申请日2014.09.18
公开(公告)日2015.01.21
IPC分类号C02F9/08
摘要
本发明为一种微波强化微电解组合氧化处理橡胶助剂废水的方法，其特征在于：本方法将废水预先进行氧化处理后进行微电解处理，将橡胶助剂废水中的有机物进行开环断链后，再进行微波辐照，利用微波的电磁效应强化微电解及氧化的处理效果，同时微波的热效应使废水快速升温，温度的升高加快了氧化反应速度，不仅利于有机物的分离，而且加快后续絮凝反应，减少了废水的污泥总量。本发明将多种工艺进行逐级组合进行橡胶助剂废水处理，实现了较低成本处理该类废水的达标排放。
权利要求书
1.一种微波强化微电解组合氧化处理橡胶助剂废水的方法，其特征在于：包括 以下操作步骤：
1)酸化反应处理：利用硫酸对橡胶助剂废水进行酸化，硫酸的加入量以调整 废水pH值为准：控制废水的pH值在pH 2～5，酸化时间为5～30分钟;
2)氧化处理：经过酸化反应处理的出水利用双氧水对橡胶助剂废水进行氧化 处理，氧化剂的加入量为双氧水与橡胶助剂废水的COD比为0.05:1～ 1:1，氧化处理时间为10～30分钟;
3)微电解反应处理：经过氧化反应处理的出水进入微电解反应器进行反应， 通入空气，气水比10:1～30:1，反应时间为60～120分钟;
4)微波反应处理：经过微电解反应处理后的橡胶助剂废水进入微波反应器 处理，微波功率为300～600W，处理时间为2～10分钟;
5)中和反应处理：微波反应处理出水进入中和反应池，投加石灰乳液，调 整废水的pH 7.5～9.0，反应处理时间为20～40分钟;
6)分离处理：经过中和后的橡胶助剂废水进入分离池，静置5～10分钟后， 放出下层乳状液;
7)贮水池处理：经过分离处理后的橡胶助剂废水上清液移入贮水池备用， 废水在贮水池内停留时间为30～60分钟。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：包括以下操作步骤：
1)酸化反应处理：硫酸的加入量以调整废水pH值为准：控制废水的pH值 在pH 3～4，酸化时间为8～25分钟;
2)氧化处理：经过酸化反应处理的出水利用双氧水对橡胶助剂废水进行氧 化处理，氧化剂的加入量为双氧水与橡胶助剂废水的COD比为0.08:1～1:1，氧 化处理时间为15～25分钟;
3)微电解反应处理：经过氧化反应处理的出水进入微电解反应器进行反应， 通入空气，气水比15:1～25:1，反应时间为90～110分钟;
4)微波反应处理：经过微电解反应处理后的橡胶助剂废水进入微波反应器 处理，微波功率为400～500W，处理时间为4～10分钟;
5)中和反应处理：微波反应处理出水进入中和反应池，投加石灰乳液，调 整废水的pH 8.0～9.0，反应处理时间为25～35分钟;
6)分离处理：经过中和后的橡胶助剂废水进入分离池，静置6～9分钟后， 放出下层乳状液。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：
步骤1所述待处理橡胶助剂废水的COD6000～8000mg/L，pH7～9;
所述经酸化处理后的橡胶助剂废水的COD5800～7800mg/L，pH2～5;
步骤2)所述经氧化处理后的橡胶助剂废水的COD5000～7000mg/L，pH2～5;
步骤3)所述经微电解处理后的橡胶助剂废水的COD3000～4500mg/L， pH5.0～6.5;
步骤4)所述经微波处理后的橡胶助剂废水的COD2500～3500mg/L， pH7.5～9.0;
步骤5)所述经中和处理后的橡胶助剂废水的COD2000～3000mg/L， pH7.5～9.0;
步骤6)所述经分离处理后的橡胶助剂废水的COD300～500mg/L， pH7.5～9.0。
说明书
一种微波强化微电解组合氧化处理橡胶助剂废水的方法
技术领域
本发明属于废水处理领域，涉及一种微波强化微电解组合氧化处理橡胶助剂 废水的方法，处理出水达到国家污水综合排放三级标准。
背景技术
橡胶促进剂废水属于高浓度难降解有机废水，废水中含有包括各种促进剂以 及生产过程中的苯胺、二甲苯、环己胺和吗啉等原料。废水的成分复杂，治理难 度大。
由于橡胶助剂废水属于高含盐有机废水，现阶段针对该类废水处理主要以蒸 馏处理为主，废水蒸馏后的盐及大部分不可降解有机物残留在固相中，蒸出液再 采用氧化或生化等处理工艺进行处理后达标排放。但是，该工艺高投资高能耗， 吨水成本可高达几百元，给废水治理企业造成沉重的经济负担，不少企业面临着 因“三废”治理成本高而限制生产的局面。因此，本发明利用微波强化微电解方法 组合氧化方法来处理橡胶助剂废水，以较低投资及运行成本保证了该类废水的达 标排放。
发明内容：
本发明涉及了利用微波强化微电解组合氧化处理橡胶助剂废水的方法，处理 出水达到国家污水综合排放三级标准，工艺采用微电解氧化组合微波的处理方 法。
本发明为一种微波强化微电解组合氧化处理橡胶助剂废水的方法，其特征在 于：包括以下操作步骤：
1)酸化反应处理：利用硫酸对橡胶助剂废水进行酸化，硫酸的加入量以调整 废水pH值为准：控制废水的pH值在pH 2～5，酸化时间为5～30分钟;
2)氧化处理：经过酸化反应处理的出水利用双氧水对橡胶助剂废水进行氧化 处理，氧化剂的加入量为双氧水与橡胶助剂废水的COD比为0.05:1～ 1:1，氧化处理时间为10～30分钟;
3)微电解反应处理：经过氧化反应处理的出水进入微电解反应器进行反应， 通入空气，气水比10:1～30:1，反应时间为60～120分钟;
4)微波反应处理：经过微电解反应处理后的橡胶助剂废水进入微波反应器 处理，微波功率为300～600W，处理时间为2～10分钟;
5)中和反应处理：微波反应处理出水进入中和反应池，投加石灰乳液，调 整废水的pH 7.5～9.0，反应处理时间为20～40分钟;
6)分离处理：经过中和后的橡胶助剂废水进入分离池，静置5～10分钟后， 放出下层乳状液;
7)贮水池处理：经过分离处理后的橡胶助剂废水上清液移入贮水池备用， 废水在贮水池内停留时间为30～60分钟。
按照本发明所述的方法，其特征在于：包括以下操作步骤：
1)酸化反应处理：硫酸的加入量以调整废水pH值为准：控制废水的pH值 在pH 3～4，酸化时间为8～25分钟;
2)氧化处理：经过酸化反应处理的出水利用双氧水对橡胶助剂废水进行氧 化处理，氧化剂的加入量为双氧水与橡胶助剂废水的COD比为0.08:1～1:1，氧 化处理时间为15～25分钟;
3)微电解反应处理：经过氧化反应处理的出水进入微电解反应器进行反应， 通入空气，气水比15:1～25:1，反应时间为90～110分钟;
4)微波反应处理：经过微电解反应处理后的橡胶助剂废水进入微波反应器 处理，微波功率为400～500W，处理时间为4～10分钟;
5)中和反应处理：微波反应处理出水进入中和反应池，投加石灰乳液，调 整废水的pH 8.0～9.0，反应处理时间为25～35分钟;
6)分离处理：经过中和后的橡胶助剂废水进入分离池，静置6～9分钟后， 放出下层乳状液。
按照本发明所述的方法，其特征在于：
步骤1所述待处理橡胶助剂废水的COD6000～8000mg/L，pH7～9;
所述经酸化处理后的橡胶助剂废水的COD5800～7800mg/L，pH2～5;
步骤2)所述经氧化处理后的橡胶助剂废水的COD5000～7000mg/L，pH2～5;
步骤3)所述经微电解处理后的橡胶助剂废水的COD3000～4500mg/L， pH5.0～6.5;
步骤4)所述经微波处理后的橡胶助剂废水的COD2500～3500mg/L， pH7.5～9.0;
步骤5)所述经中和处理后的橡胶助剂废水的COD2000～3000mg/L， pH7.5～9.0;
步骤6)所述经分离处理后的橡胶助剂废水的COD300～500mg/L， pH7.5～9.0。
本发明的原理：
橡胶助剂废水通常含有苯、杂环化合物及大量的无机盐和有机硫等，废水 成分复杂、色度高、化学需氧量(COD)高，含盐量高，难以生化降解，处理 难度大，不少企业面临着因“三废”治理不达标而限制生产的局面，同时，三废治 理高成本也制约了橡胶助剂的发展。
氧化反应是在酸性溶液中将废水与H2O2混合，常温下，H2O2分解产生羟 基自由基具有极强的氧化性，将难降解的有机污染物进行分解，改变其电子云密 度和结构，有利于凝聚和吸附过程的进行。
微电解是利用铁炭两种具有不同电极电位的物质浸没在导电性废水中形成 原电池，并产生电场，借助电场作用，使废水中的胶体粒子和杂质通过电解沉积、 絮凝和氧化还原的电化学反应。
将双氧水与微电解组合反应，双氧水可与微电解反应产生的Fe2+组成Fenton 试剂，Fe2+既可以催化分解产生氧化能力极强的·OH，又能生成具有良好絮凝 吸附作用的Fe3+，此外双氧水又是微电解反应的催化剂，可以加速微电解的反 应，提高效率，所以微电解一芬顿组合工艺集氧化还原、絮凝吸附、催化氧化、 电沉积及共沉积等作用于一体，能够实现大分子有机污染物的断链，进一步去除 难降解有机物。
微波技术是利用强烈吸收微波的物质把微波能传给这些物质而诱发化学反 应，通过微波能的强烈作用，从而使某些物质表面选择性地被很快加热至很高温 度，从而实现大分子有机物的分离。
本方法利用微波加速氧化组合微电解的反应进行橡胶助剂废水处理，由于微 波的电磁场效应，双氧水产生较多活性更高的羟基自由基，同时由于微电解中铁 系列化合物的存在，又加快了双氧水的分解，增大水中羟基自由基的浓度，加快 有机物氧化降解速度，提高了污染物的降解效果。同时，微波产生的热能增高了 水体温度，加速氧化反应速度，更有利于后续有机物的分离。
本发明相对于现有技术具有如下的优点：
(1)将微电解与氧化剂进行组合，利用微电解产生的Fe2+，与双氧水组合成 Fenton试剂，可以减少催化剂的投机，降低成本。
(2)微电解与双氧水的组合中，微电解产生的Fe2+既可以催化分解产生氧化 能力极强的·OH，又能生成具有良好絮凝吸附作用的Fe3+，此外双氧水 又是微电解反应的催化剂，可以加速微电解的反应，提高整体处理效果。
(3)微电解与氧化剂的组合工艺集氧化还原、絮凝吸附、催化氧化、电沉积及 共沉积等作用于一体，能够实现大分子有机污染物的断链，加大难降解有 机物的去除率。
(4)将微波、双氧水、微电解进行组合，由于微波的电磁场效应，双氧水产生 较多活性更高的羟基自由基，同时由于微电解产生催化剂铁系列化合物的 存在，加快了双氧水的分解，增大水中羟基自由基的浓度，加快了有机物 氧化降解速度。
(5)本方法在微电解组合氧化的工艺步骤后增加微波反应，强化了前端物化处 理效果。利用微波非热效应，使体系温度升高，增加羟基自由基的活性， 氧化能力增强，提高污染物降解率。
(6)橡胶助剂废水属于高含盐难降解有机废水，处理难度极大。因此，将不宜 一次处理到位的有机物采用多种工艺进行组合处理，将大分子有机物进行 逐级降解，使其最终满足达标排放的处理要求。先用氧化剂进行预先氧化 处理，然后再进行微电解反应，将有机物充分开环断链后，再进行微波催 化氧化处理。将双氧水氧化、微电解与微波反应结合，发挥氧化反应的最 大优势，最终将难降解的有机物充分分解，满足达标排放的要求。
(7)目前针对含盐高浓度有机废水普遍采用蒸馏处理工艺，该方法进行脱盐处 理的同时降低馏出液的有机物浓度，馏出液再进行氧化或生化的处理工艺 进行处理。尽管该方法可以保证最终处理出水达标排放，但是该方法投资 及运行成本过高，超出了一般企业承受范围。本发明采用组合工艺进行橡 胶助剂废水的处理，不仅省却了蒸馏脱盐处理工艺，同时新工艺的投资及 运行成本均较蒸馏低廉很多。
(8)本方法利用微波强化微电解氧化反应处理后的橡胶助剂废水，加速了废水 絮凝反应，解决橡胶助剂废水微电解处理后沉淀物比例过多、泥水分离不 畅等问题，使微电解处理后的固体废弃物大幅度减少，为后续处理创造了 条件，降低污水污泥处理总成本。
