申请日2015.08.11
公开(公告)日2015.11.18
IPC分类号C02F101/20; C02F9/06
摘要
本发明公开了一种利用活化特种铸铁材料处理含铜氨络合物有机废水的方法，属于化工废水处理技术领域。其步骤如下：A、调节含铜氨络合物的废水的pH至2.0-4.0之间;B、向含铜氨络合物的有机废水中投加活化特种铸铁材料，其投加量为废水质量的0.2-1.5%，搅拌，反应时间为30-120min;C、向步骤B反应结束后的出水中继续投加质量分数为30%双氧水，投加量为废水体积的0.2-1.5%，空气搅拌，反应时间为60-180min;D、投加质量分数为30%液碱，中和至pH为7-10，沉淀后，出水排放。它实现了含铜氨络合物的有机废水中铜离子的有效去除，同时大幅度减少了母液废水中的CODCr。
权利要求书
1.一种利用活化特种铸铁材料处理含铜氨络合物有机废水的方法，包括如下步骤：
A、调节含铜氨络合物有机废水的pH至2.0-4.0之间;
B、向废水中投加活化特种铸铁材料，其投加量为废水质量的0.2-1.5%，搅拌，反应时间 为30-120min;
C、反应结束后的出水中继续投加质量分数为30%双氧水，投加量为废水体积的0.2-1.5%， 空气搅拌，反应时间为60-180min;
D、投加液碱，中和至pH为7-10，沉淀后，出水排放。
2.根据权利要求1所述的一种利用活化特种铸铁材料处理含铜氨络合物有机废水的方 法，其特征在于：步骤A中，调节含铜氨络合物有机废水的pH的酸为质量分数为98%的浓 硫酸或质量分数为37%的浓盐酸，废水的pH调至2.5-3.5之间。
3.根据权利要求2所述的一种利用活化特种铸铁材料处理含铜氨络合物有机废水的方 法，其特征在于：步骤B中所述的活化特种铸铁材料为颗粒状，粒径为30-100目，铁的质量 份数：55-60，碳的质量份数：25-30，铜的质量份数：10-15。
4.根据权利要求1所述的一种利用活化特种铸铁材料处理含铜氨络合物有机废水的方 法，其特征在于：步骤B中活化特种铸铁材料投加量为废水重量的0.5-1%，搅拌速度为 60-100rpm之间，反应时间为60-90min。
5.根据权利要求2所述的一种利用活化特种铸铁材料处理含铜氨络合物有机废水的方 法，其特征在于：步骤C中的双氧水投加量为废水体积的0.5-1%。
6.根据权利要求1所述的一种利用活化特种铸铁材料处理含铜氨络合物有机废水的方 法，其特征在于：步骤C中搅拌方式为空气搅拌，反应时间为90-120min。
7.根据权利要求5所述的一种利用活化特种铸铁材料处理含铜氨络合物有机废水的方 法，其特征在于：步骤D中的液碱为质量分数为30%的氢氧化钠，中和至pH为8-9。
说明书
一种利用活化特种铸铁材料处理含铜氨络合物有机废水的方法
技术领域
本发明专利涉及化工废水处理技术领域，更具体地说，涉及一种利用活化特种铸铁材料 处理含铜氨络合物有机废水的方法。
背景技术
化工企业生产活性艳蓝KN-R时，首先使用氨基油、溴氨酸在氯化亚铜作为催化剂存在 下，进行缩合反应，压滤，稀硫酸洗涤后，排出大量去紫副废水，其中主要含有氨基油、溴 氨酸、硫酸铜、硫酸等。经检测，废水CODCr为4000mg/L左右，铜离子含量为2200mg/L左 右，废水中铜离子含量较高，若不处理，直接排放势必对环境造成伤害。当人体内残存了大 量的铜重金属之后，极易对身体内的脏器造成负担，特别是肝和胆，导致人体新陈代谢紊乱， 肝硬化，肝腹水甚至更为严重;且对生化系统中微生物有较大毒性，影响生化系统的正常运 行。
目前处理含铜废水的方法有化学沉淀法、吸附法、离子交换法等。对于一般的无机废水， 碱中和可有效去除废水中的铜离子，但是若废水中存在有氨基化合物，如溴氨酸，则会与铜 离子形成大量铜氨络合物，简单的碱中和难以达到去除铜的目的。而吸附法、离子交换法则 面临吸附剂、离子交换树脂再生的问题，对于较低浓度有较好的吸附效果，但存在二次污染 的风险。
中国发明专利，公开号：CN103288184A，公开日：2013年9月11日，公开了一种利用 铁碳微电解技术处理含铜废水的方法，该发明仅仅利用铁粉与碳粉按照一定比例混合对含铜 废水进行微电解，其铜离子去除率可达94%以上。其不足之处在于，该方法所用铁单质和碳 颗粒混合，其与废水的接触面积较小，组成原电池数量少，从而影响其铜的去除效率，另外 此法主要针对游离铜的去除，而不是络合铜的去除。
中国发明专利，公开号：CN103466770A，公开日：2013年12月25日，公开了一种铜 氨络合废水处理方法，该方法使用MVP法处理废水中的铜氨络合废水，首先通过投加镁盐、 磷盐沉淀氨，达到破坏铜氨络合物的目的，之后使用碱回收磷酸铵镁盐中的氨，并进行相应 后续的处理，其不足之处是该方法较为复杂，且需要投加大量药剂，操作要求较为严格。
发明内容
1、发明要解决的技术问题
针对现有技术中没有去除有机废水中铜氨络合物的有效方法的问题，本发明提出了一种 利用活化特种铸铁材料处理含铜氨络合物有机废水的方法。它能够处理含有氨基类有机废水 中铜离子，铜离子去除率达到99.9%，满足《污水综合排放标准》GB8978-1996中总铜三级 排放标准，同时还能去除废水中部分CODCr。
2、技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种利用活化特种铸铁材料处理含铜氨络合物有机废水的方法，包括如下步骤：
A、首先调节含铜氨络合物的有机废水的pH至2.0-4.0之间;
B、向含铜氨络合物的有机废水中投加活化特种铸铁材料，其投加量为废水质量的 0.2-1.5%，搅拌，反应时间为30-120min;
C、向步骤B反应结束后的出水中继续投加质量分数为30%双氧水，投加量为废水体积 的0.2-1.5%，空气搅拌，反应时间为60-180min;
D、步骤C反应结束后，投加液碱，中和至pH为7-10，沉淀后，出水排放。处理后出 水中铜浓度满足《污水综合排放标准》GB8978-1996的三级排放标准。
优选地，步骤A中，调节含铜氨络合物有机废水pH的酸为质量分数为98%浓硫酸或质 量分数为37%浓盐酸，废水的pH调至2.5-3.5之间，酸化效果最佳，后续活化特种铸铁材料 生成的微小原电池数量最多，有效提高其对铜氨络合物的破环能力，提高其破坏速率。
优选地，步骤B中所述的活化特种铸铁材料为颗粒状，粒径为30-100目，铁的质量份数： 55-60，碳的质量份数：25-30，铜的质量份数：10-15。铸铁粉主要含铁、碳、铜，在酸性条 件下，会形成若干个微小原电池，包括铁/碳微电池，形成多种电化学反应，阳极所释放的自 由电子破坏废水中的铜氨络合物，释放出铜离子，活化特种铸铁材料颗粒较小，因此可与废 水有较大接触面积，更有利于破坏有机络合铜结构。
优选地，步骤B中活化特种铸铁材料投加量为废水重量的0.5-1%，搅拌速度为60-100rpm 之间，反应时间为60-90min，在此条件下，废水中铜氨络合物的破坏速率达到最高，且活化 特种铸铁材料用量最少，可保证最佳的处理效果，使用的经济成本最低。
优选地，步骤C中的双氧水投加量为废水体积的0.5-1%，能够取得最佳的处理效果。通 过添加双氧水对步骤B反应后的废水进行芬顿氧化，双氧水在铁离子和铜离子的催化下释放 更多的羟基自由基，该羟基自由基具有较强的氧化性，可进一步破坏废水中铜氨络合物，同 时去除废水中部分CODCr，去除有机物，这大大降低了后续废水处理难度。
优选地，步骤C中搅拌方式为空气搅拌，利用在反应器底部装配的穿孔曝气管来曝空气， 确保双氧水与废水充分混合，反应时间为90-120min，强化芬顿氧化反应，在这段时间内，双 氧水在铁离子，铜离子的催化条件下，生成的羟基自由基的数量最多，氧化性能最强，废水 中铜氨络合物的破坏率和COD去除率达到最高，如果再延长其反应时间，铜氨络合物的破坏 率和CODCr的去除效率也不会再提高。
优选地，步骤D中的液碱为质量分数30%的氢氧化钠，中和至pH为8-9，铜离子生成氢 氧化铜沉淀，沉淀完全，去除了铜离子，同时活化特种铸铁材料释放的铁离子，可生成氢氧 化亚铁、氢氧化铁絮凝沉淀。
本发明对含铜氨络合物的有机废水，先进行电解反应，再进行芬顿氧化反应，处理后出 水中铜浓度满足《污水综合排放标准》GB8978-1996的三级排放标准，出水中工艺路线短， 使用设备少，操作简单，占地面积小，能够在化工企业厂区内建设，采用间歇操作，符合当 前化工企业内小型污水处理厂的运行特点。
3、有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的处理方法的工艺路线短，使用设备少，操作简单，占地面积小，能够在化 工企业厂区内建设，采用间歇操作，符合当前化工企业内小型污水处理厂的运行特点;
(2)本发明通过添加双氧水对步骤B反应后的废水进行芬顿氧化，双氧水在铁离子和 铜离子的催化下释放更多的羟基自由基，该羟基自由基具有较强的氧化性，可进一步破坏废 水中铜氨络合物，同时去除废水中部分CODCr，去除有机物，这大大降低了后续废水处理难 度;
(3)本发明对含铜氨络合物的有机废水，先进行电解反应，再进行芬顿氧化反应，最后 经过碱中和，废水中铜形成氢氧化铜沉淀达到去铜的目的，活化特种铸铁材料所释放出的铁 离子则形成氢氧化亚铁、氢氧化铁絮凝沉淀，达到除铜、去CODCr的双重目的，液碱中和沉 淀可达到99.9%以上的铜去除率，满足《污水综合排放标准》GB8978-1996中总铜三级排放 标准;
(4)本发明活化特种铸铁材料为颗粒状，粒径为30-100目，铁的质量份数55-60，碳的 质量份数25-30，铜的质量份数10-15;铸铁粉主要含铁、碳、铜，在酸性条件下，会形成若 干个微小原电池，包括铁/碳微电池，形成多种电化学反应，阳极所释放的自由电子破坏废水 中的铜氨络合物，释放出铜离子，活化特种铸铁材料颗粒较小，因此可与废水有较大接触面 积，更有利于破坏有机络合铜结构。