一種含高濃度陰離子表面活性劑廢水處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含高濃度陰離子表面活性劑廢水處理方法，采用強(qiáng)化混凝、鐵碳內(nèi)電解、芬頓氧化及混凝沉淀聯(lián)合處理，對陰離子表面活性劑質(zhì)量濃度在2000-3000mg/L的廢水進(jìn)行處理。經(jīng)處理后陰離子表面活性劑去除率接近100％，CODcr去除率超過95％，出水符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)。采用鋁系混凝劑強(qiáng)化混凝，使陰離子表面活性劑去除率超過85％，并可降低出水pH值，有利于鐵碳內(nèi)電解反應(yīng)進(jìn)行。鐵與炭發(fā)生的內(nèi)電解反應(yīng)，產(chǎn)生的Fe2+可催化過氧化氫，形成芬頓體系。Fe2+在堿性微氧化條件下原位生成Fe3+，具有高的混凝活性，有利于強(qiáng)化污染物去除效率。本發(fā)明具有工藝簡單、產(chǎn)水成本低、運(yùn)行穩(wěn)定及處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種含高濃度陰離子表面活性劑廢水處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢水處理技術(shù)，具體涉及一種高濃度陰離子表面活性劑廢水處理領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]近些年來，我國洗滌劑工業(yè)發(fā)展迅速，所合成的洗滌劑多屬陰離子表面活性劑型，其中以直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)為主的合成洗滌劑約占總產(chǎn)量90%左右。陰離子表面活性劑用途十分廣泛，涉及到工業(yè)生產(chǎn)及家庭生活的許多方面。隨著陰離子表面活性劑的生產(chǎn)、使用及排放，使得受納水體的污染日益突出。主要以乳化膠體態(tài)存在于廢水中的高濃度陰離子表面活性劑，通常與廢水中其它污染物質(zhì)相結(jié)合，形成一定的分散膠體顆粒，直接影響廢水的物化及生化特性，如含有高濃度陰離子表面活性劑易在氣-液界面聚集并形成排列整齊的分子膜，界面附近陰離子表面活性劑濃度隨之升高，從而降低大氣富氧，抑制生化降解，影響水體自凈。若該廢水排入水體環(huán)境中，則嚴(yán)重危害人類健康和生態(tài)平衡。陰離子表面活性劑廢水的處理對于保護(hù)資源，維持生態(tài)平衡，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0003]目前處理含有陰離子表面活性劑廢水的方法，主要是指物化處理及生化處理工藝。其中物化處理的典型工藝包括:泡沫分離法、混凝沉淀法、活性炭吸附法、臭氧氧化法、光催化氧化法、微電解法、超聲降解、離子交換法以及膜分離等。然而單獨(dú)物化處理工藝存在著處理效果差、產(chǎn)水成本高、二次污染嚴(yán)重及后續(xù)處理困難等問題。中國專利201210009150.X公開了一種石油磺酸鹽表面活性劑廢水的處理方法，其特征是采用調(diào)節(jié)PH值、鎂鹽沉淀及石英砂過濾聯(lián)合工藝，該工藝存在的重要缺陷是，對污染物去除不徹底，而且需將廢水pH值調(diào)制10.5-12.5，消耗大量堿液，后續(xù)處理困難。又如中國專利201310068990.8公開了一種表面活性劑廢水處理方法，其特征是應(yīng)用吹脫法去除水中的表面活性劑，方法中未涉及相關(guān)技術(shù)參數(shù)，所以無法評價(jià)專利的實(shí)用性。目前報(bào)道的少數(shù)合成洗滌劑廠采用生化方法處理含陰離子表面活性劑廢水，如中國專利201410269136.2及中國專利201210581616.3公開了表面活性劑廢水涉及生化工藝為主體的聯(lián)合處理工藝。然而由于高濃度陰離子表面活性劑廢水水質(zhì)成分復(fù)雜、高含鹽量等特點(diǎn)，生化處理工藝受到了很多因素的限制，難以在行業(yè)中推廣。
[0004]從目前公開的技術(shù)文獻(xiàn)來看，如何根據(jù)含陰離子表面活性劑廢水水質(zhì)特點(diǎn)，研宄開發(fā)一種成本低、可靠性強(qiáng)、通用性好的處理方法，成為目前亟待解決的問題。本發(fā)明提出了一種含高濃度陰離子表面活性劑廢水處理方法，結(jié)合廢水高含鹽量、高表面活性劑濃度及高COD的水質(zhì)特征，提出了強(qiáng)化混凝、鐵碳內(nèi)電解技術(shù)、芬頓氧化法及混凝沉淀為主體的聯(lián)合處理方法，以期以較低的成本，取得滿意的處理效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提出一種含高濃度陰離子表面活性劑廢水處理方法，采用強(qiáng)化混凝+鐵碳內(nèi)電解法+芬頓氧化法+混凝沉淀聯(lián)合處理，以克服目前現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0006]為實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明提出的含高濃度陰離子表面活性劑廢水處理方法，其技術(shù)方案通過以下步驟完成:
[0007](I)首先對原水pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，pH值為5.0?6.0，投加鋁系混凝劑，其中投加Al3+與廢水中陰離子表面活性劑的質(zhì)量濃度比為1: (1.5?3)，攪拌反應(yīng)20min后沉淀15min ；
[0008](2)將沉淀后的廢水上清液pH值調(diào)節(jié)為3.0?4.0，然后進(jìn)入鐵碳內(nèi)電解反應(yīng)池中，鐵碳內(nèi)電解反應(yīng)池工藝參數(shù)為:鐵肩與活性炭的體積比為1: (3?5)，反應(yīng)時(shí)間為30min ；
[0009](3)調(diào)節(jié)鐵碳內(nèi)電解出水pH值為2.0?3.0，將過氧化氫水溶液加入經(jīng)pH調(diào)節(jié)后的水中，過氧化氫水溶液中過氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%?40%，投加后過氧化氫在處理水中的質(zhì)量濃度為55mg/L?100mg/L，混合反應(yīng)45min ；
[0010](4)調(diào)節(jié)經(jīng)芬頓氧化后的出水pH值在7.0?8.0之間，向水中曝入空氣，溶解氧控制在2mg/L?3mg/L，反應(yīng)時(shí)間為5min，之后攪拌反應(yīng)20min，經(jīng)沉淀30min后上清液排放或回用。
[0011]本發(fā)明的特點(diǎn)及產(chǎn)生的有益效果在于:
[0012](I)經(jīng)方法處理后，陰離子表面活性劑去除率接近100%，CODra去除率超過95%，出水可達(dá)到國家相關(guān)排放或回用標(biāo)準(zhǔn)。
[0013](2)聯(lián)合處理工藝具有協(xié)同效應(yīng)，采用鋁系混凝劑在強(qiáng)化混凝條件下，一方面陰離子表面活性劑去除率超過85% ;另一方面降低出水pH值，有利于鐵碳內(nèi)電解反應(yīng)進(jìn)行。
[0014](3)鐵肩與活性炭發(fā)生的內(nèi)電解反應(yīng)，產(chǎn)生的Fe2+可催化過氧化氫，形成芬頓體系；Fe2+在堿性微氧化條件下生成Fe 3+，原位生成的Fe3+作為高效混凝劑，強(qiáng)化了廢水中污染物去除效果。
[0015](4)聯(lián)合處理方法具有工藝簡單、產(chǎn)水成本低、運(yùn)行穩(wěn)定、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)，在去除廢水中陰離子表面活性劑的同時(shí)，可以高效去除COD等污染物。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]附圖為含高濃度陰離子表面活性劑廢水處理方法的流程說明圖。
[0017]實(shí)施具體方式
[0018]以下結(jié)合流程圖并通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的方法步驟作進(jìn)一步的說明。需要說明的是，下述實(shí)施例僅僅是為詳細(xì)所述方法步驟所作的說明，不以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0019]實(shí)施例1:
[0020]含高濃度陰離子表面活性劑廢水處理方法，其原水中含有直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)濃度為2877±35mg/L，原水CODcJ^ 21980± 173mg/L，具體按以下步驟完成:
[0021](I)首先測定原水pH值，原水pH值為5.2，未對pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，選擇三氯化鋁作為混凝劑，投加至廢水中Al3+的有效質(zhì)量濃度與LAS的質(zhì)量濃度比為1:1.5(計(jì)算后投加量為1.9g/L)，開啟機(jī)械攪拌，攪拌反應(yīng)20min，經(jīng)斜管沉淀池沉淀15min，出水LAS濃度及CODra分別為 374±29mg/L 及 2341±25mg/L ；
[0022](2)檢測經(jīng)步驟⑴處理后的上清液pH值，pH值為3.4，未對pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，上清液直接進(jìn)入鐵碳內(nèi)電解池，鐵碳內(nèi)電解池的工藝參數(shù)為:鐵肩與活性炭的體積比為1:3，反應(yīng)時(shí)間30min，出水中LAS濃度及0--分別為45± 17mg/L及351 ±38mg/L ；
[0023](3)調(diào)節(jié)經(jīng)步驟(2)處理后的出水pH值為2.3，向水中直接投加過氧化氫水溶液，過氧化氫水溶液中過氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38%，投加過氧化氫在水中的質(zhì)量濃度55mg/L，攪拌反應(yīng)45min，出水中LAS濃度及CODra分別為17±4mg/L及203± 16mg/L ；
[0024](4)用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)經(jīng)步驟(3)處理后的出水pH值為8.0，向廢水中微曝氣，溶解氧為3mg/L，反應(yīng)時(shí)間為5min，經(jīng)微氧化后的水?dāng)嚢璺磻?yīng)20min，進(jìn)入斜管沉淀池沉淀30min，出水CODra為58±llmg/L，LAS未檢出，滿足國家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-1996) —級排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0025]實(shí)施例2:
[0026]含高濃度陰離子表面活性劑廢水處理方法，其原水中含有直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)濃度為2463 ±19mg/L，原水CODcJ^ 20587 ± 127mg/L，具體按以下步驟完成:
[0027](I)原水pH值為3.7，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)原水pH值為5.7，選擇聚合氯化鋁作為混凝劑，向廢水中投加Al3+的有效質(zhì)量濃度與LAS的質(zhì)量濃度比為1:3(投加量為0.82g/L)，攪拌反應(yīng)20min，經(jīng)沉淀15min，出水LAS濃度及CODra分別為283±31mg/L及1859±37mg/L ；
[0028](2)經(jīng)步驟(I)處理后出水pH值，pH值為3.8，未對pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，廢水直接進(jìn)入鐵碳內(nèi)電解池，鐵碳內(nèi)電解池中鐵肩與活性炭的體積比為1:4，反應(yīng)時(shí)間30min，出水中LAS濃度及 0--分別為 28±6mg/L 及 428± 19mg/L ；
[0029](3)調(diào)節(jié)經(jīng)步驟⑵處理后的出水pH值為2.8，向水中投加過氧化氫水溶液，過氧化氫水溶液中過氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，投加過氧化氫在水中的質(zhì)量濃度為72mg/L攪拌反應(yīng)45min，出水中LAS濃度及CODra分別為12±3mg/L及129±7mg/L ；
[0030](4)用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)經(jīng)步驟(3)處理后的出水pH，pH值調(diào)節(jié)為7.5，向廢水中微曝氣，溶解氧為2.3mg/L，反應(yīng)時(shí)間為5min，之后啟動機(jī)械攪拌，攪拌反應(yīng)20min后進(jìn)入斜管沉淀池沉淀30min，分析出水LAS濃度及CODer^量，結(jié)果顯示出水LAS未檢出，COD ?為45 土 4mg/L，滿足國家廢水排放或回用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
[0031]實(shí)施例3:
[0032]含高濃度陰離子表面活性劑廢水處理方法，其原水中含有直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)濃度為2045±23mg/L，原水CODcJ^ 18560±92mg/L，具體按以下步驟完成:
[0033](I)原水pH值為5.8，未對pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，選擇聚合硫酸鋁作為混凝劑，向廢水中投加Al3+的有效質(zhì)量濃度與LAS的質(zhì)量濃度比為1:2(投加量為1.03g/L)，攪拌反應(yīng)20min沉淀 15min，出水 LAS 濃度及 CODra分別為 137±6mg/L 及 1789±21mg/L ；
[0034](2)經(jīng)步驟(I)處理后出水pH值為3.1，廢水直接進(jìn)入鐵碳內(nèi)電解池，鐵碳內(nèi)電解池中鐵肩與活性炭的體積比為1:5，反應(yīng)時(shí)間30min，出水中LAS濃度及CODra分別為35±7mg/L 及 327±13mg/L ；
[0035](3)調(diào)節(jié)經(jīng)步驟⑵處理后的出水pH值為2.1，向水中投加過氧化氫水溶液，過氧化氫水溶液中過氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%，投加過氧化氫在水中的質(zhì)量濃度為98mg/L攪拌反應(yīng)45min，出水中LAS濃度及CODra分別為8±2mg/L及79±7mg/L ；
[0036](4)用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)經(jīng)步驟(3)處理后的出水pH，pH值調(diào)節(jié)為8，向廢水中微曝氣，溶解氧為2.0mg/L，反應(yīng)時(shí)間為5min，攪拌反應(yīng)20min后沉淀30min，分析出水LAS濃度及CODra含量，結(jié)果顯示出水LAS未檢出，COD ?為39±5mg/L，滿足國家廢水排放或回用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
[0037]通過上述3個(gè)實(shí)施例可以看出，本發(fā)明提出的含高濃度陰離子表面活性劑廢水處理方法，可使陰離子表面活性劑去除率接近100%，CODcr去除率超過95%，出水可達(dá)到國家相關(guān)排放或回用標(biāo)準(zhǔn)。說明在去除廢水中陰離子表面活性劑的同時(shí)，可以高效去除COD等污染物。
【權(quán)利要求】
1.一種含高濃度陰離子表面活性劑廢水處理方法，其特征在于，該方法的實(shí)現(xiàn)步驟為: (1)首先對原水邱值進(jìn)行調(diào)節(jié)，邱值為5.0?6.0，投加鋁系混凝劑，其中投加與廢水中陰離子表面活性劑的質(zhì)量濃度比為1:1.5?1:3，攪拌反應(yīng)20-11后沉淀15-11 ； (2)將沉淀后的廢水上清液邱值調(diào)節(jié)為3.0?4.0，然后進(jìn)入鐵碳內(nèi)電解反應(yīng)池中，鐵碳內(nèi)電解反應(yīng)池工藝參數(shù)為:鐵肩與活性炭的體積比為1:3?1:5，反應(yīng)時(shí)間為30111111 ； (3)調(diào)節(jié)鐵碳內(nèi)電解出水邱值為2.0?3.0，將過氧化氫水溶液加入經(jīng)邱調(diào)節(jié)后的水中，過氧化氫水溶液中過氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%?40%，投加后過氧化氫在處理水中的質(zhì)量濃度為55呢凡?100呢凡，混合反應(yīng)45111111 ； (4)調(diào)節(jié)經(jīng)芬頓氧化后的出水邱值在7.0?8.0之間，向水中曝入空氣，溶解氧控制在21118/1?3呢凡，反應(yīng)時(shí)間為5111111，之后攪拌反應(yīng)20111111，經(jīng)沉淀30111111后上清液排放或回用。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種含高濃度陰離子表面活性劑廢水處理方法，其特征是:所述的高濃度陰離子表面活性劑質(zhì)量濃度在2000-30001118/1。
【文檔編號】C02F9/06GK104496091SQ201410827687
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月26日
【發(fā)明者】張海豐, 王斌, 張?zhí)m河, 張萬友 申請人:東北電力大學(xué)