申请日2021.01.15
公开（公告）日2021.04.30
IPC分类号C02F9/06
摘要
本发明提供一种电芬顿‑纳米铁电絮凝耦合污水处理方法，包括以下步骤：首先将所述污水引入调节池内，调节pH至酸性并投加Na2SO4，加入过氧化氢溶液并加热搅拌；将调解池水接入电芬顿氧化反应池，接通电流预处理后，加入纳米三氧化二铁；再加入作为阴极的纳米碳块，接通电流，进行电芬顿反应，对污水中的有机物进行降解；电解反应后，将所述电芬顿氧化反应池内的污水引入絮凝沉淀池，调节至碱性后加入絮凝组合物，静置后将沉淀和上清液分离；将污泥沉淀引入污泥浓缩池，进行后续处理，将上清液采用酸溶液调节pH至7，完成污水处理。本发明提供的污水处理方法具有适用性强，降解COD效率高，并能有效清除污水中重金属离子的良好效果。
权利要求书
1.一种电芬顿-纳米铁电絮凝耦合污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)首先将所述污水引入调节池内，加入酸溶液调节pH至3～5，投加Na2SO4作为电芬顿反应的电解质，以300rpm～350rpm转速搅拌均匀；
2)将过氧化氢溶液加入所述步骤1)处理后的调节池中的废水中，于35℃～40℃下、150rpm～200rpm转速下搅拌；
3)将调解池水接入电芬顿氧化反应池，接通电流预处理20min后，加入纳米三氧化二铁，搅拌均匀；
4)再加入作为阴极的纳米碳块，搅拌均匀后，接通电流；
5)通过阳极产生Fe2+，阴极产生H2O2，进行电芬顿反应，对污水中的有机物进行降解；
6)电解反应后，将所述电芬顿氧化反应池内的污水引入絮凝沉淀池，加入碱液调节pH至10～11，加入絮凝组合物，静置30min～45min，将沉淀和上清液分离；
7)将污泥沉淀引入污泥浓缩池，进行后续处理，将上清液采用酸溶液调节pH至7，完成污水处理。
2.根据权利要求1所述的电芬顿-纳米铁电絮凝耦合污水处理方法，其特征在于，所述步骤1)和步骤7)中的酸为硫酸溶液，所述硫酸溶液中硫酸的浓度为1.5M～2M。
3.根据权利要求1所述的电芬顿-纳米铁电絮凝耦合污水处理方法，其特征在于，所述过氧化氢溶液中过氧化氢的浓度为5％～10％。
4.根据权利要求1所述的电芬顿-纳米铁电絮凝耦合污水处理方法，其特征在于，所述步骤2)的搅拌时间为10min～20min。
5.根据权利要求1所述的电芬顿-纳米铁电絮凝耦合污水处理方法，其特征在于，所述步骤6)加入的碱液为Ca(OH)2或NaOH。
6.根据权利要求1所述的电芬顿-纳米铁电絮凝耦合污水处理方法，其特征在于，所述步骤6)加入的碱液的浓度为2M～3M。
7.根据权利要求1所述的电芬顿-纳米铁电絮凝耦合污水处理方法，其特征在于，所述步骤5)进行电芬顿反应的工作电流为2.5A～6A，工作电压为10V～15V，电流密度为3mA/cm2～8mA/cm2，通电时间为1.5h～5.5h。
8.根据权利要求1所述的电芬顿-纳米铁电絮凝耦合污水处理方法，其特征在于，所述絮凝组合物为质量比为0.5～1:2～4:0.3～0.8:1～1.5的聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁和聚合硅酸铝铁。
9.根据权利要求1所述的电芬顿-纳米铁电絮凝耦合污水处理方法，其特征在于，所述纳米三氧化二铁的粒径为15nm～20nm，所述纳米碳块的孔径为10nm～25nm。
10.根据权利要求1所述的电芬顿-纳米铁电絮凝耦合污水处理方法，其特征在于，所述污水、Na2SO4、过氧化氢溶液、纳米三氧化二铁、纳米碳块的重量比为50～100:15～20:5～10:30～35:45～50。
说明书
一种电芬顿-纳米铁电絮凝耦合污水处理方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种电芬顿-纳米铁电絮凝耦合污水处理方法。
背景技术
水是自然界中所有生命体的物质基础，对人类的生存和发展至关重要。地球上的天然水资源虽然很丰富，约为136.亿km3，但是人类可利用的淡水资源仅占世界总水资源的3％，在这3％的淡水资源中有四分之三的淡水资源储存在人类无法利用的南北两极及雪山中，地球上实际能被人类利用的淡水资源在全球总淡水资源中的比例仅为1％，然而这部分能被人类开发利用的淡水资源又具有分布不平衡，开发不协调的问题。
我国水资源主要存在三大问题：一是水资源短缺，二是水资源浪费，三是水资源污染。我国2.8亿m3的总的水资源占用量，成为世界上水资源最为丰富的国家之一，但是我国人口基数巨大，平均到每个人的水资源不到2200m3，不及世界人均拥有量的一半，从人均占用量的角度分析，事实上我国是非常缺水的国家。在我国被调查的600多个城市当中就有近300个城市处于严重的缺水状态，就有近两亿人面临用水量不足的问题。我国的淡水资源已严重不足，但我国对水资源的浪费却十分惊人，水资源的利用率仅有16％。在我国有70％的淡水用于农业生产，而我国农业还是以最为浪费的漫灌方式为主，农业用水效率低于40％。同时我国工业及生活废水很少进行回收利用，进一步导致了水资源的浪费。
发明内容
本发明针对上述缺陷，提供一种适用性强，降解COD效率高，并能有效清除污水中重金属离子的电芬顿-纳米铁电絮凝耦合污水处理方法。
本发明提供如下技术方案：一种电芬顿-纳米铁电絮凝耦合污水处理方法，包括以下步骤：
1)首先将所述污水引入调节池内，加入酸溶液调节pH至3～5，投加Na2SO4作为电芬顿反应的电解质，以300rpm～350rpm转速搅拌均匀；
2)将过氧化氢溶液加入所述步骤1)处理后的调节池中的废水中，于35℃～40℃下、150rpm～200rpm转速下搅拌；
3)将调解池水接入电芬顿氧化反应池，接通电流预处理20min后，加入纳米三氧化二铁，搅拌均匀；
4)再加入作为阴极的纳米碳块，搅拌均匀后，接通电流；
5)通过阳极产生Fe2+，阴极产生H2O2，进行电芬顿反应，对污水中的有机物进行降解；
6)电解反应后，将所述电芬顿氧化反应池内的污水引入絮凝沉淀池，加入碱液调节pH至10～11，加入絮凝组合物，静置30min～45min，将沉淀和上清液分离；
7)将污泥沉淀引入污泥浓缩池，进行后续处理，将上清液采用酸溶液调节pH至7，完成污水处理。
进一步地，所述步骤1)和步骤7)中的酸为硫酸溶液，所述硫酸溶液中硫酸的浓度为1.5M～2M。
进一步地，所述过氧化氢溶液中过氧化氢的浓度为5％～10％。
进一步地，所述步骤2)的搅拌时间为10min～20min。
进一步地，所述步骤6)加入的碱液为Ca(OH)2或NaOH。
进一步地，所述步骤6)加入的碱液的浓度为2M～3M。
进一步地，所述步骤5)进行电芬顿反应的工作电流为2.5A～6A，工作电压为10V～15V，电流密度为3mA/cm2～8mA/cm2，通电时间为1.5h～5.5h。
进一步地，所述絮凝组合物为质量比为0.5～1:2～4:0.3～0.8:1～1.5的聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁和聚合硅酸铝铁。
进一步地，所述纳米三氧化二铁的粒径为15nm～20nm，所述纳米碳块的孔径为10nm～25nm。
进一步地，所述污水、Na2SO4、过氧化氢溶液、纳米三氧化二铁、纳米碳块的重量比为50～100:15～20:5～10:30～35:45～50。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过向污水中添加纳米三氧化二铁作为阳极，通过添加纳米碳块作为阴极，摆脱了传统的需要间隔设置的阴极和阳极，能够通过纳米三氧化二铁和纳米碳块这种微小粒子作为微电极的形式，使电芬顿反应更为彻底，降解后的COD去除率更高，反应更彻底。
2、纳米三氧化二铁和纳米碳块均为纳米粒径的粒子，在分别作为阳极和阴极的情况下，能够与电芬顿产生的产物进行吸附结合，进而使絮凝组合物更加容易作用于纳米粒子吸附到的电芬顿产物，更有利于COD的去除。
3、由聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁和聚合硅酸铝铁组成的絮凝组合物能够相对于一种絮凝剂更有效地针对不同类型的降解产物进行沉淀絮凝，COD沉降并去除的效率更高。
（发明人：陈长松）