本發(fā)明涉及一種有機(jī)廢水處理，具體涉及一種利用多元微電解填料深度處理有機(jī)廢水的工藝。
背景技術(shù)：
：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行各業(yè)出現(xiàn)了大量的人造有機(jī)物，這類物質(zhì)多為難生物降解且有毒有害物質(zhì)，這些物質(zhì)隨著污水的排放進(jìn)入水體嚴(yán)重的污染了水環(huán)境。如印染廢水、制藥廢水、電鍍廢水、焦化廢水及其它有機(jī)合成化學(xué)工業(yè)廢水，這類廢水中的污染物主要有重金屬、多環(huán)芳烴、硝基化合物、氯苯類和芳烴等有毒有害或難生物降解有機(jī)物，處理比較困難，常規(guī)工藝往往難以達(dá)標(biāo)。微電解技術(shù)又稱內(nèi)電解、鐵還原法、零價(jià)鐵法等，是很好的難生物降解有機(jī)廢水預(yù)處理技術(shù)，除去部分有機(jī)污染物并提高廢水的可生化性能。傳統(tǒng)微電解工藝所采用的微電解材料一般為鐵屑和木炭，而且是物理混堆，運(yùn)行一段時(shí)間容易鈍化板結(jié)，出現(xiàn)溝流，又因?yàn)殍F與炭是物理接觸，之間很容易形成隔離層，導(dǎo)致陰極和陽極分離，使得微電解反應(yīng)不能持續(xù)進(jìn)行，需要頻繁地更換微電解填料，增加了維護(hù)工作量，提高了污水處理成本，還影響了廢水的處理效率以及出水的水質(zhì)，這都嚴(yán)重阻礙了微電解技術(shù)的大規(guī)模推廣和應(yīng)用。為提高微電解填料的催化氧化性能并解決微電解技術(shù)在應(yīng)用過程中的一系列實(shí)際問題，目前的主要研究方向和成果是在鐵碳微電解的基礎(chǔ)上摻雜其它催化劑并制成規(guī)整化多元微電解填料。然而目前市場上的規(guī)整化多元微電解填料大多數(shù)解決了物理混堆易出現(xiàn)的陰陽極分離、板結(jié)和鈍化等工程問題，然而其粒徑較大反應(yīng)過程中填料與水的接觸不夠充分，實(shí)際上真實(shí)處理效果一般。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種利用多元微電解填料深度處理有機(jī)廢水的工藝，該工藝采用自行研制的合金架構(gòu)的砂粒狀多元微電解填料為微電解填料，以流砂過濾去為微電解反應(yīng)器應(yīng)用于難降解有機(jī)廢水的深度處理，可以有效地深度處理有機(jī)廢水，使得出水水質(zhì)優(yōu)異，并且工藝簡單，成本低，對環(huán)境沒有污染。技術(shù)方案：為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種利用多元微電解填料深度處理有機(jī)廢水的工藝，包括如下步驟:(1)將有機(jī)廢水通過二沉池出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池調(diào)pH至酸性；(2)調(diào)至酸性后有機(jī)廢水進(jìn)入微電解反應(yīng)器，以砂粒狀多元合金架構(gòu)填料為多元微電解填料對有機(jī)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行氧化降解；并過濾掉懸浮物；(3)將步驟(2)處理后的廢水出水進(jìn)入絮凝池，在絮凝池加入強(qiáng)堿性溶液發(fā)生協(xié)同絮凝作用；(4)絮凝池中處理后的廢水出水進(jìn)入斜管沉淀池，去除沉淀后出水，完成有機(jī)廢水深度處理。進(jìn)一步地，步驟(2)所述微電解反應(yīng)器為流沙過濾器。反應(yīng)器采用流砂過濾器，運(yùn)行過程中填料一直在流動(dòng)，自動(dòng)清洗，不需反洗，不易堵塞，具有較好的抗板結(jié)和鈍化的性能，及對有機(jī)物有良好的催化降解效果，還對廢水中的SS(水中的懸浮固體)具有優(yōu)異的過濾效果。其中，步驟(2)所述砂粒狀多元合金架構(gòu)填料主要由以下原料制備而成：鐵粉40-60份、活性炭10-20份、催化劑Al5-10份、鈀5-10份，造孔劑10-20份和粘結(jié)劑10-20份。步驟(2)所述砂粒狀多元合金架構(gòu)填料的制備方法如下：(1)原料混合：將鐵粉、活性炭和催化劑Al分別過篩，再與鈀、造孔劑和粘結(jié)劑混勻，得到初料；(2)造粒成型：以初料和蒸餾水為原料，利用成型設(shè)備，制成粒徑8-12mm粒球狀填料；(3)無氧養(yǎng)護(hù)：將球粒狀填料常溫?zé)o氧養(yǎng)護(hù)3-5h；(4)無氧高溫焙燒：將步驟(3)無氧養(yǎng)護(hù)后的球粒狀填料在900-1200℃，無氧條件下焙燒3-5h，形成規(guī)整化合金架構(gòu)填料；(5)冷卻破碎：自然冷卻后，采用將規(guī)整化合金架構(gòu)填料進(jìn)行破碎制成0.5-0.8mm粗砂粒大小的成品砂粒狀多元合金架構(gòu)填料。粗砂粒大小正好，粒徑過粗影響處理效率，過細(xì)易被水流沖走而流失。進(jìn)一步地，所述砂粒狀多元合金架構(gòu)填料的制備方法步驟(1)中所述將鐵粉、炭和催化劑Al分別過篩為分別過80-100目篩。部分原料過80-100目篩后使得填料粒度小，有污染物接觸充分，催化氧化反應(yīng)效率大大提高。所述砂粒狀多元合金架構(gòu)填料的制備方法步驟(2)中所述初料和蒸餾水重量比2：(1-1.5)。其中，步驟(3)所述強(qiáng)堿性溶液為NaOH溶液或者KOH溶液。在絮凝池加NaOH或者KOH溶液與微電解反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2+、Fe3+和Al3+反應(yīng)形成Fe(OH)2、Fe(OH)3和Al(OH)3發(fā)生協(xié)同絮凝作用，絮凝體可以吸附有機(jī)物和懸浮物，即通過吸附-混凝作用再次去除部分有機(jī)物和懸浮物。其中，步驟(4)所述斜管沉淀池為高效沉淀池。該高效沉淀池，能有效的去除水中的Fe(OH)2、Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀，使得出水水質(zhì)優(yōu)異。本發(fā)明利用多元微電解填料深度處理有機(jī)廢水的工藝所使用的多元微電解填料為多元微電解體系，對難降解有機(jī)物處理效率高，處理效果好。在傳統(tǒng)鐵炭微電解的基礎(chǔ)上，摻雜了鋁等催化成分，可以構(gòu)成多元微電解體系，大大提高了微電解反應(yīng)對難降解有機(jī)污染物的降解效率和效果，能較好的改善廢水的可生化性。同時(shí)多元微電解填料為合金結(jié)構(gòu)，不會(huì)像傳統(tǒng)微電解填料那樣由于鐵屑和活性炭是物理混合易出現(xiàn)陰陽極分離，因此能保證“原電池”效應(yīng)的持續(xù)高效。填料消耗后只需補(bǔ)充，無需更換。該多元微電解填料的制備方法簡單快速，成本低，所制得的多元微電解填料為砂粒狀，具有粒度小、孔隙率高、比表面積大和耐磨等特點(diǎn)，由于加入了造孔劑填料的孔隙率高且粒徑小比表面積大使得填料與廢水及其中的有污染物接觸充分，催化氧化反應(yīng)效率大大提高。有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的工藝采用自行研制的合金架構(gòu)的砂粒狀多元微電解填料為微電解填料，以流砂過濾去為微電解反應(yīng)器應(yīng)用于難降解有機(jī)廢水的深度處理，可以有效地深度處理有機(jī)廢水，使得出水水質(zhì)優(yōu)異，并且工藝簡單，成本低，對環(huán)境沒有污染，具體具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明利用自制的砂粒狀多元微電解填料為多元微電解反應(yīng)填料，該填料為高溫冶金技術(shù)制備而成的砂粒大小的多孔性金屬合金架構(gòu)，比表面積大能與廢水充分接觸；2、過度元素鈀的摻雜提高了多元微電解體系催化氧化效率，能更加有效的降解有機(jī)物；3、多元微電解填料中的多種金屬成分在酸性條件下進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的金屬離子在堿性條件下易于形成Fe(OH)2、Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀混合絮凝體，其協(xié)同混凝-吸附沉淀作用去除部分有機(jī)物。即微電解反應(yīng)后絮凝池加堿可形成良好的絮凝效果，絮凝體可混凝-吸附部分難降解有機(jī)物和懸浮物。絮凝過程節(jié)省了絮凝劑的投加，有利于成本的降低。4、采用流沙過濾器為微電解反應(yīng)器，既能有效地進(jìn)行微電解反應(yīng)降解有機(jī)污染物，也對懸浮物有良好的過濾作用，同時(shí)流沙過濾器具有自動(dòng)清洗填料的過程不需要進(jìn)行反沖洗，填料只需要定期補(bǔ)充即可；5、斜管沉淀池屬于高效沉淀池，可以將絮凝體進(jìn)行有成效的沉淀去除，進(jìn)一步提高出水水質(zhì)。具體實(shí)施方式：以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1利用多元微電解填料深度處理有機(jī)廢水的工藝，包括如下步驟：(1)將有機(jī)廢水通過二沉池出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池調(diào)pH至酸性；(2)調(diào)至酸性后有機(jī)廢水進(jìn)入流沙過濾器，以砂粒狀多元合金架構(gòu)填料為微電解填料對有機(jī)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行氧化降解；并過濾掉懸浮物；(3)將步驟(2)處理后的廢水出水進(jìn)入絮凝池，在絮凝池加入NaOH溶液發(fā)生協(xié)同絮凝作用；(4)絮凝池中處理后的廢水出水進(jìn)入斜管高效沉淀池，去除沉淀后出水，完成有機(jī)廢水深度處理。其中，砂粒狀多元合金架構(gòu)填料為鐵粉40份、活性炭10份、催化劑Al10份、鈀5份，造孔劑為氯化銨10份、粘結(jié)劑為粘土10份。制備方法如下：(1)原料混合：將鐵粉、活性炭和催化劑Al分別過80目篩，再與鈀、造孔劑和粘結(jié)劑混勻，得到初料；(2)造粒成型：以重量比2：1的初料和蒸餾水為原料，利用成型設(shè)備，制成粒徑8mm粒球狀填料；(3)無氧養(yǎng)護(hù)：將球粒狀填料常溫?zé)o氧養(yǎng)護(hù)3h；(4)無氧高溫焙燒：將步驟(3)無氧養(yǎng)護(hù)后的球粒狀填料在900℃，無氧條件下焙燒5h，形成規(guī)整化合金架構(gòu)填料；(5)冷卻破碎：自然冷卻后，采用將規(guī)整化合金架構(gòu)填料進(jìn)行破碎制成0.5mm粗砂粒大小的成品砂粒狀多元合金架構(gòu)填料。實(shí)施例2利用多元微電解填料深度處理有機(jī)廢水的工藝，包括如下步驟：(1)將有機(jī)廢水通過二沉池出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池調(diào)pH至酸性；(2)調(diào)至酸性后有機(jī)廢水進(jìn)入流沙過濾器，以砂粒狀多元合金架構(gòu)填料為微電解填料對有機(jī)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行氧化降解；并過濾掉懸浮物；(3)將步驟(2)處理后的廢水出水進(jìn)入絮凝池，在絮凝池加入KOH溶液發(fā)生協(xié)同絮凝作用；(4)絮凝池中處理后的廢水出水進(jìn)入斜管高效沉淀池，去除沉淀后出水，完成有機(jī)廢水深度處理。其中，砂粒狀多元合金架構(gòu)填料為鐵粉60份、活性炭20份、催化劑Al5份、鈀10份，造孔劑為碳酸氫銨20份、粘結(jié)劑為膨潤土20份。制備方法如下：(1)原料混合：將鐵粉、活性炭和催化劑Al分別過100目篩，再與鈀、造孔劑和粘結(jié)劑混勻，得到初料；(2)造粒成型：以重量比2：1.5的初料和蒸餾水為原料，利用成型設(shè)備，制成粒徑12mm粒球狀填料；(3)無氧養(yǎng)護(hù)：將球粒狀填料常溫?zé)o氧養(yǎng)護(hù)5h；(4)無氧高溫焙燒：將步驟(3)無氧養(yǎng)護(hù)后的球粒狀填料在1200℃，無氧條件下焙燒3h，形成規(guī)整化合金架構(gòu)填料；(5)冷卻破碎：自然冷卻后，采用將規(guī)整化合金架構(gòu)填料進(jìn)行破碎制成0.8mm粗砂粒大小的成品砂粒狀多元合金架構(gòu)填料。實(shí)施例3利用多元微電解填料深度處理有機(jī)廢水的工藝，包括如下步驟：(1)將有機(jī)廢水通過二沉池出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池調(diào)pH至酸性；(2)調(diào)至酸性后有機(jī)廢水進(jìn)入流沙過濾器，以砂粒狀多元合金架構(gòu)填料為微電解填料對有機(jī)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行氧化降解；并過濾掉懸浮物；(3)將步驟(2)處理后的廢水出水進(jìn)入絮凝池，在絮凝池加入KOH溶液發(fā)生協(xié)同絮凝作用；(4)絮凝池中處理后的廢水出水進(jìn)入斜管高效沉淀池，去除沉淀后出水，完成有機(jī)廢水深度處理。其中，砂粒狀多元合金架構(gòu)填料為鐵粉50份、活性炭15份、催化劑Al8份、鈀8份，造孔劑為尿素15份、粘結(jié)劑為粘土15份。制備方法如下：(1)原料混合：將鐵粉、活性炭和催化劑Al分別過100目篩，再與鈀、造孔劑和粘結(jié)劑混勻，得到初料；(2)造粒成型：以重量比2：1.2的初料和蒸餾水為原料，利用成型設(shè)備，制成粒徑10mm粒球狀填料；(3)無氧養(yǎng)護(hù)：將球粒狀填料常溫?zé)o氧養(yǎng)護(hù)4h；(4)無氧高溫焙燒：將步驟(3)無氧養(yǎng)護(hù)后的球粒狀填料在11500℃，無氧條件下焙燒4h，形成規(guī)整化合金架構(gòu)填料；(5)冷卻破碎：自然冷卻后，采用將規(guī)整化合金架構(gòu)填料進(jìn)行破碎制成0.65mm粗砂粒大小的成品砂粒狀多元合金架構(gòu)填料。試驗(yàn)例1采用實(shí)施例1的工藝深度處理煉油廢水二沉池出水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。微電解試驗(yàn)參數(shù)：初始pH值為3，電解質(zhì)濃度0.06mol/L和反應(yīng)時(shí)間60min。經(jīng)該工藝深度處理后出水水質(zhì)良好，具體見表1。表1深度處理煉油廢水二沉池出水試驗(yàn)例2采用實(shí)施例2的工藝深度處理農(nóng)藥生產(chǎn)廢水二沉池出水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。微電解試驗(yàn)參數(shù)：初始pH為3，輔助電解質(zhì)濃度0.03mol/L和反應(yīng)時(shí)間60min。經(jīng)過多元微電解-斜管沉淀深度處理后出水水質(zhì)良好，具體見表2。表2深度處理農(nóng)藥生產(chǎn)廢水二沉池出水試驗(yàn)例3同時(shí)采用市場采購填料分別與實(shí)施例1-3的工藝以及所制備的粒徑8-12mm的填料和破碎后的砂粒狀填料進(jìn)行比較，用于處理煉油廢水。其中流沙過濾器體積2L，填料加量為1L，處理15天，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為5次檢測的平均值。COD測定：采用COD測定儀(COD-571，上海雷磁儀器廠)。BOD測定：采用快速測定儀測定(LB-50，青島精誠)。B/C為BOD和COD比值。氨氮測定：采用納氏試劑比色法，儀器為分光光度計(jì)。含油量測定：采用分光光度法(UV-1801，北分瑞利分析儀器公司)。結(jié)果見表3至5。表3實(shí)施例1制備多元微電解填料預(yù)處理煉油廢水實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比表4實(shí)施例2制備多元微電解填料預(yù)處理煉油廢水實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比表5實(shí)施例3制備多元微電解填料預(yù)處理煉油廢水實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比試驗(yàn)例4同時(shí)采用市場采購填料分別同實(shí)施例1-3的工藝以及所制備的粒徑8-12mm的填料和破碎后的砂粒狀填料進(jìn)行比較，用于處理農(nóng)藥廠廢水，其中流沙過濾器體積2L，填料加量為1L，處理15天，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為5次檢測的平均值。COD測定：采用COD測定儀(COD-571，上海雷磁儀器廠)。BOD測定：采用快速測定儀測定(LB-50，青島精誠)。結(jié)果見表6至8。表6實(shí)施例1制備多元微電解填料預(yù)處理農(nóng)藥廠廢水實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比COD(mg/L)B/C原水2160.60.166市場采購填料出水1486.50.265實(shí)施例1中8mm的填料出水1285.40.324實(shí)施例1中砂粒狀填料出水1204.80.395表7實(shí)施例2制備多元微電解填料預(yù)處理農(nóng)藥廠廢水實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比COD(mg/L)B/C原水2160.60.166市場采購填料出水1486.50.265實(shí)施例2中12mm的填料出水1325.50.298實(shí)施例2中砂粒狀填料出水1255.20.357表8實(shí)施例3制備多元微電解填料預(yù)處理農(nóng)藥廠廢水實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比COD(mg/L)B/C原水2160.60.166市場采購填料出水1486.50.265實(shí)施例3中10mm的填料出水1298.50.315實(shí)施例3中砂粒狀填料出水1228.50.387由表3至8可以看出，通過兩種廢水的處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明實(shí)施例制備的多元微電解填料對于廢水的處理效果明顯優(yōu)于市場上購買的填料，同時(shí)砂粒狀的填料比表面積大能與廢水充分接觸確實(shí)比大粒徑填料有更好的微電解反應(yīng)效果。當(dāng)前第1頁1 2 3