硫酸钠6份、三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠11份、聚乙烯醇3份。
所述的混凝剂的制备方法，由以下步骤组成：
(1)首先将硫酸铝、活化硅酸、焦亚硫酸钠混合均匀，然后加入聚丙烯酸钠、聚硅酸硫酸铁铝、羧甲基纤维素钠继续混合，最后加入三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠和聚乙烯醇进行混合均匀；
(2)加入水进行湿法球磨2h，再加入十二烷基二甲基苄基氯化铵和四乙烯基戊胺的混合物球磨1.5h，经烘干后过筛，即得到工业废水絮凝剂。
其中：
步骤(2)中所述的水的重量份数为原料份数和的65％。
步骤(2)中所述的85℃下进行烘干2h。
步骤(4)中所述的微滤膜的滤膜孔径为30微米，所述的超滤膜的滤膜孔径为0.01微米。
经上述处理后，COD去除率为96.0％，BOD去除率为89.0％，重金属去除率为99.0％，脱色率为96.8％。
对比例1
本对比例1所述的工业废水的处理方法与实施例2相同，唯一的不同点在于，步骤(3)中加入的混凝剂不同，对比例1步骤(3)中加入的混凝剂为聚丙烯酰胺、聚硅酸硫酸铁铝和三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠的混合物。
经上述处理后，COD去除率为88.5％，BOD去除率为80.5％，重金属去除率为95.2％，脱色率为87.0％。
对比例2
本对比例2所述的工业废水的处理方法与实施例2相同，唯一的不同点在于，步骤(3)中加入的混凝剂不同，对比例2步骤(3)中加入的混凝剂中不加入活化硅酸、硫酸铝和焦亚硫酸钠。
经上述处理后，COD去除率为87.2％，BOD去除率为78.6％，重金属去除率为93.4％，脱色率为85.4％。
对比例3
本对比例3所述的工业废水的处理方法与实施例2相同，唯一的不同点在于，工业废水经铁碳微电解后直接添加混凝剂进行混凝，也就是说，不经历步骤(2)。
经上述处理后，COD去除率为80.6％，BOD去除率为71.4％，重金属去除率为89.5％，脱色率为75.4％。

Claims (4)

1.一种工业废水的处理方法，其特征在于：由以下步骤组成：
（1）工业废水去除悬浮物质后进行铁碳微电解；
（2）于氧气曝气条件下，向铁碳微电解后的工业废水中加入过硫酸盐、膨润土和氯化锌的混合物进行进一步降解反应，然后静置后进行过滤；
（3）向过滤后的滤液中添加混凝剂进行混凝，静置后过滤；
（4）所得滤液经微滤膜及超滤膜过滤后排放；
其中：
所述的工业废水中COD≥1*103mg/L，无机盐含量为300-500mg/L；
步骤（1）中所述的铁碳微电解反应温度为50-65℃；铁碳微电解填料中铁碳质量比为15-25:1；
步骤（2）中所述的过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠中的一种或多种；
步骤（2）中所述的膨润土为粒度为1-3mm膨润土、0.5-1mm膨润土和≤1mm膨润土的混合物，其中，1-3mm膨润土占膨润土总质量的15-20%，0.5-1mm膨润土占膨润土总质量的15-20%，≤1mm膨润土占膨润土总质量的60-70%；
步骤（2）中所述的过硫酸盐、膨润土、氯化锌的质量比为1.0-1.5:1.5-2.0:2-2.5；所述的过硫酸盐、膨润土和氯化锌的混合物的质量占铁碳微电解后的工业废水的质量的0.5-1.5%；
步骤（2）中所述的降解反应的温度为90-100℃，降解反应时间为2-5h；
步骤（3）中所述的混凝剂，以质量份数计，原料组成如下：聚丙烯酸钠25-30份、活化硅酸7-12份、聚硅酸硫酸铁铝15-20份、硫酸铝7-12份、十二烷基二甲基苄基氯化铵3-5份、羧甲基纤维素钠10-13份、四乙烯基戊胺2-4份、焦亚硫酸钠6-10份、三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠10-12份、聚乙烯醇2-3份。
2.根据权利要求1所述的工业废水的处理方法，其特征在于：步骤（3）中所述的混凝时间为30-50min，混凝温度为50-60℃，静置1.5-3h过滤。
3.根据权利要求1所述的工业废水的处理方法，其特征在于：步骤（3）中所述的混凝剂的用量为1.0-3.0g/L。
4.根据权利要求1所述的工业废水的处理方法，其特征在于：步骤（4）中所述的微滤膜的滤膜孔径为20-30微米，所述的超滤膜的滤膜孔径为0.01-0.1微米。
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