申请日2015.11.21
公开(公告)日2016.02.24
IPC分类号C02F1/30; C02F1/72; C02F1/28; C02F1/56
摘要
本发明公开了一种多维复合催化氧化深度处理废水的方法，包括如下步骤：①废水进入多维复合催化氧化反应器，多维复合催化氧化反应器内设置有催化剂床层，在光照射下，往反应器内投入H2O2溶液和FeSO4，并进行曝气供氧，停留时间为5-20min;②废水从多维复合催化氧化反应器流出进入后反应池,停留时间为2h;③废水从后反应池流出并进入沉淀池，加液碱调节pH,加入色度吸附剂和助凝剂，静置沉降;④沉淀池的上清液出水进入清水池，底部浓缩污泥重力排至污泥池。本发明的有益效果：该多维复合催化氧化深度处理废水的方法能够在氧化阶段实现不调节pH的情况下调动产生·OH，实现废水中难降解CODcr、色度和总磷指标降低，在降低用药量的前提下提升废水的处理效果和效率。
权利要求书
1.一种多维复合催化氧化深度处理废水的方法，其特征是：包括如下步骤：
①废水进入多维复合催化氧化反应器，多维复合催化氧化反应器内设置有催化剂床层，在光照射下，往反应器内投入H2O2溶液和FeSO4，并进行曝气供氧，停留时间为5-20min;
②废水从多维复合催化氧化反应器流出进入后反应池，进行进一步氧化反应，停留时间为2h;
③废水从后反应池流出并进入沉淀池，加碱调节pH,加入色度吸附剂和助凝剂，静置沉降;
④沉淀池的上清液出水进入清水池，底部浓缩污泥重力排至污泥池。
2.根据权利要求1所述的多维复合催化氧化深度处理废水的方法，其特征是：所述H2O2溶液的浓度为15%-25%，所述H2O2溶液的投入量为所需处理废水重量的100-500ppm。
3.根据权利要求1所述的多维复合催化氧化深度处理废水的方法，其特征是：所述硫酸亚铁以固体形式投入，所述硫酸亚铁的投入量为所需处理废水重量的300-1000ppm。
4.根据权利要求1所述的多维复合催化氧化深度处理废水的方法，其特征是：所述碱为质量分数为30%的氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的投入量为所需处理废水重量的50-200ppm。
5.根据权利要求1所述的多维复合催化氧化深度处理废水的方法，其特征是：所述色度吸附剂选用焦粉，所述焦粉的投入量为所需处理废水重量的200-500ppm。
6.根据权利要求1所述的多维复合催化氧化深度处理废水的方法，其特征是：所述助凝剂为PAM，所述PAM的投入量为所需处理废水重量的1-5ppm。
7.一种如权利要求1所述的催化剂床层，其特征是：所述催化剂床层由以下重量份数为主要组分的原料组成：
草酸钙4-7份
铁屑10-15份
活性炭1-3份
TiO210-20份
CuFe2O45-10份
多孔陶瓷100-120份
氧化铝5-10份。
8.一种如权利要求7所述的催化剂床层的制作方法，其特征是：包括如下步骤：
㈠在拟薄水铝石干胶粉中加入稀硝酸和尿素，高速搅拌5h后制得固体质量分数为21%的铝溶胶;
㈡按照重量份，将100-120份多孔陶瓷浸没在制得的铝溶胶中1分钟，取出后用压缩空气吹掉陶瓷的孔道中的多余溶胶，随后将多孔陶瓷置于32℃下阴干6h，烘箱中11℃干燥6h，最后在马福炉中600℃条件下焙烧2h，得5-10份氧化铝;
㈢按照重量份，将TiO210-20份、CuFe2O45-10份、铁屑10-15份和活性炭1-3份填充至陶瓷的2/3孔道中，在马福炉中600℃条件下焙烧3h，冷却后，往陶瓷剩余的1/3孔道中填充草酸钙4-7份，压实即可。
说明书
一种多维复合催化氧化深度处理废水的方法
技术领域
本发明涉及一种废水的深度处理方法，更具体地说，它涉及一种多维复合催化氧化深度处理废水的方法。
背景技术
中国是全球水污染最严重的国家之一，全国多达70%的河流、湖泊和水库均受到影响，而水污染的主要来源于工业生产。目前废水处理中使用最广泛的是生物处理方法，它具有去除效率高，运行成本低等优点。
对比文件201010529373.X中公开了一种四相催化氧化深度处理废水的方法，集固、液、气、微电四相多位一体，通过控制各种反应条件(如合金微电磁场、药剂浓度、反应强度、药剂添加点、反应时间等)，有机糅合了诱发、催化和协同效应，通过电子转移、加成反应，破链断键，快速、高效的将废水中的污染物去除，解决了普通产生羟基自由基的芬顿试剂方法对反应条件的苛刻要求(反应必须是在pH3左右)的问题，在不调节pH的情况下调动产生·OH，实现生化后废水中难降解CODcr和色度的高效削减，达到净化水质、降低出水指标的目的。
虽然对比文件提供的方法解决芬顿反应对反应条件要求苛刻的问题，但是废水处理效率和效果都仍然有较大的提升空间。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种多维复合深度处理废水的方法。该多维复合催化氧化深度处理废水的方法能够在氧化阶段实现不调节pH的情况下调动产生·OH，实现废水中难降解CODcr、色度和总磷指标降低，同时在降低用药量的前提下提升废水的处理效果和效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种多维复合催化氧化深度处理废水的方法，包括如下步骤：
①废水进入多维复合催化氧化反应器，多维复合催化氧化反应器内设置有催化剂床层，在光照射下，往反应器内投入H2O2溶液和FeSO4，并进行曝气供氧;
②废水从多维复合催化氧化反应器流出进入后反应池，进行进一步氧化反应;
③废水从后反应池流出并进入沉淀池，加碱调节pH,加入色度吸附剂和助凝剂，静置沉降;
④沉淀池的上清液出水进入清水池，底部浓缩污泥重力排至污泥池。
所述H2O2溶液的浓度为15%-25%，所述H2O2溶液的投入量为所需处理废水重量的 100-500ppm。
所述硫酸亚铁以固体形式投入，所述硫酸亚铁的投入量为所需处理废水重量的 300-1000ppm。
所述碱为质量分数为30%的氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的投入量为所需处理废水重量的50-200ppm。
所述色度吸附剂选用焦粉，所述焦粉的投入量为所需处理废水重量的200-500ppm。
所述助凝剂为PAM，所述PAM的投入量为所需处理废水重量的1-5ppm。
一种催化剂床层，所述催化剂床层由以下重量份数为主要组分的原料组成：
一种催化剂床层的制作方法，包括如下步骤：
(一)在拟薄水铝石干胶粉中加入稀硝酸和尿素，高速搅拌5h后制得固体质量分数为21%的铝溶胶;
(二)按照重量份，将100-120份多孔陶瓷浸没在制得的铝溶胶中1分钟，取出后用压缩空气吹掉陶瓷的孔道中的多余溶胶，随后将多孔陶瓷置于32℃下阴干6h，烘箱中11℃干燥6h，最后在马福炉中600℃条件下焙烧2h，得5-10份氧化铝;
(三)按照重量份，将TiO210-20份、CuFe2O45-10份、铁屑10-15份和活性炭1-3份填充至陶瓷的2/3孔道中，在马福炉中600℃条件下焙烧3h，冷却后，往陶瓷剩余的1/3孔道中填充草酸钙4-7份，压实即可。
通过采用上述技术方案，本发明有以下优点：
(1)本发明能够利用草酸钙的溶解平衡、Fe2+和草酸根离子的形成络合物、光芬顿反应、由TiO2、 CuFeO4、氧化铝和多孔陶瓷组成的复合物的催化机理等多种原理的协同作用，再结合对比文件中的气相、液相、固相和微电四维一体的催化氧化，实现在氧化阶段不调节pH的情况下调动产生·OH，实现废水中难降解CODcr和色度的高效削减的效果同时，进一步提升废水处理效率和效果;
(2)采用本发明的多维复合深度处理废水的方法，能够在对比文件的基础上减少双氧水和铁元素用量又能够提升废水处理效率和效果。减少双氧水的使用一方面能够减少生产成本，另一方面减少因双氧水的强氧化性引起的对反应设备的腐蚀。减少铁元素的用量一方面同样能够减少生产成本，另一方面也能够减少后期处理因铁元素加入产生的大量污泥以及铁元素过多造成的返色问题;
(3)本发明还采用焦粉作为吸附剂和PAM作为助凝剂。焦粉作为炼焦工业产生的废弃物，原料易得，价格便宜，而且实现焦粉的废物利用，充分提高资源利用率。PAM作为助凝剂，提高后续沉淀的效果。通过焦粉和PAM的协同作用，在基于前述多维复合催化氧化工艺的基础上进行沉淀，起到较好的洁净效果。