申请日2013.09.18
公开(公告)日2013.12.25
IPC分类号C02F9/14; C02F9/08
摘要
本发明公开了一种处理效率高、处理时间短、占地少、安全、易于实施和维护、运行成本低的利用微波诱导氧化处理高浓度难降解有机废水的方法，它包括：首先，向待处理的高浓度难降解有机废水加入一定量的硫酸，调整废水的pH值至酸性;然后，向水质调节处理后的废水中加入能强烈吸收微波的氧化剂，经曝气预反应10分钟，氧化剂是由可以吸收微波的金属加工而成的微波响应型材料，微波响应型材料主要含有铁、锰和镍等可吸收微波的金属中的一种，或者几种;接着，将预反应处理后的废水送入微波氧化反应器中进行微波诱导氧化反应;再将微波诱导氧化反应后的混合物送入气浮设备中进行泥水分离，出水达标后排放;最后对分离的泥渣进行回收利用。
权利要求书
1.一种利用微波诱导氧化处理高浓度难降解有机废水的方法，它包括：
1)向待处理的废水中加入能够吸收微波的氧化剂，进行曝气预反应处理;
2)将预反应处理后的废水送入到微波氧化反应器，在微波作用下，混有氧化剂的废水在微波氧化反应器中发生微波诱导氧化反应;
3)对氧化降解处理后的泥水混合物进行泥水分离处理;
4)对分离后的出水进行可达标排放。
2.根据权利要求1所述的利用微波诱导氧化处理高浓度难降解有机废水的方法，其特征在于，所述氧化剂是由能够吸收微波的金属加工而成的微波响应型材料。
3.根据权利要求2所述的利用微波诱导氧化处理高浓度难降解有机废水的方法，其特征在于，所述能够吸收微波的金属为铁、锰和镍金属中的一种，或者为铁、锰和镍金属中的几种。
4.根据权利要求2所述的利用微波诱导氧化处理高浓度难降解有机废水的方法，其特征在于，所述微波响应型材料的加工方法为：
1)将能够吸收微波的金属浸泡在酸性高锰酸钾溶液中;
2)对浸泡的混合物进行干燥处理;
3)对干燥后的混合物进行煅烧，煅烧的温度不低于600℃;
4)冷却处理。
5.根据权利要求4所述的利用微波诱导氧化处理高浓度难降解有机废水的方法，其特征在于，所述酸性高锰酸钾溶液的浓度为1.5-3%。
6.根据权利要求4所述的利用微波诱导氧化处理高浓度难降解有机废水的方法，其特征在于，煅烧的温度不低于800℃。
7.根据权利要求1所述的利用微波诱导氧化处理高浓度难降解有机废水的方法，其特征在于，在向废水中加入氧化剂之前还包括水质调节处理。
8.根据权利要求7所述的利用微波诱导氧化处理高浓度难降解有机废水的方法，其特征在于，所述水质调节处理的具体过程为：向待处理的废水中加入硫酸，调整废水的pH值至酸性。
9.根据权利要求8所述的利用微波诱导氧化处理高浓度难降解有机废水的方法，其特征在于，所述将废水的pH值调整至pH<4.0。
10.根据权利要求1所述的利用微波诱导氧化处理高浓度难降解有机废水的方法，其特征在于，所述步骤4)具体过程为：对气浮反应后的出水进行检测，如果检测达标，即可直接排放;如果检测不达标，则需要进入生化系统中进行生化反应，通过二次处理后达标排放。
说明书
利用微波诱导氧化处理高浓度难降解有机废水的方法
技术领域
本发明涉及水处理领域，具体来说，涉及一种处理效率高、处理时间短、占地少、安全、易于实施和维护、运行成本低利用微波诱导氧化处理高浓度难降解有机废水的方法。
背景技术
随着生产规模的不断扩大及工业技术的飞速发展, 含有高浓度有机废水的污染源日益增多，处理此类废水的技术要求越来越高，目前尚缺乏成熟有效的处理技术，而且处理费用也相当高昂。因此，部分企业因技术和资金限制没有及时采取有效的处理措施，使大量未处理或不达标的难降解有机污染物进入水体环境，造成地表水体的严重污染，极大地影响了水生态环境，直接威胁人类健康。
对工业生产过程中形成的难降解有机废水进行有效、稳定的处理以及降低处理费用是高浓度难降解有机废水处理领域关注的重点。由于这类废水有机化合物浓度较高，CODCr(化学需氧量)高达105mg/L，且其成分复杂，常具有极强的酸性或碱性，大多数对生物体有毒或不良作用，可生化性极差，故采用传统生化处理方法处理废水时出水难以满足标准要求。而微波诱导氧化技术具有快速、高效和不产生二次污染等特点，为高浓度难降解有机废水处理技术的发展提供了新思路。
微波诱导氧化技术是用某种能强烈吸收微波的“敏化剂”作氧化剂或氧化剂作为载体(具有磁性及很强吸收能力的过渡性金属及其化合物)，将高强度短脉冲的微波辐射聚焦到含“敏化剂”的固体氧化剂表面，利用微波效应使表面某些金属点位选择性地被迅速加热至很高的温度(超过1400℃)，有机污染物与受激发的表面点位接触时发生强烈的氧化反应，短时间内将水中的有机物等污染物质发生转化和降解，达到处理污水的目的。
目前对微波诱导氧化技术的研究还停留在对单一污染物的模拟废水的实验研究和探索阶段，相关的工程案例鲜见报道。缺乏能够使微波诱导氧化技术连续进行的配套装置，低损耗、长寿命的经济、高效的氧化剂的开发还未研究出，水处理能耗大，处理费用高等，导致微波诱导氧化工艺难于大规模推广应用的原因。
发明内容
本发明提供了一种可应用于数个行业废水处理的方法，该方法具有处理效率高、处理时间短、占地少、安全、易于实施和维护、运行成本低等特点。通过该方法的应用，可以解决高浓度难降解有机废水处理领域的技术难题：(1)微波水处理技术缺乏成熟稳定的工艺配套设施，难以保证处理效果的稳定;(2)设备工作条件苛刻，实用性较差。通常微波设备在高温、高压下反应，反应时间长、温度高、能耗高;(3)氧化剂用量大、处理效果一般，污泥产量大，不易回收利用，排入环境容易造成二次污染。
本发明的利用微波诱导氧化处理高浓度难降解有机废水的方法包括：1)向待处理的废水中加入能够吸收微波的氧化剂，进行曝气预反应处理;2)将预反应处理后的废水送入到微波氧化反应器，在微波作用下，混有氧化剂的废水在微波氧化反应器中发生微波诱导氧化反应;3)对氧化降解处理后的泥水混合物进行泥水分离处理;4)对分离后的出水进行可达标排放。
为了进一步实现本发明，所述氧化剂是由能够吸收微波的金属加工而成的微波响应型材料。
为了进一步实现本发明，所述能够吸收微波的金属为铁、锰和镍金属中的一种，或者为铁、锰和镍金属中的几种。
为了进一步实现本发明，所述微波响应型材料的加工方法为：1)将能够吸收微波的金属浸泡在酸性高锰酸钾溶液中;2)对浸泡的混合物进行干燥处理;3)对干燥后的混合物进行煅烧，煅烧的温度不低于600℃;4)冷却处理。
为了进一步实现本发明，所述酸性高锰酸钾溶液的浓度为1.5-3%。
为了进一步实现本发明，煅烧的温度不低于800℃。
为了进一步实现本发明，在向废水中加入氧化剂之前还包括水质调节处理。
为了进一步实现本发明，所述水质调节处理的具体过程为：向待处理的废水中加入硫酸，调整废水的pH值至酸性。
为了进一步实现本发明，所述将废水的pH值调整至pH<4.0。
为了进一步实现本发明，所述步骤4)具体过程为：对气浮反应后的出水进行检测，出水如果检测达标，即可直接排放;出水如果检测不达标，则需要进入生化系统中进行生化反应，通过二次处理后达标排放。
本发明的有益效果：
1、本发明工艺具有氧化快速、矿化度高、不带入新的污染物、省时节能、操作程序简单、能处理小型化和分散化工程等优点，适应了目前企业的废水处理需求，显示了很大的潜力和优势。
2、本发明经过小试、中试和实际生产应用，运行稳定，运行效果良好，投资费用省，占地面积小。
3、本发明所涉主体设备均采用智能PLC控制，全自动化运行，安装、管理和维护方便。
4、本发明所涉微波诱导氧化反应器采用模块化设计，组合方便，可根据水质和水量调整模块，更适用于实际生产。
5、本发明所涉工艺适应性强，负荷高，对冲击负荷和水质变化的耐受性强，运行稳定。
6、本发明应用范围广，适用于石化、精细化工、印染纺织、食品加工、制革、生物制药、垃圾渗滤液等高浓度有机废水的前处理及深度处理。
