一種微波強化微電解組合氧化處理橡膠助劑廢水的方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種微波強化微電解組合氧化處理橡膠助劑廢水的方法，其特征在于：本方法將廢水預先進行氧化處理后進行微電解處理，將橡膠助劑廢水中的有機物進行開環(huán)斷鏈后，再進行微波輻照，利用微波的電磁效應強化微電解及氧化的處理效果，同時微波的熱效應使廢水快速升溫，溫度的升高加快了氧化反應速度，不僅利于有機物的分離，而且加快后續(xù)絮凝反應，減少了廢水的污泥總量。本發(fā)明將多種工藝進行逐級組合進行橡膠助劑廢水處理，實現(xiàn)了較低成本處理該類廢水的達標排放。
【專利說明】一種微波強化微電解組合氧化處理橡膠助劑廢水的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于廢水處理領域，涉及一種微波強化微電解組合氧化處理橡膠助劑廢水的方法，處理出水達到國家污水綜合排放三級標準。

【背景技術】
[0002]橡膠促進劑廢水屬于高濃度難降解有機廢水，廢水中含有包括各種促進劑以及生產(chǎn)過程中的苯胺、二甲苯、環(huán)己胺和嗎啉等原料。廢水的成分復雜，治理難度大。
[0003]由于橡膠助劑廢水屬于高含鹽有機廢水，現(xiàn)階段針對該類廢水處理主要以蒸餾處理為主，廢水蒸餾后的鹽及大部分不可降解有機物殘留在固相中，蒸出液再采用氧化或生化等處理工藝進行處理后達標排放。但是，該工藝高投資高能耗，噸水成本可高達幾百元，給廢水治理企業(yè)造成沉重的經(jīng)濟負擔，不少企業(yè)面臨著因“三廢”治理成本高而限制生產(chǎn)的局面。因此，本發(fā)明利用微波強化微電解方法組合氧化方法來處理橡膠助劑廢水，以較低投資及運行成本保證了該類廢水的達標排放。


【發(fā)明內容】

:
[0004]本發(fā)明涉及了利用微波強化微電解組合氧化處理橡膠助劑廢水的方法，處理出水達到國家污水綜合排放三級標準，工藝采用微電解氧化組合微波的處理方法。
[0005]本發(fā)明為一種微波強化微電解組合氧化處理橡膠助劑廢水的方法，其特征在于:包括以下操作步驟:
[0006]I)酸化反應處理:利用硫酸對橡膠助劑廢水進行酸化，硫酸的加入量以調整廢水pH值為準:控制廢水的pH值在pH 2?5，酸化時間為5?30分鐘；
[0007]2)氧化處理:經(jīng)過酸化反應處理的出水利用雙氧水對橡膠助劑廢水進行氧化處理，氧化劑的加入量為雙氧水與橡膠助劑廢水的COD比為0.05:1?1:1，氧化處理時間為10?30分鐘；
[0008]3)微電解反應處理:經(jīng)過氧化反應處理的出水進入微電解反應器進行反應，通入空氣，氣水比10:1?30:1，反應時間為60?120分鐘；
[0009]4)微波反應處理:經(jīng)過微電解反應處理后的橡膠助劑廢水進入微波反應器處理，微波功率為300?600W，處理時間為2?10分鐘；
[0010]5)中和反應處理:微波反應處理出水進入中和反應池，投加石灰乳液，調整廢水的pH 7.5?9.0，反應處理時間為20?40分鐘；
[0011]6)分離處理:經(jīng)過中和后的橡膠助劑廢水進入分離池，靜置5?10分鐘后，放出下層乳狀液；
[0012]7)貯水池處理:經(jīng)過分離處理后的橡膠助劑廢水上清液移入貯水池備用，廢水在貯水池內停留時間為30?60分鐘。
[0013]按照本發(fā)明所述的方法，其特征在于:包括以下操作步驟:
[0014]I)酸化反應處理:硫酸的加入量以調整廢水pH值為準:控制廢水的pH值在pH3?4，酸化時間為8?25分鐘；
[0015]2)氧化處理:經(jīng)過酸化反應處理的出水利用雙氧水對橡膠助劑廢水進行氧化處理，氧化劑的加入量為雙氧水與橡膠助劑廢水的COD比為0.08:1?1:1，氧化處理時間為15?25分鐘；
[0016]3)微電解反應處理:經(jīng)過氧化反應處理的出水進入微電解反應器進行反應，通入空氣，氣水比15:1?25:1，反應時間為90?110分鐘；
[0017]4)微波反應處理:經(jīng)過微電解反應處理后的橡膠助劑廢水進入微波反應器處理，微波功率為400?500W，處理時間為4?10分鐘；
[0018]5)中和反應處理:微波反應處理出水進入中和反應池，投加石灰乳液，調整廢水的pH 8.0?9.0，反應處理時間為25?35分鐘；
[0019]6)分離處理:經(jīng)過中和后的橡膠助劑廢水進入分離池，靜置6?9分鐘后，放出下層乳狀液。
[0020]按照本發(fā)明所述的方法，其特征在于:
[0021]步驟I所述待處理橡膠助劑廢水的C0D6000?8000mg/L，pH7?9 ;
[0022]所述經(jīng)酸化處理后的橡膠助劑廢水的C0D5800?7800mg/L，pH2?5 ;
[0023]步驟2)所述經(jīng)氧化處理后的橡膠助劑廢水的C0D5000?7000mg/L，pH2?5 ;
[0024]步驟3)所述經(jīng)微電解處理后的橡膠助劑廢水的C0D3000?4500mg/L，pH5.0?6.5 ；
[0025]步驟4)所述經(jīng)微波處理后的橡膠助劑廢水的C0D2500?3500mg/L，pH7.5?9.0 ;
[0026]步驟5)所述經(jīng)中和處理后的橡膠助劑廢水的C0D2000?3000mg/L，ρΗ7.5?O ;
[0027]步驟6)所述經(jīng)分離處理后的橡膠助劑廢水的C0D300?500mg/L，pH7.5?9.0。
[0028]本發(fā)明的原理:
[0029]橡膠助劑廢水通常含有苯、雜環(huán)化合物及大量的無機鹽和有機硫等，廢水成分復雜、色度高、化學需氧量(COD)高，含鹽量高，難以生化降解，處理難度大，不少企業(yè)面臨著因“三廢”治理不達標而限制生產(chǎn)的局面，同時，三廢治理高成本也制約了橡膠助劑的發(fā)展。
[0030]氧化反應是在酸性溶液中將廢水與H2O2混合，常溫下，H2O2分解產(chǎn)生羥基自由基具有極強的氧化性，將難降解的有機污染物進行分解，改變其電子云密度和結構，有利于凝聚和吸附過程的進行。
[0031]微電解是利用鐵炭兩種具有不同電極電位的物質浸沒在導電性廢水中形成原電池，并產(chǎn)生電場，借助電場作用，使廢水中的膠體粒子和雜質通過電解沉積、絮凝和氧化還原的電化學反應。
[0032]將雙氧水與微電解組合反應，雙氧水可與微電解反應產(chǎn)生的Fe2+組成Fenton試齊U，F(xiàn)e2+既可以催化分解產(chǎn)生氧化能力極強的.0Η，又能生成具有良好絮凝吸附作用的Fe3+，此外雙氧水又是微電解反應的催化劑，可以加速微電解的反應，提高效率，所以微電解一芬頓組合工藝集氧化還原、絮凝吸附、催化氧化、電沉積及共沉積等作用于一體，能夠實現(xiàn)大分子有機污染物的斷鏈，進一步去除難降解有機物。
[0033]微波技術是利用強烈吸收微波的物質把微波能傳給這些物質而誘發(fā)化學反應，通過微波能的強烈作用，從而使某些物質表面選擇性地被很快加熱至很高溫度，從而實現(xiàn)大分子有機物的分離。
[0034]本方法利用微波加速氧化組合微電解的反應進行橡膠助劑廢水處理，由于微波的電磁場效應，雙氧水產(chǎn)生較多活性更高的羥基自由基，同時由于微電解中鐵系列化合物的存在，又加快了雙氧水的分解，增大水中羥基自由基的濃度，加快有機物氧化降解速度，提高了污染物的降解效果。同時，微波產(chǎn)生的熱能增高了水體溫度，加速氧化反應速度，更有利于后續(xù)有機物的分離。
[0035]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具有如下的優(yōu)點:
[0036](I)將微電解與氧化劑進行組合，利用微電解產(chǎn)生的Fe2+，與雙氧水組合成Fenton試劑，可以減少催化劑的投機，降低成本。
[0037](2)微電解與雙氧水的組合中，微電解產(chǎn)生的Fe2+既可以催化分解產(chǎn)生氧化能力極強的.0H，又能生成具有良好絮凝吸附作用的Fe3+，此外雙氧水又是微電解反應的催化齊U，可以加速微電解的反應，提高整體處理效果。
[0038](3)微電解與氧化劑的組合工藝集氧化還原、絮凝吸附、催化氧化、電沉積及共沉積等作用于一體，能夠實現(xiàn)大分子有機污染物的斷鏈，加大難降解有機物的去除率。
[0039](4)將微波、雙氧水、微電解進行組合，由于微波的電磁場效應，雙氧水產(chǎn)生較多活性更高的羥基自由基，同時由于微電解產(chǎn)生催化劑鐵系列化合物的存在，加快了雙氧水的分解，增大水中羥基自由基的濃度，加快了有機物氧化降解速度。
[0040](5)本方法在微電解組合氧化的工藝步驟后增加微波反應，強化了前端物化處理效果。利用微波非熱效應，使體系溫度升高，增加羥基自由基的活性，氧化能力增強，提高污染物降解率。
[0041](6)橡膠助劑廢水屬于高含鹽難降解有機廢水，處理難度極大。因此，將不宜一次處理到位的有機物采用多種工藝進行組合處理，將大分子有機物進行逐級降解，使其最終滿足達標排放的處理要求。先用氧化劑進行預先氧化處理，然后再進行微電解反應，將有機物充分開環(huán)斷鏈后，再進行微波催化氧化處理。將雙氧水氧化、微電解與微波反應結合，發(fā)揮氧化反應的最大優(yōu)勢，最終將難降解的有機物充分分解，滿足達標排放的要求。
[0042](7)目前針對含鹽高濃度有機廢水普遍采用蒸餾處理工藝，該方法進行脫鹽處理的同時降低餾出液的有機物濃度，餾出液再進行氧化或生化的處理工藝進行處理。盡管該方法可以保證最終處理出水達標排放，但是該方法投資及運行成本過高，超出了一般企業(yè)承受范圍。本發(fā)明采用組合工藝進行橡膠助劑廢水的處理，不僅省卻了蒸餾脫鹽處理工藝，同時新工藝的投資及運行成本均較蒸餾低廉很多。
[0043](8)本方法利用微波強化微電解氧化反應處理后的橡膠助劑廢水，加速了廢水絮凝反應，解決橡膠助劑廢水微電解處理后沉淀物比例過多、泥水分離不暢等問題，使微電解處理后的固體廢棄物大幅度減少，為后續(xù)處理創(chuàng)造了條件，降低污水污泥處理總成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]圖1為本發(fā)明一種微波強化微電解組合氧化處理橡膠助劑廢水的方法工藝流程不意圖:
[0045]I酸化反應 2氧化池 3水泵 4微電解反應器
[0046]5微波反應器 6中和池 7水泵 8分離池

【具體實施方式】
[0047]實施例1
[0048]某橡膠助劑廢水的C0D7500mg/L，pH:8.5。首先進行酸化反應處理，加入硫酸調整pH:3.0，反應5分鐘，此時，經(jīng)過酸化后的橡膠助劑廢水的C0D7300mg/L ;經(jīng)過酸化后的廢水按雙氧水與廢水的比例1:1加入雙氧水7300 mg/L，反應30分鐘，pH:3.0，經(jīng)氧化后的橡膠助劑廢水的C0D7000 mg/L, pH:3.0 ;經(jīng)過氧化后的廢水進入微電解反應器進行反應，按氣水比20:1通入空氣，反應時間為120分鐘，經(jīng)微電解反應后的橡膠助劑廢水的C0D4500mg/L, pH:5.5 ;經(jīng)過微電解反應后的橡膠助劑混廢水進入微波反應器進行反應，微波功率600W，處理時間10分鐘，經(jīng)過微波反應后的的橡膠助劑廢水的pH:5.5，C0D3000 mg/L ;經(jīng)過微波反應后的后的橡I父助劑廢水進入中和池，投加石灰乳液，；經(jīng)過中和池的出水C0D2800mg/L, pH:9.0 ;經(jīng)過中和池的出水進入分離池，停留10分鐘，出水C0D450 mg/L，pH:8.5，滿足污水綜合排放三級標準。
[0049]實施例2
[0050]某橡膠助劑廢水的C0D6500mg/L，pH:8.5。首先進行酸化反應處理，加入硫酸調整pH:3.0，反應5分鐘，此時，經(jīng)過酸化后的橡膠助劑廢水的C0D6300mg/L ;經(jīng)過酸化后的廢水按雙氧水與廢水的比例1:1加入雙氧水6300 mg/L,反應30分鐘，pH:3.0，經(jīng)氧化后的橡膠助劑廢水的C0D6000 mg/L, pH:3.0 ;經(jīng)過氧化后的廢水進入微電解反應器進行反應，按氣水比15:1通入空氣，反應時間為70分鐘，經(jīng)微電解反應后的橡膠助劑廢水的C0D4500mg/L，pH:5.5 ;經(jīng)過微電解反應后的橡膠助劑混廢水進入微波反應器進行反應，微波功率500W，處理時間10分鐘，經(jīng)過微波反應后的的橡膠助劑廢水的pH:5.5，C0D3000mg/L ;經(jīng)過微波反應后的后的橡膠助劑廢水進入中和池，投加石灰乳液，；經(jīng)過中和池的出水C0D2800mg/L，pH:9.0 ;經(jīng)過中和池的出水進入分離池，停留10分鐘，出水C0D450mg/L，pH:8.5，滿足污水綜合排放三級標準。
[0051]實施例3
[0052]將某橡膠助劑廢水，采用本發(fā)明一種利用微波強化微電解組合氧化處理橡膠助劑廢水的方法。某橡膠助劑廢水的C0D6000mg/L，pH:8.0。首先進行酸化反應處理，加入硫酸調整pH:3.0，反應5分鐘，此時，經(jīng)過酸化后的橡膠助劑廢水的C0D5800mg/L ;經(jīng)過酸化后的廢水按雙氧水與廢水的比例1:1加入雙氧水580011^/1，反應30分鐘，pH:3.0，經(jīng)氧化后的橡膠助劑廢水的C0D5500mg/L，pH:3.0 ;經(jīng)過氧化后的廢水進入微電解反應器進行反應，按氣水比15:1通入空氣，反應時間為100分鐘，經(jīng)微電解反應后的橡膠助劑廢水的C0D3500mg/L, pH:5.5 ;經(jīng)過微電解反應后的橡膠助劑混廢水進入微波反應器進行反應，微波功率400W，處理時間10分鐘，經(jīng)過微波反應后的的橡膠助劑廢水的pH:5.5，C0D2500mg/L ;經(jīng)過微波反應后的后的橡膠助劑廢水進入中和池，投加石灰乳液，；經(jīng)過中和池的出水C0D2000mg/L, pH:9.0 ;經(jīng)過中和池的出水進入分離池，停留10分鐘，出水C0D400mg/L，pH:8.5，滿足污水綜合排放三級標準。
【權利要求】
1.一種微波強化微電解組合氧化處理橡膠助劑廢水的方法，其特征在于:包括以下操作步驟: 1)酸化反應處理:利用硫酸對橡膠助劑廢水進行酸化，硫酸的加入量以調整廢水pH值為準:控制廢水的pH值在pH 2?5，酸化時間為5?30分鐘； 2)氧化處理:經(jīng)過酸化反應處理的出水利用雙氧水對橡膠助劑廢水進行氧化處理，氧化劑的加入量為雙氧水與橡膠助劑廢水的COD比為0.05:1?1:1，氧化處理時間為10?30分鐘； 3)微電解反應處理:經(jīng)過氧化反應處理的出水進入微電解反應器進行反應，通入空氣，氣水比10:1?30:1，反應時間為60?120分鐘； 4)微波反應處理:經(jīng)過微電解反應處理后的橡膠助劑廢水進入微波反應器處理，微波功率為300?600W，處理時間為2?10分鐘； 5)中和反應處理:微波反應處理出水進入中和反應池，投加石灰乳液，調整廢水的pH7.5?9.0，反應處理時間為20?40分鐘； 6)分離處理:經(jīng)過中和后的橡膠助劑廢水進入分離池，靜置5?10分鐘后，放出下層乳狀液； 7)貯水池處理:經(jīng)過分離處理后的橡膠助劑廢水上清液移入貯水池備用，廢水在貯水池內停留時間為30?60分鐘。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于:包括以下操作步驟: 1)酸化反應處理:硫酸的加入量以調整廢水pH值為準:控制廢水的pH值在pH3?4，酸化時間為8?25分鐘； 2)氧化處理:經(jīng)過酸化反應處理的出水利用雙氧水對橡膠助劑廢水進行氧化處理，氧化劑的加入量為雙氧水與橡膠助劑廢水的COD比為0.08:1?1:1，氧化處理時間為15?25分鐘； 3)微電解反應處理:經(jīng)過氧化反應處理的出水進入微電解反應器進行反應，通入空氣，氣水比15:1?25:1，反應時間為90?110分鐘； 4)微波反應處理:經(jīng)過微電解反應處理后的橡膠助劑廢水進入微波反應器處理，微波功率為400?500W，處理時間為4?10分鐘； 5)中和反應處理:微波反應處理出水進入中和反應池，投加石灰乳液，調整廢水的pH8.0?9.0，反應處理時間為25?35分鐘； 6)分離處理:經(jīng)過中和后的橡膠助劑廢水進入分離池，靜置6?9分鐘后，放出下層乳狀液。
3.按照權利要求1所述的方法，其特征在于: 步驟1所述待處理橡膠助劑廢水的C0D6000?8000mg/L，pH7?9 ; 所述經(jīng)酸化處理后的橡膠助劑廢水的C0D5800?7800mg/L，pH2?5 ; 步驟2)所述經(jīng)氧化處理后的橡膠助劑廢水的C0D5000?7000mg/L，pH2?5 ; 步驟3)所述經(jīng)微電解處理后的橡膠助劑廢水的C0D3000?4500mg/L，pH5.0?6.5 ; 步驟4)所述經(jīng)微波處理后的橡膠助劑廢水的C0D2500?3500mg/L，pH7.5?9.0 ; 步驟5)所述經(jīng)中和處理后的橡膠助劑廢水的C0D2000?3000mg/L，pH7.5?9.0 ; 步驟6)所述經(jīng)分離處理后的橡膠助劑廢水的C0D300?500mg/L，pH7.5?9.0。
【文檔編號】C02F9/08GK104291506SQ201410478603
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月18日 優(yōu)先權日:2014年9月18日
【發(fā)明者】霍瑩, 楊勇, 付連超, 鄭貝貝, 張瑩 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油天津化工研究設計院, 中海油能源發(fā)展股份有限公司