一种化工废水生化出水的深度处理及回用方法技术

本发明专利技术涉及一种化工废水生化出水的深度处理及回用方法，包括以下步骤：(1)通过喷射悬浮聚合法制备高负载Fe

Advanced treatment and reuse method of biochemical effluent of chemical waste water

The invention relates to a method for advanced treatment and reuse of biochemical effluent from chemical waste water. The method comprises the following steps: (1) preparing high load Fe by spraying suspension polymerization;

【技术实现步骤摘要】
一种化工废水生化出水的深度处理及回用方法
本专利技术涉及工业废水处理
，具体涉及一种化工废水生化出水的深度处理及回用方法。
技术介绍
化工行业是我国的支柱产业之一，但同时该行业带来的环境污染也非常严重，据近年来的环境统计年报显示，化工废水排放量稳居在工业废水排放量的前三位，更重要的是，化工废水不仅水量大，而且其所含的有机物毒性大，难以降解，如今更是成为人们关注的重点。化工废水在生化处理后，COD等指标难以达标排放，往往需要增加深度处理工艺来进行补充，常规的工艺如混凝等，尽管能在一定程度上降低COD，但其中高毒性的物质很难有效去除，这些有机毒物虽然对COD、氨氮等综合指标贡献很小，但因其具有致癌、致畸、致突变特性和遗传毒性，其随着废水排放进入到环境体系中，对生态环境与人体健康造成危害。针对生化出水中有机物难降解的特性，高级氧化技术常被用来作为深度处理的工艺之一。其中，芬顿技术是最为成熟的一种高级氧化技术，但其带来大量的铁泥成为限制该技术应用的瓶颈问题。针对这一实际问题，研究者们将原先的均相反应改进为非均相反应，利用载体将亚铁离子固载，投入反应后通过对载体的回收减少溶液中的铁离子，最终实现铁泥的减量化。也有研究者使用磁性纳米四氧化三铁作为催化剂，直接进行芬顿反应，最后回收纳米粒子以减少铁泥的产生。然而，芬顿氧化技术并不能使得有机物完全碳化，容易产生结构不一的中间产物或副产物，甚至有些中间产物毒性还会远远大于原物质。为此，在芬顿氧化的基础上，还应当结合其他技术，才能有效地对化工废水的生化尾水进行有效处理。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种化工废水生化出水的深度处理及回用方法，不仅能有效去除化工废水生化出水中的有机物难降解问题，还能削减其毒性，最终能达到回用水质标准及安全性要求。为解决上述技术问题，本专利技术采用了以下技术方案：一种化工废水生化出水的深度处理及回用方法，包括以下步骤：(1)通过喷射悬浮聚合法制备高负载Fe3O4的磁性树脂；(2)利用步骤(1)中制备的磁性树脂对化工废水生化出水进行深度处理，并在化工废水生化出水中加入3～5mmol/L的H2O2，混合反应，反应时间为60～600分钟；(3)先将步骤(2)处理后的混合废水进行固液分离，再对分离后的化工废水生化出水进行消毒处理。进一步地，所述磁性树脂与化工废水生化出水的体积比为0.1％～5％。进一步地，所述磁性树脂的比表面积为500～700m2/g，磁性树脂中Fe3O4纳米粒子的质量分数为30％～50％。进一步地，所述磁性树脂的制备是利用孔径为20～50μm的喷头，在0.1MPa下缓慢将油相与Fe3O4纳米粒子混合液均匀分散至水相中，形成乳液，在150r/min的搅拌速度下，升温至70℃反应2小时，再升温至85℃反应12小时，之后依次使用去离子水、乙醇、丙酮洗涤，最后烘干。进一步地，所述油相中，单体为二乙烯苯，致孔剂为甲苯，引发剂为偶氮二异丁腈，所述二乙烯苯与甲苯的比例为1:2～1:3，所述偶氮二异丁氰的质量分数为1％。进一步地，所述水相中，分散剂为十二烷基硫酸钠与聚乙烯比咯烷酮，且十二烷基硫酸钠与聚乙烯比咯烷酮两者比例为1:3～1:6，所述分散剂的质量分数为0.5％～2％。进一步地，所述Fe3O4纳米粒子是油酸包覆修饰的，所述Fe3O4纳米粒子与油相的质量比为1:1～1:2。进一步地，所述深度处理过程中，将所述混合废水采用盐酸和氢氧化钠调节pH至5～7。进一步地，所述消毒处理是紫外和氯联合消毒，为紫外光和NaClO消毒剂；所述NaClO消毒剂用量为按Cl2计为5mg/L，所述紫外光以汞灯为光源，紫外光辐射强度为30W，反应时间为100～1800秒。更进一步地，还包括将步骤(3)分离得到的磁性树脂与再生液进行混合，所述再生液成分为：氢氧化钠：5wt.％～15wt.％、甲醇：20wt.％～70wt.％，或者为：氢氧化钠：5wt.％～15wt.％、乙醇：50wt.％，磁性树脂与再生液混合20～180分钟后，静置55～65分钟，分离出磁性树脂进行回收再利用。上述技术方案中提供的化工废水生化出水的深度处理及回用方法，有益效果如下：(1)使用树脂吸附材料将Fe3O4固载，投入反应后可对磁性树脂进行回收，减少溶液中的铁离子，实现铁泥的减量化；(2)本专利技术采用树脂吸附与芬顿高级氧化同时联合作用，pH只需控制在5～7即可达到最佳效果，减少了酸试剂的使用，降低了成本；(3)本专利技术通过吸附－高级氧化－吸附－消毒的耦合工艺，可以有效去除化工废水生化出水中的难降解有机物并削减其毒性，达到回用水质标准及安全性要求；(4)本专利技术中采用紫外－氯同时联合消毒，不仅可以杀灭水中病原菌，还可以通过羟基自由基、氯自由基以及次氯酸氧化等多种作用，对有机污染物进行有效的再次去除，降低出水毒性，保证回用水的生态安全；(5)本专利技术提供的吸附－高级氧化－吸附－消毒处理工艺运行稳定，易于操作，且水质标准高，出水水质稳定、安全。具体实施方式为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本专利技术的一种或几种具体的实施方式，并不对本专利技术具体请求的保护范围进行严格限定。本专利技术提供的化工废水生化出水深度处理及回用方法，是树脂吸附、芬顿高级氧化和紫外氯消毒的耦合工艺，利用树脂吸附法对化工废水生化出水中的难降解物进行富集，在Fe3O4纳米粒子的催化作用下，加入H2O2进行类芬顿高级氧化分解，部分分解产物再通过树脂吸附进行去除，残留于溶液中的有机物经过紫外氯消毒过程进一步去除。实施例1一大型化工废水处理厂生化出水，调节pH值为6后，向该水样中依次加入磁性树脂和H2O2，磁性树脂体积占化工废水生化出水体积的2％，H2O2浓度为4mmol/L，反应300分钟后，进行固液分离。向分离后的化工废水生化出水中加入NaClO消毒剂，按Cl2计为5mg/L，同时打开30W的紫外灯照射600秒，其出水水质如表1所示。最后再将分离得到的磁性树脂与5wt.％氢氧化钠、70wt.％的甲醇进行混合再生，再生时间130分钟，后静置55分钟；再生后的磁性树脂作为新鲜磁性树脂进行使用。如表1所示，以城市污水再生利用－工业用水水质(GB/T19923-2005)中的洗涤用水水质标准作为参考，该厂废水符合再生水回用标准。表1本专利技术方法出水水质与洗涤用水水质标准比较实施例2一大型化工废水处理厂生化出水，调节pH值为5后，向该水样中依次加入磁性树脂和H2O2，磁性树脂体积占化工废水生化出水体积的1.5％，H2O2浓度为3mmol/L，反应100分钟后，进行固液分离。向分离后的化工废水生化出水中加入NaClO消毒剂，按Cl2计为5mg/L，同时打开30W的紫外灯照射120秒，其出水水质如表2所示。最后再将分离得到的磁性树脂与15wt.％氢氧化钠、20wt.％的甲醇进行混合再生，再生时间60分钟，后静置60分钟；再生后的磁性树脂作为新鲜磁性树脂进行使用。如表2所示，以城市污水再生利用－工业用水水质(GB/T19923-2005)中的锅炉补给水水质标准作为参考，该厂废水符合再生水回用标准。表2本专利技术方法出水水质与锅炉补给水水质标准比较实施例3一大型化工废水处理厂生化出水，调节pH值为7后，向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化工废水生化出水的深度处理及回用方法，其特征在于包括以下步骤：(1)通过喷射悬浮聚合法制备高负载Fe

【技术特征摘要】
1.一种化工废水生化出水的深度处理及回用方法，其特征在于包括以下步骤：(1)通过喷射悬浮聚合法制备高负载Fe3O4的磁性树脂；(2)利用步骤(1)中制备的磁性树脂对化工废水生化出水进行深度处理，并在化工废水生化出水中加入3～5mmol/L的H2O2，混合反应，反应时间为60～600分钟；(3)先将步骤(2)处理后的混合废水进行固液分离，再对分离后的化工废水生化出水进行消毒处理。2.根据权利要求1所述的化工废水生化出水的深度处理及回用方法，其特征在于：所述磁性树脂与化工废水生化出水的体积比为0.1％～5％。3.根据权利要求1所述的化工废水生化出水的深度处理及回用方法，其特征在于：所述磁性树脂的比表面积为500～700m2/g，磁性树脂中Fe3O4纳米粒子的质量分数为30％～50％。4.根据权利要求2所述的化工废水生化出水的深度处理及回用方法，其特征在于：所述磁性树脂的制备是利用孔径为20～50μm的喷头，在0.1MPa下缓慢将油相与Fe3O4纳米粒子混合液均匀分散至水相中，形成乳液，在150r/min的搅拌速度下，升温至70℃反应2小时，再升温至85℃反应12小时，之后依次使用去离子水、乙醇、丙酮洗涤，最后烘干。5.根据权利要求3所述的化工废水生化出水的深度处理及回用方法，其特征在于：所述油相中，单体为二乙烯苯，致孔剂为甲苯，引发剂为偶氮二异丁腈，所述二乙烯苯与甲苯的比例为1:2～1:3，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周庆，金晶，李爱民，徐林镇，程加德，周伟伟，冯天宇，黄艳，王未，
申请(专利权)人：南京大学，南京大学盐城环保技术与工程研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32