申请日2017.04.11
公开(公告)日2017.06.23
IPC分类号C02F9/12
摘要
本发明涉及一种化工废水生化出水的深度处理及回用方法，包括以下步骤：(1)通过喷射悬浮聚合法制备高负载Fe3O4的磁性树脂;(2)利用步骤(1)中制备的磁性树脂对化工废水生化出水进行深度处理，并在化工废水生化出水中加入3～5mmol/L的H2O2，混合反应，反应时间为60～600分钟;(3)先将步骤(2)处理后的混合废水进行固液分离，再对分离后的化工废水生化出水进行消毒处理。上述技术方案中提供的化工废水生化出水的深度处理及回用方法，可有效去除废水中难降解有机污染物并削减其毒性，达到回用水质标准要求，并能保证其回用过程中的生态安全。
权利要求书
1.一种化工废水生化出水的深度处理及回用方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)通过喷射悬浮聚合法制备高负载Fe3O4的磁性树脂;
(2)利用步骤(1)中制备的磁性树脂对化工废水生化出水进行深度处理，并在化工废水生化出水中加入3～5mmol/L的H2O2，混合反应，反应时间为60～600分钟;
(3)先将步骤(2)处理后的混合废水进行固液分离，再对分离后的化工废水生化出水进行消毒处理。
2.根据权利要求1所述的化工废水生化出水的深度处理及回用方法，其特征在于：所述磁性树脂与化工废水生化出水的体积比为0.1%～5%。
3.根据权利要求1所述的化工废水生化出水的深度处理及回用方法，其特征在于：所述磁性树脂的比表面积为500～700m2/g，磁性树脂中Fe3O4纳米粒子的质量分数为30%～50%。
4.根据权利要求2所述的化工废水生化出水的深度处理及回用方法，其特征在于：所述磁性树脂的制备是利用孔径为20～50μm的喷头，在0.1MPa下缓慢将油相与Fe3O4纳米粒子混合液均匀分散至水相中，形成乳液，在150r/min的搅拌速度下，升温至70℃反应2小时，再升温至85℃反应12小时，之后依次使用去离子水、乙醇、丙酮洗涤，最后烘干。
5.根据权利要求3所述的化工废水生化出水的深度处理及回用方法，其特征在于：所述油相中，单体为二乙烯苯，致孔剂为甲苯，引发剂为偶氮二异丁腈，所述二乙烯苯与甲苯的比例为1:2～1:3，所述偶氮二异丁氰的质量分数为1%。
6.根据权利要求3所述的化工废水生化出水的深度处理及回用方法，其特征在于：所述水相中，分散剂为十二烷基硫酸钠与聚乙烯比咯烷酮，且十二烷基硫酸钠与聚乙烯比咯烷酮两者比例为1:3～1:6，所述分散剂的质量分数为0.5%～2%。
7.根据权利要求3所述的化工废水生化出水的深度处理及回用方法，其特征在于：所述Fe3O4纳米粒子是油酸包覆修饰的，所述Fe3O4纳米粒子与油相的质量比为1:1～1:2。
8.根据权利要求1所述的化工废水生化出水的深度处理及回用方法，其特征在于：所述深度处理过程中，将所述混合废水采用盐酸和氢氧化钠调节pH至5～7。
9.根据权利要求1所述的化工废水生化出水的深度处理及回用方法，其特征在于：所述消毒处理是紫外和氯联合消毒，为紫外光和NaClO消毒剂;所述NaClO消毒剂用量为按Cl2计为5mg/L，所述紫外光以低压汞灯为光源，紫外光辐射强度为30W，反应时间为100～1800秒。
10.根据权利要求1所述的化工废水生化出水的深度处理及回用方法，其特征在于：还包括将步骤(3)分离得到的磁性树脂与再生液进行混合，所述再生液成分为：氢氧化钠：5wt.%～15wt.%、甲醇：20wt.%～70wt.%，或者为：氢氧化钠：5wt.%～15wt.%、乙醇：50wt.%，磁性树脂与再生液混合20～180分钟后，静置55～65分钟，分离出磁性树脂进行回收再利用。
说明书
一种化工废水生化出水的深度处理及回用方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种化工废水生化出水的深度处理及回用方法。
背景技术
化工行业是我国的支柱产业之一，但同时该行业带来的环境污染也非常严重，据近年来的环境统计年报显示，化工废水排放量稳居在工业废水排放量的前三位，更重要的是，化工废水不仅水量大，而且其所含的有机物毒性大，难以降解，如今更是成为人们关注的重点。化工废水在生化处理后，COD等指标难以达标排放，往往需要增加深度处理工艺来进行补充，常规的工艺如混凝等，尽管能在一定程度上降低COD，但其中高毒性的物质很难有效去除，这些有机毒物虽然对COD、氨氮等综合指标贡献很小，但因其具有致癌、致畸、致突变特性和遗传毒性，其随着废水排放进入到环境体系中，对生态环境与人体健康造成危害。
针对生化出水中有机物难降解的特性，高级氧化技术常被用来作为深度处理的工艺之一。其中，芬顿技术是最为成熟的一种高级氧化技术，但其带来大量的铁泥成为限制该技术应用的瓶颈问题。针对这一实际问题，研究者们将原先的均相反应改进为非均相反应，利用载体将亚铁离子固载，投入反应后通过对载体的回收减少溶液中的铁离子，最终实现铁泥的减量化。也有研究者使用磁性纳米四氧化三铁作为催化剂，直接进行芬顿反应，最后回收纳米粒子以减少铁泥的产生。然而，芬顿氧化技术并不能使得有机物完全碳化，容易产生结构不一的中间产物或副产物，甚至有些中间产物毒性还会远远大于原物质。为此，在芬顿氧化的基础上，还应当结合其他技术，才能有效地对化工废水的生化尾水进行有效处理。
发明内容
本发明的目的是提供一种化工废水生化出水的深度处理及回用方法，不仅能有效去除化工废水生化出水中的有机物难降解问题，还能削减其毒性，最终能达到回用水质标准及安全性要求。
为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：
一种化工废水生化出水的深度处理及回用方法，包括以下步骤：
(1)通过喷射悬浮聚合法制备高负载Fe3O4的磁性树脂;
(2)利用步骤(1)中制备的磁性树脂对化工废水生化出水进行深度处理，并在化工废水生化出水中加入3～5mmol/L的H2O2，混合反应，反应时间为60～600分钟;
(3)先将步骤(2)处理后的混合废水进行固液分离，再对分离后的化工废水生化出水进行消毒处理。
进一步地，所述磁性树脂与化工废水生化出水的体积比为0.1%～5%。
进一步地，所述磁性树脂的比表面积为500～700m2/g，磁性树脂中Fe3O4纳米粒子的质量分数为30%～50%。
进一步地，所述磁性树脂的制备是利用孔径为20～50μm的喷头，在0.1MPa下缓慢将油相与Fe3O4纳米粒子混合液均匀分散至水相中，形成乳液，在150r/min的搅拌速度下，升温至70℃反应2小时，再升温至85℃反应12小时，之后依次使用去离子水、乙醇、丙酮洗涤，最后烘干。
进一步地，所述油相中，单体为二乙烯苯，致孔剂为甲苯，引发剂为偶氮二异丁腈，所述二乙烯苯与甲苯的比例为1:2～1:3，所述偶氮二异丁氰的质量分数为1%。
进一步地，所述水相中，分散剂为十二烷基硫酸钠与聚乙烯比咯烷酮，且十二烷基硫酸钠与聚乙烯比咯烷酮两者比例为1:3～1:6，所述分散剂的质量分数为0.5%～2%。
进一步地，所述Fe3O4纳米粒子是油酸包覆修饰的，所述Fe3O4纳米粒子与油相的质量比为1:1～1:2。
进一步地，所述深度处理过程中，将所述混合废水采用盐酸和氢氧化钠调节pH至5～7。
进一步地，所述消毒处理是紫外和氯联合消毒，为紫外光和NaClO消毒剂;所述NaClO消毒剂用量为按Cl2计为5mg/L，所述紫外光以汞灯为光源，紫外光辐射强度为30W，反应时间为100～1800秒。
更进一步地，还包括将步骤(3)分离得到的磁性树脂与再生液进行混合，所述再生液成分为：氢氧化钠：5wt.%～15wt.%、甲醇：20wt.%～70wt.%，或者为：氢氧化钠：5wt.%～15wt.%、乙醇：50wt.%，磁性树脂与再生液混合20～180分钟后，静置55～65分钟，分离出磁性树脂进行回收再利用。
上述技术方案中提供的化工废水生化出水的深度处理及回用方法，有益效果如下：
(1)使用树脂吸附材料将Fe3O4固载，投入反应后可对磁性树脂进行回收，减少溶液中的铁离子，实现铁泥的减量化;
(2)本发明采用树脂吸附与芬顿高级氧化同时联合作用，pH只需控制在5～7即可达到最佳效果，减少了酸试剂的使用，降低了成本;
(3)本发明通过吸附-高级氧化-吸附-消毒的耦合工艺，可以有效去除化工废水生化出水中的难降解有机物并削减其毒性，达到回用水质标准及安全性要求;
(4)本发明中采用紫外-氯同时联合消毒，不仅可以杀灭水中病原菌，还可以通过羟基自由基、氯自由基以及次氯酸氧化等多种作用，对有机污染物进行有效的再次去除，降低出水毒性，保证回用水的生态安全;
(5)本发明提供的吸附-高级氧化-吸附-消毒处理工艺运行稳定，易于操作，且水质标准高，出水水质稳定、安全。
