申请日2017.12.11
公开(公告)日2018.05.15
IPC分类号C02F1/461
摘要
本发明公开了一种用于废水处理的通臭氧的铁碳微电解工艺，包括以下步骤：S1、用酸溶液/碱溶液将废水的pH调节到2～9;S2、将S1中pH为2～9的废水过滤后输送到铁碳微电解反应器中，向铁碳微电解反应器中通入臭氧，反应1h～3h后，将废水排出铁碳微电解反应器;S3、将S2中从铁碳微电解反应器中输出的废水输送到中和沉淀池中进行沉淀。与现有技术相比，本发明的有益效果是提高了对废水中有机物的处理能力，较好的克服了返色现象，拓宽了进入铁碳微电解反应器内废水的pH范围，减少酸碱用量，减少中和沉淀污泥的产生量，降低废水处理综合成本。
权利要求书
1.一种用于废水处理的通臭氧的铁碳微电解工艺，其特征在于，包括如下步骤;
S1、用酸溶液/碱溶液将废水的pH调节到2～9;
S2、将S1中pH为2～9的废水过滤后输送到铁碳微电解反应器中，向铁碳微电解反应器中通入臭氧，反应1h～3h后，将废水排出铁碳微电解反应器;
S3、将S2中从铁碳微电解反应器中输出的废水输送到中和沉淀池中进行沉淀。
2.如权利要求1所述的一种用于废水处理的通臭氧的铁碳微电解工艺，其特征在于，所述S1中废水的pH值为4～5。
3.如权利要求1所述的一种用于废水处理的通臭氧的铁碳微电解工艺，其特征在于，所述S1中的酸溶液为4.5mol/L～9.2mol/L的硫酸溶液，碱溶液是质量份数为15%～30%的氢氧化钠溶液。
4.如权利要求1所述的一种用于废水处理的通臭氧的铁碳微电解工艺，其特征在于，所述S2中每立方米废水的臭氧添加量为8g～10g。
5.如权利要求1所述的一种用于废水处理的通臭氧的铁碳微电解工艺，其特征在于，所述铁碳微电解反应器包括反应罐(1)，所述反应罐(1)内部从下向上依次设置有用于接入废水的进水管(2)、用于接入臭氧的进气管(3)、布水布气板(4)、多孔支撑板(5)和反应室(12)，所述反应室(12)内盛放有铁碳填料层(6)，所述反应罐(1)的顶端开设有排气口(11)，所述反应罐(1)侧壁的上端且在反应室(12)的上方设置有溢水槽(7)和出水管(8)，所述反应罐(1)侧壁的下端且在进水管(2)的下方设置有排空管(10)，所述反应罐(1)侧壁上设置有与反应室(12)相连通的观察口(9)。
6.如权利要求5所述的一种用于废水处理的通臭氧的铁碳微电解工艺，其特征在于，所述铁碳填料层(6)为铁屑和碳粒的混合物。
7.如权利要求6所述的一种用于废水处理的通臭氧的铁碳微电解工艺，其特征在于，所述铁屑和碳粒的质量比为1：2～3。
说明书
一种用于废水处理的通臭氧的铁碳微电解工艺
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，特别涉及一种用于废水处理的通臭氧的铁碳微电解工艺。
背景技术
铁碳微电解法又称内电解法、铁碳法、铁屑过滤法、零价铁法等，广泛用于农药、医药、染料等高浓度有机废水处理。铁碳微电解法研究始于20世纪60年代，该法主要是应用金属腐蚀原理所组成的微电池对废水进行处理。20世纪70年代，前苏联科学家将铁屑用于印染废水处理，20世纪80年代引入我国。最初的铁碳微电解工艺是一种利用铁屑和碳粒在废水(酸性溶液)中形成原电池进行废水处理的方法，阳极反应为Fe→Fe2++2e，且标准电极电位E0=-0.44V;阴极反应为H2→2H++2e，且标准电极电位E0=0.00V，所以最初的铁碳微电解工艺的电动势ε=+0.44V。
后来进行了改进，在铁碳微电解反应器中通入空气，是一种让铁屑和碳粒在溶解氧较高的酸性废水中形成原电池进行废水处理的方法，阳极反应为Fe→Fe2++2e，且标准电极电位E0=-0.44V，阴极反应为2H2O→O2+4H++4e，且标准电极电位E0=+1.23V，所以改进后的铁碳微电解工艺的电动势ε=+1.67V。这种改进后的铁碳微电解工艺是目前普遍使用的方法，虽然这种工艺相较于最初的铁碳微电解工艺提高原电池的电动势，减少填料板结现象，提高废水处理效果，但是这种改进后的铁碳微电解工艺仍然存在问题：电动势仍需提高;废水中有很多有机物不能被处理;要求废水在较低的pH值(1～3)下工作，且调节pH值使用的酸、碱量较大;溶解的铁较多;中和沉淀后还产生大量的物化污泥，处理成本高;出水中铁以Fe2+形态存在，中和后形成Fe(OH)2沉淀，其在6≤pH<9时很难沉淀完全，在溶解氧的作用下，缓慢地转变为Fe(OH)3，出现返色现象。
发明内容
本发明的目的在于，针对改进后的铁碳微电解反应工艺中存在的上述问题，提供一种用于废水处理的通臭氧的铁碳微电解工艺。本发明是对现有的铁碳微电解工艺的改进，改通空气为通臭氧，是一种让铁屑和碳粒在溶解臭氧较高的废水中形成原电池进行废水处理的方法。
为了实现上述目的，本申请采用的技术方案为：一种用于废水处理的通臭氧的铁碳微电解工艺，包括如下步骤;
S1、用酸溶液/碱溶液将废水的pH调节到2～9;
S2、将S1中pH为2～9的废水过滤后输送到铁碳微电解反应器中，向铁碳微电解反应器中通入臭氧，反应1h～3h后，将废水排出铁碳微电解反应器;
S3、将S2中从铁碳微电解反应器中输出的废水输送到中和沉淀池中进行沉淀。
进一步的，所述S1中废水的pH值为4～5。
进一步的，所述S1中的酸溶液为4.5mol/L～9.2mol/L的硫酸溶液，所述碱溶液是质量份数为15%～30%的氢氧化钠溶液。
进一步的，所述S2中每立方米废水的臭氧填加量为8g～10g。
进一步的，所述铁碳微电解反应器包括反应罐，所述反应罐内部从下向上依次设置有用于接入废水的进水管、用于接入臭氧的进气管、布水布气板、多孔支撑板和反应室，所述反应室内盛放有铁碳填料层，所述反应罐的顶端开设有排气口，所述反应罐侧壁的上端且在反应室的上方设置有溢水槽和出水管，所述反应罐侧壁的下端且在进水管的下方设置有排空管，所述反应罐侧壁上设置有与反应室相连通的观察口。
进一步的，所述铁碳填料层为铁屑和碳粒的混合物。
进一步的，所述铁屑和碳粒的质量比为1：2～3。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)进一步提高原电池的电动势;
(2)向废水中通臭氧，导致铁屑和碳粒不仅在酸性废水中能够形成原电池，而且在中性或弱碱性的废水中也能够形成原电池，进而对废水进行处理，这样就扩大了进入铁碳微电解反应器中的废水的pH范围，同时也降低了调节废水的pH所要使用的酸碱用量;
(3)Fe2+被臭氧氧化成Fe3+后，降低了微电解反应器出水中和沉淀的pH值，减少了中和沉淀中物化污泥的产生量，降低废水处理综合成本;还能够确保沉淀出水不返色，进一步提高废水处理效果。
