CN102452753A - 一种含盐有机废水的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含盐有机废水的处理方法，包括：废水在电吸附装置中进行电吸附脱盐；电吸附脱盐后的废水在催化氧化反应器中进行催化氧化反应；催化氧化处理后的废水在絮凝沉降池中进行絮凝沉淀。本发明的方法降低了催化氧化步骤中的催化剂和氧化剂的消耗量，同时降低了絮凝废渣的生成量。采用本发明方法处理后的废水可以回用于循环冷却水。

Description

一种含盐有机废水的处理方法

技术领域

本发明涉及一种含盐有机废水的处理方法。

背景技术

近年来我国的水资源短缺和水环境恶化问题日益突出。节水减排是解决该问题的根本出路，因此得到了越来越广泛的关注。将污水处理后循环利用，不但可以节约大量的水资源，并且可以大幅度减少污水的排放，因此成为节水减排的重点。

对于含盐高的外排污水，通常先经过预处理降低废水的COD及其他杂质后，再经以反渗透、电渗吸、离子交换、电吸附等脱盐技术处理后才能回用于循环冷却水或者是锅炉用水。电吸附脱盐技术的基本原理是，原水从一端进入由两个电极板相隔而成的空间，从另一端流出。原水在阴、阳极之间流动时受到电场的作用，水中带电粒子分别向电性相反的电极迁移，被该电极吸附并储存在双电层内。同时，随着电极吸附带电粒子的增多，带电粒子在电极表面富集浓缩，从而使水中的溶解盐类、胶体颗粒及其带电物质滞留在电极表面，最终实现盐与水的分离，获得淡化的出水。

长期以来，难降解有机废水的处理一直是水处理技术中的难点，也是困扰世界各国环境界的重要难题。该类废水由于B/C比低、可生化性差，很难直接采用生化的方法处理，通过普通的过滤和絮凝等常规方法处理基本没有效果，而采用活性炭吸附等深度处理技术成本又过高，膜分离技术由于投资昂贵和膜污染等问题，在应用上也存在一定的难度。

近年来采用高级氧化技术处理低B/C比有机废水的研究取得了显著的进展，其中的催化氧化技术具有操作简单，反应快速等特点，因而得到了广泛的研究。如CN1724420A提出一种悬浮态光电催化氧化处理高盐采油废水的方法，CN16366893A提出一种用光助芬顿反应、絮凝和微生物降解联用处理废水的方法。然而，采用催化氧化技术处理某些有机废水时，氧化剂和催化剂的消耗量比较大，增加了处理废水的成本。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种含盐有机废水的处理方法，该方法采用电吸附和催化氧化处理含盐有机废水，不但可以明显改善废水水质，而且可以大幅度降低氧化剂和催化剂的用量。

本发明的方法包括：

(1)废水在电吸附装置中进行电吸附脱盐，电吸附模块的操作电压是0.01V-10V，废水在电吸附装置中的停留时间≥1分钟；

(2)电吸附处理后的废水在催化氧化反应器中进行催化氧化反应，催化氧化反应器中废水的pH值为1-7，废水在催化氧化反应器中的停留时间≥15分钟；

(3)催化氧化处理后的废水在絮凝沉降池中进行絮凝沉淀，絮凝沉淀池中废水的pH值为5-10，废水在絮凝沉淀池中的停留时间≥5分钟。

步骤(1)中，进入电吸附装置前，废水的电导率优选≥3000μs/cm，更优选≥5000μs/cm。

所述的电吸附装置属于现有技术，其核心部分是电吸附模块，电吸附模块由多对电极板并联而成(对电路而言)，电吸附模块的操作电压是指电极板之间的电压。本领域技术人员可根据需要，容易的自行建造或购买电吸附装置。

步骤(1)中，电吸附模块的操作电压优选为0.1V-5V，更优选为0.5V-2V。

步骤(1)中，电吸附模块的电极板的间距优选为0.5-100mm，更优选为2-50mm。

步骤(1)中，废水在电吸附装置中的停留时间优选为1-400分钟，更优选为3-100分钟。

步骤(2)中，催化氧化反应器中废水的pH值优选为2-6。

废水在催化氧化反应器中的停留时间优选为15-90分钟，更优选为40-60分钟。

步骤(2)中的催化剂是过渡金属离子Fe²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺、Ag¹⁺和Zn²⁺中的一种或几种。

步骤(2)中的氧化剂是双氧水、臭氧、次氯酸盐和过硫酸盐的一种或几种。

步骤(3)中，絮凝沉淀池中废水的pH值优选为6-9。

步骤(3)中，絮凝沉淀池中废水的停留时间优选为5-800分钟，更优选为10-480分钟。

步骤(1)中，电极是活性炭、活性碳纤维、碳气凝胶、化学修饰电极或碳纳米管，优选碳纳米管。

本发明还提供了上述方法处理后的废水的应用，将处理后的废水用于循环冷却水。

研究发现，催化氧化技术在处理含盐有机废水时，废水中的无机离子会与·OH发生反应，阻碍目标有机物的降解；并且无机离子会与催化剂发生复杂反应使其失去催化活性，降低处理效果；尤其在废水中的盐含量较高时，采用催化氧化技术处理有机物含量相近的废水，氧化剂和催化剂的消耗量是处理盐含量较低废水的几倍，大大增加了处理废水的成本。本发明采用电吸附和催化氧化的组合工艺，大幅度降低了催化氧化步骤中的催化剂和氧化剂的消耗量，同时由于催化剂用量的减少，使絮凝废渣的生成量减少，既降低了氧化剂和催化剂成本，又降低了絮凝废渣的处理成本。本发明的方法还降低了废水中的盐含量，可以将处理后的废水回用于循环水。另外，本发明还减少了废水中的弱酸、弱碱根含量，降低了其对废水的缓冲作用，从而减少了催化氧化和絮凝沉淀之前，调节废水pH值所消耗的酸碱量。

具体实施方式

以下通过实施例进一步说明本发明。实施例中，采用自制的电吸附模块进行电吸附处理，电吸附模块设有50对电极板，电极板尺寸为400mm×200mm×2mm(长×宽×厚)，电极板间距为8mm。

实施例1

处理某工厂反渗透浓水。废水的电导率为7300μs/cm，COD为120mg/L。操作条件确定为：采用碳纳米管电极，电吸附模块操作电压为1.5v，废水停留时间为18分钟；催化氧化反应器内进水pH值为5，采用硫酸亚铁为催化剂，双氧水为氧化剂，废水停留时间40分钟；絮凝池中废水进水pH为7，废水的停留时间为20分钟。试验结果见表1。

对比例1

采用实施例1的方法，只是不采用电吸附处理，实验结果见表1。

实施例2

处理某工厂循环水排污水。废水的电导率为5600μs/cm，COD为90mg/L。操作条件确定为：采用活性碳纤维做电极，电吸附模块操作电压为1v，废水停留时间为15分钟，催化氧化反应器内进水pH值为4，采用硫酸亚铁为催化剂，双氧水为氧化剂，废水停留时间50分钟，絮凝池中废水进水pH为7.5，废水的停留时间为30分钟，实验结果见表1。

对比例2

采用实施例2的方法，只是不采用电吸附处理，实验结果见表1。

通过表1可以看出，采用本发明中的处理方法处理废水，催化剂和氧化剂消耗量显著降低，且废水中的盐含量大为减少。

表1

Claims (16)

1.一种含盐有机废水的处理方法，包括：

(1)废水在电吸附装置中进行电吸附脱盐，电吸附模块的操作电压是0.01V-10V，废水在电吸附装置中的停留时间≥1分钟；

(2)电吸附处理后的废水在催化氧化反应器中进行催化氧化反应，催化氧化反应器中废水的pH值为1-7，废水在催化氧化反应器中的停留时间≥15分钟；

(3)催化氧化处理后的废水在絮凝沉降池中进行絮凝沉淀，絮凝沉淀池中废水的pH值为5-10，废水在絮凝沉淀池中的停留时间≥5分钟。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，进入电吸附装置前，废水的电导率≥3000μs/cm。

3.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，进入电吸附装置前，废水的电导率≥5000μs/cm。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，电吸附模块的操作电压是0.1V-5V。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，废水在电吸附装置中的停留时间为1-400分钟。

6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，废水在电吸附装置中的停留时间为3-100分钟。

7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，催化氧化反应器中废水的pH值为2-6。

8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，废水在催化氧化反应器中的停留时间是15-90分钟。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，废水在催化氧化反应器中的停留时间是40-60分钟。

10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中的催化剂是过渡金属离子Fe²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺、Ag²⁺和Zn²⁺中的一种或几种。

11.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中的氧化剂是双氧水、臭氧、次氯酸盐和过硫酸盐的一种或几种。

12.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，絮凝沉淀池中废水的pH值是6-9。

13.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，废水在絮凝沉淀池中的停留时间是5-800分钟。

14.按照权利要求13所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，废水在絮凝沉淀池中的停留时间是10-480分钟。

15.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，电吸附模块中的电极为活性炭、活性碳纤维、碳气凝胶、化学修饰电极或碳纳米管。

16.采用权利要求1-15所述方法处理后的废水的应用，其特征在于，将处理后的废水用作循环冷却水。