申请日2006.04.27
公开(公告)日2006.10.11
IPC分类号C02F9/14; C02F1/52; C02F1/461; C02F1/70
摘要
本发明属于环境技术领域，具体涉及一种催化铁内电解池后置处理废水的方法。当废水中含有悬浮固体SS≥100mg/L或废水中pH值≥9.0中的1-2种情况时，对废水进行生化预处理过程中，可以将催化铁内电解池置于生化池之后，废水依次经过生化池、沉淀池、催化铁内电解池、混凝沉淀池，使出水水质达到排放标准，采用本发明进行废水处理，可以完全避免催化铁内电解池中铁滤料的结垢现象，从而确保催化铁内电解工艺的水处理效果。催化铁内电解工艺作为难生物降解有机废水的预处理工艺是有效的，本发明使催化铁内电解工艺的应用范围更加广泛，从而推进了工程化实施。
权利要求书
1、一种催化铁内电解池后置处理废水的方法，其特征在于对废水进行生化预处理过 程中，将催化铁内电解池置于生化池之后，废水依次经过生化池、沉淀池、催化铁内电解 池、混凝沉淀池，出水水质达到排放标准，其中，废水为含有悬浮固体SS≥100mg/L或废 水中pH值≥9.0中的1-2种。
2、根据权利要求1所述的催化铁内电解池后置处理废水的方法，其特征在于具体步 骤如下：
(1)将废水和催化铁内电解池的部分回流水混合，进入生化池发生生化反应;催化铁 内电解池的回流水中含有大量铁离子，水解生成絮凝剂Fe(OH)3和Fe(OH)2，吸附、絮凝 水体中的悬浮物质、胶体以及由于环境改变而析出的有机物质;同时铁离子促进水体中微 生物的生长，增加活性污泥的生物絮凝作用，生化作用调节水体的pH值，使生化出水的 pH值趋于中性;回流水中可生物降解的有机物进一步得到生物降解;
(2)步骤(1)中得到的出水进入沉淀池进行固液分离，沉淀时间为30分钟-2小时，产 生的沉淀物部分经循环泵回流至生化池，其余作为剩余污泥排放，回流比为50%-100%;
(3)步骤(2)中得到的水体进入催化铁内电解池，使水体中难生物降解的有机物被还原 成可生物降解的有机物，反应时间为30分钟-2小时，催化铁内电解池中铁、铜、沸石的 重量比为：1∶(0.1-0.6)∶0.05-0.2，部分处理水经泵回流至生化池，其余作为出水进入 混凝沉淀池，回流比为30%-100%;
(4)步骤(3)中的出水进入混凝沉淀池进行固液分离，混凝沉淀池中的无机或有机混凝 剂与出水中含有铁离子及水解生成的Fe(OH)3和Fe(OH)2胶体发生絮凝、吸附，进一步去 除水中部分有机物、SS，沉淀时间为10-30分钟，其中上清液出水即为达到排放标准的污 水，沉淀物作为污泥排放，无机混凝剂的加入量为15-100mg/L，有机混凝剂的加入量为 0.5-5mg/L。
3、根据权利要求2所述的催化铁内电解池后置处理废水的方法，其特征在于步骤(4) 中所述无机混凝剂采用铝盐和铁盐之一种，所述有机混凝剂为聚丙烯酰胺。
说明书
催化铁内电解池后置处理废水的方法
技术领域
本发明属于环境技术领域，具体涉及一种催化铁内电解池后置处理废水的方法。
背景技术
近年来，随着印染、染料、化工、医药、造纸等行业的迅速发展，工业废水的排放量 日益增大，对环境的污染日益增强。此类工业废水的特点主要为①组成成分复杂，②对环 境污染严重。染料行业的废水中常含有毒性大的带有磺酸基、硝基、氨基、氯等的芳香衍 生物;化工行业的废水，如焦化废水、有机化工废水、高氨氮废水、含重金属废水等，都 含有难降解的有机污染物和一些有毒重金属，如苯甲酸、苯酚、醛类、苯胺、硝基苯、苯 类、氯代有机物、汞、铬、砷等。医药行业如医药中间体废水，常含有大量有机难降解的 酚类、双酚类污染物，毒性大、难处理。
此类工业废水处理的难点在于：可生化性很差，毒性大，有时呈强酸或强碱性。因此， 采用单一的生物法作为水处理工艺显然是不行的。若采用单一的物理化学方法则处理成本 极高，工程无法实施运行。因此，采用多种工艺组合是处理此类工业废水的唯一选择。在 现有技术中，多采用物理化学方法作为此类工业废水的预处理工艺，比如：絮凝沉淀法、 化学沉淀法、中和法、氧化还原法等。其中氧化还原法多采用臭氧氧化法、H2O2氧化法、 氯氧化法、湿式氧化法、光催化氧化法等。预处理的目的在于降低废水的毒性，提高废水 的可生化性，调节废水的酸碱性。然后再进入生物处理工艺。
传统的物理化学预处理方法仍然存在运行费用较高的缺点，从而阻碍了工程实施中的 推广。现行工艺中，催化铁内电解工艺是处理此类工业废水的一种新型预处理工艺，运行 费用远远低于传统的物理化学法。在专利CN02111901.5中有报道，其工作原理如下：
该方法利用原电池原理，通过催化反应还原难降解有机物：
阳极：
Fe-2e→Fe2+ (酸性废水或水溶液低氧化还原电位情况下)
Fe-3e→Fe3+ (中性和碱性废水或高氧化还原电位情况下)
阴极：有机难降解有机物+ne→易降解有机物
反应中，惰性电极阴极使用铜，同时不需要充氧，避免单质铁被分子氧的氧化，耗铁 量大大减小，可作为电子受体的有机物比例大大增加，能使更多种类的有机污染物得到还 原。
催化铁内电解法本质上是一种还原方法。该方法利用单质铁还原难生物降解的含有硝 基、亚硝基、偶氮基的化合物及一些卤代、碳双键等有机化合物，可大大提高它们的生物 降解性;还原后生成的亚铁、三价铁还有很好的混凝作用;废水经此方法处理后铁离子浓 度增大，pH值升高，可化学沉淀废水中的磷酸根，因此，还有较好的除磷效果。基于此原 理，催化铁内电解法常作为有机难降解工业废水的生化预处理工艺，在工艺流程中，催化 还原池常设置在生化池之前，催化还原池出水中含有大量铁离子，从而在生化池中可以促 进微生物的生长，改善活性污泥的活性，同时，铁的氢氧化物还能够絮凝沉淀污水中的磷 酸根，增加除磷的效果。因此，在工艺流程设计上，催化还原池设置在生化池之前不仅能 够提高废水的可生化性，而且能够促进生化池的生化效果，从而提高废水中污染物质的去 除效率，工艺流程如图1所示。
但是，当废水中含有大量悬浮物质和胶体，而且经过前端重力沉淀工艺无法去除时， 此类废水进入催化还原池，这些悬浮物和胶体将会裹附在铁滤料的表面;或者废水中含有 某些溶解性的复杂结构有机化合物，进入催化还原池后溶解性能发生变化，析出后呈胶体 状态黏附在铁滤料表面。若废水呈碱性，将会加剧铁滤料表面结垢现象的产生，严重阻碍 了铁、铜内电解反应的进行，从而影响了催化铁内电解工艺的水处理效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种根据进入催化还原池废水的水质情况，调整催化还原池在 水处理工艺中的布局，避免催化还原池中铁滤料结垢现象的产生的催化铁内电解池后置处 理废水的方法。
本发明提出的催化铁内电解池后置处理废水的方法是：对废水进行生化预处理过程 中，将催化铁内电解池置于生化池之后，废水依次经过生化池、沉淀池、催化铁内电解池、 混凝沉淀池，出水水质达到排放标准，其中，废水为含有悬浮固体SS≥100mg/L或废水中 pH值≥9.0中的1-2种。
由于废水中含有大量悬浮物质和胶体，经过重力沉淀仍无法去除，进入催化还原池， 由于内电解法处理废水过程中产生大量的Fe2+和Fe3+离子，水解生成的氢氧化合物胶体是 很好的絮凝剂，胶团结构可表示为：{m[Fe(OH)3]·nFeO+·(n-x)C-}x+·xC-，其中C是 为溶液中的阴离子。它能够和废水中的悬浮物质和胶体产生沉聚作用，裹附在铁滤料的表 面。
