申请日2009.07.13
公开(公告)日2009.12.02
IPC分类号C02F9/06; C02F1/66; C02F1/72; C02F103/16
摘要
有机电镀废水多元氧化预处理方法及装置，属于环境工程电镀废水处理技术领域，该预处理方法的特征在于有机电镀废水依次经过酸度调节、铁炭微电解反应、Fenton氧化反应。相应该装置包括pH调节池、铁炭微电解池、Fenton氧化池，pH调节池上方配合设置联锁控制的酸碱加药装置、pH控制仪，铁炭微电解池中下部铺设铁炭填料层，底部设置微电解池穿孔布水管，铁炭微电解池上方设置双氧水投加装置，Fenton氧化池底部设置Fenton氧化池穿孔布水管，Fenton氧化池的中下部设置颗粒活性炭催化载体层。本发明明显提高废水的可生化性能，同时氧化去除大部分有机污染物，为后续混凝沉淀或气浮及生化处理创造良好的进水条件。
权利要求书
1.有机电镀废水多元氧化预处理方法，其特征在于有机电镀废水依次经过 酸度调节、铁炭微电解反应、Fenton氧化反应，所述的酸度调节控制有机电镀 废水的pH值为2.0～5.0，所述的铁炭微电解反应是有机电镀废水在铁炭填料 层进行微电解反应，根据有机电镀废水的CODcr值调节废水在铁炭填料层的 停留时间，所述的芬顿氧化利用铁炭微电解反应产生的新生态Fe2+，通过投加 双氧水发生Fenton氧化反应，生成氧化性极强的羟基自由基去除有机电镀废 水中的有机物。
2.如权利要求1所述的有机电镀废水多元氧化预处理方法，其特征在于有 机电镀废水在铁炭填料层的水力停留时间为45～90min，当CODcr≤500mg/L 时水力停留时间为35～50min，优选45min，当CODcr在500～1000mg/L时水 力停留时间为50～80min，优选60min，当CODcr≥1000mg/L时水力停留时间 为80～120min，优选90min。
3.如权利要求1所述的有机电镀废水多元氧化预处理方法，其特征在于投 加的双氧水与有机电镀废水的体积百分比为0.2%～0.3%，Fenton氧化反应 中采用活性炭作为催化载体，废水在活性炭催化载体中的水力停留时间为30～ 60min。
4.如权利要求1所述的有机电镀废水多元氧化预处理方法，其特征在于所 述的酸度调节、铁炭微电解反应、Fenton氧化反应中分别实施曝气处理，酸度 调节采用空气搅拌的气水比为1.0～3∶1，优选2∶1;铁炭微电解反应中气水比 为0.8～2∶1，优选1∶1;Fenton氧化反应中气水比为0.4～1∶1，优选0.5 ∶1。
5.有机电镀废水多元氧化预处理装置，其特征在于包括pH调节池(1)、 铁炭微电解池(2)、Fenton氧化池(3)，铁炭微电解池(2)的进水口、出水 口分别与pH调节池(1)出水口、Fenton氧化池(3)进水口管路连接，pH调 节池(1)上方配合设置联锁控制的酸碱加药装置(5)、pH控制仪(6)，铁炭 微电解池(2)中下部铺设铁炭填料层(11)，底部配合设置与进水口连接的微 电解池穿孔布水管(7)，铁炭微电解池(2)上部设置微电解池出水堰(12)， 对应于微电解池出水堰(12)构成的微电解池出水槽(19)上方配合设置双氧 水投加装置(13)，Fenton氧化池(3)底部配合设置与其进水口连接的Fenton 氧化池穿孔布水管(14)，Fenton氧化池(3)的中下部配合设置颗粒活性炭催 化载体层(17)。
6.如权利要求5所述的有机电镀废水多元氧化预处理装置，其特征在于所 述的pH调节池(1)底部配合设置pH调节池曝气管(4)，pH调节池曝气管(4) 上方与进水口、出水口对应隔设成pH调节池进水格(20)、pH调节池出水格 (21)，酸碱加药装置(5)、pH控制仪(6)分别对应设置于进水口、出水口上 方，所述的pH调节池曝气管(4)采用中间进气的环形布气结构。
7.如权利要求5所述的有机电镀废水多元氧化预处理装置，其特征在于所 述的铁炭填料层(11)底部设置带滤帽的铁炭填料滤板(9)，铁炭填料滤板(9) 上方铁炭填料层(11)内配合设置铁炭填料反冲洗曝气管(10)，铁炭填料滤 板(9)与微电解池穿孔布水管(7)之间配合设置微电解池曝气管(8)，所述 的铁炭填料反冲洗曝气管(10)、微电解池曝气管(8)分别采用中间进气的环 形布气结构。
8.如权利要求5所述的有机电镀废水多元氧化预处理装置，其特征在于所 述的颗粒活性炭催化载体层(17)底部配合设置带滤帽的催化载体滤板(16)， 催化载体滤板(16)与Fenton氧化池穿孔布水管(14)之间配合设置Fenton 氧化池曝气管(15)，Fenton氧化池曝气管(15)采用中间进气的环形布气结 构，Fenton氧化池(3)上部配合设置Fenton氧化池出水堰(18)。
9.如权利要求5所述的有机电镀废水多元氧化预处理装置，其特征在于所 述的微电解池穿孔布水管(7)、Fenton氧化池穿孔布水管(14)分别采用多层 环形结构或丰字形结构。
10.如权利要求5所述的有机电镀废水多元氧化预处理装置，其特征在于 pH调节池(1)出水口设置比后级的铁炭微电解池(2)出水口高300～500mm， Fenton氧化池(3)出水口设置比前级的铁炭微电解池(2)出水口低200～300mm。
说明书
有机电镀废水多元氧化预处理方法及装置
技术领域
本发明属于环境工程电镀废水处理技术领域，具体涉及一种有机电镀废水 多元氧化预处理方法及装置。
背景技术
电镀工业作为我国重要的基础工业，在电子、轻工、机械、家用电器等工 业和民用产品的生产中得到广泛应用。随着经济建设的快速发展，电镀工业的 服务范围也在不断扩大，电镀成为多种工业产品不可缺少的工艺。然而，电镀 行业的快速发展与其滞后的污染治理，又使这项原本蓬勃发展的产业受到了极 大挑战。电镀工业以高污染著称于世，已成为当今世界三大污染工业之一。
有机类电镀废水，也称前处理废水，归入综合废水范畴，因此，环保工作 者及政府管理部门对电镀废水中的重金属离子比较重视，电镀废水的处理与监 控也都只侧于重金属离子的去除，即使目前正在运行的电镀废水处理系统也没 有针对其有机污染物的处理工艺或处理单元。但随着电镀技术的发展，生产中 将不断地引入新的化学药剂，重金属不仅仅以无机盐的形式存在，而且通过添 加的各种稳定剂、络合剂等，使金属离子在溶液中表现出良好的水溶性、分散 性，金属离子与有机溶剂形成了稳定的金属络合物，因此电镀废水常规处理后 出水既表现出金属离子超标，同时有机污染物浓度也超标。通过大量调研发现， 过去电镀废水排放时CODcr浓度远大于100mg/L，管理规范的企业或电镀园区， 出水CODcr多介于100-150mg/L。电镀废水中的有机物污染问题是近年来才引起 电镀与环保界的重视。在排污标准日趋严格、特别是提出全因子达标要求及电 镀废水中水回用以后，已将电镀废水有机污染问题提到重要高度，为此国家颁 布新的《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)及排放限值，将有机污染物浓 度CODcr由原标准100mg/L降至80mg/L，因此电镀废水提标升级已成为电镀企业 和环保工作者必须解决的课题。
目前现有有机类电镀废水处理工艺主要采用混凝沉淀或气浮预处理和生化 处理，绝大多数出水CODcr超出国家标准，主要存在两方面问题：一方面对有机 电镀废水认识不足，认为常规预处理方法-混凝沉淀或气浮能解决生化系统进 水水质要求，忽视了有机电镀废水的水质特性;由于有机电镀废水中含有一定量 的乳化油及大量难于生物降解的高分子有机物，包括化学清洗剂、除膜剂、络 合剂等非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂及其它助剂，这些高分子有 机物水溶性强，极易形成稳定的络合物;常规预处理方法只能起到中和、去除 游离金属离子和少量的有机物。另一方面，废水的可生化性是废水的重要特征 指标之一，当BOD5/CODcr(以下简称B/C)<0.3的废水属于难生物降解废水，在 进行有效预处理之前不宜采用生物处理，而B/C>0.3的废水属于可生物降解废 水;该比值越高，表明废水采用好氧生物处理所达到的效果越好;而有机电镀 废水的B/C比一般在0.2以下，属难生化类有机废水，对该类废水必须进行有效 的预处理，提高废水的可生化性，再通过生物方法加以去除，真正实现电镀废 水CODcr达标排放已成为必然趋势。
目前常规预处理技术和生化处理无法最终实现有机物的达标排放，超标的 有机物将进入中水处理系统，造成膜系统组件的堵塞，一方面影响系统产水率、 回用率，严重的将导致中水系统无法运行;另一方面能运行但影响膜系统的使 用寿命，增加企业换膜成本，也无法满足环保对回用率的要求，给企业节能减 排、提标升级工作造成极大压力。
发明内容
本发明旨在提供一种铁炭微电解与Fenton氧化相结合的有机电镀废水多 元氧化预处理方法及装置的技术方案，解决常规混凝沉淀或气浮预处理效果 差、生化细菌无法培养、出水CODcr严重超标等问题。
所述的有机电镀废水多元氧化预处理方法，其特征在于有机电镀废水依次 经过酸度调节、铁炭微电解反应、Fenton氧化反应，所述的酸度调节控制有机 电镀废水的pH值为2.0～5.0，所述的铁炭微电解反应是有机电镀废水在铁炭 填料层进行微电解反应，利用铁和炭存在的电位差，在酸性废水中腐蚀形成无 数个微小的原电池，通过电化学的氧化还原、电化学电对絮体的电附集和对反 应的催化作用，以及电化学反应产物的凝聚、新生絮体的吸附和床层的过滤等 作用的综合效应，产生具有较高活性的新生态Fe2+和[H]，与有机电镀废水中 许多组分发生氧化还原反应，使废水中高分子有机物转化成低分子或易生化降 解物质，并根据有机电镀废水的CODcr值调节废水在铁炭填料层的停留时间， 所述的芬顿氧化利用铁炭微电解反应产生的新生态Fe2+，通过投加双氧水发生 Fenton氧化反应，生成氧化性极强的羟基自由基去除有机电镀废水中的有机 物。
所述的有机电镀废水多元氧化预处理方法，其特征在于有机电镀废水在铁 炭填料层的水力停留时间为45～90min，当CODcr≤500mg/L时水力停留时间为 35～50min，优选45min，当CODcr在500～1000mg/L时水力停留时间为50～ 80min，优选60min，当CODcr≥1000mg/L时水力停留时间为80～120min，优 选90min。
所述的有机电镀废水多元氧化预处理方法，其特征在于投加的双氧水与有 机电镀废水的体积百分比为0.2%～0.3%，Fenton氧化反应中采用活性炭作 为催化载体，废水在活性炭催化载体中的水力停留时间为30～60min。
所述的有机电镀废水多元氧化预处理方法，其特征在于所述的酸度调节、 铁炭微电解反应、Fenton氧化反应中分别实施曝气处理，酸度调节采用空气搅 拌的气水比为1.0～3∶1，优选2∶1;铁炭微电解反应中气水比为0.8～2∶1， 优选1∶1;Fenton氧化反应中气水比为0.4～1∶1，优选0.5∶1。
所述的有机电镀废水多元氧化预处理装置，其特征在于包括pH调节池、 铁炭微电解池、Fenton氧化池，铁炭微电解池的进水口、出水口分别与pH调 节池出水口、Fenton氧化池进水口管路连接，pH调节池上方配合设置联锁控 制的酸碱加药装置、pH控制仪，铁炭微电解池中下部铺设铁炭填料层，底部配 合设置与进水口连接的微电解池穿孔布水管，铁炭微电解池上部设置微电解池 出水堰，对应于微电解池出水堰构成的微电解池出水槽上方配合设置双氧水投 加装置，Fenton氧化池底部配合设置与其进水口连接的Fenton氧化池穿孔布 水管，Fenton氧化池的中下部配合设置颗粒活性炭催化载体层。
所述的有机电镀废水多元氧化预处理装置，其特征在于所述的pH调节池 底部配合设置pH调节池曝气管，pH调节池曝气管上方与进水口、出水口对应 隔设成pH调节池进水格、pH调节池出水格，酸碱加药装置、pH控制仪分别对 应设置于进水口、出水口上方，所述的pH调节池曝气管采用中间进气的环形 布气结构。
所述的有机电镀废水多元氧化预处理装置，其特征在于所述的铁炭填料层 底部设置带滤帽的铁炭填料滤板，铁炭填料滤板上方铁炭填料层内配合设置铁 炭填料反冲洗曝气管，铁炭填料滤板与微电解池穿孔布水管之间配合设置微电 解池曝气管，所述的铁炭填料反冲洗曝气管、微电解池曝气管分别采用中间进 气的环形布气结构。
所述的有机电镀废水多元氧化预处理装置，其特征在于所述的颗粒活性炭 催化载体层底部配合设置带滤帽的催化载体滤板，催化载体滤板与Fenton氧 化池穿孔布水管之间配合设置Fenton氧化池曝气管，Fenton氧化池曝气管采 用中间进气的环形布气结构，Fenton氧化池上部配合设置Fenton氧化池出水 堰。
所述的有机电镀废水多元氧化预处理装置，其特征在于所述的微电解池穿 孔布水管、Fenton氧化池穿孔布水管分别采用多层环形结构或丰字形结构。
所述的有机电镀废水多元氧化预处理装置，其特征在于pH调节池出水口 设置比后级的铁炭微电解池出水口高300～500mm，Fenton氧化池出水口设置 比前级的铁炭微电解池出水口低200～300mm。
本发明所述的有机电镀废水多元氧化预处理方法及装置，采用铁炭微电解 与Fenton氧化相结合对有机电镀废水进行多元氧化预处理，预处理出水CODcr 去除率达到60%，废水B/C比由0.20提高到0.55，废水pH值升至3.0～5.5， 能明显提高废水的可生化性能，同时氧化去除大部分有机污染物，比常规生化 预处理工艺技术更加完善，为后续混凝沉淀或气浮及生化处理创造了良好的进 水条件，为电镀废水有机物达标排放提供强有力的保证，并具有以废治废、处 理成本低、能耗低、适应性强、运行稳定、操作简便等特点。