申请日2016.12.02
公开(公告)日2017.02.22
IPC分类号C02F9/14; C02F101/30
摘要
本发明公开一种高浓度有机废水处理方法及该方法的专用设备，该废水处理方法包括：将待处理的有机废水的pH调至酸性，然后依次经微电解处理、Fenton试剂处理、絮凝沉淀、厌氧生物处理和好氧生物处理，处理后的废水经再次混凝沉淀后，将上清液排出;其中，微电解处理过程采用规整化Fe/Al/C多元微电解填料。该废水处理方法的专用设备包括依次连接的pH调节池、微电解反应器、Fenton反应器、絮凝沉淀池、厌氧滤柱、好氧滤柱和二级沉淀池，以及向pH调节池和Fenton反应器内分别投加pH调节剂和双氧水的加药系统;且微电解反应器中装填有规整化Fe/Al/C多元微电解填料。采用本发明的废水处理方法及废水处理设备，可大大提高废水的可生化性，显著提高出水水质。
摘要附图
权利要求书
1.一种高浓度有机废水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：将待处理的有机废水的pH调至酸性，然后依次经微电解处理、Fenton试剂处理、絮凝沉淀、厌氧生物处理和好氧生物处理，处理后的废水经再次混凝沉淀后，将上清液排出;其中，所述微电解处理过程采用规整化Fe/Al/C多元微电解填料。
2.根据权利要求1所述的高浓度有机废水处理方法，其特征在于，所述Fe/Al/C多元微电解填料中，Fe、Al、C三者的质量比为3:1:1。
3.根据权利要求1所述的高浓度有机废水处理方法，其特征在于，所述Fe/Al/C多元微电解填料为颗粒状，其粒径为10-20mm。
4.根据权利要求1所述的高浓度有机废水处理方法，其特征在于，所述Fe/Al/C多元微电解填料由以下方法制得：先将铁粉、活性炭、铝和膨润土混合造粒成型，放入密封容器中，向容器内通入惰性气体、无氧养护4h，然后在惰性气体保护下于980～1100℃温度下焙烧4h、自然冷却即得。
5.根据权利要求1所述的高浓度有机废水处理方法，其特征在于，所述Fenton试剂由H2O2和微电解反应过程中产生的亚铁离子形成。
6.根据权利要求1所述的高浓度有机废水处理方法，其特征在于，所述废水进入絮凝沉淀单元后，将废水调节为略碱性。
7.一种权利要求1所述的高浓度有机废水处理方法的专用设备，其特征在于，包括依次连接的pH调节池(1)、微电解反应器(2)、Fenton反应器(3)、絮凝沉淀池(4)、厌氧滤柱(5)、好氧滤柱(6)和二级沉淀池(7)，以及向所述pH调节池(1)和Fenton反应器(3)内分别投加pH调节剂和双氧水的加药系统(8);所述微电解反应器(2)中装填有规整化Fe/Al/C多元微电解填料。
8.根据权利要求7所述的高浓度有机废水处理方法的专用设备，其特征在于，所述专用设备还包括与pH调节池(1)连接的蠕动泵(10)，废水通过蠕动泵(10)进入微电解反应器(2)。
9.根据权利要求7所述的高浓度有机废水处理方法的专用设备，其特征在于，所述专用设备还包括与好氧滤柱(6)连接的充氧泵(11)。
说明书
一种高浓度有机废水处理方法及该方法的专用设备
技术领域
本发明涉及一种废水处理方法及处理设备，特别涉及一种高浓度有机废水处理方法和该方法的专用设备。
背景技术
随着经济的发展，各行各业出现了大量的人造有机物，这类物质多为难生物降解且有毒有害物质，这些物质随着污水的排放进入水体，严重污染了水环境。如印染废水、制药废水、电镀废水、焦化废水及其它有机合成化学工业废水，这类废水中的污染物主要有重金属、多环芳烃、硝基化合物、氯苯类和芳烃等有毒有害或难生物降解有机物。
目前大规模的污水处理系统主要是以生化处理为核心，由于这些难生物降解有机物含量高导致污水的可生化性很差，进水难以满足生化系统的设计要求，并对生化处理系统具有很大的冲击，使得处理后的出水水质难以满足越来越严格的排污标准。
目前研究思路主要在以下三个方面：一是在生化系统前增加预处理单元，如通过高级氧化技术等去除部分难降解有机物，减轻生化系统的有机负荷并提高污水的可生化性能，达到强化系统的目的;二是在不增加构筑物的基础上，通过开发高效专属微生物菌种，接种高效微生物提高生化系统的处理效果;三是增加深度处理工段，提高出水水质。发明人在现有技术的基础上，对有机废水处理进行深入研究，形成了本发明技术。
发明内容
发明目的：本发明的第一目的在于提供一种能够大大提高废水的可生化性，显著提高出水水质的高浓度有机废水处理方法，本发明的第二目的在于提供该废水处理方法的专用设备。
技术方案：本发明的一种高浓度有机废水处理方法，包括如下步骤：将待处理的有机废水的pH调至酸性，然后依次经微电解处理、Fenton试剂处理、絮凝沉淀、厌氧生物处理和好氧生物处理，处理后的废水经再次混凝沉淀后，将上清液排出;其中，微电解处理过程采用规整化Fe/Al/C多元微电解填料。
较优的，Fe/Al/C多元微电解填料中，Fe、Al、C三者的质量比为3:1:1。
进一步的，Fe/Al/C多元微电解填料为颗粒状，其粒径为10-20mm。
具体的，Fe/Al/C多元微电解填料由以下方法制得：先将铁粉、活性炭、铝和膨润土混合造粒成型，放入密封容器中，向容器内通入惰性气体、无氧养护4h，然后在惰性气体保护下于980～1100℃温度下焙烧4h、自然冷却即得。
上述Fenton试剂由H2O2和微电解反应过程中产生的亚铁离子形成。
优选的，废水进入絮凝沉淀单元后，将废水调节为略碱性。
本发明所述的高浓度有机废水处理方法的专用设备，包括依次连接的pH调节池、微电解反应器、Fenton反应器、絮凝沉淀池、厌氧滤柱、好氧滤柱和二级沉淀池，以及向所述pH调节池和Fenton反应器内分别投加pH调节剂和双氧水的加药系统;且上述微电解反应器中装填有规整化Fe/Al/C多元微电解填料。
上述专用设备还包括与好氧滤柱连接的充氧泵。
进一步的，专用设备还包括与pH调节池连接的蠕动泵，废水通过蠕动泵进入微电解反应器。
工艺流程：将高难度有机废水的pH调为适合的酸性，先经微电解催化氧化处理对有机物进行开环和断链降解，然后进入Fenton处理单元，多元微电解反应过程形成大量的亚铁离子，加入适量的H2O2后形成Fenton试剂进一步对难生物降解有机物进行氧化降解，提高废水的可生化性;接着废水进入絮凝沉淀池，将废水调为略显碱性，利用微电解反应形成的亚铁离子、铁离子和铝离子的良好絮凝剂性能，在碱性条件下Fe(OH)2、Fe(OH)3和Al(OH)3发生协同絮凝作用，絮凝体可以吸附有机物和悬浮物，即通过吸附-混凝作用再次去除部分有机物和悬浮物;再依次进入厌氧和好氧生物滤池对有机物进一步进行生物降解;出水进入二次沉淀池，投入适量絮凝剂进行混凝沉淀;上清液排水。
微电解处理过程中采用规整化Fe/Al/C多元微电解填料的反应机理：主要包括催化降解作用和铁、铝沉淀的协同混凝-吸附作用。
其中，酸性条件下的Fe/Al/C多元微电解反应体系如下：
Fe、C在电解质溶液中形成大量的原电池，其电极反应如下：
阳极：Fe-2e→Fe2+Eθ(Fe2+/Fe)=-0.44V
阴极：2H+2e→2[H]→H2↑ Eθ(H+/H2)=0.00V(Acidic)
当系统中加入铝粉后，铝粉也能和活性炭形成大量原电池，其电极反应如下：
阳极：Al-3e→A13+Eθ(Al3+/Al)=-1.66V
阴极：2H+2e→2[H]→H2↑ Eθ(H+/H2)=0.00V(Acid)
铝和铁构成原电池，阳极为铝，阴极为铁，其电极反应如下：
阳极：Al-3e→A13+Eθ(Al3+/Al)=-1.66V
阴极：2H+2e→2[H]→H2↑ Eθ(H+/H2)=0.00V(Acid)
从上述电极反应可以看出：在多元微电解体系中Fe、C能构成微电池，Al、C能构成微电池，Al、Fe也能构成微电池(双金属催化体系)。铝的电位差增加了(-1.66V)，增强了填料的催化氧化性能，铝的导电性能优越有利于促进原电池反应。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)本发明结合了电化学技术(微电解)和高级氧化技术(Fenton)作为生化系统的预处理工艺，对高浓度有机废水进行催化降解使得大分子有机物开环或断链，大大提高了废水的可生化性，对后续的生化处理系统有显著的强化作用，可显著提高出水水质;(2)本发明利用自制的规整化Fe/Al/C多元微电解填料为微电解反应填料，催化氧化效率远远高于现有的铁炭填料，能有效的降解有机废水;而且，该填料为多孔性金属合金架构，运行过程中不易堵塞，减少了反冲洗次数，提高了反冲洗的效果，具有较好的抗板结和钝化的性能，而且耐磨性好无需更换;(3)多元微电解反应过程形成大量的亚铁离子，进入Fenton单元与H2O2形成Fenton试剂，无需另外投加亚铁离子，节约了药剂成本;(4)絮凝沉淀段利用亚铁离子、铁离子、铝离子的良好絮凝剂性能，水调为略显碱性形成良好的絮凝体，再次去除部分有机物和悬浮物，即絮凝沉淀单元无需外加絮凝剂，有效节约絮凝剂，进一步节约成本。