一種高濃度苯酸酯類工業污水循環再利用處理方法
【專利摘要】一種高濃度苯酸酯類工業廢水循環再利用處理方法，屬于環境、化學化工技術領域，采用脈沖電絮凝方法，對加入了雙氧水的廢水處理2～3h后，再經納濾固液分離后，取得凈化后的水體。該工藝大大降低了廢水中苯酸酯類化合物物的含量以及COD值，使處理后的廢水滿足循環再利用的條件。
【專利說明】
一種高濃度苯酸酯類工業污水循環再利用處理方法
技術領域
[0001] 本發明屬于環境、化學化工技術領域，具體涉及一種高濃度苯酸酯類工業污水循 環再利用處理技術。
【背景技術】
[0002] 隨著社會的發展塑料、陶瓷、纖維、化妝品等的大規模生產和使用，其中作為這類 制品生產中必不可少的添加劑-苯酸酯類化合物的使用量也越來越大。研究表明，苯酸酯類 化合物屬于環境激素類化合物，和雌激素樣作用類似，可對人和其它動物的內分泌系統造 成嚴重影響，導致生殖、發育等的異常，同時大劑量的苯酸酯類化合物可導致人及其它動物 產生致畸、致癌以及致突變影響。所以控制環境中苯酸酯類化合物的含量已經成為目前環 境領域的研究難點與熱點。為了保護地球上生物生存所必須的水資源，制定經濟、有效的高 濃度苯酸酯類化合物污水水處理工藝技術已成為大勢所趨。
[0003] 目前，對于處理含苯酸酯類化合物污水比較有效的的一種方法就是生物降解。但 是，可降解苯酸酯類化合物的微生物的培養本身就是一個復雜的過程，另外一般工業廢水 要么顯強酸性，要么顯強堿性等等這一系列苛刻的客觀因素都使得用生物降解法除去苯酸 酯類化合物仍然處在實驗室階段，將其大規模應用于工業上去處理含高濃度苯酸酯類化合 物工業廢水仍然很難實現。氧化法、電解法、生物降解法、活性炭吸附等這些方法，從處理效 果上來看，單一的處理方法其效果是有限的，且實際應用也有困難，因此實際應用性強、處 理效果好才是處理高濃度苯酸酯類工業廢水的發展要求。目前針對高濃度苯酸酯類工業廢 水處理的報道大多還只是停留在單一的處理方法上，如:《活性炭吸附工業廢水中的領苯二 甲酸二丁酯(劉輝，方占強，曾寶強等，4種活性炭吸附典型內分泌干擾物DBP的特性華南師 范大學學報自然科學版，2008,4:87-93.)》，以及《利用微電解法處理廢水中的鄰苯二甲酸 酯(徐煥成等，鋁碳微電解法降解水中鄰苯二甲酸酯，化工環保，2014: 34(6).)》等這些都 是單一的處理技術，處理效率不高，且在實際工業應用中比較困難。
【發明內容】
[0004] 本發明目的是提出一種工藝流程簡單化、效率較高的濃度苯酸酯類工業廢水的處 理方法。
[0005] 本發明技術方案是：采用脈沖電絮凝方法，對加入了雙氧水的廢水處理2~3h后， 再經納濾固液分離后，取得凈化后的水體。
[0006] 本發明所指的高濃度苯酸酯類工業廢水的pH值為1~12，廢水中各物質含量特點 如下（單位:mg/L):
本發明將脈沖電絮凝以及自身芬頓處理技術有機結合起來，達到了通過控制脈沖電源 來對芬頓處理的控制，省略了人為配比添加 Fe2+的步驟，而且使絮凝程序一步完成，使整個 工藝流程簡單化但是效率更高，同時在絮凝完成后利用納濾技術對廢水進行處理，進一步 降低了廢水中苯酸酯類污染物的含量以及COD值，是處理后的廢水完全滿足循環再利用的 條件。
[0007] 本發明工作原理:采用脈沖電絮凝技術對加入了雙氧水的廢水進行處理，處理過 程中通過對脈沖電源的控制從而達到對電解液中Fe 2+含量的控制，因為在酸性條件下，H2O2 在Fe2+的存在下生成強氧化能力的羥基自由基· 0H，并引發更多的其他活性氧，以實現對有 機物的降解，其氧化過程為鏈式反應。其中以· OH產生為鏈的開始，而其他活性氧和反應中 間體構成了鏈的節點，各活性氧被消耗，反應鏈終止。這些活性氧僅供有機分子并使其礦化 為COdPH 2O等無機物，從而提高了廢水的可生化性。此外，Fe2+和Fe3+是良好的絮凝劑，特別 是新生的二價鐵離子具有更高的吸附-絮凝活性。
[0008] 本發明主要針對的高濃度苯酸酯類工業廢水的特點:檢測其COD值高達37000mg/L 左右，難降解苯酸酯類化合物含量高;尤其是生化性很差(B0D/C0D = 0.1-0.3)，屬典型難降 解工業廢水。根據此類廢水的特點，通過各廢水處理技術的協同作用來達到凈化此類工業 廢水的效果;從而開發出高效、清潔的處理含高濃度苯酸酯廢工業廢水的新工藝系統，探索 出高濃度苯酸酯廢水最佳預處理工藝路線，最終為此類高濃度苯酸酯工業廢水制定工藝可 行，工程應用經濟性最佳的預處理技術方案。
[0009] 進一步地，本發明先將廢水的pH值調整至1~2后再加入雙氧水。調節廢水的pH值 可使鐵離子變成氫氧化物的絮狀沉淀，吸附污水中的懸浮或膠體態的微小顆粒及有機高分 子，再經過納濾技術高效過濾，進一步降低廢水的色度，同時去除部分有機污染物質使廢水 得到凈化。本發明利用脈沖電原將絮凝技術和芬頓技術結合在了一起，最終通過納濾技術 的后處理，大大提高了處理效率。
[0010] 以氫氧化鈉水溶液或稀硫酸水溶液調整廢水的pH值。這兩種材料都是最常規的 酸、堿，用來調節廢水的酸堿環境節約成本。
[0011]用于加入的雙氧水的質量分數為30%~40%本發明的一大優點就是在脈沖電絮凝 的基礎上結合了自身芬頓處理方法去處理此類廢水，芬頓處理法的機理就是H2O2與Fe2+的 協同作用將難降解的有機物氧化為無機態，雙氧水濃度太高所對應的處理成本就會變高， 且高濃度的雙氧水具有一定的危險性，所以從經濟成本以及可操作性強等方面考慮選用了 質量分數為30%~40%的雙氧水是最佳的。
[0012] 所述雙氧水與廢水的混合體積比為1~3.5:10 0。雙氧水與廢水的混合體積比為1 ~3.5:100的條件是在選用了質量分數為30%~40%的雙氧水這個基礎上得出的結果，通過 實驗進一步證明了 ：①當雙氧水的體積低于上述范圍內時此類廢水的凈化效果大約只有 90%左右。②當雙氧水的體積在上述范圍內時此類廢水的凈化效果可以提高到97-98%左右。 ③當雙氧水的體積高于上述范圍內時此類廢水的凈化效果依然維持在97-98%左右，且當雙 氧水的體積比過大本身就會將廢水進行稀釋這就為后續的測量帶來了不便。所以綜合考慮 選用上述混合體積比。
[0013]所述脈沖電絮凝方法中，以鐵和石墨為電極材料，電源頻率為0.8~1.5KHZ。采用 以上具體參數、材料的設計出發點是:①芬頓處理法的機理就是H2O2與Fe2+的協同作用將難 降解的有機物氧化為無機態，所以Fe2+的存在以及如何存在是本發明的一大優點所在。本發 明以鐵作為陽極材料在通電的條件下不僅為絮凝作用提供了良好的絮凝劑Fe2+，而且也為 芬頓作用提供了必須要的Fe 2+，這中間省去了人為添加 Fe2+的需求。（在后面的具體實施方 案里面也比較了鐵電極和鋁電極的處理效果，結果顯示鐵電極要好于鋁電極。）②因為所用 的電源是脈沖電源，所以電源頻率的可控性是它的一大優點所在，我們實驗所用儀器的電 源頻率可控范圍是0.01-4.OKHz，經過實驗我們得到：在其它反應條件相同的條件下，①電 源頻率在〇. 〇 1~〇. 8KHz之間時苯酸酯類化合物以及COD的去除率最高只能達到86.5%左右。 ②電源頻率在0.8~1.5KHz之間時苯酸酯類化合物以及COD的去除率會有個突然的增加，可 達到97.0~98%%左右。③電源頻率在1.5~4. OKHz之間時苯酸酯類化合物以及COD的去除率 雖然可以維持在97.0%左右，但是考慮到頻率越高耗能越大，所以綜合考慮選用電源頻率為 0.8~1.5KHz。 具體實施方案
[0014] 為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的 內容不僅僅局限于下面的實施例。
[0015] 某化工企業一類型含高濃度苯酸酯類化合物(鄰苯二甲酸二乙酯-DEP)廢水:原廢 水的指標為CODcr:15000mg/L;DBP:4500 mg/L;pH = 4.0。
[0016] 先采用氫氧化鈉溶液或稀硫酸溶液將廢水原液的pH值調整至1~2,按廢水體積的 1%~3.5%加入質量分數為30%~40%的雙氧水。然后再進行以下處理： 以鐵和石墨做電極對廢水進行脈沖電絮凝技術處理，電解時間為2~3小時，電源頻率 控制在0.8~1.5KHz。
[0017]脈沖電絮凝技術處理后，經納濾技術過濾，取得濾過水體，即完成廢水處理，檢測 處理后廢水的COD，苯酸酯類化合物值，如下表：
對比例3:
通過以上實施例，可以得到以下結論： 1、針對此類高濃度苯酸酯廢水的水質特性，利用脈沖電絮凝技術和自身芬頓技術再加 以最后的納濾處理工藝單元的有機組合，特別是利用各單元工藝連續性協同作用，具有處 理高效、基本無藥劑添加以及處理成本低的特點。
[0018] 3、流程短、操作簡單、水質優、泥量少:羥基自由基氧化性強、無選擇性，反應迅速， 工藝流程短，停留時間少，占地面積小；苯酸酯類化合物被氧化分解，大部轉化成無害的 CO2、水等，分解率高，污泥量少，高效清潔，無二次污染。
[0019] 3、通過以上實施例工藝流程最終廢水COD和苯酸酯類化合物的除去率分別可以達 到98.7%和98.3%，相較其他處理技術處理效果明顯更好，且處理后的廢水已達到了循環再 利用的條件。
【主權項】
1. 一種高濃度苯酸酯類工業廢水循環再利用處理方法，其特征在于采用脈沖電絮凝方 法，對加入了雙氧水的廢水處理2~3h后，再經納濾固液分離后，取得凈化后的水體。2. 根據權利要求1所述高濃度苯酸酯類工業廢水的處理方法，其特征在于先將廢水的 pH值調整至1~2后再加入雙氧水。3. 根據權利要求2所述高濃度苯酸酯類工業廢水的處理方法，其特征在于以氫氧化鈉 水溶液或稀硫酸水溶液調整廢水的pH值。4. 根據權利要求1所述高濃度苯酸酯類工業廢水的處理方法，其特征在于用于加入的 雙氧水的質量分數為30%~40%。5. 根據權利要求4所述高濃度苯酸酯類工業廢水的處理方法，其特征在于所述雙氧水 與廢水的混合體積比為1~3.5:100。6. 根據權利要求1或2或3或4或5所述高濃度苯酸酯類工業廢水的處理方法，其特征在 于所述脈沖電絮凝方法中，以鐵和石墨為電極材料，電源頻率為〇. 8~1.5KHz。
【文檔編號】C02F9/06GK105923859SQ201610479307
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月28日
【發明人】劉天晴, 汪濤, 王元有, 周國強, 郭靜
【申請人】揚州大學