申请日2013.03.04
公开(公告)日2013.06.05
IPC分类号C02F9/08; C02F1/72; C02F1/66; C02F1/28
摘要
本发明涉及一种快速降解电厂柠檬酸锅炉清洗废水的处理方法，包括以下步骤：向电厂柠檬酸锅炉清洗废水中加入吸附饱和的活性炭;调节电厂柠檬酸锅炉清洗废水的pH值为3.00～3.10;将调节好pH值的电厂柠檬酸锅炉清洗废水置于太阳光照下，并以200～300r/min的转速搅拌;逐滴向电厂柠檬酸锅炉清洗废水中缓慢加入30wt%的过氧化氢;每隔1h测定电厂柠檬酸锅炉清洗废水的pH值并将其调节至3.60～3.80;电厂柠檬酸锅炉清洗废水的C0DCr在光照4～8h后下降45～55%，电厂柠檬酸锅炉清洗废水得到快速降解。与现有技术相比，本发明向电厂柠檬酸锅炉清洗废水中加入少量的过氧化氢和电厂水处理系统吸附饱和活性炭，同时调节废水的pH值，大大加速有机物光降解过程。
权利要求书
1.一种快速降解电厂柠檬酸锅炉清洗废水的处理方法，其特征在于，该 方法包括以下步骤：
(1)向电厂柠檬酸锅炉清洗废水中加入活性炭;
(2)调节电厂柠檬酸锅炉清洗废水的pH值为3.00～3.10;
(3)将调节好pH值的电厂柠檬酸锅炉清洗废水置于太阳光照下，并以 200～300r/min的转速搅拌;
(4)逐滴向电厂柠檬酸锅炉清洗废水中缓慢加入30wt%的过氧化氢;
(5)每隔1h测定电厂柠檬酸锅炉清洗废水的pH值并将其调节至 3.60～3.80;
(6)电厂柠檬酸锅炉清洗废水的CODCr在光照4～8h后下降45～55%，电 厂柠檬酸锅炉清洗废水得到快速降解。
2.根据权利要求1所述的一种快速降解电厂柠檬酸锅炉清洗废水的处理 方法，其特征在于，所述的活性炭是电厂水处理系统吸附饱和的活性炭。
3.根据权利要求1所述的一种快速降解电厂柠檬酸锅炉清洗废水的处理 方法，其特征在于，每升电厂柠檬酸锅炉清洗废水中加入活性炭的量为2～8g。
4.根据权利要求1所述的一种快速降解电厂柠檬酸锅炉清洗废水的处理 方法，其特征在于，调节电厂柠檬酸锅炉清洗废水pH值的溶液为1mol/L的 NaOH溶液。
5.根据权利要求1或2所述的一种快速降解电厂柠檬酸锅炉清洗废水的 处理方法，其特征在于，所述的废水中含有二价铁离子、三价铁离子及柠檬酸。
说明书
一种快速降解电厂柠檬酸锅炉清洗废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种废水处理方法，尤其是涉及一种快速降解电厂柠檬酸锅炉 清洗废水的处理方法。
背景技术
柠檬酸酸洗，因其清洗效果较好、清洗成本较低，而广泛应用于化学清洗 工业。电厂柠檬酸酸洗废水，有机物浓度很高，一般2-3年才排放一次、一次 排放量为数百甚至上千吨，CODCr超过10000mg/L，总铁含量(Fe2+和Fe3+) 为2000-5000mg/L，可生化性(BOD5/CODCr)约为0.3左右，其如何高效处理 一直都是困扰电厂及清洗行业的难题之一。近年来对于柠檬酸酸洗废水的处理 研究较多，且已经产生了许多较为成熟的化学处理法和生物处理方法，其中化 学法包括锅炉焚烧法、粉煤灰吸附法、中和沉淀处理法、次氯酸钠氧化法和曝 气氧化法等;生物处理方法包括固定床连续流反应器厌氧生物处理法、活性污 泥法、厌氧消化法等。不过，这些方法均存在一定的不足之处，如处理费用高、 造成二次污染、影响炉体和增加煤耗等弊病，从而限制了其在实践中的发展应 用。
有研究[张超，王罗春，刘克家.可拆卸式矿化垃圾生物反应床处理电厂柠 檬酸酸洗废水.环境工程学报，2008，2(11)：1461-1464]表明，贮存池内柠檬酸 锅炉酸洗废水在自然太阳光光照下，当光照时间足够长时，其CODCr可下降 50.0%左右。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种工艺简 单、操作方便的快速降解电厂柠檬酸锅炉清洗废水的处理方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种快速降解电厂柠檬酸锅炉清洗废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)向电厂柠檬酸锅炉清洗废水中加入活性炭;
(2)调节电厂柠檬酸锅炉清洗废水的pH值为3.00～3.10;
(3)将调节好pH值的电厂柠檬酸锅炉清洗废水置于太阳光照下，并以 200～300r/min的转速搅拌;
(4)逐滴向电厂柠檬酸锅炉清洗废水中缓慢加入30wt%的过氧化氢;
(5)每隔1h测定电厂柠檬酸锅炉清洗废水的pH值并将其调节至 3.60～3.80;
(6)电厂柠檬酸锅炉清洗废水的CODCr在光照4～8h后下降45～55%，电 厂柠檬酸锅炉清洗废水得到快速降解。
所述的活性炭是电厂吸附饱和的活性炭经过水洗且烘干4h后得到的活性 炭。
每升电厂柠檬酸锅炉清洗废水中加入活性炭的量为2～8g。
调节电厂柠檬酸锅炉清洗废水pH值的溶液为1mol/L的NaOH溶液。
所述的废水中含有二价铁离子、三价铁离子及柠檬酸。
本发明利用过氧化氢和吸附饱和的活性炭加快电厂柠檬酸锅炉清洗废水 光催化降解速度的机理是：
电厂柠檬酸锅炉清洗废水中总铁含量(Fe2+和Fe3+)为2000-5000mg/L， Fe(III)-柠檬酸配合物在太阳光辐射下光解生成了3-氧代戊二酸、乙酰乙酸和乙 酸等有机物，同时Fe3+转化为Fe2+，从而导致了废水CODCr大幅度下降。加入 的过氧化氢与反应中生成Fe2+形成了Fenton试剂，Fenton试剂对柠檬酸的氧化 作用则可以缩短废水光降解过程。具体反应如下：
活性炭(AC)能够催化过氧化氢(H2O2)释放强氧化性的自由基(HO2·和 HO·)，自由基可降解很多有机污染物质。具体反应如下：
(ACsurface)-OH+H+OOH-→(ACsurface)-OOH+H2O
(ACsurface)-OOH+H2O2→(ACsurface)-OH+H2O+O2
AC+H2O2→AC++OH-+·OH
AC++H2O2→AC+HO2·+H+
而过氧化氢的逐滴缓慢加入、反应前和反应过程中每隔1h的pH调节，则 可以将Fenton试剂和AC/H2O2体系氧化有机物的效率控制在较高水平，降低 成本。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
(1)本发明工艺简单，不需要复杂的步骤和昂贵的设备;
(2)本发明向电厂柠檬酸锅炉清洗废水中加入少量的过氧化氢和电厂水 处理系统吸附饱和活性炭，同时调节废水的pH值，使电厂柠檬酸锅炉清洗废 水CODCr光照6h后下降47.3%左右，大大加速有机物光降解过程;
(3)本发明对电厂水处理系统吸附饱和的活性炭进行再利用，大大地降 低了处理成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
本实施例中的电厂柠檬酸锅炉清洗废水为人工配水，采用向自来水中加入 适量的Fe(NO3)3·9H2O和柠檬酸的方法配制而成，其CODCr为14300mg/L， Fe3+含量为2270mg/L。其中30%过氧化氢、Fe(NO3)3·9H2O和柠檬酸均为分析 纯试剂。
第一步：把烘干4h后的活性炭以5g/L的剂量加入到废水中;
第二步：用1mol/L的NaOH溶液调节废水pH值为3.00～3.10;
第三步：将调节好pH值的废水置于太阳模拟器下并以200r/min的转速搅 拌，开启模拟太阳器;其中模拟太阳器为氙灯光源PLS SXE300C;
第四步：立即逐滴缓慢均速加入30%的过氧化氢，6h内过氧化氢的加入量 为13.6ml/L;
第五步：每隔1h测定废水pH值并将其调节至3.60-3.80。
光照6h后即可达到快速有效降解的目的，CODCr下降到7540mg/L，去除 率达47.3%。此后，延长光照时间，废水CODCr几乎保持不变。而相同条件下， 仅利用太阳模拟器光照的同一废水，不加活性炭和过氧化氢且不调节pH，其 CODCr去除率仅为14.1%。而存放于贮存池中的废水，在天然太阳光光照5个 月后，其CODCr去除率仅为46.7%。本方法向废水中加入少量的过氧化氢和电 厂水处理系统吸附饱和活性炭，同时调节废水的pH值，使此类废水CODCr光 照6h后下降47.3%，大大加速有机物光降解过程。
实施例2
一种快速降解电厂柠檬酸锅炉清洗废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)向电厂柠檬酸锅炉清洗废水中加入活性炭，其中活性炭是电厂水处 理系统吸附饱和的活性炭，且经过水洗且烘干4h处理，每升电厂柠檬酸锅炉 清洗废水中加入活性炭的量为2g;
(2)调节电厂柠檬酸锅炉清洗废水的pH值为3.00～3.10;
(3)将调节好pH值的电厂柠檬酸锅炉清洗废水置于太阳光照下，并以 200r/min的转速搅拌;
(4)逐滴向电厂柠檬酸锅炉清洗废水中缓慢加入30wt%的过氧化氢;
(5)每隔1h测定电厂柠檬酸锅炉清洗废水的pH值并将其调节至 3.60～3.80;
(6)电厂柠檬酸锅炉清洗废水的CODCr在光照4h后下降45%，电厂柠檬 酸锅炉清洗废水得到快速降解。
其中，步骤(2)或步骤(4)中调节电厂柠檬酸锅炉清洗废水pH值的溶 液为1mol/L的NaOH溶液。
实施例3
一种快速降解电厂柠檬酸锅炉清洗废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)向电厂柠檬酸锅炉清洗废水中加入活性炭，其中活性炭是电厂水处 理系统吸附饱和的活性炭，且经过水洗且烘干4h处理，每升电厂柠檬酸锅炉 清洗废水中加入活性炭的量为5g;
(2)调节电厂柠檬酸锅炉清洗废水的pH值为3.00～3.10;
(3)将调节好pH值的电厂柠檬酸锅炉清洗废水置于太阳光照下，并以 250r/min的转速搅拌;
(4)逐滴向电厂柠檬酸锅炉清洗废水中缓慢加入30wt%的过氧化氢，6h 内，每升电厂柠檬酸锅炉清洗废水中加入过氧化氢的量为13.6ml;
(5)每隔1h测定电厂柠檬酸锅炉清洗废水的pH值并将其调节至 3.60～3.80;
(6)电厂柠檬酸锅炉清洗废水的CODCr在光照6h后下降48%，电厂柠檬 酸锅炉清洗废水得到快速降解。
其中，步骤(2)或步骤(4)中调节电厂柠檬酸锅炉清洗废水pH值的溶 液为1mol/L的NaOH溶液。
实施例4
一种快速降解电厂柠檬酸锅炉清洗废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)向电厂柠檬酸锅炉清洗废水中加入活性炭，其中活性炭是电厂水处 理系统吸附饱和的活性炭，且经过水洗且烘干4h处理，每升电厂柠檬酸锅炉 清洗废水中加入活性炭的量为8g;(2)调节电厂柠檬酸锅炉清洗废水的pH 值为3.00～3.10;(3)将调节好pH值的电厂柠檬酸锅炉清洗废水置于太阳光 照下，并以300r/min的转速搅拌;(4)逐滴向电厂柠檬酸锅炉清洗废水中缓 慢加入30wt%的过氧化氢，6h内，每升电厂柠檬酸锅炉清洗废水中加入过氧化 氢的量为13.6ml;(5)每隔1h测定电厂柠檬酸锅炉清洗废水的pH值并将其 调节至3.60～3.80;(6)电厂柠檬酸锅炉清洗废水的CODCr在光照8h后下降 55%，电厂柠檬酸锅炉清洗废水得到快速降解。
其中，步骤(2)或步骤(4)中调节电厂柠檬酸锅炉清洗废水pH值的溶 液为1mol/L的NaOH溶液。