一种渗沥液生物处理出水的氧化处理方法技术

本发明专利技术公开了一种针对渗沥液生物处理出水COD较高的深度氧化方法。对渗沥液生物处理出水投加H2O2和PMS作为组成双氧化剂，并投加CoFe@MgAl‑LDH类水滑石催化剂，催化H2O2和PMS产生·OH和SO4

Oxidation treatment method for biological treatment effluent of leachate

The present invention discloses a deep oxidation process for treating effluent COD with higher leachate effluent. The leachate effluent by adding H2O2 and PMS as double oxidizing agent, and adding CoFe@MgAl LDH hydrotalcite catalyst, catalytic H2O2 and PMS - OH and SO4

【技术实现步骤摘要】
一种渗沥液生物处理出水的氧化处理方法
本专利技术属于废水处理领域，更具体地，涉及一种针对渗沥液生物处理出水的COD依旧较高的氧化处理方法，更具体地，涉及一种渗沥液生物处理出水混凝-多相催化氧化的深度氧化处理方法。
技术介绍
垃圾渗沥液是在垃圾转运站、填埋处理及焚烧处理过程中产生的不可避免的二次污染物。生物处理法作为成熟的渗沥液处理技术已经被广泛应用于垃圾渗沥液的处理，但垃圾渗沥液生物处理出水中仍含有较高浓度的难降解有机物等，无法满足现行排放标准，必须进行深度处理。膜技术作为传统的渗沥液深度处理技术，其应用在国内已十分成熟，但膜深度处理技术存在着产生大量富集有机物和盐类的浓缩液问题。针对浓缩液，国内大部分采用填埋场回灌、蒸发等处理方法，但回灌会使填埋体渗沥液水位上升、填埋体稳定安全系数和膜处理效率降低等问题，蒸发处理投资和运行成本均过高，并不是理想解决办法。近年来，高级氧化技术(AdvancedOxidationProcesses，AOPs)技术已逐渐应用于渗沥液处理领域，其原理是高级氧化过程中产生的强氧化性羟自由基(·OH)可以无选择的氧化分解含有羧基、磺基、硝基等取代基的难降解污染物，无浓缩液产生。国内主要采用芬顿和臭氧氧化技术有了一定的应用，但芬顿氧化存在着产生大量化学污泥、消耗大量酸碱、引入二次污染金属离子等问题，也不是理想的解决办法。本专利技术针对现有技术的缺陷或成本过高，提供了一种高效、经济的渗沥液生物处理出水混凝-多相催化双氧化剂的深度氧化处理方法。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种渗沥液生物处理出水的氧化处理方法。其特点在于首先采用混凝预处理，然后通过利用类水滑石(LDH)催化剂催化氧化剂H2O2和氧化剂PMS(过硫酸氢钾)，产生·OH和SO4-·等自由基，利用自由基氧化难降解有机物，提高渗沥液可生化性，由此解决现有技术采用膜技术深度处理渗沥液生物处理出水产生大量有机物和盐类浓缩液、采用芬顿和臭氧氧化技术深度处理时产生大量化学污泥、消耗大量酸碱、引入二次污染的技术问题。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种有机废水的处理方法，包括如下步骤：向有机废水中投加类水滑石催化剂，并投加氧化剂H2O2和PMS，反应完全后，固液分离，上清液为处理后的有机废水。优选地，所述类水滑石催化剂为负载有一种或多种过渡金属的MgAl结构的LDH水滑石材料。优选地，所述类水滑石催化剂为负载有Co和Fe的MgAl结构的LDH水滑石材料。优选地，添加所述类水滑石催化剂使得所述有机废水中所述类水滑石催化剂浓度为0.8-2.5g/L；所述氧化剂H2O2与氧化剂PMS的质量比为3～12:1；所述氧化剂PMS和所述有机废水中的COD的质量比为0.8～2:1。优选地，所述类水滑石催化剂浓度为1g/L。优选地，所述氧化剂H2O2与氧化剂PMS的质量比为8:1。优选地，所述氧化剂PMS和所述有机废水中的COD的质量比为1.2。优选地，所述有机废水的处理方法还包括预处理步骤，所述预处理步骤为：将有机废水采用混凝法进行预处理，固液分离，取上清液得到预处理后的有机废水。优选地，所述采用混凝法进行预处理的具体步骤为：向所述有机废水中加入絮凝剂。优选地，所述絮凝剂为聚合硫酸铁，其投加量为400～1200mg/L。优选地，所述处理方法控制pH为4～10。优选地，所述反应在30～50℃条件下反应1.5～4h。优选地，所述类水滑石催化剂的制备方法包括如下步骤：(1)配制溶液A：配制过渡金属Co、Fe和Cu中的一种或多种的硝酸盐，然后配制硝酸镁和硝酸铝，混合后得到溶液A，其中硝酸镁、硝酸铝的摩尔浓度比例为2～4:1；所述过渡金属的摩尔比例为1％～5％；(2)配制溶液B：配制0.3mol/L的碳酸钠溶液，得到溶液B；(3)溶液A和溶液B共沉淀：将步骤(1)所述的溶液A在100～150ml/h的速度滴加至步骤(2)所述的溶液B中进行共沉淀反应，滴加完后继续搅拌1～1.5小时，然后进行超声，静置18～24h，得到混合液；(4)类水滑石催化剂的获得：将步骤(3)所述混合液进行固液分离得到固体，并用去离子水冲洗所述固体至中性；60～90℃条件下干燥10～12h，碾碎，过100～200目筛，在400～600℃条件下煅烧5～12h，得到所述类水滑石催化剂。优选地，步骤(2)所述共沉淀反应在50～70℃，pH为8～12，超声温度为30～40℃，超声时间为20～50min。优选地，处理后的催化剂经过滤、干燥可以重复使用。优选地，所述有机废水为渗沥液生物处理出水。本专利技术提供的有机废水处理方法采用负载有一种或多种过渡金属的MgAl结构的LDH水滑石材料，作为催化剂。将催化剂转化为固体，从而实现避免引入二次污染离子、产生大量化学污泥的缺点，同时催化剂的可重复使用，有助于降低使用成本。本专利技术的有机废水处理方法为一种双氧化剂氧化方法，选择，H2O2和PMS组成双氧化剂，一方面避免了膜法产生大量浓缩液的缺点，另一方面克服传统芬顿氧化法单一氧化剂的缺点，起到更好的氧化效果。作为一种优选的方法，本专利技术提供了一种混凝预处理+多相双氧化剂的渗沥液生物出水氧化处理方法。通过对渗沥液生物出水的混凝处理，初步去除部分难降解物质，从而进一步减低后续多相双氧化剂处理药剂成本。本专利技术主要针对难降解有机物，主要原理为：通过絮凝剂聚合硫酸铁的吸附架桥起作用使难降解有机物聚集在一起，通过沉降去除，达到去除部分渗沥液难降解有机物的目的。然后利用CoFe@MgAl类水滑石催化剂中的过渡金属催化H2O2和PMS(过硫酸氢钾复合盐)双氧化剂，产生·OH和SO4-·等自由基，利用自由基进一步氧化难降解有机物，并提高渗沥液可生化性。过度金属催化H2O2产生·OH的过程如下：H2O2+Fe2+→·OH+OH-+Fe3+过度金属催化PMS产生SO4-·的过程如下：Co2++HSO5-→Co3++SO4·-+OH-SO4-·产生·OH过程如下：SO4·-+OH-→SO4-+·OHSO4·-+H2O→SO4-+·OH+H+自由基传递过程如下：H2O2+·OH→HO2·+H2O2HO·→H2O22HO2·→H2O2+O2PMS催化H2O2产生·OH过程如下：SO52-+2H2O2→SO42-+2O2·-+H2O+2H+·OH氧化有机物的过程如下：·OH+R-H(有机污染物)→R·(降解产物)+H2OSO4-·氧化有机物的过程如下：夺氢反应SO4·-+RH(有机污染物)→HSO4-+R·(降解产物)加成反应SO4·-+H2C＝CHR→-OSO2OCH2-CHR·电子转移反应总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果。1、通过混凝预处理可以部分去除难降解有机物，降低处理成本，保证处理效果；当渗沥液生物出水COD较低，满足控制成本要求时，可以选择省略混凝预处理步骤。2、相对膜处理深度处理方法，将难降解有机物直接氧化，不会产生浓缩液。3、相对传统芬顿氧化法，多相催化氧化对pH要求范围宽广，不需要消耗大量酸碱调节pH，同时不产生大量化学污泥。4、过渡金属固定于水滑石载体上，催化剂为固体，可以重复使用，并避免了引入二次污染金属离子。5、H2O2和PMS双氧化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机废水的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：向有机废水中投加类水滑石催化剂，并投加氧化剂H2O2和PMS，反应完全后，固液分离，上清液为处理后的有机废水。

【技术特征摘要】
1.一种有机废水的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：向有机废水中投加类水滑石催化剂，并投加氧化剂H2O2和PMS，反应完全后，固液分离，上清液为处理后的有机废水。2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述类水滑石催化剂为负载有一种或多种过渡金属的MgAl结构的LDH水滑石材料，所述过渡金属优选为Co和Fe。3.如权利要求2所述的处理方法，其特征在于，使得所述类水滑石催化剂浓度为0.8-2.5g/L，优选为1g/L；所述氧化剂H2O2与氧化剂PMS的质量比为3～12:1，优选为8:1；所述氧化剂PMS和所述有机废水中的COD的质量比为0.8～2:1，优选为1.2。4.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述有机废水的处理方法还包括预处理步骤，所述预处理步骤为：将有机废水采用混凝法进行预处理，固液分离，取上清液得到预处理后的有机废水。5.如权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述采用混凝法进行预处理的具体步骤为：向所述有机废水中加入絮凝剂，所述絮凝剂优选为聚合硫酸铁，其投加量为400～1200mg/L。6.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法控制pH为4～10。7.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述反...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈朱琦，侯鹏飞，陈朱蕾，廖朱玮，王华斌，王启亮，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42