公布日：2022.05.20
申請日：2022.01.19
分類號：C02F9/14(2006.01)I;B01J27/24(2006.01)I;C02F1/30(2006.01)I;C02F1/72(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供一種染料廢水的處理方法，染料廢水處理系統(tǒng)包括沿廢水流經(jīng)方向依次設(shè)置的預(yù)處理池、光催化氧化反應(yīng)池、均質(zhì)調(diào)節(jié)池、生物反應(yīng)池、沉淀池。廢水經(jīng)預(yù)處理除去其中的懸浮的污染顆粒，經(jīng)光催化氧化將部分大分子有機(jī)染料和其他大分子有機(jī)污染物深度氧化成無毒無害的小分子物質(zhì)，經(jīng)均質(zhì)處理將廢水的pH值調(diào)節(jié)至大于等于6，經(jīng)生物處理除去剩余的大分子有機(jī)污染物并進(jìn)一步將廢水中的小分子有機(jī)物分解成無機(jī)物，經(jīng)沉淀處理將水中污泥進(jìn)一步沉淀，水質(zhì)達(dá)標(biāo)后即可排放。本發(fā)明中的光催化氧化處理所需消耗的能量低，水處理成本低，有利于保護(hù)環(huán)境，有助于染化企業(yè)發(fā)展。
權(quán)利要求書
1.一種染料廢水的處理方法，其特征在于，染料廢水處理系統(tǒng)包括沿廢水流經(jīng)方向依次設(shè)置的預(yù)處理池、光催化氧化反應(yīng)池、均質(zhì)調(diào)節(jié)池、生物反應(yīng)池、沉淀池；所述光催化氧化反應(yīng)池內(nèi)部設(shè)置有攪拌裝置；所述生物反應(yīng)池由厭氧生化反應(yīng)器和好氧生化反應(yīng)器組成；處理方法包括以下步驟：S1、預(yù)處理：廢水進(jìn)入預(yù)處理池中，向預(yù)處理池中加入絮凝劑，攪拌發(fā)生絮凝反應(yīng)，沉淀后上清液進(jìn)入下一步驟；S2、光催化氧化：經(jīng)過預(yù)處理的廢水進(jìn)一步進(jìn)入到光催化氧化反應(yīng)池中，向池中投加負(fù)載S-C3N4的活性炭納米顆粒，打開攪拌裝置進(jìn)行攪拌；S3、均質(zhì)處理：經(jīng)過光催化氧化反應(yīng)的廢水進(jìn)一步通入到均質(zhì)調(diào)節(jié)池中，向均質(zhì)調(diào)節(jié)池內(nèi)投加調(diào)節(jié)溶液，調(diào)節(jié)廢水的pH值至大于等于6；S4、生物處理：所述生物處理包含厭氧處理和好氧處理；經(jīng)過均質(zhì)處理的廢水進(jìn)一步送至厭氧生化反應(yīng)器中進(jìn)行厭氧處理；經(jīng)過厭氧處理的廢水進(jìn)一步進(jìn)入好氧生化反應(yīng)器進(jìn)行好氧處理；S5、沉淀處理：經(jīng)過生物處理的廢水進(jìn)一步進(jìn)入沉淀池，進(jìn)行泥水分離，上清液達(dá)標(biāo)后即可排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的種染料廢水的處理方法，其特征在于，所述負(fù)載S-C3N4的活性炭納米顆粒由以下方法制備：(1)將盛放有硫脲粉末的有蓋坩堝置于馬弗爐中，在450～550℃下煅燒4小時(shí)；(2)收集煅燒產(chǎn)物，并研磨呈粉末，即得S-C3N4；(3)將S-C3N4加入到活性炭溶液中，其中S-C3N4和活性炭的質(zhì)量比為1：2，超聲浸漬12～15小時(shí)，離心干燥后制備得到負(fù)載S-C3N4的活性炭納米顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的種染料廢水的處理方法，其特征在于，所述絮凝劑為FeCl3和PAM的混合溶液，且FeCl3和PAM的重量比為5：0.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的種染料廢水的處理方法，其特征在于，步驟S1中，所述攪拌時(shí)長為5～15分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的種染料廢水的處理方法，其特征在于，步驟S2中，所述負(fù)載S-C3N4的活性炭納米顆粒的單位投放量為0.8～1.2g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的種染料廢水的處理方法，其特征在于，步驟S3中，所述調(diào)節(jié)溶液為石灰溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的種染料廢水的處理方法，其特征在于，步驟S4中，所述厭氧處理和好氧處理的時(shí)長均為1～2小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的種染料廢水的處理方法，其特征在于，步驟S5中，所述沉淀池為輻流式沉淀池。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的種染料廢水的處理方法，其特征在于，步驟S5中，所述泥水分離反應(yīng)時(shí)長為1小時(shí)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種染料廢水的處理方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種染料廢水的處理方法，染料廢水處理系統(tǒng)包括沿廢水流經(jīng)方向依次設(shè)置的預(yù)處理池、光催化氧化反應(yīng)池、均質(zhì)調(diào)節(jié)池、生物反應(yīng)池、沉淀池；所述光催化氧化反應(yīng)池內(nèi)部設(shè)置有攪拌裝置；所述均質(zhì)調(diào)節(jié)池內(nèi)部設(shè)置有提升泵；所述生物反應(yīng)池由厭氧生化反應(yīng)器和好氧生化反應(yīng)器組成；
處理方法包括以下步驟：
S1、預(yù)處理：廢水進(jìn)入預(yù)處理池中，向預(yù)處理池中加入絮凝劑，攪拌一段時(shí)間發(fā)生絮凝反應(yīng)，以除去廢水中的懸浮的污染顆粒，沉淀后上清液進(jìn)入下一步驟；
S2、光催化氧化：經(jīng)過預(yù)處理的廢水進(jìn)一步進(jìn)入到光催化氧化反應(yīng)池中，向池中投加負(fù)載S-C3N4的活性炭納米顆粒，打開攪拌裝置進(jìn)行攪拌，將部分大分子有機(jī)染料和其他大分子有機(jī)污染物深度氧化成無毒無害的小分子物質(zhì)，例如CO2和H2O等；
S3、均質(zhì)處理：經(jīng)過光催化氧化反應(yīng)的廢水進(jìn)一步通入到均質(zhì)調(diào)節(jié)池中，向均質(zhì)調(diào)節(jié)池內(nèi)投加調(diào)節(jié)溶液，調(diào)節(jié)廢水的pH值至大于等于6；
S4、生物處理：所述生物處理包含厭氧處理和好氧處理；經(jīng)過均質(zhì)處理的廢水由提升泵進(jìn)一步送至厭氧生化反應(yīng)器中進(jìn)行厭氧處理，以除去剩余的大分子有機(jī)污染物，主要是將大分子有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物并將其中一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)換成甲烷等可利用的能源；經(jīng)過厭氧處理的廢水進(jìn)一步進(jìn)入好氧生化反應(yīng)器進(jìn)行好氧處理，以進(jìn)一步將廢水中的小分子有機(jī)物分解成無機(jī)物；
S5、沉淀處理：經(jīng)過生物處理的廢水進(jìn)一步進(jìn)入沉淀池，進(jìn)行泥水分離，上清液達(dá)標(biāo)后即可排放。
為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括：
進(jìn)一步地，所述負(fù)載S-C3N4的活性炭納米顆粒由以下方法制備：
(1)將盛放有硫脲粉末的有蓋坩堝置于馬弗爐中，在450～550℃下煅燒4小時(shí)；
(2)收集煅燒產(chǎn)物，并研磨呈粉末，即得S-C3N4；
(3)將S-C3N4加入到活性炭溶液中，其中S-C3N4和活性炭的質(zhì)量比為1：2，超聲浸漬12～15小時(shí)，離心干燥后制備得到負(fù)載S-C3N4的活性炭納米顆粒。
進(jìn)一步地，所述絮凝劑為FeCl3和PAM的混合溶液，且FeCl3和PAM的重量比為5：0.5。
進(jìn)一步地，步驟S1中，所述攪拌時(shí)長為5～15分鐘。
進(jìn)一步地，步驟S2中，所述負(fù)載S-C3N4的活性炭納米顆粒的單位投放量為0.8～1.2g/L。
進(jìn)一步地，步驟S3中，所述調(diào)節(jié)溶液為石灰溶液。
進(jìn)一步地，步驟S4中，所述厭氧處理和好氧處理的時(shí)長均為1～2小時(shí)。
進(jìn)一步地，步驟S5中，所述沉淀池為輻流式沉淀池。
進(jìn)一步地，步驟S5中，所述泥水分離反應(yīng)時(shí)長為1小時(shí)。
本發(fā)明的有益效果是：
(1)本發(fā)明在生物處理前，進(jìn)行光催化氧化處理，有效降低生物處理的有機(jī)負(fù)荷，保證了生物處理的高效運(yùn)行；本發(fā)明投加的光催化劑活性炭負(fù)載S-C3N4納米顆粒，可以進(jìn)一步破壞染料分子的發(fā)色基團(tuán)和分子結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到深度脫色和降解的目的；活性炭負(fù)載S-C3N4納米顆粒相較于純的S-C3N4納米顆粒具有更大的比表面積以及更強(qiáng)的光電流相應(yīng)性能。
(2)本發(fā)明中提及的活性炭負(fù)載S-C3N4納米顆粒與常見的光催化劑——金屬半導(dǎo)體TiO2不同，它作為一種綠色的光催化材料不會有金屬浸出產(chǎn)生二次污染，并且S-C3N4是在C3N4的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改性，通過硫元素的摻雜，提高了C3N4的可見光范圍，吸附性能以及降低了電子和空穴的復(fù)合，進(jìn)一步提高了材料的光催化性能；利用活性炭負(fù)載S-C3N4，為S-C3N4提供大量吸附位點(diǎn)，也增加了對染料廢水的滯留性及對染料廢水的內(nèi)部有機(jī)質(zhì)進(jìn)行吸附及分解，進(jìn)一步提高光催化劑的性能；
(3)本發(fā)明中提及的光催化氧化處理所需消耗的能量低，水處理成本低，有利于保護(hù)環(huán)境，有助于染化企業(yè)發(fā)展。
（發(fā)明人：黃亮;楊堯;殷志平;李剛;楊潑;徐祥;張以飛）
