CN115259487B - 一种工业废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业废水的处理方法,包括以下步骤:向废水中添加复合絮凝剂,搅拌反应,然后将金属阳极置于废水中,对金属阳极通电,继续搅拌反应,静置后分离沉淀,得预处理废水;向预处理废水中加入催化剂,同时向其中通入臭氧,搅拌反应;然后调节废水为碱性,向其中加入磷酸和氢氧化镁,搅拌反应,过滤即可。该处理方法可有效解决现有的处理方法存在COD和氨氮去除效果差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域,具体涉及一种工业废水的处理方法。
背景技术
油脂废水主要来自油脂生产车间的浸出、物理、化学精炼过程中的连续碱炼、水化、酸化、中和、脱胶、脱臭、脱色、水洗、过滤等工序。含油废水中的油主要以漂浮油、分散油、熔解油及油-固体物等形式存在。含油废水的危害性主要表现在:油类物质漂浮在水面,形成一层薄膜,能阻止空气中的氧溶解到水中,使水中溶解氧减少,致使水体中浮游生物因缺氧而死亡,也妨碍水生植物光合作用,从而影响水体的自净,甚至使水体变臭,破坏水资源利用价值。含油废水处理技术,按其作用原理和去除对象一般可分为物理化学法(主要有气浮法、膜分离法、吸附法、粗粒化法等)、化学法(主要有化学絮凝法、化学氧化法、电化学法等)和生物处理法(主要有活性污泥法和生物滤池法)。现有技术中,油脂废水中的悬浮物、油脂类物质等虽然可以得到很好的去除,但是,对于水体中的COD和氨氮等成分的去除效果较差,且现有技术中多半采用加入絮凝剂的方式对水体中的COD进行沉淀,也存在产生的污泥量大的问题。
发明内容
针对现有技术中的上述不足,本发明提供了一种工业废水的处理方法,该处理方法可有效解决现有的处理方法存在COD和氨氮去除效果差的问题。
为实现上述目的,本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种工业废水的处理方法,包括以下步骤:
(1)向废水中添加复合絮凝剂,搅拌反应,然后将金属阳极置于废水中,对金属阳极通电,继续搅拌反应,静置后分离沉淀,得预处理废水;
(2)向预处理废水中加入催化剂,同时向其中通入臭氧,搅拌反应;
(3)然后调节废水为碱性,向其中加入磷酸和氢氧化镁,搅拌反应,过滤即可。
上述方案中,复合絮凝剂加入废水中以后,利用复合絮凝剂首先打破废水的稳定状态,使得废水中的有机污染物与絮凝剂结合后以沉淀的形式析出;当形成特定大小的沉淀颗粒后,将阳极置于废水中,通电后阳极产生的金属离子释放进行废水中,进入水体中的金属离子自身可与废水中的污染物络合继续形成沉淀析出;同时,金属离子还能够与已形成的沉淀颗粒以某些形式的作用力结合,使得已形成的沉淀颗粒表面带电,进而继续促进金属颗粒水体中的污染物结合,增加废水污染物的去除,由于添加絮凝剂以后形成的沉淀颗粒可以作为后续沉淀的核芯,使得絮凝颗粒形成二次沉淀,既增加了污染物的去除效率,又降低了絮凝剂的添加量,使得在添加较少絮凝剂的基础上即可充分的将废水中的污染物去除,同时,大大降低污泥的产生量,降低后续对污泥的处理难度。
预处理后的废水中还含有一定的COD,此时向废水中加入催化剂,然后采用曝气的方式向其中通入臭氧,利用臭氧的强氧化性将COD氧化分解成二氧化碳排出,进而进一将污水中的COD去除。
在碱性条件下向处理后的废水中加入磷酸和氢氧化镁,使得镁离子、磷酸与水中的铵根离子反应,形成鸟粪石沉淀,可有效去除水体中的氨氮。
进一步地,步骤(1)中复合絮凝剂在废水中的浓度为1-5g/L。
上书方案中,先向污水中添加较少量的复合絮凝剂作为成核基础,先在水中形成一定量的污染物颗粒,然后再将污染物颗粒作为后续絮凝的核芯,促进废水中的污染物进一步的沉淀析出,可大大降低絮凝剂的用量,进而降低污泥的产量。
进一步地,复合絮凝剂由铁盐和铝盐制成。
进一步地,复合絮凝剂由硫酸铁、氯化铁、氯化铝和硫酸铝以任意比例制成。
上述方案中,复合絮凝剂为无机絮凝剂,其中含有一定的金属离子,当金属离子与水中的污染物结合形成沉淀后,可与后续电解产生的金属阳离子相互作用使得沉淀表面带电,带电的沉淀可继续与废水中的污染物结合,进一步促进污染物沉积附着在其表面,在降低絮凝剂用量的基础上实现水体中污染物的充分去除。
进一步地,加入絮凝剂搅拌反应10-20min后将金属阳极浸入废水中并向其中通电,继续搅拌反应30-60min。
上述方案中,金属阳极通电的时间对于后续污染物的去除是至关重要的,通电时间过早,絮凝剂与废水中污染物形成的沉淀过小,无法与电极释放的电荷结合,通电时间过晚,所形成的沉淀的颗粒过大,也无法与释放的电荷结合,均会导致絮凝效果不佳,影响污染物的去除。
进一步地,步骤(1)中所述金属阳极为双金属电极,所述双金属电极由铝和铁制成。
进一步地,步骤(2)中所述催化剂的制备方法为:将粉煤灰与浓硫酸混合,然后进行水浴酸化处理,陈化15-30h后洗涤至中性,干燥,得改性粉煤灰,将改性粉煤灰置于硝酸锰溶液中浸渍20-30h,干燥,然后煅烧,制得。
上述方案中,通过将粉煤灰与浓硫酸进行水浴酸化处理,可改变粉煤灰表面的形态,增加催化活性位点的形成,进而提高臭氧催化效果。
进一步地,煅烧温度为350-450℃。
进一步地,步骤(2)中催化剂在废水中的浓度为1-3g/L。
本发明所产生的有益效果为:
1、本发明中的废水处理过程中,在添加较少絮凝剂的情况下便可充分的将废水中的有机污染物去除,提高污水的处理效果,使得污水中COD去除率高达96%。
2、本发明的方法可充分减少污泥的产量,降低污泥对环境造成的影响,同时,减轻后续污泥处理的难度。
3、本申请中还通过臭氧氧化方法将废水中不可形成沉淀的COD进行氧化分解,使其以二氧化碳的形式得以去除。
4、本申请中的操作过程简单,操作可行性高,COD去除效果好,可大规模的应用于废水处理领域。
具体实施方式
实施例1
一种工业废水的处理方法,包括以下步骤:
(1)向废水中添加复合絮凝剂,絮凝剂在废水中的浓度为2g/L,搅拌反应12min,然后将由单质铝和单质铁混合制成的金属阳极置于废水中,对金属阳极通电,继续搅拌反应40min,静置后分离沉淀,得预处理废水;
(2)向预处理废水中加入催化剂,催化剂在废水中的浓度为2g/L,同时向其中通入臭氧,搅拌反应;催化剂的制备方法为:将粉煤灰与浓硫酸混合,然后于80℃条件下进行水浴酸化处理3h,陈化20h后洗涤至中性,于80℃条件下干燥,得改性粉煤灰,将改性粉煤灰置于硝酸锰溶液中浸渍22h,于80℃条件下干燥,然后于370℃条件下煅烧,制得;
(3)然后调节废水pH值为8,向其中加入磷酸和氢氧化镁,搅拌反应,过滤即可。
实施例2
一种工业废水的处理方法,包括以下步骤:
(1)向废水中添加复合絮凝剂,絮凝剂在废水中的浓度为4g/L,搅拌反应20min,然后将由单质铝和单质铁混合制成的金属阳极置于废水中,对金属阳极通电,继续搅拌反应50min,静置后分离沉淀,得预处理废水;
(2)向预处理废水中加入催化剂,催化剂在废水中的浓度为3g/L,同时向其中通入臭氧,搅拌反应;催化剂的制备方法为:将粉煤灰与浓硫酸混合,然后于80℃条件下进行水浴酸化处理3h,陈化30h后洗涤至中性,于80℃条件下干燥,得改性粉煤灰,将改性粉煤灰置于硝酸锰溶液中浸渍30h,于80℃条件下干燥,然后于440℃条件下煅烧,制得;
(3)然后调节废水pH值为10,向其中加入磷酸和氢氧化镁,搅拌反应,过滤即可。
实施例3
一种工业废水的处理方法,包括以下步骤:
(1)向废水中添加复合絮凝剂,絮凝剂在废水中的浓度为4g/L,搅拌反应15min,然后将由单质铝和单质铁混合制成的金属阳极置于废水中,对金属阳极通电,继续搅拌反应40min,静置后分离沉淀,得预处理废水;
(2)向预处理废水中加入催化剂,催化剂在废水中的浓度为2g/L,同时向其中通入臭氧,搅拌反应;催化剂的制备方法为:将粉煤灰与浓硫酸混合,然后于80℃条件下进行水浴酸化处理3h,陈化23h后洗涤至中性,于80℃条件下干燥,得改性粉煤灰,将改性粉煤灰置于硝酸锰溶液中浸渍25h,于80℃条件下干燥,然后于400℃条件下煅烧,制得;
(3)然后调节废水pH值为9,向其中加入磷酸和氢氧化镁,搅拌反应,过滤即可。
对比例1
一种工业废水的处理方法,包括以下步骤:
(1)向废水中添加复合絮凝剂,絮凝剂在废水中的浓度为4g/L,搅拌反应15min,静置后分离沉淀,得预处理废水;
(2)向预处理废水中加入催化剂,催化剂在废水中的浓度为2g/L,同时向其中通入臭氧,搅拌反应;催化剂的制备方法为:将粉煤灰与浓硫酸混合,然后于80℃条件下进行水浴酸化处理3h,陈化23h后洗涤至中性,于80℃条件下干燥,得改性粉煤灰,将改性粉煤灰置于硝酸锰溶液中浸渍25h,于80℃条件下干燥,然后于400℃条件下煅烧,制得;
(3)然后调节废水pH值为9,向其中加入磷酸和氢氧化镁,搅拌反应,过滤即可。
对比例2
一种工业废水的处理方法,包括以下步骤:
(1)将由单质铝和单质铁混合制成的金属阳极置于废水中,对金属阳极通电,搅拌反应40min,静置后分离沉淀,得预处理废水;
(2)向预处理废水中加入催化剂,催化剂在废水中的浓度为2g/L,同时向其中通入臭氧,搅拌反应;催化剂的制备方法为:将粉煤灰与浓硫酸混合,然后于80℃条件下进行水浴酸化处理3h,陈化23h后洗涤至中性,于80℃条件下干燥,得改性粉煤灰,将改性粉煤灰置于硝酸锰溶液中浸渍25h,于80℃条件下干燥,然后于400℃条件下煅烧,制得;
(3)然后调节废水pH值为9,向其中加入磷酸和氢氧化镁,搅拌反应,过滤即可。
对比例3
一种工业废水的处理方法,包括以下步骤:
(1)向废水中添加复合絮凝剂,絮凝剂在废水中的浓度为4g/L,搅拌反应30min,然后将由单质铝和单质铁混合制成的金属阳极置于废水中,对金属阳极通电,继续搅拌反应40min,静置后分离沉淀,得预处理废水;
(2)向预处理废水中加入催化剂,催化剂在废水中的浓度为2g/L,同时向其中通入臭氧,搅拌反应;催化剂的制备方法为:将粉煤灰与浓硫酸混合,然后于80℃条件下进行水浴酸化处理3h,陈化23h后洗涤至中性,于80℃条件下干燥,得改性粉煤灰,将改性粉煤灰置于硝酸锰溶液中浸渍25h,于80℃条件下干燥,然后于400℃条件下煅烧,制得;
(3)然后调节废水pH值为9,向其中加入磷酸和氢氧化镁,搅拌反应,过滤即可。
对比例4
一种工业废水的处理方法,包括以下步骤:
(1)向废水中添加复合絮凝剂,絮凝剂在废水中的浓度为4g/L,搅拌反应7min,然后将由单质铝和单质铁混合制成的金属阳极置于废水中,对金属阳极通电,继续搅拌反应40min,静置后分离沉淀,得预处理废水;
(2)向预处理废水中加入催化剂,催化剂在废水中的浓度为2g/L,同时向其中通入臭氧,搅拌反应;催化剂的制备方法为:将粉煤灰与浓硫酸混合,然后于80℃条件下进行水浴酸化处理3h,陈化23h后洗涤至中性,于80℃条件下干燥,得改性粉煤灰,将改性粉煤灰置于硝酸锰溶液中浸渍25h,于80℃条件下干燥,然后于400℃条件下煅烧,制得;
(3)然后调节废水pH值为9,向其中加入磷酸和氢氧化镁,搅拌反应,过滤即可。
对比例5
一种工业废水的处理方法,包括以下步骤:
(1)向废水中添加复合絮凝剂,絮凝剂在废水中的浓度为4g/L,搅拌反应15min,然后将由单质铝和单质铁混合制成的金属阳极置于废水中,对金属阳极通电,继续搅拌反应40min,静置后分离沉淀,得预处理废水;
(2)向预处理废水中通入臭氧,搅拌反应;
(3)然后调节废水pH值为9,向其中加入磷酸和氢氧化镁,搅拌反应,过滤即可。
对比例6
一种工业废水的处理方法,包括以下步骤:
(1)向废水中添加复合絮凝剂,絮凝剂在废水中的浓度为4g/L,搅拌反应15min,然后将由单质铝和单质铁混合制成的金属阳极置于废水中,对金属阳极通电,继续搅拌反应40min,静置后分离沉淀,得预处理废水;
(2)向预处理废水中加入催化剂,催化剂在废水中的浓度为2g/L,同时向其中通入臭氧,搅拌反应;催化剂的制备方法为:将粉煤灰与浓硫酸混合,然后于80℃条件下进行水浴酸化处理3h,陈化23h后洗涤至中性,于80℃条件下干燥,得改性粉煤灰,将改性粉煤灰置于硝酸锰溶液中浸渍25h,于80℃条件下干燥,然后于400℃条件下煅烧,制得。
试验例
对天宇油脂有限公司生产过程中产生的废水进行收集,平均分成9份,将9份废水分别按照实施例1-3和对比例1-6中的方法进行处理,分别记录处理前后污水中的COD含量和氨氮含量,具体结果见表1。对实施例1-3和对比例1-6中的污泥产量进行称重,具体结果见表2。
表1:废水处理前后COD和氨氮含量统计
通过上表中的数据可以得知,采用本申请中的方法可有效去除废水中的COD和氨氮,经过处理后的水体满足排放标准,可大大降低对环境造成的污染。
表2:污泥产量
通过上表中的数据可以得知,实施例1-3中产生的污泥量较大,结合表1中处理后的污水中的COD值较小,可以得知,实施例1-3的污水中的COD发生沉降后形成了污泥,导致污泥产量增加;对比例1中未进行电解操作,处理后的污水中COD值比实施例1-3中的COD值高,且产生的污泥量也较实施例1-3中的污泥量少,可以得知电解操作可促进污水中的COD形成沉淀析出;对比例2中未添加絮凝剂,仅仅进行电解操作,电解后的污水中COD值较高,且产生的污泥量也较少,可以得知,电解操作能够实现对污水中的COD进行去除,但是去除效果有限。
Claims (4)
1.一种工业废水的处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)向废水中添加复合絮凝剂,复合絮凝剂在废水中的浓度为1-5g/L,所述复合絮凝剂由铁盐和铝盐制成,搅拌反应10-20min,然后将金属阳极置于废水中,对金属阳极通电,继续搅拌反应30-60min,静置后分离沉淀,得预处理废水;其中,所述金属阳极为双金属电极,所述双金属电极由铝和铁制成;
(2)向预处理废水中加入催化剂,同时向其中通入臭氧,搅拌反应;所述催化剂的制备方法为:将粉煤灰与浓硫酸混合,然后进行水浴酸化处理,陈化15-30h后洗涤至中性,干燥,得改性粉煤灰,将改性粉煤灰置于硝酸锰溶液中浸渍20-30h,干燥,然后煅烧,制得;
(3)然后调节废水为碱性,向其中加入磷酸和氢氧化镁,搅拌反应,过滤即可。
2.如权利要求1所述的工业废水的处理方法,其特征在于,所述复合絮凝剂由硫酸铁、氯化铁、氯化铝和硫酸铝以任意比例制成。
3.如权利要求1所述的工业废水的处理方法,其特征在于,煅烧温度为350-450℃。
4.如权利要求1所述的工业废水的处理方法,其特征在于,步骤(2)中催化剂在废水中的浓度为1-3g/L。
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