缺氧-好氧两段式内电解处理有机废水的方法技术

本发明专利技术涉及一种缺氧／好氧两段式内电解处理有机废水的方法，将铁屑和活性炭或铁屑和铜屑按一定质量比充分混合后置入反应装置中，调节废水ｐＨ值并按设定固液比添加到反应装置中，先缺氧内电解反应一定时间后再好氧反应一定时间，出水经加碱混凝沉降后上清液排放。处理方式可采用单槽静态流方式或双槽连续流方式。本发明专利技术在缺氧条件下利用阴极产生的具有很强还原能力的［Ｈ］还原水中的难降解有机物，好氧条件下利用阴极氧气产生的强氧化性的中间产物（如［Ｏ↓［２］↑［－］］、［Ｈ↓［２］Ｏ↓［２］］、［.ＯＨ］等）氧化难降解物质，充分利用氧化还原反应降解有机物，比单独利用缺氧还原作用或好氧氧化作用处理难降解有机物的能力更强，脱色效果更显著。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，将内电解缺氧和好氧两种工艺条件相结合，通过先还原后氧化的方式，处理有机废水中的难降解有机物。属于水处理

技术介绍
目前，随着生活污水和工业废水的种类日益增多，成分也更加复杂，废水处理也日趋困难。废水处理技术发展至今，一些成分简单、生物降解性能好、浓度较低的废水可通过组合传统工艺处理，如生物处理法、混凝、化学沉淀等。但很多废水含有许多难降解有机物，如酚、烷基苯磺酸、氯苯酚、农药、多氯联苯、多环芳烃、硝基芳烃化合物、染料及腐殖酸等，导致废水毒性大、被微生物降解速度慢，处理难度大。随着人类环保意识的增强，对水环境的重视及对有毒物在生物体内富集的认识，对排放到水体中的有毒物控制越来越严。如何有效地处理这些有机废水成为我国环境保护领域的重要研究课题。近二十多年来国内外研究表明，高级氧化技术可以比较有效的处理大部分难降解有机废水。内电解方法作为一种电化学高级氧化技术处理废水，投资省、运行成本低、效果好，同济大学的王锋、周恭明等将其应用于桃浦工业区混合污水的处理(环境污染治理技术与设备，2004年10月第5卷，第10期)，结果表明其COD、TP、NH3一N的去除率分别能达到61.8％、93.3％、41.6％，效果良好，且工艺设备简单、无电耗、费用低，以废治废，处理效果好，是一种比较有效的预处理方法。但同时发现内电解在实际运用中也有一些问题填料容易板结，产泥量比较大，阳极消耗后更换比较麻烦，处理大流量废水时装置占地面积大，投资高等。内电解技术作为一种有效的处理废水的技术，处理工艺存在着缺氧和曝气条件的差别。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种，能有效处理难降解有机废水，反应速率快，运行成本低。为实现这样的目的，本专利技术采用的新型组合式内电解工艺中，将铁屑和活性炭或铁屑和铜屑按一定质量比充分混合，置入反应装置中。将废水pH调到一定值，按照设定的固液比添加到反应装置中，先缺氧内电解反应一定时间后再好氧反应一定时间，出水经加碱混凝沉降后上清液排放。本专利技术方法中先采用缺氧内电解，即在不曝气的条件下，电解溶液中水化的H+在阴极上被还原成H2而析出，反应过程中会生成新生态的具有很强还原能力的，它可使难降解有机物中的某些氧化性基团被还原。在反应受到抑制后采用好氧条件，增大电化学腐蚀动力，在内电解阴极上溶解于溶液中的O2分子比H+更容易被还原，O2在活性炭的催化作用下，会产生一系列的强氧化性的中间产物(如、、等)氧化难降解物质。本专利技术充分利用氧化和还原反应处理难降解有机废水中的有机物，可提高处理效果。本专利技术可采用单槽静态流方式和双槽连续流方式两种处理工艺。单槽静态流方式反应槽底设承托层和穿孔管，将铁屑和活性炭或铁屑和铜屑按质量比1∶0.5～2充分混合作为填料，填充于反应槽中，将待处理废水的pH值调到3～8.5，按照废水与填料的固液比为1∶1～4添加到反应槽中，废水线速度为10～18mm·min-1，使废水与填料充分接触进行缺氧内电解反应，反应30～60min后，关闭出水口阀门，开启曝气口阀门，使废水在好氧条件下反应，曝气量为50～100L·h-1，30～60min后，将排出的废水经加碱混凝沉降后，上清液排放或者进一步进行生化处理。双槽连续流方式处理工艺分双槽进行，缺氧反应槽底部设承托层，好氧槽反应底部设承托层和穿孔管。将铁屑与活性炭或铁屑与铜屑按质量比1∶0.5～2充分混合作为填料，填充于缺氧反应槽和好氧反应槽中，将待处理废水的pH值调到3～8.5，按照废水与填料的固液比为1∶1～4添加到缺氧反应槽中，废水线速度为10～18mm·min-1，使废水与填料充分接触进行缺氧内电解反应，流出的水引入好氧反应槽中，采用曝气手段使废水在好氧条件下反应，曝气量为50～100L·h-1，30～60min后，将排出的废水经加碱混凝沉降后，上清液排放或者进一步进行生化处理。本专利技术所述的铁屑也可以为铁片、铁丝或者铁的边角废料；所述的铜屑也可以为铜片、铜丝或者铜的边角废料。本专利技术的优点如下1.本专利技术交替使用内电解缺氧、好氧条件。在降解有机物时不仅采用还原作用，降低了难降解有机物如卤代烃的浓度，降低了其产生的毒性，还采用强氧化基团氧化有机物，且产物疏水性更强，有利于被活性炭吸附或后续的絮凝去除。本专利技术要比单独利用缺氧还原作用或者好氧氧化作用处理难降解有机物的能力更强，脱色效果更显著。2.在缺氧条件下停留一定时间，反应速度减缓之后，立即改为好氧方式，加快反应速度，节省了内电解反应的时间，使整个过程中生成的铁渣减少，减少了二次污染。3.反应过程中前段反应处于缺氧条件下，不需要曝气的动力，因此比单独好氧工艺处理费用明显降低。4.在反应过程中的曝气方式，一方面氧气的存在可以在内电解阴极产生大量强氧化性的中间物质，另一方面，还起到搅拌作用，防止了填料结块，加速了废水中有机物与铁炭(铜)床之间的传质，消除催化内电解反应中的浓化极差，加快了反应速度。5.处理工艺分为两种，其中单槽静态流工艺可减少占地面积，双槽连续流工艺占地面积较静态流工艺大，但处理能力同时增大。附图说明图1为本专利技术采用单槽静态流处理装置的结构示意图。图1中，1为回流出水口阀门，2为提升泵，3为液体流量计，4为反应槽，5为填料，6为承托层，7为穿孔管，8为曝气口阀门，9为气体流量计，10为曝气泵。图2为本专利技术采用双槽连续流处理装置的结构示意图。图2中，1为出水口阀门，2为提升泵，3为液体流量计，4为作为缺氧槽使用的反应槽，5为填料，6为承托层，7为穿孔管，8为曝气口阀门，9为气体流量计，10为曝气泵，11为好氧反应槽，12为好氧槽出水口。具体实施例方式以下结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步描述。本专利技术采用单槽静态流方式和双槽连续流方式两种处理工艺。采用单槽静态流方式时装置结构如图1所示，反应槽4由PVC管制成，内径10cm，高65cm，底部安装承托层6和穿孔管7，可通过气体流量计9调节流量进行通气。将粒径为0.3～0.5cm的废铁屑和活性炭(或铜屑)按质量比1∶0.5～2称量充分混合后作为填料5，装入反应槽4中，填料高10cm。反应槽不宜设计过高，以免影响曝气阶段的充氧效率。待处理废水的pH值调到3～8.5，按照废水与填料的固液比为1∶1～4添加到反应槽中，关闭曝气口阀门8，开启出水口阀门1，废水线速度为10～18mm·min-1，使废水与填料充分接触进行缺氧内电解反应，废水由出水口流出后经水泵2回流到装置内再反应。反应30～60min后，关闭出水口阀门1，开启曝气口阀门8，使废水处于好氧的条件下再反应，曝气量为50～100L·h-1，30～60min后，废水由出水口排出后不再经水泵2回流，排出的废水经加碱混凝沉降后，上清液排放或者进一步进行生化处理。采用双槽连续流方式时装置结构如图2所示，此时反应槽4作为缺氧反应槽4使用。缺氧反应槽4和好氧反应槽11均由有机玻璃加工制成，缺氧反应槽4的直径10cm，高为40cm，好氧反应槽11的尺寸为15×10×25cm3，缺氧反应槽4底部设有承托层6，填有Fe/C填料或Fe/Cu填料，好氧反应槽11底部设有承托层6和穿孔管7，可通过气体流量计9调节流量进行通气。将铁屑与活性炭或铁屑与铜屑按质量比1∶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缺氧／好氧两段式内电解处理有机废水的方法，其特征在于采用双槽连续流方式，缺氧反应槽底部设承托层，好氧反应槽底部设承托层和穿孔管，将铁屑与活性炭或铁屑与铜屑按质量比１∶０．５～２充分混合作为填料，填充于缺氧反应槽和好氧反应槽中，将待处理废水的ｐＨ值调到３～８．５，按照废水与填料的固液比为１∶１～４添加到缺氧反应槽中，废水线速度为１０～１８ｍｍ.ｍｉｎ↑［－１］，使废水与填料充分接触进行缺氧内电解反应，反应３０～６０ｍｉｎ后，将废水引入好氧反应槽中，采用曝气手段使废水在好氧条件下反应，曝气量为５０～１００Ｌ.ｈ↑［－１］，３０～６０ｍｉｎ后，将排出的废水经加碱混凝沉降后，上清液排放或者进一步进行生化处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贾金平，徐新燕，吕洲，王亚林，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]