一种棉浆黑液异相类芬顿氧化处理提高可生化性的方法技术

本发明专利技术涉及一种棉浆黑液异相类芬顿氧化处理提高可生化性的方法，包括：将棉浆黑液与粘胶纤维废水按体积比1～1.5：4混合置于第一搅拌反应槽(1)，调节pH为2.5～3.5；出水进入固液分离装置(3)采用酸析法处理1～2h，产生沉淀，过滤分离，得到木质素回收利用，上清液出水进入第二搅拌反应槽(7)与H2O2溶液混合，通过泵(4)输送至填充钢渣(6)的固定床反应器(5)中进行异相类芬顿氧化处理。本发明专利技术充分回收资源，降低处理成本，提高废水可生化性，达到了“以废治废”的目的，综合治理解决环境污染问题，为后续生物处理创造良好条件，具有良好的推广应用前景和环境效益。

A method of improving the biodegradability of cotton pulp black liquor by heterogeneous Fenton oxidation treatment

The invention relates to a method for improving the biodegradability of cotton pulp black liquor with different phase Fenton oxidation treatment, which includes: mixing the cotton pulp black liquor and viscose fiber wastewater in the first mixing tank (1) by volume ratio 1 to 1.5:4 and adjusting the pH to 2.5 ~ 3.5; the effluent enters the solid-liquid separation device (3) by acid analysis to treat 1 ~ 2H and produces precipitation, Filtration and separation, lignin recovery and utilization, the supernatant effluent into the second mixing reaction tank (7) and H2O2 solution mixed, through the pump (4) to fill steel slag (6) fixed bed reactor (5) to carry out different phase Fenton oxidation treatment. The invention can fully recover resources, reduce the cost of treatment, improve the biodegradability of wastewater, achieve the purpose of \waste treatment by waste\, comprehensive treatment to solve environmental pollution problems, create good conditions for subsequent biological treatment, and have good prospects for popularization and application and environmental benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种棉浆黑液异相类芬顿氧化处理提高可生化性的方法
本专利技术属于污水处理
，特别涉及一种棉浆黑液异相类芬顿氧化处理提高可生化性的方法。
技术介绍
粘胶纤维产量占化纤总产量的1/3左右，是主要的化纤品种，而制造粘胶纤维的主要原料是棉浆粕，由轧花后的毛棉籽上残存的棉短绒经过高温、高碱蒸煮和漂白制得。我国棉短绒资源较为丰富，纤维素含量可达90％以上，含有少许木质素、果胶、蜡和灰分等物质。在棉短绒高温高压碱蒸煮过程中，部分纤维素大分子发生降聚，其中低聚合度的纤维素发生部分溶解；半纤维素则由于聚合度低，且有支链存在比纤维素更容易溶解和碱性降解；木质素网状结构在碱蒸煮液中被氢氧化钠破坏，从而形成分子量小，结构比较简单的易溶碱木素；脂肪蜡质与碱发生皂化反应和乳化作用进入蒸煮液中；蛋白质水解生成氨基酸盐，从而使碱蒸煮液颜色变暗，并有特殊气味；果胶与碱生产黄色物质；色素，鞣质发生水解生成褐色物质。因此，棉短绒高温高压碱法蒸煮制浆过程中会产生大量的棉浆黑液。棉浆黑液成分十分复杂，含碱、半纤维素、甲醇、醋酸、木素、果胶等。棉浆黑液由于具有高碱性、高色度、高CODcr特征，是棉浆粕生产主要污染源，COD量约占棉浆粕生产全部污染负荷的80～90％，占粘胶纤维工业全部污染负荷的75％以上。棉浆黑液除部分压送回蒸球外，只有进行处理后排放，是粘胶纤维工业污染治理的重中之重，处理难度大。由于棉浆黑液固形物含量低、燃烧值低等问题，用碱回收工艺单独处理棉浆黑液经济上不可行。由于木素含量是色度去除和生物处理效果的重要限制因子，因此，最大限度地降低进水的木素含量，是提高生物处理效果的关键。棉浆黑液预处理方法主要是沉淀法、酸析法、氧化法等。酸析木素是处理棉浆黑液是在黑液中加入硫酸将pH值调节至2～3，使黑液中难降解的木质素沉淀，通过物理方法进行固液分离，以实现COD的降低和木素的回用。由于木素酸析消耗大量硫酸，而废水在混凝生化之前pH必须回调至中性，其应用受到极大限制。且酸析木素出水采用芬顿Fenton氧化处理，H2O2利用率低，出水必须加碱回调至中性，污泥量大，成本高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种棉浆黑液异相类芬顿氧化处理提高可生化性的方法，利用粘胶纤维浓废酸水对棉浆黑液进行酸析处理，不仅可以降低废水CODcr及色度，还可以有效降低处理成本，达到“以废治废”的目的。对棉浆黑液酸析出水进行类Fenton氧化处理，选用特殊催化剂，在降低COD和色度同时，提高B/C比，并将pH值自然升至6.5左右，充分回收资源，降低处理成本，提高可生化性，为后续生物处理创造良好条件，具有良好的推广应用前景和环境效益。本专利技术的一种棉浆黑液异相类芬顿氧化处理提高可生化性的方法，包括：将棉浆黑液与粘胶纤维废水按体积比1～1.5：4混合置于第一搅拌反应槽，调节pH为2～3.5；出水进入固液分离装置酸析法处理1～2h，过滤分离，收集沉淀木质素回收利用，上清液出水进入第二搅拌反应槽与H2O2溶液混合，通过泵输送至填充钢渣的固定床反应器中进行异相类芬顿氧化处理。所述粘胶纤维废水为粘胶纤维生产过程排放的高浓度酸性废水，选自去酸水或二浴水。所述上清液的CODCr为11000～15000mg/L。所述H2O2的用量为上清液CODCr/H2O2＝0.1～0.3。所述钢渣为水淬钢渣经过筛分和干式强磁选出的磁性产品，粒径为0.3～2mm。所述钢渣的组分含量包括TFe30～50％、CaO5～20％、MgO3～8％和MnO21～5％。所述固定床反应器中异相类芬顿氧化处理的时间为0.5～2h。所述异相类芬顿氧化处理后的出水的pH为6～7，BOD5/CODCr为0.5～0.6，用于后续生物处理。所述生物处理为单独厌氧处理、厌氧-好氧处理或水解酸化-好氧处理。所述固液分离装置前后分别与第一搅拌反应槽、第二搅拌反应槽相连；所述第一搅拌反应槽和第二搅拌反应槽内设有搅拌装置；所述第二搅拌反应槽通过泵与固定床反应器相连；所述固定床反应器内部填充钢渣，上端连接出水管。本专利技术的原理如下：棉浆黑液是一种成分复杂、难处理废水，含有木质素、纤维素及其分解产物和腊质、无机盐等有机污染物。采用黏胶纤维生产过程中排放的高浓度酸性废水中和棉浆黑液，降低CODcr及色度，节约酸析成本，达到“以废治废”的目的。基本原理是以氢离子取代碱木质素中的钠离子，使废液中的可溶性碱木质素转变成不溶性酸性木素沉淀：RONa+H+→ROH↓+Na+酸析处理黑液pH值一般小于3，进行后续生物处理需要对pH值进行调节，直接使用碱性溶液调节pH值会增加处理成本。钢渣是炼钢产生的一种副产品。它由生铁中的硅、锰、磷、硫等杂质在熔炼过程中氧化而成的各种氧化物以及这些氧化物与熔剂反应生成的盐类所组成。由于钢渣中含有大量的碱性氧化物，能够和酸析黑液进行中和反应。而且钢渣中含有渣铁和铁氧化物，可用有效催化H2O2生成羟基自由基等氧化活性物种，进行异相类Fenton氧化反应，通过加成、抽氢、电子转移使棉浆黑液中高分子物质转化为微生物可以利用的碳源，提高出水的可生化性，为后续生物处理提供良好条件。有益效果本专利技术利用粘胶纤维生产排放的酸性废水与棉浆黑液混合酸析回收木质素，利用废弃钢废渣作为催化剂，催化H2O2氧化棉浆黑液难生物降解污染物，并利用钢渣的碱性中和酸析后黑液，使出水pH值为中性，充分回收资源，降低处理成本，提高废水可生化性，达到了“以废治废”的目的，综合治理解决环境污染问题，为后续生物处理创造良好条件，具有良好的推广应用前景和环境效益。附图说明图1为本专利技术的工艺流程装置示意图；其中1为第一搅拌反应槽；7为第二搅拌反应槽；2为搅拌装置；3为固液分离装置；4为泵；5为固定床反应器；6为填充物钢渣。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本专利技术实施例采用的反应装置为：固液分离装置3前后分别与第一搅拌反应槽1、第二搅拌反应槽7相连；第一搅拌反应槽1和第二搅拌反应槽7内均设有搅拌装置2；第二搅拌反应槽7通过泵4与固定床反应器5相连；固定床反应器5内部填充钢渣6，上端连接出水管。实施例1新疆某公司棉浆黑液pH值为10.5～11.5，SS为512～654mg/L，CODCr为20460mg/L，BOD5为7550mg/L，色度为1820倍，将棉浆黑液与该公司粘胶纤维生产排放的去酸水(pH＝1.5)按体积比1：4.2混合置于第一搅拌反应槽1，调节混合废水的pH＝3.5，出水进入固液分离装置3酸析法处理1h，过滤分离，收集沉淀木质素回收利用，上清液CODCr为14800mg/L，BOD5为5020mg/L，色度为950倍，出水进入第二搅拌反应槽7与H2O2溶液混合，投加H2O2质量浓度为27％的工业双氧水，H2O2溶液添加量为5ml/L，将废水和H2O2混合液通过泵4压力输送至至填充磁性钢渣6(钢渣粒径为0.5～2mm，钢渣填料高度480mm)的固定床反应器5(直径50mm，高度520mm的聚丙烯柱)中进行异相类芬顿催化氧化处理，出水C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种棉浆黑液异相类芬顿氧化处理提高可生化性的方法，包括：将棉浆黑液与粘胶纤维废水按体积比1～1.5：4混合置于第一搅拌反应槽(1)，调节pH为2～3.5；出水进入固液分离装置(3)酸析法处理1～2h，过滤分离，收集沉淀木质素回收利用，上清液出水进入第二搅拌反应槽(7)与H2O2溶液混合，通过泵(4)输送至填充钢渣(6)的固定床反应器(5)中进行异相类芬顿氧化处理。

【技术特征摘要】
1.一种棉浆黑液异相类芬顿氧化处理提高可生化性的方法，包括：将棉浆黑液与粘胶纤维废水按体积比1～1.5：4混合置于第一搅拌反应槽(1)，调节pH为2～3.5；出水进入固液分离装置(3)酸析法处理1～2h，过滤分离，收集沉淀木质素回收利用，上清液出水进入第二搅拌反应槽(7)与H2O2溶液混合，通过泵(4)输送至填充钢渣(6)的固定床反应器(5)中进行异相类芬顿氧化处理。2.根据权利要求1所述的一种棉浆黑液异相类芬顿氧化处理提高可生化性的方法，其特征在于：所述粘胶纤维废水为粘胶纤维生产过程排放的高浓度酸性废水，选自去酸水或二浴水。3.根据权利要求1所述的一种棉浆黑液异相类芬顿氧化处理提高可生化性的方法，其特征在于：所述上清液的CODCr为11000～15000mg/L。4.根据权利要求1所述的一种棉浆黑液异相类芬顿氧化处理提高可生化性的方法，其特征在于：所述H2O2的用量为上清液CODCr/H2O2＝0.1～0.3。5.根据权利要求1所述的一种棉浆黑液异相类芬顿氧化处理提高可生化性的方法，其特征在于：所述钢渣为水淬钢渣经过筛分和干式强磁选出的磁性...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈泉源，杨梦婷，卢钧，杜夕铭，唐聪，姚远，黄昭露，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31