申请日2014.02.10
公开(公告)日2015.08.05
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明公开了一种处理含酚废水的方法，其方法为：第一步、化学絮凝;第二步、改进零价铁-Fenton体系反应;第三步、二次絮凝;第四步、活性炭吸附;本发明的有益效果：以零价铁-Fenton体系反应为核心，与无机絮凝，活性炭联用，能够有效处理浓度高，毒性大，难生化降解的含酚废水;用料少，成本低，操作简单，处理效果好。
权利要求书
1.一种处理含酚废水的方法，其特征在于：其方法如下所述：
第一步、化学絮凝：调节废水水样pH值至5-9，加入质量浓度为10%的聚 合AlCl3溶液，以质量浓度为0.1%的聚丙烯酰胺溶液为助凝剂进行絮凝，静置 20min然后过滤絮体，处理单位体积L废水加入质量浓度为10%的聚合AlCl3溶 液和质量浓度为0.1%聚丙烯酰胺溶液的量分别为14-16mL和60-80mL;
第二步、改进零价铁-Fenton体系反应：把经过第一步处理后的水加入反应 器，调节pH至6，先加入数片厚1-2mm，100mm见方的零价铁铁片，铁片的表面 不能有铁锈，反应20min，再在50℃条件下和H2O2反应0.5-1h，处理单位体积L 废水，改进零价铁-Fenton体系反应中所需H2O2的体积ml与废水原水的CODmg/L 的数值比值为1:420;H2O2的体积ml与投入零价铁铁片的表面积cm2的比值为 1:33;
第三步、二次絮凝：经过第二步的芬顿反应后，调节pH值至9，先加入质 量浓度为5%的CaO悬浊液，再用质量浓度为0.1%的聚丙烯酰胺溶液做助凝剂进 行絮凝，过滤絮体，单位体积L的废水加入质量浓度为5%的CaO悬浊液为 24-26mL，加入质量浓度为0.1%聚丙烯酰胺溶液的量为80mL;
第四步、活性炭吸附：用活性炭柱吸附第三步中过滤后的水，吸附时间为 1h，活性炭柱的填充量为每1L水加入400g，活性炭柱能够反复使用。
说明书
一种处理含酚废水的方法
技术领域
本发明涉及一种废水的处理方法，特别涉及一种处理含酚废水的方法。
背景技术
目前，含酚废水是工业废水中常见的高毒性、难降解的有机废水,主要来 源于煤化工、石油化工厂、制药厂、苯酚及酚醛树脂生产厂等。含酚废水水质 复杂、多变、且难以生化降解。常见的方法有吸附法、萃取法、氧化法。然而 采用单一的治理方法往往难以达到预期的处理效果,因此,可考虑几种技术的 联用。一种既能够高效，经济，稳定的处理含酚废水的方法必然成为各国内外 学者的研究重点及热点。
高级氧化技术利用羟基自由基氧化去除水中有机物,能够降解水中难生物 降解或对生物有毒害作用的有机污染物。传统的Fenton试剂氧化反应的机理是 投加亚铁盐,Fe2+与H2O2反应生成羟基自由基。所以现有的芬顿体系反应存在pH 适用范围窄，H2O2利用率低，药剂用量多，Fe2+流失严重，成本高的缺点。
零价铁-Fenton试剂体系能去除有机污染物同样是·OH的作用。零价铁 -Fenton试剂体系中存在着均相Fenton试剂氧化反应与非均相Fenton试剂氧化 反应两种作用。而且研究发现反应的初始阶段以均相Fenton试剂氧化反应为主。 主要作用机理见式(1)-式(6)。
Fe0+2H+→Fe2++H2 (1)
Fe0+H2O2→Fe2++2HO- (2)
Fe2++H2O2→Fe3++2·OH (3)
2Fe3++Fe0→3Fe2+ (4)
Fe0(表面)+2Fe3+→3Fe2+ (5)
Fe0(表面)+H2O2→Fe2++·OH+HO- (6)
在零价铁-Fenton试剂体系中，羟基自由基产生有两条途径:一是由均相Fe2+与H2O2作用产生，二是零价铁在其表面活性位点与H2O2产生作用。与传统Fenton 试剂相比，异相催化，H2O2利用效率更高，效果更好。由于零价铁的比表面积的 大小关系着·OH的产生效率，因此适当增加零价铁的投加量会提升·OH的产生 效率。又由于Fe2++·OH→Fe3++2OH-反应的发生，投加过量的零价铁，会产生 大量Fe2+消耗·OH，导致·OH的产生效率降低，因此在零价铁-Fenton中，零价 铁有一个最佳投加量。通常零价铁-Fenton反应投加铁粉或零价纳米铁作为催化 剂，虽然比表面积大，由于不易回收，反应过于剧烈难以控制，很容易导致投 加过量。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有处理含酚废水的方法中无法达到处理要求的 问题而提供的一种处理含酚废水的方法。
本发明所述的处理含酚废水的方法，其方法如下所述：
第一步、化学絮凝：调节废水水样pH值至5-9，加入质量浓度为10%的聚 合AlCl3，以质量浓度为0.1%的聚丙烯酰胺为助凝剂进行絮凝，静置20min然后 过滤絮体，处理单位体积(L)废水加入质量浓度为10%的聚合AlCl3溶液和质量 浓度为0.1%聚丙烯酰胺溶液的量分别为14-16mL和60-80mL;
第二步、改进零价铁-Fenton体系反应：把经过第一步处理后的水加入反应 器，调节pH至4-6，先加入数片厚1-2mm，100mm见方的零价铁铁片，铁片的表 面不能有铁锈，反应20min，再在50℃条件下和H2O2反应0.5-1h，处理单位体 积(L)废水，改进零价铁-Fenton体系反应中所需H2O2的体积(ml)与废水原 水的COD(mg/L)的数值比值为1:420;H2O2的体积(ml)与投入零价铁铁片的 表面积(cm2)的比值为1:33;
第三步、二次絮凝：经过第二步的芬顿反应后，调节pH值至7-9，先加入 质量浓度为5%的CaO悬浊液，再用质量浓度为0.1%的聚丙烯酰胺做助凝剂进行 絮凝，过滤絮体，单位体积(L)的废水加入质量浓度为5%的CaO悬浊液为 24-26mL，加入质量浓度为0.1%聚丙烯酰胺的量为80mL;
第四步、活性炭吸附：用活性炭柱吸附第三步中过滤后的水，吸附时间为 1h，活性炭柱的填充量为每1L水加入400g，活性炭柱能够反复使用。
本发明的反应原理：
先用聚合AlCl3和聚丙烯酰胺联用絮凝，是由于聚合AlCl3对水质的pH适用 范围广，使处理后的水质为微酸性，处理后的水质比较清澈。水质为微酸性有 利于后一步反应的发生，水质清澈则避免后一步反应中悬浮物沉积于零价铁表 面，影响零价铁的处理效率。因此聚合AlCl3和聚丙烯酰胺联用絮凝，不仅能够 去除一部分COD和挥发酚，而且有调节水样pH值，并利于后续反应的发生的作 用。而改进零价铁-Fenton试剂体系可使得大分子含酚废水中有机物发生裂解、 异构等反应，可将大部分大分子有机物氧化为小分子化合物，且改进零价铁 -Fenton反应步骤更简单，易操作;零价铁-Fenton反应后使用CaO做絮凝剂， 由于CaO与水反应生成Ca(OH)2絮体，不仅能将水样中的大部分小分子有机物， 还可将过量Fe2+/Fe3+有效去除;活性炭则是起到吸附剩余小分子化合物和脱色的 作用。三种技术联用体现了废水处理的“协同促进，分步到位”，可大大节省成 本。
本发明的有益效果：
以零价铁-Fenton体系反应为核心，与无机絮凝，活性炭联用，能够有效处 理浓度高，毒性大，难生化降解的含酚废水;用料少，成本低，操作简单，处 理效果好。
