申請日2014.02.10

　　公開(公告)日2015.08.05

　　IPC分類號C02F9/04

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種處理含酚廢水的方法，其方法為：第一步、化學(xué)絮凝;第二步、改進(jìn)零價鐵-Fenton體系反應(yīng);第三步、二次絮凝;第四步、活性炭吸附;本發(fā)明的有益效果：以零價鐵-Fenton體系反應(yīng)為核心，與無機絮凝，活性炭聯(lián)用，能夠有效處理濃度高，毒性大，難生化降解的含酚廢水;用料少，成本低，操作簡單，處理效果好。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種處理含酚廢水的方法，其特征在于：其方法如下所述：

　　第一步、化學(xué)絮凝：調(diào)節(jié)廢水水樣pH值至5-9，加入質(zhì)量濃度為10%的聚 合AlCl3溶液，以質(zhì)量濃度為0.1%的聚丙烯酰胺溶液為助凝劑進(jìn)行絮凝，靜置 20min然后過濾絮體，處理單位體積L廢水加入質(zhì)量濃度為10%的聚合AlCl3溶 液和質(zhì)量濃度為0.1%聚丙烯酰胺溶液的量分別為14-16mL和60-80mL;

　　第二步、改進(jìn)零價鐵-Fenton體系反應(yīng)：把經(jīng)過第一步處理后的水加入反應(yīng) 器，調(diào)節(jié)pH至6，先加入數(shù)片厚1-2mm，100mm見方的零價鐵鐵片，鐵片的表面 不能有鐵銹，反應(yīng)20min，再在50℃條件下和H2O2反應(yīng)0.5-1h，處理單位體積L 廢水，改進(jìn)零價鐵-Fenton體系反應(yīng)中所需H2O2的體積ml與廢水原水的CODmg/L 的數(shù)值比值為1:420;H2O2的體積ml與投入零價鐵鐵片的表面積cm2的比值為 1:33;

　　第三步、二次絮凝：經(jīng)過第二步的芬頓反應(yīng)后，調(diào)節(jié)pH值至9，先加入質(zhì) 量濃度為5%的CaO懸濁液，再用質(zhì)量濃度為0.1%的聚丙烯酰胺溶液做助凝劑進(jìn) 行絮凝，過濾絮體，單位體積L的廢水加入質(zhì)量濃度為5%的CaO懸濁液為 24-26mL，加入質(zhì)量濃度為0.1%聚丙烯酰胺溶液的量為80mL;

　　第四步、活性炭吸附：用活性炭柱吸附第三步中過濾后的水，吸附時間為 1h，活性炭柱的填充量為每1L水加入400g，活性炭柱能夠反復(fù)使用。

　　說明書

　　一種處理含酚廢水的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種廢水的處理方法，特別涉及一種處理含酚廢水的方法。

　　背景技術(shù)

　　目前，含酚廢水是工業(yè)廢水中常見的高毒性、難降解的有機廢水,主要來 源于煤化工、石油化工廠、制藥廠、苯酚及酚醛樹脂生產(chǎn)廠等。含酚廢水水質(zhì) 復(fù)雜、多變、且難以生化降解。常見的方法有吸附法、萃取法、氧化法。然而 采用單一的治理方法往往難以達(dá)到預(yù)期的處理效果,因此,可考慮幾種技術(shù)的 聯(lián)用。一種既能夠高效，經(jīng)濟，穩(wěn)定的處理含酚廢水的方法必然成為各國內(nèi)外 學(xué)者的研究重點及熱點。

　　高級氧化技術(shù)利用羥基自由基氧化去除水中有機物,能夠降解水中難生物 降解或?qū)ι�物有毒害作用的有機污染物。傳統(tǒng)的Fenton試劑氧化反應(yīng)的機理是 投加亞鐵鹽,Fe2+與H2O2反應(yīng)生成羥基自由基。所以現(xiàn)有的芬頓體系反應(yīng)存在pH 適用范圍窄，H2O2利用率低，藥劑用量多，F(xiàn)e2+流失嚴(yán)重，成本高的缺點。

　　零價鐵-Fenton試劑體系能去除有機污染物同樣是·OH的作用。零價鐵 -Fenton試劑體系中存在著均相Fenton試劑氧化反應(yīng)與非均相Fenton試劑氧化 反應(yīng)兩種作用。而且研究發(fā)現(xiàn)反應(yīng)的初始階段以均相Fenton試劑氧化反應(yīng)為主。 主要作用機理見式(1)-式(6)。

　　Fe0+2H+→Fe2++H2 (1)

　　Fe0+H2O2→Fe2++2HO- (2)

　　Fe2++H2O2→Fe3++2·OH (3)

　　2Fe3++Fe0→3Fe2+ (4)

　　Fe0(表面)+2Fe3+→3Fe2+ (5)

　　Fe0(表面)+H2O2→Fe2++·OH+HO- (6)

　　在零價鐵-Fenton試劑體系中，羥基自由基產(chǎn)生有兩條途徑:一是由均相Fe2+與H2O2作用產(chǎn)生，二是零價鐵在其表面活性位點與H2O2產(chǎn)生作用。與傳統(tǒng)Fenton 試劑相比，異相催化，H2O2利用效率更高，效果更好。由于零價鐵的比表面積的 大小關(guān)系著·OH的產(chǎn)生效率，因此適當(dāng)增加零價鐵的投加量會提升·OH的產(chǎn)生 效率。又由于Fe2++·OH→Fe3++2OH-反應(yīng)的發(fā)生，投加過量的零價鐵，會產(chǎn)生 大量Fe2+消耗·OH，導(dǎo)致·OH的產(chǎn)生效率降低，因此在零價鐵-Fenton中，零價 鐵有一個最佳投加量。通常零價鐵-Fenton反應(yīng)投加鐵粉或零價納米鐵作為催化 劑，雖然比表面積大，由于不易回收，反應(yīng)過于劇烈難以控制，很容易導(dǎo)致投 加過量。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有處理含酚廢水的方法中無法達(dá)到處理要求的 問題而提供的一種處理含酚廢水的方法。

　　本發(fā)明所述的處理含酚廢水的方法，其方法如下所述：

　　第一步、化學(xué)絮凝：調(diào)節(jié)廢水水樣pH值至5-9，加入質(zhì)量濃度為10%的聚 合AlCl3，以質(zhì)量濃度為0.1%的聚丙烯酰胺為助凝劑進(jìn)行絮凝，靜置20min然后 過濾絮體，處理單位體積(L)廢水加入質(zhì)量濃度為10%的聚合AlCl3溶液和質(zhì)量 濃度為0.1%聚丙烯酰胺溶液的量分別為14-16mL和60-80mL;

　　第二步、改進(jìn)零價鐵-Fenton體系反應(yīng)：把經(jīng)過第一步處理后的水加入反應(yīng) 器，調(diào)節(jié)pH至4-6，先加入數(shù)片厚1-2mm，100mm見方的零價鐵鐵片，鐵片的表 面不能有鐵銹，反應(yīng)20min，再在50℃條件下和H2O2反應(yīng)0.5-1h，處理單位體 積(L)廢水，改進(jìn)零價鐵-Fenton體系反應(yīng)中所需H2O2的體積(ml)與廢水原 水的COD(mg/L)的數(shù)值比值為1:420;H2O2的體積(ml)與投入零價鐵鐵片的 表面積(cm2)的比值為1:33;

　　第三步、二次絮凝：經(jīng)過第二步的芬頓反應(yīng)后，調(diào)節(jié)pH值至7-9，先加入 質(zhì)量濃度為5%的CaO懸濁液，再用質(zhì)量濃度為0.1%的聚丙烯酰胺做助凝劑進(jìn)行 絮凝，過濾絮體，單位體積(L)的廢水加入質(zhì)量濃度為5%的CaO懸濁液為 24-26mL，加入質(zhì)量濃度為0.1%聚丙烯酰胺的量為80mL;

　　第四步、活性炭吸附：用活性炭柱吸附第三步中過濾后的水，吸附時間為 1h，活性炭柱的填充量為每1L水加入400g，活性炭柱能夠反復(fù)使用。

　　本發(fā)明的反應(yīng)原理：

　　先用聚合AlCl3和聚丙烯酰胺聯(lián)用絮凝，是由于聚合AlCl3對水質(zhì)的pH適用 范圍廣，使處理后的水質(zhì)為微酸性，處理后的水質(zhì)比較清澈。水質(zhì)為微酸性有 利于后一步反應(yīng)的發(fā)生，水質(zhì)清澈則避免后一步反應(yīng)中懸浮物沉積于零價鐵表 面，影響零價鐵的處理效率。因此聚合AlCl3和聚丙烯酰胺聯(lián)用絮凝，不僅能夠 去除一部分COD和揮發(fā)酚，而且有調(diào)節(jié)水樣pH值，并利于后續(xù)反應(yīng)的發(fā)生的作 用。而改進(jìn)零價鐵-Fenton試劑體系可使得大分子含酚廢水中有機物發(fā)生裂解、 異構(gòu)等反應(yīng)，可將大部分大分子有機物氧化為小分子化合物，且改進(jìn)零價鐵 -Fenton反應(yīng)步驟更簡單，易操作;零價鐵-Fenton反應(yīng)后使用CaO做絮凝劑， 由于CaO與水反應(yīng)生成Ca(OH)2絮體，不僅能將水樣中的大部分小分子有機物， 還可將過量Fe2+/Fe3+有效去除;活性炭則是起到吸附剩余小分子化合物和脫色的 作用。三種技術(shù)聯(lián)用體現(xiàn)了廢水處理的“協(xié)同促進(jìn)，分步到位”，可大大節(jié)省成 本。

　　本發(fā)明的有益效果：

　　以零價鐵-Fenton體系反應(yīng)為核心，與無機絮凝，活性炭聯(lián)用，能夠有效處 理濃度高，毒性大，難生化降解的含酚廢水;用料少，成本低，操作簡單，處 理效果好。