專利名稱：一種Fenton與淀粉基絮凝劑聯(lián)用處理復(fù)雜化工廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，涉及一種ronton與淀粉基絮凝劑聯(lián)用處理復(fù)雜化工廢 水的方法。
背景技術(shù)：
電鍍添加劑、農(nóng)藥、染料、制藥等化工企業(yè)在某些生產(chǎn)工藝過(guò)程會(huì)向環(huán)境排放大量 的污染物質(zhì)，既包括各種重金屬離子，又包括種類繁多的難降解有機(jī)物，且重金屬離子通常 以絡(luò)合物形式存在。含有上述污染物的廢水，往往水量不大，但濃度高、成分復(fù)雜、毒性強(qiáng)、 難以發(fā)生生物降解，一旦與其它廢水混合，會(huì)造成整個(gè)企業(yè)排水可生化性下降，必須單獨(dú)處 理以提高其可生化性。Fenton法被廣泛應(yīng)用于處理難降解廢水，它利用亞鐵離子在水中與雙氧水作用， 產(chǎn)生大量非?；顫姷牧u基自由基· 0H，其氧化能力(2. 80V)僅次于氟(2. 87V)，可將廢水中 難降解有機(jī)物氧化、碳化成可生物降解的小分子。但是，i^enton法中起催化作用的亞鐵鹽 溶解在水中易水解成氫氧化亞鐵，從而失去催化作用，降低H2A向羥基自由基的轉(zhuǎn)化率，為 提高氧化能力，必須加入大量的H2A和狗2+，從而使大量的雙氧水被浪費(fèi)；其次，廢水中含有 大量呈分散狀不溶性有機(jī)膠體和懸浮物，這些物質(zhì)有些具有還原性，會(huì)與i^enton法產(chǎn)生的 羥基自由基發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)一步增加了 i^enton試劑的消耗量，這樣既增加了處理成本，也使 處理后廢水中殘留的H2A增加，須投加大量的中和劑進(jìn)行處理。此外，作為!^nton反應(yīng)還 原產(chǎn)物的三價(jià)鐵，其絮凝凈水功能也沒(méi)有完全發(fā)揮出來(lái)。為彌補(bǔ)上述不足，有必要將!^enton法與新型絮凝劑聯(lián)合使用，達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、有 效去除污染物的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種i^enton與淀粉基絮凝劑聯(lián)用處理復(fù)雜化工廢水的方法。為了實(shí) 現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案(1)改性淀粉溶液制備在55°C水浴中按質(zhì)量比NaOH 淀粉=0. 08 0. 12 1 往15 20wt%的淀粉溶液加入NaOH攪拌反應(yīng)1小時(shí)，得到改性淀粉溶液；(2)淀粉基絮凝劑制備調(diào)節(jié)改性淀粉溶液PH值到1. 5 2. 5，然后按質(zhì)量比鋁 鐵淀粉=1.0 1.5 0.1 0.15 1往改性淀粉溶液中加入鋁鹽、鐵鹽，維持pH值為 1. 5 2. 5，55°C恒溫振蕩器中反應(yīng)得到淀粉基絮凝劑；(3) Fenton法氧化將復(fù)雜化工廢水pH值調(diào)至4 5，按0. 08 0. 13毫克/克 CODcr加入硫酸亞鐵，攪拌溶解后，再按2. 5 3. 5mL/克C0D&加入30%雙氧水；(4)淀粉基絮凝劑絮凝將經(jīng)!^nton法氧化處理的復(fù)雜化工廢水pH值調(diào)為6 9，每L廢水加入5mL淀粉基絮凝劑，攪拌，靜止沉淀30分鐘。上述步驟(1)淀粉改性過(guò)程中，淀粉溶液濃度嚴(yán)格控制在15 20wt%。
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上述步驟O)中鋁鹽為硫酸鋁或氯化鋁，鐵鹽為硫酸亞鐵，對(duì)鋁鹽和鐵鹽加入順 序的要求是在鋁鹽加入完全后再加入鐵鹽。上述步驟(3)中的!^nton法氧化過(guò)程，待硫酸亞鐵完全溶解后再加入雙氧水。本發(fā)明技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)重金屬去除率高、反應(yīng)速度快、處理效果好。本發(fā)明技術(shù)以!^nton試劑作為 預(yù)氧化劑，既利用其強(qiáng)氧化性，實(shí)現(xiàn)絡(luò)合態(tài)重金屬污染物的破絡(luò)；又使破絡(luò)后的重金屬離子 Ni2+、Cu2+分別與!^3+或!^2+形成溶度積非常小的鐵氧體Fe3_xMx04 ；隨后投加的淀粉基絮凝 劑，利用活化的的羥基與鋁鐵復(fù)合(絡(luò)合)形成的巨大無(wú)機(jī)-有機(jī)多核絡(luò)合物，在絮凝初期 鋁鹽、鐵鹽通過(guò)所帶電荷對(duì)懸浮物形成電中和作用，隨后高分子復(fù)合物發(fā)揮網(wǎng)捕和架橋作 用使水中鐵氧體、其它微小顆粒和污染物聚集形成絮凝體并快速形成沉淀，從而達(dá)到快速 有效去除重金屬離子的目的。(2) CODcr降解率高、性價(jià)比高。該技術(shù)將!^nton與淀粉基絮凝劑聯(lián)用，在!^nton 氧化階段，改變有機(jī)物結(jié)構(gòu)、降低C0D&并使其可生化性提高；投加淀粉基絮凝劑后，充分利 用絮凝劑中未完全復(fù)合(絡(luò)合)的亞鐵離子，與i^nton氧化階段殘余的雙氧水再次發(fā)生 Fenton氧化，進(jìn)一步降低C0D&。(3)應(yīng)用廣泛。本發(fā)明技術(shù)對(duì)成分復(fù)雜、毒性強(qiáng)、難以生物降解的廢水均顯示較好 的處理效果，它不僅可用于電鍍添加劑廢水處理，還可用于農(nóng)藥、染料、制藥等其它難降解 有機(jī)廢水以及絡(luò)合態(tài)重金屬?gòu)U水的處理，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1(1)將50mL20%淀粉溶液置于55°C水浴中，緩慢勻速加入0. 8克NaOH，攪拌反應(yīng) 1小時(shí)，得到堿性改性淀粉溶液；(2)采用40%硫酸調(diào)節(jié)改性淀粉溶液pH值到2.0，往改性淀粉溶液中依次加入 0. 5mol/L硫酸鋁溶液740mL、0. 5mol/L硫酸亞鐵溶液55mL，維持pH值為2. 0，55°C恒溫振蕩 器中反應(yīng)得到淀粉基絮凝劑；(3)取500mL電鍍添加劑生產(chǎn)廢水，在攪拌條件下加入2. 5g硫酸亞鐵，待溶解完全 后，加入75mL30%過(guò)氧化氫，繼續(xù)攪拌30min ；(4)調(diào)節(jié)氧化后電鍍添加劑生產(chǎn)廢水pH值至6，后再加入2. 5mL絮凝劑，攪拌，靜 置，取上清液測(cè)定其COD、Cu2+濃度、Ni2+濃度。CODtt由60855mg/L下降到265;3mg/L，去除 率為 95. 6%;Cu2+ 由 70. 3mg/L 下降至Ij 0. 48mg/L，去除率為 99. 3%;Ni2+ 由 81. 8mg/L 下降至Ij 0. 02mg/L，去除率為 99. 98%。實(shí)施例2(1)將IOOmLie%淀粉溶液置于55°C水浴中，緩慢勻速加入1. 6克NaOH，攪拌反應(yīng) 1小時(shí)，得到堿性改性淀粉溶液；(2)采用40%硫酸調(diào)節(jié)改性淀粉溶液pH值到1. 5，往改性淀粉溶液中依次加入 0. 5mol/L氯化鋁溶液1800mL、0. 5mol/L硫酸亞鐵溶液70ml，維持pH值為1. 5，55°C恒溫振 蕩器中反應(yīng)得到淀粉基絮凝劑；(3)取500mL電鍍添加劑生產(chǎn)廢水，在攪拌條件下加入3g硫酸亞鐵，待溶解完全后，加入80mL30%過(guò)氧化氫，繼續(xù)攪拌30min ；(4)調(diào)節(jié)氧化后電鍍添加劑生產(chǎn)廢水pH值至7，后再加入2. 5mL絮凝劑，攪拌，靜 置，取上清液測(cè)定其C0D，Cu2+濃度，Ni2+濃度。CODtt由60855mg/L下降到246%ig/L，去除 率為 96. 0%;Cu2+ 由 70. 3mg/L 下降到 0. 56mg/L,去除率為 99. 2%-,Ni2+ 由 81. 8mg/L 下降到 0. 03mg/L，去除率為 99. 96%。實(shí)施例3(1)將80mL15%淀粉溶液置于55°C水浴中，緩慢勻速加入1. 2克NaOH，攪拌反應(yīng) 1小時(shí)，得到堿性改性淀粉溶液；(2)采用40%硫酸調(diào)節(jié)改性淀粉溶液pH值到2. 5，往改性淀粉溶液中依次加入 0. 5mol/L硫酸鋁溶液1050mL、0. 5mol/L硫酸亞鐵溶液50ml，維持pH值為2. 5，55°C恒溫振 蕩器中反應(yīng)得到淀粉基絮凝劑；(3)取500ml電鍍添加劑生產(chǎn)廢水，在攪拌條件下加入3g硫酸亞鐵，待溶解完全 后，加入90mL30%過(guò)氧化氫，繼續(xù)攪拌30min ；(4)調(diào)節(jié)氧化后電鍍添加劑生產(chǎn)廢水pH值至8，后再加入2. 5mL絮凝劑，攪拌，靜 置，取上清液測(cè)定其COD, Cu2+濃度，Ni2+濃度。CODcr由60855mg/L下降到2259mg/L，去除 率為 96. 3%;Cu2+ 由 70. !3mg/L 下降到 0. 63mg/L，去除率為 99. l%;Ni2+ 由 81. 8mg/L 下降到 0. 02mg/L，去除率為 99. 98%。實(shí)施例4(1)將100mL15%淀粉溶液置于55°C水浴中，緩慢勻速加入1. 8克NaOH，攪拌反應(yīng) 1小時(shí)，得到堿性改性淀粉溶液；(2)采用40%硫酸調(diào)節(jié)改性淀粉溶液pH值到2.0，往改性淀粉溶液中依次加入 0. 5mol/L氯化鋁溶液1300mL、0. 5mol/l硫酸亞鐵溶液54mL，維持pH值為2. 0, 55°C恒溫振 蕩器中反應(yīng)得到淀粉基絮凝劑；(3)取500mL電鍍添加劑生產(chǎn)廢水，在攪拌條件下加入4g硫酸亞鐵，待溶解完全 后，加入105mL30%過(guò)氧化氫，繼續(xù)攪拌30min ；(4)調(diào)節(jié)氧化后電鍍添加劑生產(chǎn)廢水pH值至9，后再加入2. 5mL絮凝劑，攪拌，靜 置，取上清液測(cè)定其COD, Cu2+濃度，Ni2+濃度。CODcr由60855mg/L下降到23Hmg/L，去除 率為 96. 2%,Cu2+ 由 70. 3mg/L 下降至Ij 0. 71mg/L，去除率為 99. 0%,Ni2+ 由 81. 8mg/L 下降至Ij 0. 03mg/L，去除率為 99. 96%。
權(quán)利要求
1.一種ronton與淀粉基絮凝劑聯(lián)用處理復(fù)雜化工廢水的方法，其特征在于包括如下 步驟(1)改性淀粉溶液制備在55°C水浴中按質(zhì)量比NaOH淀粉=0. 08 0. 12 1往 15 20wt%的淀粉溶液加入NaOH攪拌反應(yīng)1小時(shí)，得到改性淀粉溶液；(2)淀粉基絮凝劑制備調(diào)節(jié)改性淀粉溶液PH值到1.5 2. 5，然后按質(zhì)量比鋁鐵 淀粉=1.0 1.5 0.1 0.15 1往改性淀粉溶液中加入鋁鹽、鐵鹽，維持pH值為1.5 2. 5，55°C恒溫振蕩器中反應(yīng)得到淀粉基絮凝劑；(3)Fenton法氧化將復(fù)雜化工廢水pH值調(diào)至4 5，按0. 08 0. 13毫克/克C0D& 加入硫酸亞鐵，攪拌溶解后，再按2. 5 3. 5mL/克CODtt加入30%雙氧水；(4)淀粉基絮凝劑絮凝將經(jīng)!^nton法氧化處理的復(fù)雜化工廢水pH值調(diào)為6 9，每 廢水加入5mL淀粉基絮凝劑，攪拌，靜止沉淀30分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟(1)淀粉改性過(guò)程中淀粉溶液 濃度嚴(yán)格控制在15 20wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟( 中鋁鹽為硫酸鋁或氯化鋁， 鐵鹽為硫酸亞鐵，對(duì)鋁鹽和鐵鹽加入順序的要求是在鋁鹽加入完全后再加入鐵鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟(3)中的!^nton法氧化過(guò)程， 待硫酸亞鐵完全溶解后再加入雙氧水。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種Fenton與淀粉基絮凝劑聯(lián)用處理復(fù)雜化工廢水的方法，該方法首先制備淀粉基絮凝劑，處理廢水時(shí)先將復(fù)雜化工廢水pH值調(diào)至4～5，加入Fenton試劑，充分?jǐn)嚢枰欢螘r(shí)間，再調(diào)節(jié)pH值調(diào)為6～9，加入淀粉基絮凝劑，攪拌，靜置沉淀30分鐘；本發(fā)明方法對(duì)成分復(fù)雜、毒性強(qiáng)、難以生物降解的廢水均有較好的處理效果，它不僅可用于電鍍添加劑廢水處理，還可用于農(nóng)藥、染料、制藥等其它難降解有機(jī)廢水以及絡(luò)合態(tài)重金屬?gòu)U水的處理，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)C02F9/04GK102060395SQ20101052599
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者劉國(guó)光, 楊瑩, 林親鐵, 林艷玉, 范東平, 黃浩平 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)