申请日2011.04.22
公开(公告)日2011.07.20
IPC分类号C02F9/04; C02F1/74; C02F1/72
摘要
本发明针对有机综合废水含有难生物降解有机物处理难的问题，发明了一种催化氧化-复合絮凝的集成处理工艺，集成了催化氧化、Fenton氧化、复合絮凝、高效沉淀等的技术优点，应用高效催化剂提高处理效率或可生化性，以复合絮凝剂为核心简化处理过程并保证处理效果稳定，实现了催化氧化-复合絮凝的一体化集成。本发明技术路线简洁、处理效率高、操作简单。
权利要求书
1.一种催化氧化-复合絮凝的集成处理工艺，其特征在于集成了催化氧化、Fenton氧化、复合絮凝、高效沉淀等的技术优点，应用高效催化剂提高处理效率或可生化性，以复合絮凝剂为核心简化处理过程并保证处理效果稳定，实现了催化氧化-复合絮凝的一体化集成。
2.根据权利要求1所述的一种催化氧化-复合絮凝的集成处理综合废水工艺，其特征在于催化剂为纳米氧化铁、掺硅纳米氧化铁、掺铝纳米氧化铁、纳米二氧化钛、纳米二氧化锰、零价纳米铁、碳纳米管负载型纳米氧化铁、TiO2/Fe3O4复合型纳米催化剂等。
3.根据权利要求1所述的一种催化氧化-复合絮凝的集成处理综合废水工艺，其特征在于将催化氧化与Fenton氧化有机结合，在催化氧化中通入空气、纯氧或空气与纯氧的混合气体进行曝气，兼有搅拌与氧化作用;在Fenton氧化中将反应pH 值调整为6.0～7.0，加入FeSO4·7H2O和H2O2，同时以200～500r/min的转速进行搅拌。
4.根据权利要求1所述的一种催化氧化-复合絮凝的集成处理综合废水工艺，其特征在于所使用的高分子复合絮凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMA)、聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁(PFC)或聚合硫酸铁(PFS);所使用的助凝剂为活化硅酸、骨胶、海藻酸钠等。
5.根据权利要求1所述的一种催化氧化-复合絮凝的集成处理综合废水工艺，其特征在于以0.1～1.0mg/L的浓度向废水中投加阳离子型高分子复合絮凝剂，并以300～600r/min的转速快速搅拌2～6min，再以20～60r/min 的转速慢速搅拌8～15min。
6.根据权利要求1所述的一种催化氧化-复合絮凝的集成处理综合废水工艺，其特征在于通过催化氧化先去除或分解部分或全部难降解有机污染物，再通过Fenton氧化去除剩余的全部或大部分有机物，之后通过调节絮凝pH值，并利用Fenton反应剩余的Fe3+或Fe2+进行絮凝，形成Fe(OH)3、Fe(OH)2等铁型絮体，同时投加高分子阳离子型复合絮凝剂进行强化絮凝，形成大而密实的絮体，最后废水经由高效沉淀后出水，从而实现催化氧化、Fenton氧化、复合絮凝、高效沉淀的一体化集成。
7.根据权利要求1所述的一种催化氧化-复合絮凝的集成处理综合废水工艺，其特征在于经本工艺处理后，出水水质良好，浊度小于5NTU，色度小于25，COD小于120mg/L，去除率分别可达95%、98%和87%以上。
说明书
一种催化氧化-复合絮凝的集成处理综合废水工艺
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种化工综合废水处理的集成工艺。
背景技术
在化工生产过程中，化工综合废水的处理一直是较头疼的问题。化工行业所涉及的企业类型众多，如精细化工、焦化、石油、制药、染料等，工业企业排出的废水主要包括工艺过程用水、设备冷却水、洗涤水等生产废水和企业职工的生活污水，由于工业企业类型繁多，生产工艺各异，产生的废水性质完全不同，成分差异较大，如酚、有机磷和有机氯、多环芳烃类、杂环类化合物、氯代芳香族化合物以及有机氰化合物等，普遍存在难降解和高毒性有机污染物质。
化工园区综合废水的常规处理方法一般是采用高浓度活性污泥法、水解酸化-好氧生物法、A/O2-混凝沉淀工艺以及膜生物反应器等生化法和物理吸附法。生化法对高COD、高毒性有机物含量的化工废水处理效果不好，仍有较大污染。因此化工综合废水一般不能直接进行生物处理。物理吸附主要以活性炭吸附为主，其对化工废水处理效果较好，但只是将有毒有害物质浓缩提取后燃烧处理，并没有将其进行彻底的无害化处理，造成了二次污染，且活性炭再生困难，处理费用高。因此，寻求一种高效、操作简单、工艺灵活、成本相对较低的适合化工综合废水处理的工艺方法迫在眉睫。
如曹健等人(专利申请号：200510101734.X)发明了一种“印染废水处理工艺”，经过a.调节pH值、b.一级过滤、c.脱色絮凝、d.二级过滤、e.脱水及氧化过程处理纺织印染生产过程中产生的高污染废水，效果较好;赵金标等人(专利申请号：200710053564.1)发明了一种“盐酸废液净化处理工艺”，适用于盐酸酸洗废液处理，具有成本低、安全性好等特点;李国平等人(专利申请号：200710020462.X)发明了“一种氟苯生产废水处理组合工艺”，经过该工艺9个步骤的处理，出水能够达到达标排放。
诸如此类工艺方法对废水处理均具有一定效果，但都或多或少存在工艺复杂、操作繁琐、工艺集成度不高等缺点，为此，我们发明了一种催化氧化-复合絮凝的集成处理综合废水工艺，本发明具有技术路线简洁、处理效率高、操作简单等优点。
发明内容
本发明的的是提供一种处理高效、操作简单、便于管理且经济性好的化工综合废水处理工艺。
本发明的的创新性在于其既可作为生化处理的前处理工段，亦可作为生化处理后的深度处理工艺。具体说明如下：
1、本发明主要针对两种废水：①难生物降解废水;②生化处理后BOD已经很低，废水中大部分污染物质是不可生化处理物质。
2、针对以上两种废水的特点，得到两种处理思路：①对于难生物降解废水，应着重提高可生化性，打开不易降解的有机碳链，比如苯杂环、烯键、炔键等;②有效去除难降解毒害性有机物。
3、针对以上两种思路，可对Fenton反应单元做相应调整：①在反应初期加一定的酸，调整pH值到6.0～7.0，采用酸化诱发，从而提高废水可生化性;②根据废水的难处理性，在催化、絮凝已很难去除的情况下，反应pH值可适当降到3.5左右。
4、为了降低Fenton反应的成本，可在Fenton的同时加上催化氧化单元;为了强化Fenton效果，可在Fenton后加上强化絮凝。
5、絮凝就利用Fenton出水的调节池和沉淀池来完成，催化氧化和絮凝作为Fenton的辅助单元，都是Fenton的一部分。
将该工艺应用于处理含高浓度有机物、有毒有害物质，成分复杂、水质多变的化工综合废水，不仅解决了在这种水质条件下微生物难以存活及驯化的问题，而且处理后有机物被完全氧化为CO2和H2O，不会产生二次污染。
一种催化氧化-复合絮凝的集成处理综合废水工艺，其特征在于按如下步骤实现：
1、催化氧化.无需预处理，直接向废水中投加一定量的催化剂(纳米氧化铁、掺硅纳米氧化铁或掺铝纳米氧化铁)，并进行曝气(空气、纯氧或空气与纯氧混合气体);
2、Fenton氧化.调节催化氧化出水pH值至6.0～7.0，并向其中投加Fenton试剂(FeSO4·7H2O和H2O2)，同时以200～500r/min的转速进行搅拌;
3、复合絮凝.向Fenton反应后废水中投加阳离子型高分子絮凝剂(PAM、PDADMA、PAC、PFC、PFS)，并以300～600r/min的转速快速搅拌2～6min，再以20～60r/min的转速慢速搅拌8～15min;
4、高效沉淀.经过絮凝的废水进入到高效斜板沉淀池中，静沉15～30min后出水，最终使得综合废水达标排放。
本发明比常规的化工废水处理方法有如下优点：
1、废水无需经过pH值调节等预处理过程，直接进行催化氧化反应;
2、催化氧化中的氧化剂相为空气或氧气，无需加入新的化学药剂，经济环保，减少了产生新的污染物质的风险;
3、Fenton反应的pH值范围为6.0～7.0，在允许排放的pH范围之内，且对后续生物处理中的微生物不会产生冲击。与常规的Fenton反应pH值范围相比，更接近原水pH，几乎不用进行酸碱调节，不仅节约了药剂成本，也避免了由于加入酸碱药剂而产生新的污染物质;
4、Fenton反应能够将有机物完全氧化，分解为CO2和H2O，而没有污染物质生成。
5、与普通絮凝剂相比，使用高分子絮凝剂，不仅能够减少絮凝剂用量，而且能够提高絮凝效果，缩短絮凝时间，絮体更大而密实，沉降性能更佳。
6、采用高效斜板沉淀池，根据浅池理论，能够大大提高沉淀效率，缩短沉淀时间，从而缩短整个工艺的运行周期。
