申请日2013.06.28
公开(公告)日2013.09.18
IPC分类号C02F1/72; C02F1/52; C02F1/66
摘要
本发明属于废水处理领域，公开了一种同步脱除废水COD和硬度的处理方法。该处理方法包含以下具体步骤：往废水中投加亚铁盐和过氧化氢，加酸控制pH为3～4进行反应;加入氢氧化钙使pH大于10，再加入碳酸钠搅拌，得到脱除COD和硬度的水。本发明通过Fenton法去除废水中COD，采用沉淀法去除硬度，利用沉淀法对COD脱除的吸附协同作用，使COD的脱除率大于常规Fenton氧化的脱除效率，高达86%，硬度的去除率高达96%。
权利要求书
1.一种同步脱除废水COD和硬度的处理方法，其特征在于包含以下具体步骤：往废水中投加亚铁盐和过氧化氢，加酸控制pH为3～4进行反应;加入氢氧化钙使pH大于10，再加入碳酸钠搅拌，得到脱除COD和硬度的水。
2.根据权利要求1所述的同步脱除废水COD和硬度的处理方法，其特征在于：所述的亚铁盐指硫酸亚铁和氯化亚铁中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的同步脱除废水COD和硬度的处理方法，其特征在于：所用亚铁盐的量为0.3～2.4g/L废水。
4.根据权利要求1所述的同步脱除废水COD和硬度的处理方法，其特征在于：所用过氧化氢和亚铁盐中亚铁离子的摩尔比为(0.5～2.5):1。
5.根据权利要求1所述的同步脱除废水COD和硬度的处理方法，其特征在于：所用氢氧化钙的量为1～6g/L废水。
6.根据权利要求1所述的同步脱除废水COD和硬度的处理方法，其特征在于：所用碳酸钠的量为2～7g/L废水。
7.根据权利要求1所述的同步脱除废水COD和硬度的处理方法，其特征在于：所述的亚铁盐指硫酸亚铁;所用亚铁盐的量为0.8～2g/L废水。
8.根据权利要求1所述的同步脱除废水COD和硬度的处理方法，其特征在于：所用过氧化氢和亚铁盐中亚铁离子的摩尔比为(1～2):1;所用氢氧化钙的量为2～6g/L废水 。
9.根据权利要求1所述的同步脱除废水COD和硬度的处理方法，其特征在于：所用碳酸钠的量为3～7g/L废水。
10.根据权利要求1所述的同步脱除废水COD和硬度的处理方法，其特征在于：所述反应的时间为30～90min;所述加酸指添加硫酸或盐酸。
说明书
一种同步脱除废水COD和硬度的处理方法
技术领域
本发明属于废水处理领域，特别涉及一种同步脱除废水COD和硬度的处理方法。
背景技术
芬顿(Fenton)是水处理高级氧化技术中的一种，是指H2O2在Fe2+的催化作用下产生具有强氧化性的羟基自由基·OH。·OH通过进攻C-H键、C-C键或C≡C键，使有机物发生断链或开环，而被迅速氧化分解的过程。该法效率高且无毒害，尤其在处理废水中难生物降解有机物方面具有突出优势，既可以将难生物降解有机物彻底氧化为CO2和H2O，从而降低污水的COD;也可以将难生物降解有机物部分氧化为易生物降解的小分子，含氧有机物(如醇、醛、酮、羧酸等)，从而提高污水的可生化性。常规Fenton的缺点在于：(1)Fenton反应后回调废水pH至中性，需投大量的碱性物质;(2)Fenton化学氧化在脱除COD和色度方面有效果，但脱除COD的效率仍可进一步提高，对硬度的脱除基本没有效果。
目前，国内外的文献对于Fenton氧化处理方法的报道主要集中在Fenton氧化技术的催化氧化技术方面的改进提高，采用类Fenton氧化技术减少Fenton氧化的药剂投加量，以及Fenton氧化与其他处理技术联用来处理废水方面。中国发明专利CN101254987公开的小水量难降解废水深度净化回用处理方法,加酸调整废水pH到3～5，进入喷动流化床反应塔先用微电解法处理该废水，再用光助芬顿催化氧化法处理，加碱调整废水pH到6.8～7.8，然后用强化絮凝法处理;再用微波催化氧化法处理;用UV光催化处理;澄清过滤器达到回用水质要求。处理过程相对复杂，酸和碱投加量大，运行成本高。因此，寻求一种Fenton氧化与其他处理技术联用来处理废水，进一步提高COD的脱除效率，减少酸碱药剂投加量的同时又能脱除废水硬度，降低运行成本，具有极佳的应用前景。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种同步脱除废水COD和硬度的处理方法。
本发明的目的通过下述方案实现：一种同步脱除废水COD和硬度的处理方法，包含以下具体步骤：往废水中投加亚铁盐和过氧化氢，加酸控制pH为3～4进行反应;加入氢氧化钙使pH大于10，再加入碳酸钠搅拌，得到脱除COD和硬度的水。
所述的亚铁盐指硫酸亚铁和氯化亚铁中的至少一种，优先选择硫酸亚铁。
所用亚铁盐的量为0.3～2.4g/L废水，优选为0.8～2g/L废水。
所用过氧化氢和亚铁盐中亚铁离子的摩尔比为(0.5～2.5):1，优选为(1～2):1。
所用氢氧化钙的量为1～6g/L废水，优选为2～6g/L废水。
所用碳酸钠的量为2～7g/L废水，优选为3～7g/L废水。
所述的加酸指添加硫酸或盐酸。
所述反应的时间为30～90min。
本发明的原理为：本发明通过Fenton法对废水中COD进行去除，加入氢氧化钙和碳酸钠，既调节pH，又利用絮凝沉降消除反应生成及废水中原有的金属离子，降低硬度。同时，该对生成金属离子的絮凝沉降作用又促进Fenton反应的进行，实现协同作用。往Fenton反应后水中加入氢氧化钙和碳酸钠，可使其中的钙、镁离子沉淀析出，同时也可使反应生成的Fe3+离子以沉淀形式析出，发挥吸附混凝的作用，进一步脱除废水中的COD和色度。所涉及到的化学方程式：2Fe3++3Ca(OH)2+3CO32-=2Fe(OH)3↓+3CaCO3↓ (1)Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3↓+2H2O (2)Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O (3)CaSO4+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4 (4)在沉降过程中，钙镁离子的沉淀对废水中的COD和有色物质亦能起脱除、吸附协同作用，因此促进COD的脱除效果，从而实现COD和硬度同步脱除的目的。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
(1)本发明通过Fenton法去除废水中COD，采用沉淀法去除硬度。在常规Fenton法中，在加碱回调pH到7～8时，Fenton反应后并不容易沉淀。而采用本发明，由于氢氧化钙和碳酸钠的调节作用，处理后的水pH会升高到10左右，在共沉淀的作用下，沉淀更彻底。
(2)本发明优于其他常规Fenton方法，常规Fenton法对废水的硬度几乎没有去除效果，本专利不需设二次沉淀，可通过一次沉淀即取得同步脱除COD与硬度的效果。解决了目前同类技术针对单一指标进行处理的劣势，使各技术的优化结合，取长补短，更加经济地实现废水处理。
(3)采用沉淀法去除硬度的同时，对COD脱除亦有吸附协同作用，使COD的去除率大于常规Fenton氧化的脱除效率，高达86%，硬度的去除率亦高达96%。
(4)该发明处理后的水脱除了大量金属离子，大幅度降低了硬度。此外，该发明处理后的水仍含有一定量的一价金属钠盐的盐度，可回用于一些需使用盐水的生产工艺中，可实现了盐的回用。
