申请日2014.11.02
公开(公告)日2015.01.28
IPC分类号C02F1/72; C02F9/04
摘要
本发明公开一种基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法，其包括步骤：对生活废水进行预处理，滤除生活废水中的固体残渣及表面油污;调节废水的初始pH值至3～6，以H2O2/Fe2+的摩尔比为9～12向生活废水中加入H2O2和Fe2+，且生活废水中H2O2的投加量为6.1～7.3g/L，氧化处理时长50～80分钟，氧化处理后的废水进入沉降池沉淀1～3小时后，调节氧化处理后溶液的pH值至中性;将沉降池上部的清液通过导管导入净化处理器进行净化处理，其中净化处理器为内装活性碳纤维与氧化碳纤维的柱形容器。本发明利用芬顿氧化技术对生活废水进行净化处理，处理简单快捷、成本较低，出水清澈，具有良好的运用前景。
权利要求书
1.一种基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法，其特征在于，包括步骤：
对生活废水进行预处理，滤除生活废水中的固体残渣及表面油污;
调节废水的初始pH值至3～6，以H2O2/Fe2+的摩尔比为9～12向生活废水 中加入H2O2和Fe2+，且生活废水中H2O2的投加量为6.1～7.3g/L，氧化处理时 长50～80分钟，氧化处理后的废水进入沉降池沉淀1～3小时后，调节氧化处 理后溶液的pH值至中性;
将沉降池上部的清液通过导管导入净化处理器进行净化处理，其中净化 处理器为内装活性碳纤维与氧化碳纤维的柱形容器。
2.根据权利要求1所述基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法，其特征 在于，调节废水的初始pH值至3.5。
3.根据权利要求1或2所述基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法，其 特征在于，H2O2/Fe2+的比值为11:1，H2O2的投加量6.56g/L。
4.根据权利要求1所述基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法，其特征 在于，净化处理器中碳纤维在使用一段时间后，可用10%的NaOH溶液再生 处理，且再生处理后可重复使用5～10次。
5.根据权利要求1所述基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法，其特征 在于，作为催化剂的Fe2+为硫酸亚铁、废铁屑或硝酸亚铁。
6.根据权利要求1所述基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法，其特征 在于，通过加入氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠或碳酸钠调节氧化处理后的 溶液的pH值至中性。
说明书
基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术，尤其是涉及一种基于芬顿氧化的生活废水净 化处理方法。
背景技术
如今工业迅猛发展,城市人口也急剧膨胀，天有大量的工业废水及生活废 水排出，带来严重的环境污染,甚至已经严重危及到人们的生活健康。因此， 需要对废水进行净化处理使其达到排放要求。
近年来芬顿(Fenton)氧化技术在处理有机废水方面取得了很大进步。芬 顿氧化技术是以芬顿试剂进行化学氧化的废水处理方法。Fenton氧化是由 H2O2和Fe2+混合而成的一种氧化能力很强的氧化处理技术，其氧化机理主要 是在酸性条件下(一般pH<3.5)，利用Fe2+作为H2O2的催化剂，生成具有很强 氧化电性且反应活性很高的·OH，羟基自由基在水溶液中与难降解有机物生成 有机自由基使之结构破坏，最终氧化分解。同时Fe2+被氧化成Fe3+产生混凝沉 淀，将大量有机物凝结而去除。芬顿氧化法可有效地处理含硝基苯、ABS等 有机物的废水以及用于废水的脱色、除恶臭。
比如，CN200510035132.9提出利用化学氧化-曝气生物滤池联合工艺处理 污染的水源水、废水特别是含难生物降解有机物的废水领域，可将化工厂二 级生化处理废水出水的COD降至30mg/L。
发明内容
本发明提出一种基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法，通过低成本实 现对居民区生活废水的净化处理，出水清澈，达到排放标准。
本发明采用如下技术方案实现：一种基于芬顿氧化的生活废水净化处理 方法，其包括步骤：
对生活废水进行预处理，滤除生活废水中的固体残渣及表面油污;
调节废水的初始pH值至3～6，以H2O2/Fe2+的摩尔比为9～12向生活废水 中加入H2O2和Fe2+，且生活废水中H2O2的投加量为6.1～7.3g/L，氧化处理时 长50～80分钟，氧化处理后的废水进入沉降池沉淀1～3小时后，调节氧化处 理后溶液的pH值至中性;
将沉降池上部的清液通过导管导入净化处理器进行净化处理，其中净化 处理器为内装活性碳纤维与氧化碳纤维的柱形容器。
其中，调节废水的初始pH值至3.5。
其中，H2O2/Fe2+的比值为11:1，H2O2的投加量6.56g/L。
其中，净化处理器中碳纤维在使用一段时间后，可用10%的NaOH溶液 再生处理，且再生处理后可重复使用5～10次。
其中，作为催化剂的Fe2+为硫酸亚铁、废铁屑或硝酸亚铁。
其中，通过加入氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠或碳酸钠调节氧化处理 后的溶液的pH值至中性。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过确定芬顿氧化的最佳参数条件，利用芬顿氧化技术对生活废 水进行净化处理，处理简单快捷、成本较低，且配合深度净化处理工艺时， 出水清澈，使处理后的清水完全达到排放甚至再次饮用的标准。本发明处理 效果较佳，具有良好的运用前景。
具体实施方式
本发明提出一种基于芬顿氧化的生活废水净化处理方法，通过低成本实 现对居民区生活废水的净化处理，出水清澈，达到排放标准。
本发明的生活废水净化处理方法包括如下方法：
步骤一、对生活废水进行预处理。预处理的方法主要是在预处理池对生 活废水进行沉淀及过滤处理，滤除生活废水中的固体残渣;然后采用水面油 污处理装置(比如，该水面油污处理装置如中国专利申请CN200720017850.8 所揭露)处理生活废水表面的明显漂浮的油污层。
步骤二、在氧化池采用芬顿(Fenton)氧化技术进行氧化处理。
调节废水的初始pH值至3～6，再向废水中以H2O2/Fe2+为9～12加入H2O2和Fe2+(芬顿试剂)，H2O2的投加量为6.1～7.3g/L，Fe2+的投加量为0.51～0.81g/L， 氧化处理预定时长50～80分钟，氧化处理后的废水进入沉降池沉淀。
H2O2为氧化剂，Fe2+为催化剂，Fe2+一般为硫酸亚铁、废铁屑或硝酸亚铁。
确定Fe2+和H2O2的投入量、初始pH值及氧化处理的预定时长，对废水 处理效果及处理成本有积极的意义。
在废水的初始pH值和H2O2/Fe2+不变的情况下，随着H2O2投加量的增 加，化学需氧量(COD)去除率呈先增大后减小的趋势;并当COD去除率达到 最大值时继续增大H2O2投加量，H2O2会破坏之前生成的羟基自由基，造成 H2O2无效分解，此外过多的H2O2会将Fe2+氧化为Fe3+，从而抑制羟基自由基 的形成。
随着H2O2/Fe2+的增大，COD去除率先上升后下降，在H2O2/Fe2+为某个 比例值时COD去除率达到最大值;若H2O2/Fe2+继续增大，导致COD去除 率下降，原因是因为Fe2+基本消耗完全，能被氧化降解的有机物得到充分反 应，催化性能达到最大化，H2O2浓度过高，部分H2O2发生了无效分解。
在其他条件不变的情况下，初始pH为某个值时COD去除率最高，当pH 升高至偏中性时，生成的Fe3+很快以氢氧化物的形式生成沉淀而失去了催化 作用。
在其他条件不变的情况下，随着反应时间的增长，COD去除率将呈现先 上升后下降的趋势，并在反应时间50-70min时COD去除率最高。这是因为 一方面由于H2O2的消耗和分解，另一方面由于废水中难降解的有机物没有被 彻底氧化，进一步生成了更难降解的中间产物，从而导致COD去除率出现下 降的情况。
本申请确定芬顿氧化对处理生活废水的最佳条件为：H2O2的投加量6.5 6g/L,H2O2/Fe2+的比值为11:1，即Fe2+的浓度0.59g/L，反应初始pH值3.5， 氧化反应时间65分钟，其COD去除率可达87%甚至更高。
步骤三、氧化处理后的废水进入沉降池沉淀1～3小时后，加入氢氧化钠、 氢氧化钾、碳酸氢钠或碳酸钠调节pH值至中性后，将沉降池上部的清液通过 步骤四进行深度净化处理。
步骤四、将沉降池上部的清液通过导管导入净化处理器，净化处理器为 若干个内装活性碳纤维与氧化碳纤维的柱形容器，从净化处理器排除清水的 酚浓度低至0.21mg/L，完全达到了排放标准。
其中，净化处理器中碳纤维在使用一段时间后，可用10%的NaOH溶液 再生处理，可重复5～10次仍保持较佳的吸附效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本 发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。