集催化、氧化、还原与混凝为一体的铁全价态应用集成废水处理方法技术

本发明专利技术集催化、氧化、还原与混凝为一体的铁全价态应用集成废水处理方法属于废水处理领域。其目的是为了提供一种成本低、操作简便、处理效果好的集催化、氧化、还原与混凝为一体的铁全价态应用集成废水处理方法。本发明专利技术集催化、氧化、还原与混凝为一体的铁全价态应用集成废水处理方法包括以下步骤：向待处理废水中加入铁刨花或其他含铁金属废料，加入氧化剂催化氧化，再次加入铁刨花或其他含铁金属废料，调节pH值进行絮凝沉淀。本发明专利技术的集催化、氧化、还原与混凝为一体的铁全价态应用集成废水处理方法可根据废水处理需求，控制原料的投加，调节(亚)铁离子产量，满足处理需求的同时在最大程度上降低污泥产量。

Integrated wastewater treatment method of full valence iron application, which integrates catalysis, oxidation, reduction and coagulation

The invention integrates catalysis, oxidation, reduction and coagulation into an integrated iron full valent application wastewater treatment method, which belongs to the field of wastewater treatment. The aim is to provide an integrated wastewater treatment method with low cost, simple operation and good treatment effect, which integrates catalysis, oxidation, reduction and coagulation. The present invention integrates catalysis, oxidation, reduction and coagulation into an integrated iron-valent application wastewater treatment method, which includes the following steps: adding iron shavings or other iron-containing metal wastes to the wastewater to be treated, adding oxidant to catalyze oxidation, adding iron shavings or other iron-containing metal wastes again, adjusting pH value to flocculate and precipitate. The integrated wastewater treatment method, which integrates catalysis, oxidation, reduction and coagulation, can control the input of raw materials, regulate the output of (sub) iron ions, meet the treatment demand and reduce the sludge output to the greatest extent according to the wastewater treatment demand.

【技术实现步骤摘要】
集催化、氧化、还原与混凝为一体的铁全价态应用集成废水处理方法
本专利技术属于废水处理领域，特别是涉及一种集催化、氧化、还原与混凝为一体的铁全价态应用集成废水处理方法。
技术介绍
常规的废水处理技术主要分为物理处理技术、化学处理技术，以及生物处理技术。相关研究与工程实践表明，气浮、过滤、混凝等物理处理技术能够部分去除废水中的COD等污染物，但去除效率不高；臭氧、芬顿、电催化等化学处理技术对废水中的COD等污染物去除效果较好，但药剂投加量大、运行费用高，且芬顿处理技术的污泥产量大；厌氧、缺氧、好氧等生物处理技术对废水中的COD等污染物有较佳的去除能力，但对废水的可生化性要求较高。为削弱单一废水处理技术的弊端，废水处理多采用物理+化学+生物处理的组合工艺，但多种技术组合工艺仍然存在工艺复杂、药剂投加量大、污泥产量多、运行费用高等问题。铁及其化合物在废水处理中有多种应用，如铁碳微电解、芬顿氧化、混凝沉淀、催化氧化等。铁碳微电解是利用铁-碳形成的原电池系统将废水中的污染物氧化去除，但其填料易板结、pH适用范围窄，而铁刨花是铸钢等经机床加工生产下来的废料，试验表明铁刨花对铁碳具有很好的替代作用。然而在芬顿氧化、混凝沉淀与催化氧化过程中，芬顿氧化是利用亚铁离子，后两者则主要是利用(亚)铁离子。从原理上看，这几种技术处理废水所利用的铁的价态不同。若能寻求一种工艺将几种状态的铁有效结合使用，将大幅降低废水处理过程中的药剂投加，进而大大降低成本。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种成本低、操作简便、处理效果好的集催化、氧化、还原与混凝为一体的铁全价态应用集成废水处理方法。本专利技术涉及一种集催化、氧化、还原与混凝为一体的铁全价态应用集成废水处理方法，所述方法包括以下步骤：(1)向待处理废水中加入铁刨花或其他含铁金属废料，加入的铁刨花或其他含铁金属废料再废水中通过原电池作用生成亚铁离子，此过程中铁作为还原剂，得到含亚铁离子的废水；(2)向步骤(1)处理得到的含亚铁离子的废水中加入氧化剂进行催化氧化，将废水中的COD值和氨氮浓度氧化降低，此时氧化后的废水中的亚铁离子转化为铁离子，此过程中铁作为催化剂，得到氧化后的废水；(3)向步骤(2)处理得到的氧化后的废水中加入铁刨花或其他含铁金属废料，使氧化后的废水中的铁离子重新转化为亚铁离子，用作后续深度处理工艺的混凝剂，此过程中铁作为氧化还原剂，得到预处理的废水；(4)调节预处理的废水的pH值，由于废水中含有前述步骤中的亚铁离子和铁离子，亚铁离子和铁离子作为絮凝剂使预处理的废水发生絮凝沉淀，进一步降低废水中的COD、氨氮及其他污染物浓度，深度净化水质，即完成所述集催化、氧化、还原与混凝为一体的铁全价态应用集成废水处理方法。优选地，所述步骤(2)中加入氧化剂的方式为通入臭氧或加入双氧水。优选地，所述步骤(2)中加入氧化剂的方式为通入臭氧时，调节含亚铁离子的废水的pH值为6～10；所述步骤(2)中加入氧化剂的方式为加入双氧水时，调节含亚铁离子的废水的pH值为3～5。优选地，所述步骤(1)前先调节待处理废水中总盐含量至0.5wt％～15wt％。优选地，所述调节待处理废水中总盐含量的步骤为：当待处理废水中总盐含量低于0.5wt％时，向待处理废水中加入氯化钙、硫酸钠、氯化钠、硫酸镁、氯化镁、硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁、硫酸亚铁、氯化亚铁、硫酸铜、氯化铜中的一种或多种。优选地，所述步骤(3)和步骤(4)之间还进行以下操作：将预处理的废水通入废水生化处理系统，利用微生物降低废水中的COD和氨氮浓度。根据预处理情况和出水要求决定是否进行该步骤。本专利技术集催化、氧化、还原与混凝为一体的铁全价态应用集成废水处理方法与现有技术不同之处在于：(1)本专利技术集催化、氧化、还原与混凝为一体的铁全价态应用集成废水处理方法，所使用的原料为铁刨花，是铸钢等经机床加工生产下来的废料，该原料廉价易得，废水处理运行费用低；(2)本专利技术的废水处理方法可根据废水处理需求，控制原料的投加，调节(亚)铁离子产量，满足处理需求的同时在最大程度上降低污泥产量；(3)本专利技术的废水处理方法可视废水的进水水质与出水要求，确定是否加入生化处理工艺，以进一步缩小污水站占地面积与投资成本；(4)本专利技术的废水处理方法中除氧化剂外无外加药剂，废水处理过程中同步生成不同状态的铁，可分别在催化、氧化、还原与混凝过程中发挥多重作用，铁的全价态应用大大降低了废水处理的运行费用。具体实施方式通过以下实施例和验证试验对本专利技术的集催化、氧化、还原与混凝为一体的铁全价态应用集成废水处理方法作进一步的说明。实施例1本实施例的集催化、氧化、还原与混凝为一体的铁全价态应用集成废水处理方法，按以下步骤进行：(1)向待处理废水(COD8000mg/L，氨氮260mg/L)中加入硫酸镁和氯化镁使待处理废水中总盐含量至0.5wt％，然后向待处理废水中加入铁刨花，其在废水中通过原电池作用生成亚铁离子，此过程中铁作为还原剂，得到含亚铁离子的废水；(2)向步骤(1)处理得到的含亚铁离子的废水中加入氧化剂(通入臭氧，调节含亚铁离子的废水的pH值为8)进行催化氧化，将废水中的COD值和氨氮浓度氧化降低，此时氧化后的废水中的亚铁离子转化为铁离子，此过程中铁作为催化剂，得到氧化后的废水；(3)向步骤(2)处理得到的氧化后的废水中加入铁刨花或其他含铁金属废料，使氧化后的废水中的铁离子重新转化为亚铁离子，用作后续深度处理工艺的混凝剂，此过程中铁作为氧化还原剂，得到预处理的废水；(4)调节步骤(3)所得废水的pH值为8.5，由于废水中含有前述步骤中的亚铁离子和铁离子，亚铁离子和铁离子作为絮凝剂使预处理的废水发生絮凝沉淀，进一步将COD降至50mg/L以下，氨氮降至5mg/L以下，深度净化水质，即完成本实施例的集催化、氧化、还原与混凝为一体的铁全价态应用集成废水处理方法。本实施例中，通过调节不同价态的铁发挥不同的作用，减少过程中药剂的投加，进而降低系统运行费用；污泥仅为常规芬顿处理产泥量的1/5，大大降低产泥量；且无需采用生化处理工艺，缩小污水站占地面积与投资。实施例2本实施例的集催化、氧化、还原与混凝为一体的铁全价态应用集成废水处理方法，按以下步骤进行：(1)向待处理废水(COD60000mg/L，氨氮500mg/L，盐分为8wt％)中加入铁刨花，铁刨花在废水中通过原电池作用生成亚铁离子，此过程中铁作为还原剂，得到含亚铁离子的废水；(2)向步骤(1)处理得到的含亚铁离子的废水中加入氧化剂(加入双氧水，调节含亚铁离子的废水的pH值为5)进行催化氧化，将废水中的COD值和氨氮浓度氧化降低，此时氧化后的废水中的亚铁离子转化为铁离子，此过程中铁作为催化剂，得到氧化后的废水；(3)向步骤(2)处理得到的氧化后的废水中加入铁刨花或其他含铁金属废料，使氧化后的废水中的铁离子重新转化为亚铁离子，用作后续深度处理工艺的混凝剂，此过程中铁作为氧化还原剂，得到预处理的废水；(4)此时步骤(3)预处理的废水，COD30000mg/L，氨氮100mg/L，通入生化处理系统，先后经水解、厌氧、好氧处理单元，利用微生物作用，将废水中的COD降至1000mg/L以下，氨氮降至10mg/L以下；(5)调节步骤(4)所得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集催化、氧化、还原与混凝为一体的铁全价态应用集成废水处理方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1)向待处理废水中加入铁刨花或其他含铁金属废料，加入的铁刨花或其他含铁金属废料再废水中通过原电池作用生成亚铁离子，得到含亚铁离子的废水；(2)向步骤(1)处理得到的含亚铁离子的废水中加入氧化剂进行催化氧化，将废水中的COD值和氨氮浓度氧化降低，得到氧化后的废水；(3)向步骤(2)处理得到的氧化后的废水中加入铁刨花或其他含铁金属废料，使氧化后的废水中的铁离子重新转化为亚铁离子，得到预处理的废水；(4)调节预处理的废水的pH值，使预处理的废水发生絮凝沉淀，进一步降低废水中的COD和氨氮浓度，即完成所述集催化、氧化、还原与混凝为一体的铁全价态应用集成废水处理方法。

【技术特征摘要】
1.一种集催化、氧化、还原与混凝为一体的铁全价态应用集成废水处理方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1)向待处理废水中加入铁刨花或其他含铁金属废料，加入的铁刨花或其他含铁金属废料再废水中通过原电池作用生成亚铁离子，得到含亚铁离子的废水；(2)向步骤(1)处理得到的含亚铁离子的废水中加入氧化剂进行催化氧化，将废水中的COD值和氨氮浓度氧化降低，得到氧化后的废水；(3)向步骤(2)处理得到的氧化后的废水中加入铁刨花或其他含铁金属废料，使氧化后的废水中的铁离子重新转化为亚铁离子，得到预处理的废水；(4)调节预处理的废水的pH值，使预处理的废水发生絮凝沉淀，进一步降低废水中的COD和氨氮浓度，即完成所述集催化、氧化、还原与混凝为一体的铁全价态应用集成废水处理方法。2.根据权利要求1所述的集催化、氧化、还原与混凝为一体的铁全价态应用集成废水处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中加入氧化剂的方式为通入臭氧或加入双氧水。3.根据权利要求1所述的集催化、氧化、还原与混凝为一体的铁全价态应用集成废水处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中调节废水的pH值为7～10。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：姜笔存，曲艳南，宋均轲，于伟华，陈达，王强，
申请(专利权)人：南京环保产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32