申请日2006.06.23
公开(公告)日2007.12.26
IPC分类号C02F1/52; C02F1/72; C02F103/28; C02F1/28; C02F1/461
摘要
一种草浆造纸中段废水处理的制备方法。本发明涉及一种废水深度处理制备方法，将混合均匀的废铁屑(Fe0)与活性炭或焦炭填料按比例填充到Fe0-H2O2反应器内，按混凝-沉淀-过滤常规工艺处理，在曝气的同时投加工业用双氧水，形成微电解与芬顿反应的协同效应。本发明充分利用工业废料—废铁屑或活性炭(焦炭)产生微电解效应，处理废水脱色效果极佳，利用微电解(Fe0)法产生的Fe2+作为芬顿(Fenton)反应的催化剂，不额外投加铁盐，只投加双氧水，节省药耗，扩展芬顿(Fenton)试剂在水处理的应用范围，对化学需氧量(COD)、可吸附有机氯化物(AOX)去除效果好，投资费用低，操作方便。
权利要求书
1.一种草浆造纸中段废水处理的制备方法，其特征在于：将混合均匀的废铁 屑(Fe0)与活性炭或焦炭填料按比例填充到Fe0-H2O2反应器内，按混凝- 沉淀-过滤常规工艺处理，在曝气的同时投加工业用双氧水，形成微电解 与芬顿反应的协同效应。
2.根据权利要求1所述的草浆造纸中段废水处理的制备方法，其特征在于： 草浆造纸中段废水二级生化的出水用工业硫酸调至pH=3～5，反应器内填料 为废铁屑(Fe0)与活性炭(或焦炭)，体积比Fe0/C=1～4，用砾石层将混合 均匀的填料分层，投加工业用双氧水(30～50mg/L)，铁屑溶出的Fe2+作为 Fenton反应的催化剂，产生强氧化性的游离羟基(·OH)，Fe0-H2O2反应器 的水力停留时间HRT=25～40min。
3.根据权利要求1所述的草浆造纸中段废水处理的制备方法，其特征在于： Fe0-H2O2反应器曝气量按气水比6∶1～12∶1计算。
说明书
草浆造纸中段废水处理的制备方法
技术领域
本发明涉及一种水的处理方法，具体涉及一种草浆造纸中段废水处理 的制备方法。
背景技术
目前，草制浆造纸中段废水深度处理方法主要有常规方法(混凝-沉淀 -过滤)、活性炭吸附、膜分离、生化处理、高级氧化等。常规深度处理方 法(混凝-沉淀-过滤)对化学需氧量(COD)、色度及可吸附有机氯化物 (AOX)去除效果较差，切须投加大量混凝、助凝剂，导致运行成本偏高; 对于经过二级生化处理后的草制浆造纸中段废水，残余污染物质可生化性 较差，再通过生化法进行深度处理已无能为力;而采用过滤、活性炭吸附 深度处理效果也不明显;膜分离技术由于处理草浆中段水而带来的严重膜 污染和昂贵投资在推广应用上还存在实施难度;高级氧化工艺如臭氧氧化 法、超临界水氧化法、光催化氧化法、超声空化法、芬顿(Fenton)试剂 法等，涉及到发生和利用游离羟基(OH)氧化废水中很难生物降解的复杂 有机物组份，可以使一些特殊化合物降低毒性或达到完全矿化，但高级氧 化法必须投加氧化剂，需要消耗光能、电能等能源，一般投资运行成本较 高，工艺复杂，难以工业化使用。
国内存在大量以草料为原料、传统元素氯漂白(C-E-H三段漂白)的 造纸企业，由于缺乏相应的碱回收设施，生产过程中产生大量的中段废水， 不仅具有高浓度的生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、色度问题， 而且含有大量有毒、难生物降解的、能够在环境中生物积累的可吸附有机 氯化物(AOX)，传统的化学预处理及活性污泥法难以满足日益严格的排 放要求。对于中段水中的可吸附有机氯化物(AOX)，常规的生物和物化 方法很难处理，传统的活性污泥法只能去除14%～55%的可吸附有机氯化物 (AOX)，要去除40%以上的可吸附有机氯化物(AOX)，污泥停留时间 (SRT)需要20d以上，在工厂规模下，要达到45%可吸附有机氯化物 (AOX)去除率，污泥停留时间(SRT)需大于50d，采用普通活性污泥 法不能使中段废水中的有机氯化物全部去除，而一些未氯化的低毒物质(一 些脂肪酸类物质)经过活性污泥法处理后，可除去一部分;对于色度，生 物处理为主，物化处理为辅的中段水处理方法最多可去除废水中60%的色 度，也有一些生物处理法实际上还会增大废水的色度，经过二级生化后的 出水仍常常显茶褐色。
发明内容
本发明目的在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种投资费用 低，操作简易，深度处理效果好的草浆造纸中段废水处理的制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：将混合均匀的废铁屑 (Fe0)与活性炭或焦炭填料按比例填充到Fe0-H2O2反应器内，按混凝-沉 淀-过滤常规工艺处理，在曝气的同时投加工业用双氧水，形成微电解与 芬顿反应的协同效应。
草浆造纸中段废水二级生化的出水用工业硫酸调至pH=3～5，反应器内 填料为废铁屑(Fe0)与活性炭(或焦炭)，体积比Fe0/C=1～4，用砾石层将 混合均匀的填料分层，投加工业用双氧水(30～50mg/L)，铁屑溶出的Fe2+ 作为Fenton反应的催化剂，产生强氧化性的游离羟基(·OH)，Fe0-H2O2 反应器的水力停留时间HRT=25～40min。
Fe0-H2O2反应器曝气量按气水比6∶1～12∶1计算。
本发明的优点是：
1、本发明充分利用工业废料-废铁屑或活性炭(焦炭)产生微电解效 应，处理废水脱色效果极佳;
2、利用微电解(Fe0)法产生的Fe2+作为芬顿(Fenton)反应的催化剂， 不额外投加铁盐，只投加双氧水，节省药耗，扩展芬顿(Fenton)试剂在 水处理的应用范围，对化学需氧量(COD)、可吸附有机氯化物(AOX) 去除效果好，投资费用低，操作方便;
3、微电解产生的新生态Fe2+、Fe3+具有优于常规铁盐絮凝剂的吸附混 凝特性，在不投加其它絮凝剂的条件下，只投加成本低廉的碱石灰即可取 得良好的絮凝沉淀效果;
4、Fe0-H2O2法深度处理草浆造纸中废水能够结合常规深度处理工艺 (混凝、沉淀、过滤)有效去除化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、 悬浮物(SS)，色度、可吸附有机氯化物(AOX)使处理后的出水满足水 质指标。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作进一步详细描述。
实施例1、
将混合均匀的废铁屑(Fe0)与活性炭或焦炭填料按比例填充到 Fe0-H2O2反应器内，按混凝-沉淀-过滤常规工艺处理，在曝气的同时投 加工业用双氧水，形成微电解与芬顿反应的协同效应。
草浆造纸中段废水二级生化的出水用工业硫酸调至pH=3，Fe0-H2O2 反应器内填充废铁屑(Fe0)与活性炭(或焦炭)，体积比Fe0/C=1∶1，用砾 石层将混合均匀的填料分层，投加工业用双氧水30mg/L，溶出的Fe2+可以 作为Fenton反应的催化剂，产生强氧化性的游离羟基(·OH)，Fe0-H2O2 反应器的水力停留时间HRT=40min，曝气量按气水比6∶1计算。
实施例2、
将混合均匀的废铁屑(Fe0)与活性炭或焦炭填料按比例填充到 Fe0-H2O2反应器内，按混凝-沉淀-过滤常规工艺处理，在曝气的同时投 加工业用双氧水，形成微电解与芬顿反应的协同效应。
草浆造纸中段废水二级生化的出水用工业硫酸调至pH=4，Fe0-H2O2 反应器内填充废铁屑(Fe0)与活性炭(或焦炭)，体积比Fe0/C=2∶1，用砾 石层将混合均匀的填料分层，投加工业用双氧水40mg/L，溶出的Fe2+可以 作为Fenton反应的催化剂，产生强氧化性的游离羟基(·OH)，Fe0-H2O2 反应器的水力停留时间HRT=30min，曝气量按气水比8∶1计算。
实施例3、
将混合均匀的废铁屑(Fe0)与活性炭或焦炭填料按比例填充到 Fe0-H2O2反应器内，按混凝-沉淀-过滤常规工艺处理，在曝气的同时投 加工业用双氧水，形成微电解与芬顿反应的协同效应。
草浆造纸中段废水二级生化的出水用工业硫酸调至pH=5，Fe0-H2O2 反应器内填充废铁屑(Fe0)与活性炭(或焦炭)，体积比Fe0/C=4∶1，用砾 石层将混合均匀的填料分层，投加工业用双氧水50mg/L，溶出的Fe2+可以 作为Fenton反应的催化剂，产生强氧化性的游离羟基(·OH)，Fe0-H2O2 反应器的水力停留时间HRT=35min，曝气量按气水比12∶1计算。
本发明是以铁屑和炭构成原电池，铁屑在酸性条件下溶出的Fe2+作为 芬顿(Fenton)反应的催化剂，产生强氧化性的游离羟基(·OH)，污染 物在原电池正负极上发生化学反应，加上原电池自身的电附集、物理吸附、 絮凝等作用达到去除污染物的目的，另外，废铁屑具有良好的还原脱氯作 用，对可吸附有机氯化物的具有良好的去除作用(去除率≥75%)，同时芬 顿(Fenton)反应生成的·OH置换有机分子上的-H、-NH2和-NO2，形成易 于生物降解的羟基取代衍生物，改变有机分子的水溶性，提高传统物理化 学处理法的效率。曝气条件下内电解产生的Fe2+、Fe3+具有优于常规铁盐 混凝剂的絮凝性，在后续的常规深度处理(混凝-沉淀-过滤)只需用碱 石灰调节pH=8～9，即能产生良好的絮凝沉淀效果，不需要另外投加其它种 类混凝剂，节省大量药剂费用。以Fe0-H2O2法为核心的深度处理中段废水 的方法具有作用机制多、协同效应强、适用范围广、去除效果好、投资费 用低、脱色及可吸附有机氯化物(AOX)去除效率高等特点。Fe0-H2O2法 不消耗能源，处理费用低，原料来自机械工业切削加工的垃圾-废铁屑， 具有“以废治废”的意义，成本低康，操作简便。
与现有技术相比，本发明采用Fe0-H2O2法的中段废水深度处理技术， 利用微电解、芬顿(Fenton)反应对中段废水进行深度处理，使污染物质 在后续的混凝、沉淀、过滤工艺中得到全面有效的去除。该技术能够有效 的氧化还原、物理分离中段废水中的有机污染物质，从而处理后水质指标 的合格，处理后的水质满足化学需氧量(COD)≤120mg/L，生化需氧量 (BOD)≤20mg/L，SS≤30mg/L，AOX≤2mg/L，色度≤5倍，具有现有工艺 无法比拟的优越性。采用Fe0-H2O2法的中段废水深度处理技术不仅比现行 处理工艺能够进一步有效地去除可吸附有机氯化物(AOX)，而且在助凝、 除污染方面也具有较好的效果，另外使用该技术，操作安全方便，在经济 性方面由于现有工艺持平，具有极高的可行性。
