申请日2013.08.19
公开(公告)日2013.12.11
IPC分类号C02F9/04; C02F1/28; C02F1/72
摘要
本发明涉及一种化工废水生化出水的高效处理及回用方法，属于废水处理领域。其步骤为：(1)在反应池中进行芬顿氧化反应，调节pH值为5～7，向水样中投加硫酸亚铁和双氧水，使得Fe2+浓度为1～3mmol/L，H2O2浓度为2～5mmol/L，反应60～600分钟;(2)将基化超高交联树脂与步骤(1)中的出水混合，树脂的用量为水体积的0.1%～5%，混合10～1000分钟;(3)将步骤(2)出水进行树脂和水的固液分离，分离后的出水即可排放或直接回用。本方法可有效去除化工废水生化出水中的难降解物质，出水达到国家城镇污水处理厂污染物排放一级A标准及相关再生水回用标准，适用于废水的深度处理及回用。
权利要求书
1.一种化工废水生化出水的高效处理及回用方法，其步骤为：
(1)在反应池中进行芬顿氧化反应，调节pH值为5～7后，向水样中投加硫酸亚铁和双 氧水，使得水样中Fe2+浓度为1～3mmol/L，H2O2浓度为2～5mmol/L，反应60～600分钟;
(2)将基化超高交联树脂与步骤(1)中的出水进行混合，树脂的用量为水体积的 0.1%～5%，混合10～1000分钟;
(3)将步骤(2)出水进行树脂和水的固液分离，分离后的出水即可排放或直接回用。
2.根据权利要求1所述的一种化工废水生化出水的高效处理及回用方法，其特征在于， 所述的基化超高交联树脂为胺基修饰的磁性超高交联复合功能树脂。
3.根据权利要求1或2中所述的一种化工废水生化出水的高效处理及回用方法，其特征 在于，还包括将步骤(3)分离所得树脂与再生液进行混合，再生液成分为：氢氧化钠：1wt.%～18 wt.%、甲醇：10wt.%～80wt.%，或者为：氢氧化钠：1wt.%～18wt.%、乙醇50wt.%，树脂与 再生液混合10～200分钟后，静置50-70分钟，分离出树脂。
说明书
一种化工废水生化出水的高效处理及回用方法
技术领域
本发明属于废水处理领域，更具体地说，涉及一种化工废水生化出水的高效处理及回用 方法。
背景技术
化工行业的废水排放量巨大，且其中含有大量的难降解有毒有害物质，目前所使用的常 规工艺难以对该类废水进行高效的处理。废水进入环境中，造成严重污染，大量的毒害有机 物在自然界中迁移积累，直接或间接地对人体健康造成危害。因此，大量的深度处理技术被 广泛用于强化对化工废水生化出水的处置效果，使其能够达标排放甚至可以中水回用。
常用的深度处理技术包括化学氧化、混凝沉淀、膜分离技术、活性炭吸附、树脂吸附技 术等。这些方法各有各的优势，同时也各有各的缺点。树脂吸附法因其吸附容量大、选择性 高、易于再生利用等优点在高浓有机化工废水的处理与资源化方面做出了巨大贡献。磁性树 脂的开发，使得其可以被应用于全混式的操作模式，大大增强了处理水量，降低了树脂处理 的成本，提高了其在低浓度废水处置方面的应用范围。李爱民等人曾研发出一种磁性丙烯酸 系阴离子交换树脂对化工废水生化出水的深度处理方法(专利公开号：CN101905931)，该方 法可有效去除废水中的COD和色度。但是该方法所使用的磁性丙烯酸离子交换树脂仅能通过 离子交换作用对水体中的阴离子物质进行去除，而化工废水中存在大量的非极性物质，难以 高效去除，使用该方法仅能将水体中的COD降低到80mg/L以下。专利公开号为CN1346708A 的专利文献曾公开一种具有双重功能的超高交联弱碱阴离子交换树脂的合成方法，该树脂在 具有较高比表面积的吸附树脂表面修饰离子基团，可通过离子交换和高比表面积吸附两种作 用方式同时去除水体中的非极性和极性物质，在高浓度难降解有机废水治理与资源化中得到 广泛的应用推广。在此启发下，本课题组开发出胺基修饰的磁性超高交联复合功能树脂(申 请号为201310106265.5)。然而，树脂的处理成本较高，在对高浓废水处理过程中，资源化能 够带来大量的受益可以抵消其处置成本，而对于低浓废水的深度净化，其回收价值较小，因 此，如何降低其处理成本，提高其利用效率，是需要考虑的首要问题。
以树脂吸附技术为核心，在其前端增加相应的预处理技术，一方面可以降低树脂的处理 负荷，另一方面，可以将水体中的难去除物质转化成易于吸附去除的物质，不仅能够提高树 脂的处理效率，还能增强树脂的使用寿命。芬顿氧化是一种常见的化工废水处理方法，其处 理效率高，但是传统的芬顿氧化需投加大量的试剂，成本耗费巨大，又易造成大量化学污泥， 而且，许多污染物经过芬顿氧化后并不能完全降解，产生大量中间产物，其出水往往不能达 到回用要求。而将芬顿氧化与树脂吸附联用，利用树脂对芬顿不完全氧化的产物进行处理， 不仅进一步净化了水质，同时可发挥树脂对芬顿氧化中间产物的吸附优势，降低了试剂用量、 拓宽了pH条件，回避彼此的缺陷。本技术正是基于以上思路，开发出一种基于芬顿氧化与 基于胺基修饰的磁性超高交联复合功能树脂吸附的两种技术联用工艺，对化工废水生化出水 进行高效处理并且回用。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有工艺中存在的化工废水在生化处理工艺之后，由于水体中残留了难降解物质， 其出水水质较差的问题，本发明提供了一种化工废水生化出水的高效处理及回用方法，它可 以有效去除化工废水生化出水中的难降解物质，出水达到国家城镇污水处理厂污染物排放一 级A标准及相关再生水回用标准，适用于废水的深度处理及回用。
2.技术方案
本发明的方法，是芬顿氧化与树脂吸附的耦合工艺，利用树脂吸附法对芬顿氧化不完全 氧化处理后的物质进行去除。
本发明的具体技术方案如下：
一种化工废水生化出水的高效处理及回用方法，其步骤为：
(1)在反应池中进行芬顿氧化反应，调节pH值为5～7后，向水样中投加硫酸亚铁和双 氧水，使得水样中Fe2+浓度为1～3mmol/L，H2O2浓度为2～5mmol/L，反应60～600分钟;
(2)将基化超高交联树脂与步骤(1)中的出水进行混合，树脂的用量为水体积的 0.1%～5%，混合10～1000分钟;
(3)将步骤(2)出水进行树脂和水的固液分离，分离后的出水即可排放或直接回用。
优选地，所述的基化超高交联树脂为胺基修饰的磁性超高交联复合功能树脂。
优选地，还包括将步骤(3)分离所得树脂与再生液进行混合，再生液成分为：氢氧化钠： 1wt.%～18wt.%、甲醇：10wt.%～80wt.%，或者为：氢氧化钠：1wt.%～18wt.%、乙醇50wt.%， 树脂与再生液混合10～200分钟后，静置50-70分钟，分离出树脂。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)传统芬顿氧化中硫酸亚铁和双氧水投加量大，因此铁泥量大，易板结，难以清理， 而本发明采用两种技术耦合联用，在保证后续处理中树脂的高效吸附和离子交换作用的前提 下，芬顿氧化过程中工业硫酸亚铁和双氧水只需传统投加量的5～30%，因此泥量大大减少， 不易板结，减小清理难度，降低劳动负荷;
(2)传统的芬顿氧化在pH值为3时反应效果最佳，需要消耗大量的酸试剂，而本发明 的工艺中由于是两种技术联用，pH值只需控制在5～7即可达到最佳效果，减少了酸试剂的使 用，降低了成本;
(3)传统单一的树脂吸附处理技术也存在着树脂用量大，吸附易饱和，再生频繁，脱附 液量大等缺点，在本发明中，由于废水经过芬顿氧化，废水中的物质物化性质发生改变，易 于复合功能树脂的吸附和离子交换作用。与传统单一树脂吸附处理技术相比，减轻了废水对 树脂的冲击，减小了树脂的负荷，使得树脂用量减少，使用时间延长，再生次数减少，相应 的脱附液量也大大减少;
(4)采用本发明的方法处理化工废水生化出水，经过耦合工艺处理后的水质指标为： COD20～40mg/L，BOD54～10mg/L，TOC8～15mg/L，UV2540.2～0.6，色度10～20度，浊度 2～5NTU，石油类0.2～0.9mg/L，溶解性总固体500～900mg/L，阴离子表面活性剂0.1～0.5mg/L， 均符合国家城镇污水处理厂污染物排放一级A以及城市污水再生利用系列(城市杂用水水质 GB/T18920—2002，景观环境用水水质GBT18921-2002，地下水回灌水质GBT19772-2005， 工业用水水质GB/T19923-2005，农田灌溉用水水质GB20922-2007)的相关标准，水质检测 方法均按照上述标准所规定的国标法检测。处理后的出水可直接回用，极大地缓解了水资源 短缺问题;
(5)本发明工艺简单，药品投加量小、成本低廉，易于操作，且水质标准高，出水水质 稳定、优良。