申请日2020.12.22
公开（公告）日2021.04.13
IPC分类号C02F9/10; C02F101/30
摘要
本发明涉及污水催化处理技术领域，具体地，涉及一种高浓度有机废水处理方法及装置。针对现有技术中有机废水处理方法工艺复杂，使用时催化条件要求高，对高浓度有机废水处理能力低，且当有机废水中固废含量少导致的不能形成碳球的技术问题，本方案的高浓度有机废水处理方法，在待处理有机废水中取出少量形成碳球结构，再采用质量分数1～5％的有机酸和质量分数2～10％的金属盐溶于硫酸溶液作为催化剂，于密闭容器中，搅拌加热，工艺简单，使用条件宽泛，在纯液体高浓度有机废水的处理中效果优异。本方案还提供了一种高浓度有机废水处理装置，可在同一装置中处理含高浓度有机物的废水，占地面积小，显著提高了效率和效益。
权利要求书
1.一种高浓度有机废水处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：在总量中取少量待处理有机废水预热，得预热液；在余量的有机废水中加入无机酸预热，得预处理液；
步骤2：所述预热液中加入固体残渣和金属无机盐后继续预热，得种子液；
步骤3：将所述种子液和预处理液混匀，加入催化剂；置于密闭反应器中，搅拌，加热。
2.根据权利要求1所述的一种高浓度有机废水处理方法，其特征在于：所述催化剂的制备方法为将质量分数1～5％的有机酸和质量分数2～10％的金属盐溶于硫酸溶液。
3.根据权利要求2所述的一种高浓度有机废水处理方法，其特征在于：所述有机酸为小分子有机酸。
4.根据权利要求2所述的一种高浓度有机废水处理方法，其特征在于：所述小分子有机酸为乙酸或柠檬酸中的一种或两种。
5.根据权利要求2所述的一种高浓度有机废水处理方法，其特征在于：所述金属盐为铁盐、铝盐、镁盐、铜盐或锌盐中的一种或几种。
6.根据权利要求2所述的一种高浓度有机废水处理方法，其特征在于：所述硫酸溶液的质量分数为20～98％。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种高浓度有机废水处理方法，其特征在于：步骤1中取有机废水总量的1/10～1/15制备所述预热液。
8.根据权利要求7所述的一种高浓度有机废水处理方法，其特征在于：所述固体残渣为厨余垃圾。
9.一种高浓度有机废水处理装置，用于实施权利要求1-8任一项所述的高浓度有机废水处理方法，其特征在于：包括装置本体，所述装置本体由第一隔板(6)和第二隔板(7)分割成三个腔室，所述三个腔室分别用来制备预热液、种子液和预处理液；第一隔板(6)和第二隔板(7)上设孔，第一隔板(6)和第二隔板(7)的孔上分别设有第一盖板(4)和第二盖板(5)，用以对孔进行开合。
10.根据权利要求9所述的一种高浓度有机废水处理装置，其特征在于：装置本体中心轴处设有转动杆(3)，所述转动杆(3)穿过装置本体顶面、第一隔板(6)和第二隔板(7)的中心点，转动杆(3)顶部设有从动轮(2)；第一隔板(6)和第二隔板(7)能随着转动杆(3)的转动而转动。
说明书
一种高浓度有机废水处理方法及装置
技术领域
本发明涉及污水催化处理技术领域，具体地，涉及一种高浓度有机废水处理方法及装置。
背景技术
水中的各种污染物中，有机污染物，尤其是高浓度的有机污染物，不仅在水中存在时间长、迁移范围广，而且危害大、处理难度大，一直是环保领域的一个难题。高浓度有机废水具有以下特点：
(1)有机物浓度高。高浓度有机废水中有机物含量大，如制药废水、纺织、印染废水、焦化废水、石油/化工废水等，其主要生产工段的出水COD浓度一般均在3000mg/L以上。
(2)有机物中的生物难降解物种类多比例高。高浓度有机废水中往往含有较高浓度的生物难降解物，部分工业废水中有毒有害物质含量大，种类复杂，处理难度更大。如在典型的焦化废水中，除含有较高浓度的氨氮外，还有苯酚、酚的同系物以及萘、蒽、苯并芘等多环类化合物，及氰化物、硫化物、硫氰化物等。
(3)水质变化波动大。高浓度有机废水从车间排水状况来看，流量、浓度、成分等水质都会随着车间生产情况的变化而变化波动，所排放的废水水质变化极其不稳定，为后续处理工艺增加了不少难度。
高浓度有机废水处理技术主要包括生物处理技术、化学处理技术和物化处理技术三大类。其中生物处理技术是废水净化的主要工艺。随着工业的发展和人们对环境要求的不断提高，生物处理技术的不足就逐渐显现出来，如难降解有机物的去除、水体的富营养化、高浓度高COD工业废水的治理都是生物处理技术已面临的难题。而水热碳化可以处理生化法难以处理的高浓度有机废水，具有显著的优势：化学反应主要为脱水过程，废弃生物质中碳元素固定效率高；水热碳化保留了大量废弃生物质中的氧、氮元素，碳化物表面含有丰富的含氧、含氮官能团，可应用于多种领域；处理设备简单、操作方便、应用规模可调节性强。
中国专利授权公告号CN109647413B，发明名称为“催化过硫酸盐处理有机废水的负载型金属催化剂及其制备”，公开了一种高效催化过硫酸盐处理难降解有机废水的负载型金属催化剂及其制备方法。其化学式表达为CuOMO@Fe3O4，其以过渡金属氧化物Fe3O4为载体，在该载体表面通过共沉淀法负载金属氧化物CuO和非氧化还原金属氧化物MO，其中M为非氧化还原金属。该方案不仅催化剂制备工艺复杂，且处理时对有机废水的pH要求较高，对高浓度有机废水的处理能力有限。
发明内容
1、要解决的问题
针对现有技术中有机废水处理方法工艺复杂，使用时催化条件要求高，对高浓度有机废水处理能力低，且当有机废水中固废含量少导致的不能形成碳球的技术问题，本方案的高浓度有机废水处理方法，在待处理有机废水中取出少量形成碳球结构，再采用质量分数1～5％的有机酸和质量分数2～10％的金属盐溶于硫酸溶液作为催化剂，于密闭容器中，搅拌加热，工艺简单，使用条件宽泛，在纯液体高浓度有机废水的处理中效果优异。本方案还提供了一种高浓度有机废水处理装置，可在同一装置中处理含高浓度有机物的废水，占地面积小，显著提高了效率和效益。
2、技术方案
为达到上述目的，提供的技术方案为：
本发明的一种高浓度有机废水处理方法，包括以下步骤：
步骤1：在总量中取少量待处理有机废水预热，得预热液；在余量的有机废水中加入无机酸预热，得预处理液；
步骤2：所述预热液中加入固体残渣和金属无机盐后继续预热，得种子液；
步骤3：将所述种子液和预处理液混匀，加入催化剂；置于密闭反应器中，搅拌，加热。
进一步的，所述催化剂的制备方法为将质量分数1～5％的有机酸和质量分数2～10％的金属盐溶于硫酸溶液。
进一步的，所述有机酸为小分子有机酸。
进一步的，所述小分子有机酸为乙酸或柠檬酸中的一种或两种。
进一步的，所述金属盐为铁盐、铝盐、镁盐、铜盐或锌盐中的一种或几种。
进一步的，所述硫酸溶液的质量分数为20～98％。
进一步的，步骤1中取有机废水总量的1/10～1/15制备所述预热液。
进一步的，所述固体残渣为厨余垃圾。
一种高浓度有机废水处理装置，用于实施所述的高浓度有机废水处理方法，包括装置本体，所述装置本体由第一隔板和第二隔板分割成三个腔室，所述三个腔室分别用来制备预热液、种子液和预处理液；第一隔板和第二隔板上设孔，第一隔板和第二隔板的孔上分别设有第一盖板和第二盖板，用以对孔进行开合。
进一步的，装置本体中心轴处设有转动杆，所述转动杆穿过装置本体顶面、第一隔板和第二隔板的中心点，转动杆顶部设有从动轮；第一隔板和第二隔板能随着转动杆的转动而转动。
3、有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的一种高浓度有机废水处理方法，在待处理有机废水中取出少量废水，加入金属无机盐和固体残渣形成碳球结构的种子液，再结合质量分数1～5％的有机酸和质量分数2～10％的金属盐溶于硫酸溶液作为催化剂，于密闭容器中，搅拌加热，工艺简单，使用条件宽泛，固体残渣使用厨余垃圾，废物利用。在纯液体高浓度有机废水的处理中效果优异，适用于制药废水、食用油生产废水或大蒜废水等高浓度难降解有机废水的处理，相较于现有技术中的高浓度有机废水催化剂在纯液体有机废水中更容易形成碳球，处理效果优异。
(2)本发明的一种高浓度有机废水处理装置，装置本体被第一隔板和第二隔板分割成三个腔室，所述三个腔室分别用来制备预热液、种子液和预处理液，可在同一装置中同步加热处理，占地面积较小，无需处理步骤之间通过管道转换，增加安全隐患和污水留置，极大地节约了成本。针对有机废水中含有较高浓度的生物难降解物，其可生化性教差，甚至具有生物毒性，大从而使得有机物不能快速的降解，本申请使难降解有机物经过一系列复杂反应而转化成小分子化合物，提高其可生化性，甚至使其完全降解。本申请还可根据需要，如根据不同产业工艺的生产工段排水的水质或水量随时间的波动性，安装处理量适宜的相应装置于该工段，具有很好的灵活性和机动性。
（发明人：张青;方降龙;孔殿超;张强;董献彬;张勋;杜广礼;吕冰倩）
