申请日2017.06.22
公开(公告)日2017.09.15
IPC分类号C02F1/467; C02F1/461; C02F1/72; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种提高有机废水中COD去除效率、生化性的方法，所述方法包括如下步骤：(1)将有机废水通入装有铁碳填料的填料塔中，通过pH在线监测仪控制pH维持在3‑4，曝气反应2‑6h，再将溶液调节pH至8，进一步絮凝沉降，放料制得经过填料塔处理的滤液;(2)在步骤(1)制得的滤液中加入氯化钠、MnO，在pH为8下，进行电催化氧化反应，从而去除有机废水中的污染物。本发明方法可以对有机废水进行多次氧化，并改善了工艺条件，提高了效率，弥补了单一方法的局限性，提高了处理能力。
权利要求书
1.一种提高有机废水中COD去除效率、生化性的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
(1)将有机废水通入装有铁碳填料的填料塔中，通过pH在线监测仪控制pH维持在3-4，曝气反应2-6h，再将溶液调节pH至8，进一步絮凝沉降，放料制得经过填料塔处理的滤液;
(2)在步骤(1)制得的滤液中加入氯化钠、MnO，在pH为8下，进行电催化氧化反应，从而去除有机废水中的污染物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)中所述有机废水中COD含量为10000-70000mg/L，BOD/COD小于0.05。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)中所述铁碳填料为碳与铁经过烧结制得，其中铁与碳的体积比为8:1～3。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)中所述铁碳填料中铁碳颗粒的粒径为2～6mm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中所述氯化钠加入量为15kg/t;所述MnO的加入量为8-30kg/t。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中所述电催化氧化的条件为：阳极为钛镀铱钌，阴极为不锈钢，电流密度为2A/dm2，电解时间为20h，温度为室温。
说明书
一种提高有机废水中COD去除效率、生化性的方法
技术领域
本发明涉及有机废水的处理技术领域，尤其是涉及一种利用铁碳填料进行微电解-电催化氧化，处理废水中COD的方法。
背景技术
有机废水一般是指由造纸、皮革及食品等行业排出的排水。有机废水是以有机污染物为主的废水，有机废水易造成水质富营养化，危害比较大，如果直接排放，会造成严重污染。不易生物降解有机废水中所含的有机污染物结构复杂，以芳香族化合物和杂环化合物居多，还多含有硫化物、氮化物、有毒有机物。废水生化性差，且对微生物有毒性，难以用一般的生化方法处理。常见的工艺有吸附法、萃取法、浓缩法、焚烧法、fenton氧化法、臭氧氧化法等，但均有其不足和局限性，故探索高效、经济的方法处理高COD有机废水和难降解有机废水已成为当前一大热门的研究课题。
铁碳微电解是基于电化学中的原电池反应。当铁和碳浸入电解质溶液中时，由于Fe和C之间存在1.2V的电极电位差，因而会形成无数的原电池，在其作用空间构成一个电场对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。
电化学氧化处理高COD难生化有机废水是污染物在电极上发生直接电化学反应或利用电极表面产生的强氧化性活性物质使污染物发生氧化还原转变，通过阳极氧化使有机污染物和部分无机污染物转化为无害物质。电化学氧化能够有效处理高COD难生化的有机废水，且与其它技术兼容、协同效果良好。
目前铁碳微电解、电化学高级氧化技术在废水处理方面已得到普遍的应用，但各自存在一些缺点，有一定的局限性，如COD去除率低、电催化氧化效率低等问题，限制了废水处理的实际应用。针对高COD难生化的废水的特点，将铁碳微电解和电催化氧化结合起来，取长补短，可以高效的处理高COD难生化有机废水。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明申请人提供了一种提高有机废水中COD去除效率、生化性的方法。本发明方法可以对有机废水进行多次氧化，并改善了工艺条件，提高了效率，弥补了单一方法的局限性，提高了处理能力。
本发明的技术方案如下：
一种提高有机废水中COD去除效率、生化性的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将有机废水通入装有铁碳填料的填料塔中，通过pH在线监测仪控制pH维持在3-4，曝气反应2-6h，再将溶液调节pH至8，进一步絮凝沉降，放料制得经过填料塔处理的滤液;
(2)在步骤(1)制得的滤液中加入氯化钠、MnO，在pH为8下，进行电催化氧化反应，从而去除有机废水中的污染物。
步骤(1)中所述有机废水中COD含量为10000-70000mg/L，BOD/COD小于0.05。
步骤(1)中所述铁碳填料为碳与铁经过烧结制得，其中铁与碳的体积比为8:1～3。
步骤(1)中所述铁碳填料中铁碳颗粒的粒径为2～6mm。
步骤(2)中所述氯化钠加入量为15kg/t;所述MnO的加入量为8-30kg/t。
步骤(2)中所述电催化氧化的条件为：阳极为钛镀铱钌，阴极为不锈钢，电流密度为2A/dm2，电解时间为20h，温度为室温。
本发明有益的技术效果在于：
1、本发明方法采用铁碳微电解—电催化氧化联用法，先通过铁碳微电解对有机废水进行初级氧化，再在氯离子和MnO的共同催化氧化作用下进行电催化氧化，对废水进行二次氧化，使废水中的有机污染物基本分解，达到降低COD、提高生化性的目的。
2、本发明方法采用铁碳微电解-电解电催化氧化法，对高COD难生化的有机废水处理效果好，无二次污染，COD去除率高达85%以上，BOD/COD从0.05以下达到0.35以上，使有机废水的生化性大大提高。
3、本发明方法采用两种氧化法联用，其中铁碳微电解是通过Fe-C的电极电位差，形成无数个原电池，产生大量的羟基自由基，氧化废水中的有机物，使有机物发生断裂、开环;电催化氧化过程中，在催化性能强的金属氧化物及氯离子的共同催化氧化作用下，产生强氧化能力的羟基自由基或活泼的自由基，与废水中的有机物发生电化学作用，从而使此类废水中的有机物降解。
4、本发明与单一方法降COD技术相比，优势主要体现在：(1)铁碳微电解中采用的铁碳填料的Fe-C比例能最大程度的产生羟基自由基，高效的氧化废水中的有机物，而选用的颗粒较小，比表面积大，能与废水充分接触，提高氧化效率;(2)铁碳微电解处理后的废水调节pH后，可产生氢氧化铁沉淀，起到絮凝沉降的作用，吸附废水中的有机物且溶液的pH符合电催化氧化的条件;(3)电催化氧化过程中添加的氧化剂和催化剂，价格低，且能大幅提高处理效率，能够有效降低能耗，节约成本;(4)此两种方法联用必须是按照此顺序进行连接，具有特定性，且按此方案组合进行处理，效率明显高于任何一种单一方式;(5)整个反应均在常温、常压条件下进行，节能环保。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行具体描述。
实施例1
将1L初始COD为15200mg/L，BOD/COD小于0.05的废水先通过铁碳微电解填料塔中(填料为铁与碳按照8:2.6的体积比烧结而成，粒径为6mm)，调节pH至3，曝气，处理过程中维持pH在3-4，处理完毕后;调节pH至8，压滤后，取滤液，投加氯化钠，投加量为15kg/t，再投加MnO，投加量为10kg/t，以钛镀铱钌板为阳极，以不锈钢板为阴极，以电流密度为2A/dm2进行电解，电解20h后，出水的COD为2200mg/L，COD去除率为85.5%，BOD/COD为0.38。
实施例2
将1L初始COD为26000mg/L，BOD/COD小于0.05的废水先通过铁碳微电解填料塔中(填料为铁与碳按照8:2.2的体积比烧结而成，粒径为3mm)，，调节pH至3，曝气，处理过程中维持pH在3-4，处理完毕后;调节pH至8，压滤后，取滤液，投加氯化钠，投加量为15kg/t，再投加MnO，投加量为12kg/t，以钛镀铱钌板为阳极，以不锈钢板为阴极，以电流密度为2A/dm2进行电解，电解20h后，出水的COD为3380mg/L，COD去除率为87%，BOD/COD为0.36。
实施例3
将1L初始COD为43500mg/L，BOD/COD小于0.05的废水先通过铁碳微电解填料塔中(填料为铁与碳按照8:2.4的体积比烧结而成，粒径为4mm)，调节pH至3，曝气，处理过程中维持pH在3-4，处理完毕后;调节pH至8，压滤后，取滤液，投加氯化钠，投加量为15kg/t，再投加MnO，投加量为16kg/t，以钛镀铱钌板为阳极，以不锈钢板为阴极，以电流密度为2A/dm2进行电解，电解20h后，出水的COD为5220mg/L，COD去除率为88%，BOD/COD为0.38。
实施例4
将1L初始COD为43500mg/L，BOD/COD小于0.05的废水先通过铁碳微电解填料塔中(填料为铁与碳按照8:2.4的体积比烧结而成，粒径为4mm)，调节pH至3，曝气，处理过程中维持pH在3-4，处理完毕后;调节pH至8，压滤后，取滤液，投加氯化钠，投加量为15kg/t，再投加MnO，投加量为20kg/t，以钛镀铱钌板为阳极，以不锈钢板为阴极，以电流密度为2A/dm2进行电解，电解20h后，出水的COD为4350mg/L，COD去除率为90%，BOD/COD为0.38。
实施例5
将1L初始COD为52480mg/L，BOD/COD小于0.05的废水先通过铁碳微电解填料塔中(填料为铁与碳按照8:1.8的体积比烧结而成，粒径为2mm)，，调节pH至3，曝气，处理过程中维持pH在3-4，处理完毕后;调节pH至8，压滤后，取滤液，投加氯化钠，投加量为15kg/t，再投加MnO，投加量为20kg/t，以钛镀铱钌板为阳极，以不锈钢板为阴极，以电流密度为2A/dm2进行电解，电解20h后，出水的COD为7767mg/L，COD去除率为85.2%，BOD/COD为0.37。
实施例6
将1L初始COD为62890mg/L，BOD/COD小于0.05的废水先通过铁碳微电解填料塔中(填料为铁与碳按照8:1.5的体积比烧结而成，粒径为5mm)，调节pH至3，曝气，处理过程中维持pH在3-4，处理完毕后;调节pH至8，压滤后，取滤液，投加氯化钠，投加量为15kg/t，再投加MnO，投加量为25kg/t，以钛镀铱钌板为阳极，以不锈钢板为阴极，以电流密度为2A/dm2进行电解，电解20h后，出水的COD为9120mg/L，COD去除率为85.5%，BOD/COD为0.4
