申请日2006.04.07
公开(公告)日2008.07.02
IPC分类号C02F1/28; C02F1/34; C02F1/72
摘要
一种用粉煤灰降解有机废水的方法。其步骤是：a.将粉煤灰与废水充分混合，其质量比为0.8%～1.5%;b.调节废水混合液的酸度，把pH值控制在1～4之间;c.在废水混合液中加入过氧化氢，以使其与粉煤灰中的可溶性金属离子形成类Fenton试剂;d.让废水混合液在3～5min内通过有微波场的玻璃或陶瓷管道;e.最后过滤、沉淀、检测，收集含污染物的粉煤灰，排放或循环利用已处理水。本发明利用了粉煤灰中含有的三氧化二铁等过渡金属氧化物，使与过氧化氢形成类Fenton试剂;粉煤灰的多孔结构能对微波能进行良好吸收，在微波促进下，能对有机物进行吸附-催化氧化，达到深度氧化处理的目的;提高了对COD的去除率;节约了生化池的设置，降低了废水处理成本。
权利要求书
1.一种用粉煤灰降解有机废水的方法，该方法采用粉煤灰作为废水中有机物的吸附剂， 其特征在于，该方法包括以下步骤：
a、将粉煤灰与废水充分混合，粉煤灰与废水的质量比为0.8%～1.5%;
b、调节废水混合液的酸度，把pH值控制在1～4之间;
c、在废水混合液中加入过氧化氢，其加入量为废水混合液质量的0.25%～0.4%，
以使其与粉煤灰中的可溶性金属离子形成类Fenton试剂;
d、让废水混合液通过有微波场的玻璃或陶瓷管道，每一质点通过管道的时间3～ 5min;微波频率为2000～2800MHz，功率600～1000W;
e、最后，过滤、沉淀、检测，收集含污染物的粉煤灰，排放或循环利用已处理水。
2.根据权利要求1所述的用粉煤灰降解有机废水的方法，其特征在于：
在步骤a中，粉煤灰与废水的质量比为1%～1.2%;
在步骤b中，pH值为2～3;
在步骤c中，加入的过氧化氢量为废水混合液质量的0.25%～0.35%;
在步骤d中，废水混合液的每一质点通过管道的时间4～5min，微波功率600～800W。
3.根据权利要求2所述的用粉煤灰降解有机废水的方法，其特征在于：
在步骤a中，粉煤灰与废水的质量比为1%;
在步骤b中，pH值为3;
在步骤c中，加入的过氧化氢量为废水混合液质量的0.3%;
在步骤d中，废水混合液的每一质点通过管道的时间5min;微波频率为2450MHz，功率 800W。
4.根据权利要求1或3所述的用粉煤灰降解有机废水的方法，其特征在于：从把粉煤 灰与废水混合开始，到步骤e的过滤工序之前，均有搅拌装置在混合过程中和对混合液进行 搅拌。
说明书
一种用粉煤灰降解有机废水的方法
技术领域
本发明涉及一种有机废水(污水)的处理方法，尤其涉及利用粉煤灰吸附降解废水中有机 物的方法。
背景技术
粉煤灰为球形或微珠的集合体，直径1μm～100μm，比重在2.02～2.56之间，CaO和 Fe2O3含量增加，比重增加，而未燃烬炭量增加时比重会减少。粉煤灰的白度为26～66，受 制于Fe2O3的含量。BET比表面积波动于0.7m2/g～36.6m2/g，受未燃烬炭的影响，并随未燃 烬炭量的增加而增加。完全脱炭的粉煤灰的BET比表面积为0.5m2/g～1.5m2/g。粉煤灰中 SiO2，Al2O3，Fe2O3三种成份占70%以上，CaO和MgO的含量随原煤的组成和产出时代不同而 变化，一般在0.2%～10%之间变动。粉煤灰主要由非晶态玻璃相构成，结晶矿物包括石英、 莫来石、赤铁矿、磁铁矿、石灰和石膏。其中，石英为主要结晶相，而莫来石的形成与原煤 中硅、铝矿物(如高岭石)的热分解有关。粉煤灰中矿物状态的构成比率受炭质和燃烧冷却条 件控制，其pH值可以从弱酸性向强酸性过渡。
我国是世界上最大的产煤国和耗煤国，燃煤占了我国能源结构的70%，2000年己达1.6 亿吨，为处置这些粉煤灰而建的储灰场占据了大量的土地与消耗了大量的水，且目前我国粉 煤灰的利用率只有30%，大部分集中在建筑材料方面。因此，怎样处置粉煤灰、提高它的利 用率对我国而言是一个重要的问题。粉煤灰是我国排放量最大的一种工业固体废物，对环境 和人体造成了很大的危害，因此我国己决定把粉煤灰的综合利用作为固体废物利用的突破 口。目前我国粉煤灰的排放与利用特征是：排放量大、综合利用率低。粉煤灰综合利用率在 25%～30%，绝大部份集中在建筑和建材行业，高附加值的利用率较少。
例如，公开号为CN1273944A的中国专利将粉煤灰堆存作为渗滤床和氧化床，使废水和 污水收到粉煤灰的渗滤、吸附和阳光、空气的生物氧化分解净化。公开号为CN1064664A的 中国专利将焦化厂的含有氰化物、硫化物、油、酚等污染物的焦化废水先经生化处理，再以 粉煤灰作为吸附剂，采用管道化的灰水浆态床吸附，固液分离后，含污染物的粉煤灰用于烧 制内燃砖;水再经化学处理及焦渣过滤后，作为循环水的补充水予以利用。这些利用粉煤灰 对有机污染物只进行吸附作用，没有对有机物进行深度氧化处理，且处理废水的技术成本比 较高。
发明内容
本发明的目的是，针对现有技术的不足，提供一种能以粉煤灰作为吸附剂和催化剂的、 对有机物进行高效、深度氧化处理的有机废水的方法。
为达发明目的，提供了这样一种用粉煤灰降解有机废水的方法。该方法也是采用粉煤灰 作为废水中有机物的吸附剂。与现有采用粉煤灰作为吸附剂的方法相比，不同的步骤是：
a、将粉煤灰与废水充分混合，其粉煤灰与废水的质量比为0.8%～1.5%;
b、调节废水混合液的酸度，把pH值控制在为1～4之间;
c、在废水混合液中加入过氧化氢，其加入量为废水混合液质量的0.25%～0.4%，以 使其与粉煤灰中的可溶性金属离子形成类Fenton试剂;
d、让废水混合液通过有微波场的玻璃或陶瓷管道，该废水混合液中的每一质点通过管 道的时间3～5min;微波频率为2000～2800MHz，功率600～1000W;
e、最后，过滤、沉淀、检测，收集含污染物的粉煤灰，排放或循环利用已处理水。
本发明的优越性如下：
与现有的采用粉煤灰作为吸附剂的方法相比较。由于本发明巧妙且合理地利用了粉煤灰 中含有的三氧化二铁等过渡金属氧化物。在酸性条件下，这些过渡金属氧化物部分溶解生成 过渡金属离子。过渡金属离子能与过氧化氢形成类Fenton试剂，产生了氧化性极强的羟基 自由基。在微波的促进下，更能深度氧化废水中的有机物，提高了过氧化氢的利用效率。与 现有的采用粉煤灰作为吸附剂的方法相比较，本发明不但因能对有机物进行深度氧化处理、 而使降解有机废水的处理能力大大增强，并且由于减少了生化处理过程而使得处理效率有了 极大的提高;同时还节约了生化池的设置，降低废水的处理成本。
进一步讲，在本发明中，粉煤灰又作为一种催化剂被利用。与另外现有的微波催化降解 有机化合物的方法相比较，粉煤灰比硫酸铁等其它作为化工产品的催化剂的来源更广泛，成 本更低廉。因为，粉煤灰作为多孔结构材料，不但能吸附废水中的有机物，也能吸收微波能， 使有机物能在粉煤灰上集中处理;而用微波加热，无温度梯度、热量利用率高、反应迅速。 本发明用微波加热、促进后，能在粉煤灰内部形成一些“热点”，极大地提高了吸收微波能 的效率，产生羟基自由基的效率高，矿化、降解有机物彻底。
总之，本发明为实现粉煤灰的综合利用和高效、快速地降解有机废水，并实现废水的资 源化利用提供了一种有广阔前景的方案。
下面结合附图和实施具体实施方式，对本发明作进一步的说明。
