申请日2017.09.05
公开(公告)日2017.11.10
IPC分类号C02F9/06
摘要
本发明提供一种外加H2O2的电芬顿处理废水的方法，包括以下步骤：调节废水的pH值为酸性，得到酸性废水;对所述酸性废水进行连续流动去污处理，得到氧化废水;所述连续流动去污处理包括：在所述酸性废水的源头处投加H2O2;以含铁电极为阳极、以惰性电极为阴极，对所述投加H2O2的酸性废水通直流电进行电芬顿反应去污;所述连续流动去污处理在持续曝气的条件下进行;将所述氧化废水进行絮凝沉淀处理。实验结果表明，本发明提供的方法处理某石化企业反渗透浓水10min时，COD去除率即可达57.1%，TOC去除率可达41.6%;处理30min后，COD和TOC去除率分别为61.8%和47.2%。
权利要求书
1.一种外加H2O2的电芬顿处理废水的方法，包括以下步骤：
(1)调节废水的pH值为酸性，得到酸性废水;
(2)对所述步骤(1)得到的酸性废水进行连续流动去污处理，得到氧化废水;所述连续流动去污处理包括：在所述酸性废水的源头处投加H2O2;以含铁电极为阳极、以惰性电极为阴极，对所述投加H2O2的酸性废水通直流电进行电芬顿反应去污;所述连续流动去污处理在持续曝气的条件下进行;
(3)将所述步骤(2)得到的氧化废水进行絮凝沉淀处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中酸性废水的pH值为2.5～4.5。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中酸性废水的流速为0.1～1.5m/s，连续流动去污处理的水力停留时间为15～60min。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于步骤(2)中酸性废水的源头处H2O2的投加量为50～500mg/L。
5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中酸性废水中的电流密度为5～30mA/cm2。
6.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中曝气的气体为空气或氧气。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述曝气的曝气量为100～2000mL/(L·min)。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的絮凝沉淀处理的时间为30～120min。
9.根据权利要求1或8所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中絮凝沉淀处理后还包括：将所述絮凝沉淀处理得到的污泥依次进行浓缩和脱水。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)的pH值调节前还包括：对废水进行过滤。
说明书
一种外加过氧化氢的电芬顿处理废水的方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，特别涉及一种外加H2O2的电芬顿处理废水的方法。
背景技术
电芬顿法因具有过程易控制、处理效率高、环境友好等优点，成为近年来较受欢迎的一种新型基于芬顿化学反应的电化学高级氧化技术。使用芬顿法处理废水时，在溶液中通入电流，通过阴、阳极反应全部或部分生成芬顿反应所需药剂，产生·OH。其中芬顿试剂所需Fe2+可以通过外部投加、阳极铁氧化、阴极铁还原方法获得;而H2O2则可以通过外部投加或阴极还原产生。根据H2O2不同的产生方式，可将电芬顿法分为阴极原位产生H2O2电芬顿法和外加H2O2电芬顿法。
阴极原位产生H2O2电芬顿法对阴极材料综合性能要求较高，不仅要求电极具备较高的析氢超电位和两电子氧化还原催化活性，而且要求电极在废水中具有较高的稳定性和抗腐蚀性，从而导致电极成本较高，增加投资。并且，H2O2原位产生效率很低，从而导致·OH产生量很低，最终影响高级氧化效果。综上，原位产生H2O2的电芬顿法因其效率低、成本高等问题，目前尚未实现工程应用。
外加H2O2的电芬顿法直接在废水中投放H2O2，无需阴极反应制备H2O2，因此对电极的要求较低;此外，外加H2O2的方式便于控制和调节H2O2浓度，可保证反应体系内具有充足的H2O2，废水处理效率高，能够避免H2O2原位产生时因其产生量低而影响废水处理效率的问题。因此，外加H2O2的电芬顿法在工程投资和处理效果方面具有显著的优势。
此外，对于原位产生H2O2的电芬顿法，由于阴极原位产生H2O2需要溶解氧，因此一般需要进行曝气。而对于常规的外加H2O2的电芬顿法，因无需为阴极产生H2O2提供溶解氧，且一般认为曝气会将电芬顿体系中的Fe2+转化为Fe3+，不利于芬顿反应，因此不进行曝气。
但是，常规的外加H2O2的电芬顿法处理效率依然较低，即使采用较长的水力停留时间，其对有机物的去除效率仍然有限。如有学者采用惰性电极作为阴、阳两级，外加Fe2+和H2O2，处理反渗透浓水时，最佳条件下即使反应120min后，有机物去除率仅为49.7%。
发明内容
本发明的目的在于提供一种外加H2O2的电芬顿处理废水的方法。本发明提供的外加H2O2的电芬顿处理废水的方法对废水的处理效率高。
本发明提供了一种外加H2O2的电芬顿处理废水的方法，包括以下步骤：
(1)调节废水的pH值为酸性，得到酸性废水;
(2)对所述步骤(1)得到的酸性废水进行连续流动去污处理，得到氧化废水;所述连续流动去污处理包括：在所述酸性废水的源头处投加H2O2;以含铁电极为阳极、以惰性电极为阴极，对所述投加H2O2的酸性废水通直流电进行电芬顿反应去污;所述连续流动去污处理在持续曝气的条件下进行;
(3)将所述步骤(2)得到的氧化废水进行絮凝沉淀处理。
优选的，所述步骤(1)中酸性废水的pH值为2.5～4.5。
优选的，所述步骤(2)中酸性废水的流速为0.1～1.5m/s，连续流动去污处理的水力停留时间为15～60min。
优选的，所述步骤(2)中酸性废水的源头处H2O2的投加量为50～500mg/L。
优选的，所述步骤(2)中酸性废水中的电流密度为5～30mA/cm2。
优选的，所述步骤(2)中曝气的气体为空气或氧气。
优选的，所述曝气的曝气量为100～2000mL/(L·min)。
优选的，所述步骤(3)中的絮凝沉淀处理的时间为30～120min。
优选的，所述步骤(3)中絮凝沉淀处理后还包括：将所述絮凝沉淀处理得到的污泥依次进行浓缩和脱水。
优选的，所述步骤(1)的pH值调节前还包括：对废水进行过滤。
本发明提供了一种外加H2O2的电芬顿处理废水的方法，包括以下步骤：调节废水的pH值为酸性，得到酸性废水;对所述酸性废水进行连续流动去污处理，得到氧化废水;所述连续流动去污处理包括：在所述酸性废水的源头处投加H2O2;以含铁电极为阳极、以惰性电极为阴极，对所述投加H2O2的酸性废水通直流电进行电芬顿反应去污;所述连续流动去污处理在持续曝气的条件下进行;将所述氧化废水进行絮凝沉淀处理。
本发明调节废水的pH为酸性，为芬顿反应提供酸性条件;通过在酸性废水的源头处投加H2O2，使酸性废水的上游H2O2在较高浓度水平，并且由于pH值低，Fe2+不易被氧化，阳极电解出的Fe2+会迅速与H2O2反应产生·OH，而·OH会对有机物进行无选择性地高效去除;利用曝气发挥的混合作用，强化体系的传质过程，使得废水中有机物在短时间内得到有效去除;随着酸性废水的流动，H2O2不断消耗，阳极电解产生的Fe2+逐渐过量。在酸性废水的下游，由于H2O2浓度降低，电芬顿作用减弱，此时曝气将体系中的Fe2+氧化为电中和能力更强的Fe3+，加之体系pH值升高，Fe3+与OH-形成具有网捕作用的Fe(OH)3沉淀或胶体，进一步强化有机物的去除并提高污泥沉降效率，因此这一阶段以电絮凝作用为主。
实验结果表明，本发明提供的方法处理某石化企业的反渗透浓水，仅处理10min时，COD去除率即可达57.1%，TOC去除率可达41.6%;处理30min后，COD和TOC去除率分别高达61.8%和47.2%。