一種去除廢水中絡(luò)合有機(jī)物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種去除電鍍廢水中絡(luò)合有機(jī)物的方 法，具體涉及一種電鍍或化鍍廢水中難處理絡(luò)合有機(jī)添加劑的去除方法。
【背景技術(shù)】
[0002] -般電鍍以及化鍍廢水中均含有多種有機(jī)添加劑，這類有機(jī)添加劑可生化性較 弱，通常會(huì)與廢水中的重金屬離子形成性質(zhì)更加穩(wěn)定的絡(luò)合物。由于金屬有機(jī)絡(luò)合物溶解 性大、毒性強(qiáng)，處理不當(dāng)極易造成重金屬離子和C0D的二次污染。在常規(guī)處理方法中，生物 法所需停留時(shí)間長(zhǎng)、降解效果不穩(wěn)定、難以實(shí)現(xiàn)對(duì)該類廢水的徹底處理，而且產(chǎn)生的大量有 害污泥需另行處置，增加了運(yùn)行成本。而傳統(tǒng)的物化法（吸附法、混凝法、膜分離法）則存 在工藝流程復(fù)雜、費(fèi)用較高、處理不徹底等問題。近年來，一種新興的處理技術(shù)，高級(jí)氧化技 術(shù)的出現(xiàn)，給電鍍及化鍍廢水中絡(luò)合有機(jī)污染物的無害化處理帶來了希望。高級(jí)氧化技術(shù) 包括臭氧氧化、雙氧水氧化、氯氣氧化和光催化氧化等技術(shù)。其原理是利用氧化劑的超強(qiáng)氧 化能力逐級(jí)破壞有機(jī)絡(luò)合物的分子結(jié)構(gòu)，使其最終分解為h20、〇)2及無機(jī)鹽，同時(shí)釋放出重 金屬離子，從而達(dá)到破絡(luò)的目的。在眾多高級(jí)氧化技術(shù)中，光催化氧化的活性中間體是氧化 能力僅次于氟的羥基自由基（· 0H)，其出色的氧化能力以及該技術(shù)所具有的高效、廉價(jià)、易 于操控的特性，備受各國(guó)關(guān)注，并吸引了越來越多的研究目光。
[0003]目前，光催化氧化技術(shù)應(yīng)用面臨的主要問題是高效光催化反應(yīng)器的研究與設(shè)計(jì)， 其核心問題是催化劑活性的最優(yōu)化。根據(jù)催化劑在反應(yīng)器中的存在形式，光反應(yīng)器可分為 固定式和懸浮式兩大類，前者是借助特殊的手段，例如薄膜化，使催化劑固定在反應(yīng)器中發(fā) 揮作用；后者則直接讓催化劑與廢水混合，反應(yīng)結(jié)束后再經(jīng)過濾或沉降將催化劑分離。為了 實(shí)現(xiàn)催化活性的最優(yōu)化，催化劑必需同污染物充分接觸，這即要求催化劑有較大的接觸面 積，又要有足夠長(zhǎng)的接觸時(shí)間，以及高效的多相分離手段。然而，面對(duì)成分復(fù)雜的電鍍與化 鍍廢水的處理，傳統(tǒng)的固定式和懸浮式光反應(yīng)器已經(jīng)很難勝任。固定式光反應(yīng)器中催化劑 同廢水的接觸面積小，易污染和脫落，設(shè)備制造困難；懸浮式光反應(yīng)器中，催化劑是處于懸 浮狀態(tài)的，接觸面積大，但催化劑的分離效率低，可再生性差，采用膜技術(shù)進(jìn)行分離時(shí)，易出 現(xiàn)堵膜等現(xiàn)象，難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。這些問題都嚴(yán)重制約了光催化氧化技術(shù)在電鍍與化鍍 廢水處理中應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有固定式和懸浮式光催化反應(yīng)器的缺陷， 提出一種連續(xù)式光催化處理含絡(luò)合有機(jī)物廢水的方法和裝置，使其具備處理效率高、流量 大、操作簡(jiǎn)單連續(xù)的優(yōu)點(diǎn)，更好的解決催化劑回收的難題，并使其成為電鍍及化鍍廢水中絡(luò) 合有機(jī)物無害化處理的實(shí)用方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：
[0006] -種去除廢水中絡(luò)合有機(jī)物的方法，該方法包括前處理、預(yù)氧化、催化氧化和固液 分離，具體包括以下步驟：
[0007] (1)、廢水進(jìn)行前處理去除較大的懸浮顆粒物，經(jīng)過前處理的廢水與氧化劑混合， 在紫外光照下進(jìn)行預(yù)氧化處理；
[0008] (2)、經(jīng)過預(yù)氧化處理的廢水與磁性催化劑顆?；旌?，從催化反應(yīng)器內(nèi)下部進(jìn)水口 進(jìn)入催化氧化器內(nèi)，廢水在底部葉輪的推動(dòng)下螺旋前進(jìn)，在紫外光照下在進(jìn)行催化氧化處 理；
[0009] (3)、經(jīng)催化氧化處理后的出水進(jìn)入固液分離器，固液分離器通過磁場(chǎng)作用使磁性 催化劑顆粒從中水中分離出來；被分離出的磁性催化劑顆粒回用進(jìn)入下一次催化氧化循 環(huán)；處理后的出水進(jìn)入下一單元；最終實(shí)現(xiàn)不間斷生產(chǎn)。
[0010] 步驟（1)中，所述廢水是含有絡(luò)合有機(jī)物的電鍍或化鍍廢水，或其它含絡(luò)合有機(jī) 物的工業(yè)廢水。
[0011] 所述前處理包括混凝沉淀、超濾和微濾，前處理后的廢水其濁度小于40個(gè)NTU，濁 度越低對(duì)后續(xù)處理的影響越小。其中混凝沉淀、超濾和微濾是本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)， 經(jīng)過混凝沉淀、超濾和微濾后確保廢水的濁度小于40個(gè)NTU。
[0012] 所述氧化劑是雙氧水、臭氧、二氧化氯或其它具有較強(qiáng)氧化能力的氧化劑。所述氧 化劑的用量由廢水中CODcr的值確定，氧化劑與CODcr的質(zhì)量比為0. 5~3. 5:1，其中當(dāng)兩 者的質(zhì)量比為2. 1:1時(shí)處理效果最佳。其中本發(fā)明中氧化劑的用量以氧化劑的有效成分的 用量計(jì)，比如雙氧水作為氧化劑時(shí)，氧化劑與CODcr的質(zhì)量比就是指雙氧水中溶質(zhì)H202與 CODcr的質(zhì)量比。
[0013] 所述紫外光的主波長(zhǎng)應(yīng)不大于265納米；所述預(yù)氧化處理過程，廢水與氧化劑混 合后，在紫外光照的接觸時(shí)間為1~5分鐘。
[0014] 所述紫外光由紫外燈管發(fā)出，紫外燈管的數(shù)量2~4支，單支紫外燈管輸出功率不 低于8瓦。所述紫外燈管排布方式對(duì)稱，燈管與燈管間的間距滿足最大輻照比。紫外光可 以提尚氧化劑的氧化能力。
[0015] 步驟（1)的具體操作為：廢水進(jìn)行混凝沉淀、超濾和微濾處理，處理后的廢水濁度 小于40個(gè)NTU，經(jīng)過前處理的廢水與氧化劑在管道混合器中混合均勻，隨后送入氧化反應(yīng) 器經(jīng)第一光源的紫外光輻照1~5分鐘發(fā)生氧化反應(yīng)，進(jìn)行預(yù)氧化處理。
[0016] 步驟（2)中，所述磁性催化劑顆粒是具有磁性的光催化劑，磁性催化劑顆粒包含 具備磁性功能的磁性金屬氧化物和具備催化功能的光催化劑，所述磁性金屬氧化物和光催 化劑的摩爾比為1~4:1，所述磁性催化劑顆粒的光吸收范圍為150~650納米。
[0017] 所述磁性功能由含鐵或猛等的磁性金屬氧化物產(chǎn)生，例如Fe304;K述催化功能由 具有紫外光或可見光活性的光催化劑產(chǎn)生，例如Ti02、ZnO、Bi203等。所述的磁性催化劑顆 ?？梢允谴判詺ず斯獯呋瘎㏕i02@Fe304。
[0018] 每升廢水中投加0. 1~0. 5g磁性催化劑，優(yōu)選為0. 25g。具體操作時(shí)：將磁性催 化劑顆粒在水中呈分散狀態(tài)，溶液濃度為l〇〇g/L，以溶液的方式由加藥栗進(jìn)行投加，投加 量為1000L廢水（廢水密度以lg/cm3計(jì)，1000L廢水相當(dāng)于1噸）1~5L，其中投加量為 2. 5L/1000L時(shí)效果最佳。
[0019] 所述催化氧化反應(yīng)器內(nèi)在光源下部設(shè)有葉輪；所述催化氧化裝置內(nèi)壁涂覆有反光 層，以有效減少光的透射損失。
[0020] 所述紫外光的主波長(zhǎng)應(yīng)不大于265納米；所述紫外光由紫外燈管發(fā)出，紫外燈管 數(shù)量2~6支，單支紫外線輸出功率不低于8瓦。所述光源排布方式對(duì)稱，燈管與燈管間的 間距滿足最大輻照比。所述催化氧化處理過程，廢水與磁性光催化劑混合后在紫外光照射 下接觸時(shí)間為2~6分鐘。
[0021] 步驟（2)的具體操作為：經(jīng)過預(yù)氧化處理的廢水與磁性催化劑顆?；旌希瑥U水以 5~15L/min流量從催化反應(yīng)器內(nèi)下部進(jìn)水口進(jìn)入催化氧化器內(nèi)，葉輪轉(zhuǎn)速80~100r/ min，廢水在葉輪的推動(dòng)下螺旋前進(jìn)，紫外燈管發(fā)出紫外光，廢水在經(jīng)反光層多重反射后的 紫外光輻照2~6分鐘進(jìn)行催化氧化處理。
[0022] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于去除廢水中絡(luò)合有機(jī)物的系統(tǒng)，包括預(yù)氧化 系統(tǒng)、催化氧化系統(tǒng)和固液分離系統(tǒng)；所述的預(yù)氧化系統(tǒng)包括第一加藥箱1、第一加藥栗2、 管道混合器3、氧化反應(yīng)器4 ;所述催化氧化系統(tǒng)包括第二加藥箱6、第二加藥栗7、催化氧化 反應(yīng)器8 ;所述固液分離系統(tǒng)包括固液分離器10 ;所述第一加藥箱1經(jīng)第一加藥栗2與設(shè)在 管道混合器3進(jìn)水端的主管道連接，通過第一加藥栗2控制氧化劑的投加量，所述管道混合 器3的出水端與氧化反應(yīng)器4下部的進(jìn)水口連接，所述氧化反應(yīng)器4內(nèi)設(shè)有第一光源5,氧 化反應(yīng)器4上部的出水口與所述催化氧化系統(tǒng)中催化氧化反應(yīng)器8下部的進(jìn)水口連接；所 述第二加藥箱6經(jīng)第二加藥栗7與催化氧化