一種磁場強化鐵粉提高廢水厭氧處理cod去除效率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種水和廢水處理方法，具體涉及一種磁場強化鐵粉提高廢水厭氧處理提高化學(xué)需氧量(COD)去除效率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市規(guī)模的擴大，生活污水、工業(yè)廢水的排放量也不斷提高。從而導(dǎo)致水體污染物超標，水質(zhì)惡化。近年來，人們對水質(zhì)的關(guān)注越來越多，亟需尋找一種經(jīng)濟高效的水處理方法。厭氧處理技術(shù)因其運行成本低、投資小、占地面積小而成為高濃度有機廢水預(yù)處理首選。但傳統(tǒng)厭氧處理技術(shù)COD處理效率較低、運行時間長、制約了其在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0003]零價鐵作為一種易得的還原性金屬，能夠降低廢水厭氧過程中的氧化還原電位(ORP)，在一定程度上能夠促進厭氧反應(yīng)的效果。目前，在厭氧過程中投加零價鐵的方法已經(jīng)在一些廢水處理中得到應(yīng)用，如高濃度有機廢水、高硫酸鹽廢水、偶氮染料廢水以及硝酸鹽處理中得到應(yīng)用，并在一定程度上改善了廢水的COD去除效果。但是該方法在應(yīng)用中還存在以下問題:
[0004](I)鐵粉易板結(jié)/團聚和易鈍化。
[0005](2)零價鐵投加量較大，易對微生物的活性產(chǎn)生抑制影響，零價鐵和微生物的相互耦合作用有待進一步提高。為降低成本和減少鐵粉對微生物生長的抑制影響，零價鐵的投加量還需要進一步降低。
[0006](3)零價鐵強化厭氧處理對COD的效果還有待進一步提高.
[0007](4)受氣溫影響大，冬季氣溫低時，鐵粉提高COD去除效果有限。
[0008]因此如何進一步利用鐵粉提高廢水厭氧處理的COD去除效果有必要進一步研究.

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種磁場強化鐵粉提高廢水厭氧處理COD去除效率的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)零價鐵提高廢水厭氧處理COD效果有限，零價鐵易板結(jié)和鈍化，零價鐵投加量大，易對微生物活性產(chǎn)生抑制作用等問題。
[0010]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的磁場強化鐵粉提高廢水厭氧處理COD去除效率的方法，是在厭氧反應(yīng)器中部設(shè)置有零價鐵填充層，在厭氧反應(yīng)器周圍施加磁場；向厭氧反應(yīng)器中廢水加入杭錦2# 土負載零價鐵，使廢水在厭氧條件下反應(yīng)。
[0011]所述的方法中，厭氧反應(yīng)器中部設(shè)置的零價鐵填充層為二層以上。
[0012]所述的方法中，杭錦2# 土負載的零價鐵為納米零價鐵。
[0013]所述的方法中，厭氧反應(yīng)器周圍施加的磁場為低溫超導(dǎo)磁場。
[0014]所述的方法中，磁場強度>30.0mT。
[0015]與鐵粉提高廢水厭氧處理COD去除效果相比，本發(fā)明的效果是:
[0016]I)保證系統(tǒng)高效穩(wěn)定長期運行.磁場強化抑制零價鐵表面鈍化膜的產(chǎn)生，進一步降低厭氧反應(yīng)體系的ORP，緩沖體系的PH，有利于厭氧消化的進行；磁場強化促進Fe2+和Fe3+產(chǎn)生，有效地強化了厭氧反應(yīng)池中污染物降解能力，提高了 COD降解速率，提高了 COD去除能力，并促進易于被礦化的產(chǎn)物-乙酸的形成，而乙酸的形成又進一步加快了零價鐵中鐵離子的溶出，磁場強化加強零價鐵和微生物的相互耦合作用，進一步降低體系中S對厭氧過程的抑制，最終磁場強化零價鐵對提高廢水厭氧處理COD的去除效果，縮短反應(yīng)時間，提尚系統(tǒng)的耐沖擊負荷能力。
[0017]2)零價鐵采用杭錦2# 土負載零價鐵的好處:避免納米零價鐵聚集而降低其活性。杭錦2# 土本身具有很好的吸附作用，可吸附去除厭氧反應(yīng)體系中的一些有害物質(zhì)，從而提高厭氧去除COD效果。
[0018]3)采用低溫超導(dǎo)磁場，一方面，磁場強度可變范圍大，可根據(jù)實際需要調(diào)整磁場強度；超導(dǎo)磁場可利用空間大，可用于施加于大型厭氧反應(yīng)罐；低溫超導(dǎo)磁場一旦低溫啟動運行，產(chǎn)生磁場的電線圈即在超導(dǎo)狀態(tài)下運行，電阻為零，所以能耗為零，利用低溫超導(dǎo)磁場強化厭氧去除COD所需額外運行成本低。
【附圖說明】
[0019]圖1是杭錦土 2#負載納米零價鐵(NZVI)的掃描電鏡圖。
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明采用厭氧反應(yīng)器形式，厭氧反應(yīng)器中部設(shè)置1-2個零價鐵填充層，在厭氧反應(yīng)器周圍施加磁場，廢水通過該厭氧反應(yīng)器，在厭氧條件下反應(yīng)保證適當?shù)耐Ａ魰r間，在微生物的作用下使得廢水得到凈化，實現(xiàn)廢水中COD的快速高效去除.零價鐵為復(fù)合納米零價鐵材料:杭錦2# 土負載零價鐵；磁場為低溫超導(dǎo)磁場，磁場強度>30.0mT。
[0021]以下舉實施例作進一步的說明。
[0022]實施例1
[0023]采用厭氧反應(yīng)器形式，厭氧反應(yīng)器中部設(shè)置I個零價鐵填充層，零價鐵為杭錦2#土負載零價鐵；在厭氧反應(yīng)器周圍施加IT低溫超導(dǎo)磁場，垃圾滲濾液廢水通過該厭氧反應(yīng)器，在厭氧條件下在微生物的作用下廢水得到處理.穩(wěn)定運行30天后檢測結(jié)果表明:進水濃度COD 2000011^/1、初始？!1為7.0、出水0)0降低至480011^/1，0)0去除率為76%。而未施加磁場的體系出水COD為7000mg/L，COD去除率為65%。
[0024]實施例2
[0025]采用厭氧反應(yīng)器形式，厭氧反應(yīng)器中部設(shè)置2個零價鐵填充層，零價鐵為杭錦2#土負載零價鐵；在厭氧反應(yīng)器周圍施加0.5T低溫超導(dǎo)磁場，垃圾滲濾液廢水通過該厭氧反應(yīng)器，在厭氧條件下在微生物的作用下廢水得到處理.穩(wěn)定運行30天后檢測結(jié)果表明:進水濃度COD 900mg/L、初始pH為7.0、出水COD降低至360mg/L，COD去除率為60%。而未施加磁場的體系出水COD為495mg/L，COD去除率為45%。
[0026]本發(fā)明的杭錦2# 土負載納米零價鐵，通過以下方法得到:
[0027]I)將含鐵氧化物溶于乙醇溶液中，得到混合液；
[0028]2)在步驟I的混合液中加入杭錦2# 土，納米零價鐵與杭錦2# 土質(zhì)量比為1:4-5;
[0029]3)向步驟2的產(chǎn)物中通入氮氣，攪拌去除氧氣；
[0030]4)向步驟3的產(chǎn)物加入還原劑，將含鐵氧化物還原成納米零價鐵，并均勻分散于載體材料杭錦2# 土表面；
[0031]5)將步驟4得到的產(chǎn)物進行固液分離，固體真空干燥，得到杭錦2# 土負載納米零價鐵的吸附材料。
[0032]制備的杭錦2#土負載納米零價鐵的的掃描電鏡圖如圖1所示，經(jīng)測定其反應(yīng)活性和還原有效性達到93%。
【主權(quán)項】
1.一種磁場強化鐵粉提高廢水厭氧處理COD去除效率的方法: 厭氧反應(yīng)器中部設(shè)置有零價鐵填充層，在厭氧反應(yīng)器周圍施加磁場，向厭氧反應(yīng)器中廢水加入杭錦2# 土負載零價鐵，使廢水在厭氧條件下反應(yīng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，厭氧反應(yīng)器中部設(shè)置的零價鐵填充層為二層以上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，杭錦2#土負載的零價鐵為納米零價鐵。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，厭氧反應(yīng)器周圍施加的磁場為低溫超導(dǎo)磁場。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其中，磁場強度>30.0mT。
【專利摘要】一種磁場強化鐵粉提高廢水厭氧處理COD去除效率的方法：厭氧反應(yīng)器中部設(shè)置有零價鐵填充層，在厭氧反應(yīng)器周圍施加磁場；向厭氧反應(yīng)器中廢水加入杭錦2#土負載零價鐵，使廢水在厭氧條件下反應(yīng)。本發(fā)明中磁場的加載可抑制反應(yīng)過程中鐵粉鈍化膜的產(chǎn)生，減少零價鐵投加量，所提供的電子促進厭氧反應(yīng)體系中微生物對于COD的降解，提高廢水厭氧處理COD的去除效果，縮短反應(yīng)時間，提高系統(tǒng)的耐沖擊負荷能力。
【IPC分類】C02F3/28
【公開號】CN105236565
【申請?zhí)枴緾N201510382270
【發(fā)明人】高如泰, 龔斌, 李英軍, 席北斗, 趙穎, 郭祎閣, 彭星, 李曉光, 張慧, 李曹樂, 郝艷
【申請人】中國環(huán)境科學(xué)研究院, 北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年7月2日