申请日2018.07.11
公开(公告)日2018.11.23
IPC分类号C02F9/06; C02F101/34; C02F101/38
摘要
本发明公开了一种硝基苯类废水电化学深度处理的方法，该方法首先将硝基苯废水调节pH后进入电芬顿原理的电解槽内电解，加入氧化剂A后进行一级氧化反应，再调节pH，加入絮凝剂进行一级絮凝沉降，上清液调节pH后加入氧化剂B，进行二级氧化反应，再加入絮凝剂进行二级絮凝沉淀，最终出水达标排放。本发明的方法与传统的微电解‑化学芬顿相比，既可高效去除各项污染物，又大幅减少Fe2+、H2O2的用量和污泥的产量，进而大幅降低处理成本，并能使系统保持稳定、可控的运行。
权利要求书
1.一种硝基苯类废水电化学深度处理的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)电芬顿电解
调节硝基苯类废水的pH值至1～5，然后进入电芬顿原理的电解槽内电解;
2)一级氧化反应
向电解的废水中氧化剂A，进行一级氧化反应;
3)一级絮凝沉降
调节一级氧化的废水pH值至3～7，加入絮凝剂，混合均匀后进行一级絮凝沉降，得到下层污泥和一级上清液，下层污泥进入污泥处理系统处理;
4)二级氧化反应
调节一级上清液的pH值至7～9，加入氧化剂B，进行二级氧化反应;
5)二级絮凝沉降
向二级氧化的废水中加入絮凝剂，混合均匀后进行二级氧化沉降，得到下层污泥和二级上清液，其中，下层污泥进入污泥处理系统处理，二级上清液即达标排放。
2.根据权利要求1所述硝基苯类废水电化学深度处理的方法，其特征在于：所述步骤1)中，调节硝基苯类废水的pH值至2～3，每立方废水中，电芬顿原理的电解槽的投加电量为50～1000Ah/t。
3.根据权利要求1所述硝基苯类废水电化学深度处理的方法，其特征在于：所述步骤2)中，氧化剂A为质量分数为10～40%的双氧水;氧化剂A投加量为电解的废水总体积的0.01～1%。
4.根据权利要求1所述硝基苯类废水电化学深度处理的方法，其特征在于：所述步骤4)中，氧化剂B为有效氯质量分数为5～13%的次氯酸钠溶液，氧化剂B投加量为一级上清液总体积的0.01～1%。
说明书
硝基苯类废水电化学深度处理的方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理领域，具体涉及一种硝基苯类废水电化学深度处理的方法。
背景技术
硝基苯类化合物是染料、炸药等化工产品生产的原料。在生产硝基苯类化合物及其衍生物时，会不可避免地产生含硝基苯化合物的废水。硝基苯类化合物对微生物和人类具有较大的毒性。该类废水一般采用电化学、化学等方法预处理后，进入生化系统进行降解，但生化出水仍难以达标排放。
申请号为201010181115.7的中国发明专利公开了一种多相电催化氧化-Fenton耦合法降解硝基苯类废水的方法及其反应器，这种反应器由于电极间距大(4～8cm)，槽压高(20～40V)，且粒子电极和固体催化剂在曝气时会不断碰撞摩擦，形成碎屑随废水流失，导致运行效果很快变差，因此需要不断往电解槽中添加新的粒子电极和固体催化剂，不仅增加实际运行的操作难度，还提高了运行费用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种硝基苯类废水电化学深度处理的方法;该方法可直接将硝基苯废水生化出水处理至排放水平，且具有能耗低、操作简便的特点。
为实现上述目的，本发明所设计一种硝基苯类废水电化学深度处理的方法，包括以下步骤：
1)电芬顿电解
调节硝基苯类废水的pH值至1～5，然后进入电芬顿原理的电解槽内电解，在溶解出Fe2+同时将硝基苯类物质还原为苯胺类物质;所述电芬顿原理的电解槽采用的电极，阳极采用铁基电极，阳极可以产生Fe2+，阴极采用铁基、铜基、不锈钢或碳基电极，阴极可以将硝基苯类物质还原为苯胺类物质;
2)一级氧化反应
向电解的废水中氧化剂A，进行一级氧化反应;
3)一级絮凝沉降
调节一级氧化的废水pH值至3～7，加入絮凝剂，混合均匀后进行一级絮凝沉降，得到下层污泥和一级上清液，下层污泥进入污泥处理系统处理;
4)二级氧化反应
调节一级上清液的pH值至7～9，加入氧化剂B，进行二级氧化反应;
5)二级絮凝沉降
向二级氧化的废水中加入絮凝剂，混合均匀后进行二级氧化沉降，得到下层污泥和二级上清液，其中，下层污泥进入污泥处理系统处理，二级上清液即达标排放。
进一步地，所述步骤1)中，调节硝基苯类废水的pH值至2～3，每立方废水中，电芬顿原理的电解槽的投加电量为50～1000Ah/t。
再进一步地，所述步骤2)中，氧化剂A为质量分数为10～40%的双氧水;氧化剂A投加量为电解的废水总体积的0.01～1%。
再进一步地，所述步骤4)中，氧化剂B为有效氯质量分数为5～13%的次氯酸钠溶液，氧化剂B投加量为一级上清液总体积的0.01～1%。
本发明中，废水调节pH是为了给电解提供合适的反应条件。电芬顿电解槽内，电解时阳极产生Fe2+，阴极可将-NO2还原成-NH2。电芬顿电解槽产生的Fe2+，与加入的氧化剂A发生一级氧化反应，产生具有强氧化性的·OH，将经过阴极还原以及未被还原的硝基苯类有机污染物氧化降解。经过一级氧化反应的废水要通过一级絮凝沉降，将Fe3+去除。经过一级絮凝沉淀的废水，含苯环的有机污染物浓度大幅降低，此时剩余的污染物为苯环开环后的产物，因此再加入氧化剂B，可与一级沉降后残留的Fe2+发生二级氧化反应，进一步去除污染物，使其降至排放要求以下，再经过二级絮凝沉淀，去除Fe3+和固体悬浮物后，既可达标排放。
本发明的有益效果：
1.本发明采用电芬顿原料的电解槽电解，产生的Fe2+活性比外加Fe2+更好，因此相对于化学芬顿，最终铁泥的产量大幅减少，进而减少废水的处理成本。
2.本发明采用电芬顿电解槽电解，产生的Fe2+的量可以通过投加电量的值进行精确控制，投加电量是通过调节电流和废水流量精确控制的，而微电解产生的Fe2+难以控制，因此相对于微电解技术，工艺参数的控制更加简单、快捷。
3.本发明的方法中电芬顿电解槽内电解将硝基苯的-NO2还原成-NH2，对后续一级氧化和二级氧化非常重要，因为带的苯环相对于带的苯环电子云密度更大，·OH更容积进攻苯环，并将其破坏，提高了有机物的降解速率，减少了H2O2和Fe2+的需求量，进而大幅降低废水处理成本。
