一种难降解有机废水深度处理的方法技术

本发明专利技术公开了一种难降解有机废水的深度处理工艺，属于环境工程技术领域。包括如下步骤：经过生化处理的废水去除悬浮物；去除悬浮物后的废水与氧化剂混合，混合后进入装有催化剂的微波反应器；废水中的有机物在微波和催化剂的协同作用下，与氧化剂反应；反应后的废水，经过沉淀和过滤后达标排放。本发明专利技术方法提高难降解有机物废水的可生化降解性，减少处理废水的成本，降低对环境的污染，达到排放标准。利用微波的优势提高催化剂对难降解有机污染物的降解速率，使反应条件温和，反应快速，实现废水处理的连续化运行。微波‑催化剂‑氧化剂协同系统催化氧化废水中的难降解有机物，使得废水中难降解有机物大幅度降低，并且提高废水的可生化性。

【技术实现步骤摘要】
一种难降解有机废水深度处理的方法
本专利技术涉及一种难降解有机废水深度处理的方法，属于环境工程

技术介绍
随着现代工业生产规模和部门的不断发展，满足了人们日益增加美好生活需要，同时严重的环境污染问题也随之产生——大量有毒有害、生物难以降解的有机污染物废水排入环境。难降解有机废水通常表现为：有机物浓度含量高，一般COD含量超过2000mg/L，甚至高于几十万毫克每升；生化性比较低，BOD/COD通常低于0.3，不易生化处理；废水水质复杂，包含了类似硫化物、重金属、盐分、氮化物、有毒物质、杀菌剂类物质、抗生素等，通常伴有异味。难降解有机废水会导致水体出现缺氧或者厌氧的情况，从而导致水质与水环境恶化，水中的有毒物质可能与水中有机物一起循环到土壤中，造成更大的危害。化工、印染、医药、农药、电镀、焦化及染料颜料等领域产生的大量有机废水，难降解、可生化性差、排放值(COD)值高并且色度高，同时可能含高浓度的氨氮，这类废水处理难度高，一旦进入到环境系统中将会造成极其严重的后果，通常会引起不可逆的环境系统损害。常规水处理方法，如物理化学法和生物处理方法已经不能满足该类废水的处理要求。下面主要以三种典型的化工生产中难降解的有机废水为例进行相关情况介绍。顺酐是顺丁烯二酸酐的简称，又称马来酸酐或者失水苹果酸酐，是一种重要的有机化工原料或精细化学品，主要用于生产不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、1,4-丁二醇(BDO)、四氢苯酐等化工产品，开发应用前景十分广阔。目前国内外在正丁烷为原料的顺酐生产工艺中，多采用有机溶剂为吸收剂，有机溶剂一般为六氢化邻苯二甲酸二异丁酯(DIBE)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)。有机溶剂吸收顺酐后通过气提工段提纯顺酐，吸收剂经分离机处理之后循环使用。以正丁烷为原料生产顺酐产生的废水来源于三部分，即解析真空泵排出的废水、精制真空泵排出的废水和离心机轻相排出的废水，其中混合有机酸及醋成分包括丙烯酸、马来酸、富马酸、邻苯二甲酸、六氢化邻苯二甲酸二异丁酯(DIBE)或者邻苯二甲酸二丁醋(DBP)、丙烯酸二聚体，废水pH=0.5-1.5，总有机物含量在1.0%-1.4%，几乎不含氮、磷和无机盐类，属于高浓度化工废水。有机酸及DIBE等溶剂是增加水体COD的源头，还含有一定量的氨（胺）基化合物、杂环化合物、酚类、苯类，属生物不易降解高浓度有机废水成分，对微生物生长具有抑制作用。此类废水中间产物均对微生物有较强的抑制作用，我们常称为生物毒性，并具有很强的腐蚀性。目前的顺酐废水处理工艺一般是：顺酐工艺废水-集水井-隔油调节池-EBR反应器（铁碳微电解）-破乳反应池-气浮系统-缓冲水池-混凝沉淀池-配水池-IC反应器-一级氧化-中间沉淀池-二级氧化池-二级沉淀池-臭氧氧化池-生物滤池-清水池，由于其中含有较多的难降解有机物，经过现有技术进行生物降解后仍很难达到排放标准，并且造成废水处理费用高。现有技术中处理顺酐废水时，把顺酐废水中的马来酸异构为富马酸，然后降温结晶得到富马酸，同时降低废水中有机物含量，但是此方法仅适用于水吸收法顺酐工艺，而不适用普遍使用的有机溶剂吸收法；另外，有人提出一种顺酐废水处理的新工艺，即使用碱性萃取剂回收其中的马来酸和富马酸，降低废水中的有机物，然后再去生化处理废水，但是废水中六氢化邻苯二甲酸二异丁酯(DIBE)或者邻苯二甲酸二丁醋(DBP)的可生化降解性比富马酸、马来酸等要低很多，其主要是针对废水中的有机酸性物质的回收处理，但该方法对于废水中的难降解有机物如DIBE或者DBP没有考虑，废水难降解有机物含量依然较高，亦难以进行生化处理，主要依靠其他水稀释处理达标排放。可见，顺酐废水处理工艺需要进行改进。电镀废水是另外一个例子。电镀是将金属通过电解方法镀到制品表面的过程，其电镀工艺大体相同，工艺分为酸洗和电镀等操作。电镀废水来源于电镀生产过程中的镀件酸洗，镀液过滤，废镀液，渗漏及冲洗等。电镀行业废水水质复杂，废水中含有铬、铁、锌等重金属离子及酸碱等具有很大毒性的有害物质。该行业废水具有以下特点：成分复杂，污染物可分为无机污染物及有机污染物两大类；废水毒性大，含有大量的重金属离子。若不经处理直接排放，会对周围水体造成极大污染。电镀废水的处理已有数十年历史，可分为三个阶段：第一阶段，大致在20世纪50年代前后，主要着眼于废水、废渣的处理技术。处理的主要对象为氰化物和六价铬。处理方法主要是化学沉淀法。第二阶段大致在60年代，开始注意工艺改革和综合利用，并着手处理镉和其他金属。第三阶段从70年代起，开始研究从根本上控制污染的技术，以防为主，改革电镀工艺，研究废水的闭路循环。在工艺改革上用低浓度工艺代替高浓度工艺（如低铬代替高铬镀铬），用无毒或低毒材料的电镀工艺代替有毒材料的工艺（如以无氰工艺代替有氰工艺）。目前一般用下述方法处理电镀废水：中和沉淀法、中和混凝沉淀法、氧化法、还原法、钡盐法、铁氧体法、电解法、离子交换法、膜分离法、蒸发浓缩法、活性炭法等。蒸发浓缩法处理高浓度废水比较经济，常同三级逆流漂洗、气－水喷淋，或同离子交换法联合使用。目前生产中广泛采用钛管薄膜蒸发器和蒸发釜来浓缩含铬废水、含氰废水等，也是闭路循环的主要处理流程之一。活性炭吸附法处理镀铬漂洗水、镀锌钝化清洁水和化学氧化清洁水的生产技术，达到了综合治理六价铬等重金属污染的意图。首要工序包括活性炭预处理、上件逆流漂洗末槽超支废水的处理、水的循环运用、活性炭再生和再生液的回用。经多次测算，该技术体系的水量是平衡的，可以实现安稳牢靠的闭路循环技术。我国电镀废水排放有3个不同等级的标准。执行不同的排放标准,所用的工艺方法不尽相同。有报导采用中和-气浮-砂滤-活性炭吸附处理电镀废水，该工艺重金属及COD去除率高，处理效果稳定，运行可靠处理后出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准。但是该工艺活性炭消耗量大，产生大量的固废。安美特(中国)化学有限公司一种间歇式芬顿(Fenton)氧化–沉淀处理工艺，COD在80-100mg/L。利用活性炭吸收这些有机物，使排放水中COD的浓度降到GB21900–2008“表3标准”的限值(即50mg/L以下)，活性炭还有吸收重金属离子的能力，能降低排放水中重金属的浓度。活性炭能吸附高级氧化反应后残留的有机物，在处理排放水(低COD浓度的废水)时，有比较高的COD去除率，因此，适合在电镀废水排放前作为深度处理使用。但是活性炭不再生处理，废水处理的成本会高。当前国内外对这类废水的研究重点是应用一些化学氧化方法进行处理，即高级氧化技术。高级氧化技术运用氧化剂、电、波、光照或催化剂等，在反应体系中与有机物发生作用，诱发产生氧化性极强的活性自由基如-OH等，这些自由基对水中有机物有强烈的破坏、分解作用，特别易于攻击不饱和键，因而有独特的脱色作用，使难降解有机物转变为易降解的小分子物质，甚至直接生成CO2和H2O。高级氧化技术主要有微波催化氧化、湿式空气催化氧化、化学催化氧化法、光化学催化氧化法、声化学催化氧化法、超临界水催化氧化等。微波技术在废水中的应用主要有以下三种方式：一是先将废水中的污染物质吸收到一定的强吸波材料上，然后将材料取出并在微波下进行辐射，使材料中的污染物得到分解：二是用微波辐射含有吸波材料的污染本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种难降解有机废水深度处理的方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：经过生化处理的废水去除悬浮物；S2：去除悬浮物后的废水与氧化剂混合，混合后进入装有催化剂的微波反应器；S3：废水中的有机物在微波和催化剂的协同作用下，与氧化剂反应；S4：反应后的废水，经过沉淀和过滤后达标排放。

【技术特征摘要】
1.一种难降解有机废水深度处理的方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：经过生化处理的废水去除悬浮物；S2：去除悬浮物后的废水与氧化剂混合，混合后进入装有催化剂的微波反应器；S3：废水中的有机物在微波和催化剂的协同作用下，与氧化剂反应；S4：反应后的废水，经过沉淀和过滤后达标排放。2.根据权利要求1所述的一种难降解有机废水深度处理的方法，其特征在于：S2中反应器中所用的催化剂为活性炭、活性炭纤维、焦炭、碳粉、炭黑、石墨、石墨烯、碳纳米管或碳化硅。3.根据权利要求2所述的一种难降解有机废水深度处理的方法，其特征在于：S2中反应器中所用的催化剂为活性炭。4.根据权利要求2所述的一种难降解有机废水深度处理的方法，其特征在于：所述催化剂负载有过渡金属的可溶性盐。5.根据权利要求4所述的一种难降解有机废水深度处理的方法，其特征在于：所述过渡金...

【专利技术属性】
技术研发人员：张桂华，徐更，张海杰，周玉，谢博亮，
申请(专利权)人：北京科瑞博远科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11