申请日2016.09.19
公开(公告)日2016.12.14
IPC分类号C02F1/78; C02F1/30; C02F101/34
摘要
本发明涉及有机废水处理领域，具体地说涉及一种叔丁醇废水的化学处理方法，包括采用碱将叔丁醇废水pH值调至10~12，加入5~40 g/L电气石粉，开启臭氧发生器，根据原水中COD调整臭氧进气量，反应30~120 min。与单一的臭氧氧化处理方法相比，缩短了氧化反应耗时，降低了处理成本，易于工业化应用，经本发明的臭氧处理工艺处理后，叔丁醇废水的COD去除率达到57.2%，BOD5/CODCr为0.40，提高了废水的可生化性;与单纯使用臭氧氧化相比，大大提高了废水的COD去除率。
权利要求书
1.一种叔丁醇废水的处理方法，其特征在于具体包括如下步骤：
(1)收集生产二碳酸二叔丁酯产生的叔丁醇废水至废水处理池中，在所述叔丁醇废水中加入碱调节pH值至10~12，调节pH的过程中控制叔丁醇废水的温度为20~40℃;
(2)在废水处理池中加入电气石粉，所述电气石粉的添加量为每升废水5~40 g;
(3)开启废水处理池底部的搅拌装置，搅动废水处理池底部的电气石粉，使得电气石粉与废水充分接触;
(4)开启臭氧发生器，臭氧通过废水处理池底部的曝气装置通入废水处理池中，调整每小时臭氧进气量约为叔丁醇废水COD浓度的30%~50%，每批叔丁醇废水反应30~120 min。
2.如权利要求1所述的叔丁醇废水的处理方法，其特征在于所述碱为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钙或氧化钙中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的叔丁醇废水的处理方法，其特征在于所述电气石粉的添加量为每升废水10~30 g。
4.如权利要求1~3任一项所述的叔丁醇废水的处理方法，其特征在于所述电气石粉的粒径为100目~3000目。
5.如权利要求4所述的叔丁醇废水的处理方法，其特征在于所述电气石粉的粒径为100目~1250目。
6.如权利要求5所述的叔丁醇废水的处理方法，其特征在于所述电气石粉的粒径为325目~1250目。
7.如权利要求1~3任一项所述的叔丁醇废水的处理方法，其特征在于所述叔丁醇废水的处理方法还包括如下步骤：每批叔丁醇废水经步骤(4)臭氧处理后排入沉降池，在沉降池中静置沉降10~30min，上清液排入后续的生化处理单元继续处理;底部的电气石粉使用泥浆泵泵回废水处理池中继续处理下一批叔丁醇废水。
说明书
一种叔丁醇废水的处理方法
技术领域
本发明涉及有机废水处理领域，具体地说涉及一种叔丁醇废水的化学处理方法。
背景技术
二碳酸二叔丁酯是一种重要的化工原料，在有机合成中主要用来引入叔丁氧羰基保护基团，特别是对氨基酸的氨基进行保护，广泛应用于医药，蛋白质及多肽合成，生物化学食品，化妆品等产品的合成。在生产二碳酸二叔丁酯的过程中，产生的洗涤废水主要成分为叔丁醇，COD在20000～25000mg/L。由于叔丁醇废水的可生化性很差，BOD几乎为零，直接排入污水处理厂会对生物处理单元产生较大的冲击，影响污水厂的正常运行。因此叔丁醇废水的处理一直是困扰二碳酸二叔丁酯等相关行业的难题。
曹国凭等采用Fenton试剂对实验室模拟高浓度叔丁醇废水进行预处理，研究结果表明在H2O2投加量为25mL、Fe2+投加量为0.75g，pH为3～5，反应时间为30min，反应温度为30～35℃，处理200mL叔丁醇模拟废水，COD去除率可达90%以上[曹国凭,高伟杰,张树德.Fenton法预处理叔丁醇模拟废水的影响因素研究[J].工业水处理,2012,32(1):50-52.]。张树德等采用臭氧氧化技术对叔丁醇模拟废水进行处理试验研究，在pH=11.00、臭氧进气量1400mg/h、臭氧氧化90min、温度35℃，废水的COD去除率达到31.93%，BOD5/CODCr由0.001提高到0.33～0.36(张树德,李婷,高伟杰.臭氧氧化法处理叔丁醇废水试验研究[C].2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷).2011.)。高伟杰等采用臭氧化技术处理含叔丁醇废水，在pH值为11.00、臭氧进气量1400mg/h、反应时间90min、反应温度35℃，废水的CODCr去除率达到31.93%，BOD5/CODCr由0.001提高到0.2～0.3[高伟杰,曹国凭,彭秋月,等.臭氧氧化法预处理叔丁醇模拟废水[J].河北联合大学学报(自然科学版),2012,34(2):100-104.]。
臭氧氧化技术与Fenton氧化技术相比，具有反应条件温和，不会产生二次污染、操作简单等特点，但是与Fenton氧化工艺相比，臭氧氧化工艺耗时较长，需消耗大量电能，增加了废水的处理成本，不利于臭氧氧化技术的工业化应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种改进的叔丁醇废水臭氧氧化处理方法，可以提高废水COD去除率，缩短氧化反应时间，降低废水的处理成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种叔丁醇废水的处理方法，具体包括如下步骤：
(1)收集生产二碳酸二叔丁酯产生的叔丁醇废水至废水处理池中，在叔丁醇废水中加入碱调节pH值至10～12，调节pH的过程中控制废水温度为20～40℃;
(2)在废水处理池中加入电气石粉，所述电气石粉的添加量为每升废水5～40g;
(3)开启废水处理池底部的搅拌装置，搅动废水处理池底部的电气石粉，使得电气石粉与废水充分接触;
(4)开启臭氧发生器，臭氧通过废水处理池底部的曝气装置通入废水处理池中，调整每小时臭氧进气量约为叔丁醇废水COD浓度的30%～50%，每批叔丁醇废水反应30～120min。
发明人惊奇的发现，如果在现有的臭氧氧化处理叔丁醇废水的方案中加入适量的电气石粉，能够大大提高臭氧氧化处理叔丁醇废水的效果。
发明人分析，电气石粉能够提高臭氧氧化处理叔丁醇废水效果的原理可能是电气石粉通过释放负离子与臭氧进行协同氧化，从而大大提高了叔丁醇废水COD去除率;并且由于电气石粉释放负离子是其材料特性，因此几乎不会衰减，理论上电气石粉能够无限次的重复使用;实际使用过程中，由于电气石粉不能完全沉降导致少量电气石粉损失，因此每处理20批次的废水需要酌情补充电气石粉，补充量为步骤(2)中电气石粉的添加质量2～5%;总体而言，成本还是比较低的。
优选的，所述碱为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钙或氧化钙中的一种或多种。
优选的，所述电气石粉的添加量为每升废水10～30g。
优选的，所述电气石粉的粒径为100目～3000目。电气石粉的粒径与比表面积以及与废水的混合充分程度相关，一般而言，电气石粉的粒径越小，单位重量负离子释放量越多，同时与废水混合越充分，能够减少电气石粉的使用量;但电气石粉的粒径过小加工成本过高，且不利于后续电气石粉的重复利用。
优选的，所述电气石粉的粒径为100目～1250目。
优选的，所述电气石粉的粒径为325目～1250目。
优选的，所述叔丁醇废水的处理方法还包括如下步骤：每批叔丁醇废水经步骤(4)臭氧处理后排入沉降池，在沉降池中静置沉降10～30min，上清液排入后续的生化处理单元继续处理;底部的电气石粉使用泥浆泵泵回废水处理池中继续处理下一批叔丁醇废水。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
利用本发明的技术方案，采用碱将叔丁醇废水pH值调至10～12，加入5～40g/L电气石粉，开启臭氧发生器，根据原水中COD调整臭氧进气量，反应30～120min。与单一的臭氧氧化处理方法相比，缩短了氧化反应耗时，降低了处理成本，易于工业化应用，经本发明的臭氧处理工艺处理后，叔丁醇废水的COD去除率达到57.2%，BOD5/CODCr为0.40，提高了废水的可生化性;与单纯使用臭氧氧化相比，大大提高了废水的COD去除率。