專利名稱：一種廢水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水的處理方法。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來，環(huán)境中的難降解有機(jī)廢水的處理一直是水處理技術(shù)中的難點(diǎn)，也是困擾世界各國(guó)環(huán)境界的重要難題。近年來，催化氧化技術(shù)處理難降解有機(jī)廢水的研究取得了顯著的進(jìn)展。催化氧化技術(shù)的機(jī)理在于用催化劑與氧化劑結(jié)合，在反應(yīng)中產(chǎn)生活性極強(qiáng)的自由基(如羥基自由基)；再通過自由基與有機(jī)化合物之間的加合、取代、電子轉(zhuǎn)移、斷鍵等，使水體中的大分子難降解有機(jī)物氧化降解成易于生物降解的小分子物質(zhì)，甚至直接降解成為CO2和H2O,接近完全礦化。按催化劑在反應(yīng)中的形態(tài)催化氧化技術(shù)又分為均相催化氧化與非均相催化氧化兩種。非均相催化氧化技術(shù)由于具有操作簡(jiǎn)單、適應(yīng)PH值范圍較寬，無需頻繁更換催化劑等越來約得到了大家的重視。例如CN201077792Y公開了一種臭氧非均相催化氧化水處理裝置，該處理裝置包括臭氧發(fā)生系統(tǒng)(10)，氣水 混合系統(tǒng)，非均相催化氧化柱(8);非均相催化氧化柱(8)為密閉腔體，下端設(shè)有氣水混合層(13)，廢水噴射口(7)深入氣水混合層(13)中，氣水混合層
(13)上端依次設(shè)有承托布水板(15)、非均相催化氧化填料層(16)、出水濾板(17)、出水堰
(18)和封閉法蘭(19)，在封閉法蘭(19)上方設(shè)有尾氣排放口(20)。該裝置采用文丘里管吸收臭氧保證氣水高速混合，再通過廢水噴射口增大臭氧在廢水中的溶解度，保證臭氧高效的處理效果。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并可以提高臭氧的氧化效率，有效減小運(yùn)行費(fèi)用。但是，采用該裝置進(jìn)行廢水處理的處理效率仍然不夠理想高，而且催化劑的更換麻煩。CN1872730A公開了一種焦化廢水深度處理的工藝，該工藝?yán)霉腆w催化劑和不產(chǎn)生二次污染的輔助氧化劑對(duì)焦化廢水進(jìn)行深度處理，所述固體催化劑的制備方法為將催化劑載體三氧化二鋁用浸潰液硝酸銅浸潰后取出、干燥、焙燒備用；將焦化廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池均質(zhì)后，用污水泵經(jīng)催化劑吸附柱上部的進(jìn)水口打入裝置內(nèi)進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，凈化達(dá)標(biāo)后由催化劑吸附柱出水口排放，出水口下部是接受器；均質(zhì)污水PH值為3-7，氧化劑H2O2投加量
O.1-0. 5ml/100ml廢水，反應(yīng)時(shí)間45-90分鐘。但是，現(xiàn)有技術(shù)尚存在處理效果不高，催化劑更換麻煩等缺點(diǎn)，因而有必要開發(fā)出更有效、更方便的方法來處理廢水。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的廢水的處理效果不佳、處理效果不穩(wěn)定，且催化劑的更換麻煩的缺陷而提供一種能夠有效并穩(wěn)定的對(duì)廢水進(jìn)行處理，并可以有效提聞廢水的可生化性的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種廢水的處理方法，其中，該方法包括在磁場(chǎng)的作用下，將具有磁性的催化劑顆粒懸浮于廢水中，并將廢水與具有磁性的催化劑以及氧化劑進(jìn)行混合處理，使得處理后的廢水的B/C為> O. 3。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在外加磁場(chǎng)的作用下，使具有磁性的催化劑顆粒懸浮在廢水中，并使廢水和具有磁性的催化劑以及氧化劑進(jìn)行混合處理，將廢水進(jìn)行催化氧化處理，可以顯著提高廢水的處理效果，也即，對(duì)廢水的處理效果更好，更穩(wěn)定，并能夠有效提高廢水的可生化性；再者，所述方法能夠很好地避免催化劑更換麻煩、以及催化劑顆粒會(huì)隨出水流失等問題，且方法更加簡(jiǎn)單易行。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式以下將對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。按照本發(fā)明，所述廢水的處理方法包括在磁場(chǎng)的作用下，將具有磁性的催化劑顆粒懸浮于廢水中，并將廢水與具有磁性的催化劑以及氧化劑進(jìn)行混合處理，使得處理后的廢水的B/C為≥O. 3。按照本發(fā)明，在磁場(chǎng)的作用下，將具有磁性的催化劑顆粒懸浮于廢水中，使廢水能夠與氧化劑和催化劑進(jìn)行催化氧化，以對(duì)廢水進(jìn)行催化氧化的過程中，所述磁場(chǎng)的大小能夠保證使具有磁性的催化劑顆粒懸浮于廢水中，使其與廢水充分接觸，而所述混合處理的條件只要能夠保證使處理后廢水的B/C為彡O. 3(即，提高廢水的B/C的值)即可。按照本發(fā)明，所述磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度的可選擇范圍較寬，只要能夠使具有磁性的催化劑顆粒懸浮于廢水中即可，優(yōu)選情況下，所述磁場(chǎng)強(qiáng)度可以為10-2000奧斯特，更優(yōu)選情況下，所述磁場(chǎng)強(qiáng)度為100-1000奧斯特。在本發(fā)明中，所述磁場(chǎng)可以為各種磁場(chǎng)，如電磁場(chǎng)和/或磁性材料產(chǎn)生的磁場(chǎng)等。所述磁場(chǎng)的產(chǎn)生方式可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的常規(guī)方法產(chǎn)生磁場(chǎng)。例如，可以在反應(yīng)器的外壁纏繞赫姆赫茲線圈，使其與反應(yīng)器同軸，并在線圈中通入一定的電流，以提供均勻、穩(wěn)定的外加磁場(chǎng)。其中，線圈的纏繞圈數(shù)、線圈間的間距以及通入線圈中的電流的大小可以適當(dāng)調(diào)整，只要保證能夠使產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度足以滿足使具有磁性的催化劑顆粒懸浮于廢水中即可。按照本發(fā)明，所述具有磁性的催化劑顆粒的顆粒直徑只要能夠滿足使其能夠懸浮于水中并與廢水充分接觸即可，優(yōu)選情況下，所述具有磁性的催化劑顆粒的顆粒直徑可以為O. 1-2000微米，更優(yōu)選情況下，所述具有磁性的催化劑顆粒的顆粒直徑為2-1000微米，進(jìn)一步優(yōu)選情況下，所述具有磁性的催化劑顆粒的顆粒直徑為50-300微米。所述具有磁性的催化劑的種類的可選擇范圍較寬，并可以為各種具有磁性的且能夠起到催化氧化劑對(duì)廢水的氧化從而生成氧化性更強(qiáng)的自由基，如羥基自由基的催化劑。優(yōu)選情況下，所述具有磁性的催化劑選自鐵、鈷、鎳、它們的難溶金屬氫氧化物以及它們的難溶金屬鹽中的至少一種；或者選自鐵、鈷、鎳、它們的金屬氧化物、它們的難溶金屬氫氧化物以及它們的難溶金屬鹽中的至少一種與選自錳、銅、鋅、鈦、銀、鋁、它們的金屬氧化物、它們的難溶金屬氫氧化物以及它們的難溶金屬鹽中的至少一種的混合物。其中，上面所述的難溶金屬氫氧化物在一個(gè)大氣壓、20°C下在水中的溶解度小于O. lg/100cm3 ;上面所述的難溶金屬鹽在一個(gè)大氣壓、20°C下在水中的溶解度小于O. lg/100cm3 ;具體來說，所述難溶金屬氫氧化物可以選自氫氧化亞鐵、氫氧化鐵、氫氧化鋁和氫氧化錳(Mn(OH)2)中的一種或多種；所述難溶金屬鹽可以選自硫化亞鐵、碳酸亞鐵、硫化銅、硫化亞銅、亞硝酸鈷、碳酸鎳、碳酸錳、碳酸鋅、硫化鋅和氯化銀中的一種或多種。此外，所述具有磁性的催化劑顆?？梢陨藤彽玫剑蛘咭部梢圆捎帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法制備得到。本發(fā)明中，所述氧化劑能夠?qū)⑺械挠袡C(jī)物等雜質(zhì)進(jìn)行氧化，因此，所述氧化劑的氧化作用可以將大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物提高廢水的可生化性。其中，所述具有磁性的催化劑顆粒能在磁場(chǎng)的作用下，進(jìn)一步催化氧化劑產(chǎn)生氧化性更強(qiáng)的自由基，例如，羥基自由基，從而能更有效的促進(jìn)氧化劑的氧化，進(jìn)一步提高廢水的可生化性。按照本發(fā)明，所述氧化劑可以為本領(lǐng)域常用的各種能夠?qū)⑺械挠袡C(jī)物等進(jìn)行氧化的氧化劑，優(yōu)選情況下，所述氧化劑可以選自雙氧水(雙氧水的質(zhì)量百分比濃度通?？梢詾?7.5% -50% )、臭氧、過硫酸鹽、次氯酸鹽、二氧化氯和氯氣中的一種或多種，更優(yōu)選為雙氧水。按照本發(fā)明，所述混合處理的方法、條件以及氧化劑和具有磁性的催化劑的用量只要能夠滿足使得到的處理后的廢水的B/C ^ O. 3即可。因此，所述氧化劑和具有磁性的催化劑的量的可選擇范圍較寬，并可以根據(jù)廢水的COD值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，只要能夠起到使得廢水中的細(xì)菌和有機(jī)物以及油類物質(zhì)等雜質(zhì)充分氧化分解，并滿足處理后廢水的B/C的要求即可。優(yōu)選情況下，所述氧化劑與廢水中有機(jī)物的質(zhì)量比為O. 01-10 I;更優(yōu)選情況下，所述氧化劑與廢水中有機(jī)物的質(zhì)量比為O. 1-5 1，最優(yōu)選情況下，所述氧化劑與廢水中有機(jī)物的質(zhì)量比為O. 1-2 I。為了更加利于廢水和氧化劑與具有磁性的催化劑顆粒的充分接觸反應(yīng)，并綜合考慮成本與效果，優(yōu)選情況下，所述混合處理的方法包括在外加磁場(chǎng)的作用下，將廢水和氧化劑連續(xù)與懸浮的具有磁性的催化劑顆粒接觸反應(yīng)。所述接觸反應(yīng)的時(shí)間沒有特別限定，只要能夠充分使廢水與具有磁性的催化劑顆粒接觸以將廢水中的有機(jī)物催化氧化以滿足廢水的B/C值的要求即可。其中，可以根據(jù)待處理廢水的水質(zhì)的不同適當(dāng)選擇具有磁性的催化劑顆粒以及氧化劑的用量；所述廢水的停留時(shí)間的可選擇范圍較寬，也可以根據(jù)廢水的水質(zhì)、具有磁性的催化劑 顆粒以及氧化劑的用量以及裝置的大小的不同進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，優(yōu)選情況下，所述廢水的停留時(shí)間(在反應(yīng)器中的反應(yīng)時(shí)間)可以為2-600分鐘，進(jìn)一步優(yōu)選情況下，所述廢水的停留時(shí)間為5-300分鐘，更優(yōu)選為10-180分鐘。以小時(shí)計(jì)的停留時(shí)間相當(dāng)于液時(shí)空速(單位體積具有磁性的催化劑顆粒每小時(shí)處理廢水的體積)的倒數(shù)，因此，即相當(dāng)于所述廢水的液時(shí)空速可以為O. Ι-δΟΙΓ1，進(jìn)一步優(yōu)選為O. 5-lOtT1，最優(yōu)選為2-81!'此外，所述具有磁性的催化劑通?？梢哉挤磻?yīng)器容積的40-95%;優(yōu)選情況下，所述具有磁性的催化劑占反應(yīng)器容積的60-85%。在本發(fā)明中，所述廢水中有機(jī)物的質(zhì)量可以用廢水的化學(xué)需氧量(COD)來表示，COD指在一定的條件下，采用一定的強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)，所消耗的氧化劑量，它是表示水中還原性物質(zhì)(主要為有機(jī)物)多少的一個(gè)指標(biāo)。那么可以理解為，對(duì)應(yīng)于COD值為Img/L的廢水，氧化劑的用量為O. Ol-lOmg，優(yōu)選為O. l_5mg，更優(yōu)選為O. l_2mg。按照本發(fā)明的一種優(yōu)選的具體實(shí)施方式
，使廢水和具有磁性的催化劑與氧化劑進(jìn)行混合處理的方式為在外加磁場(chǎng)的作用下，將具有磁性的催化劑顆粒懸浮于反應(yīng)器中(所述反應(yīng)器由透磁性良好的材料構(gòu)成，例如，不銹鋼材料)，將待處理的廢水和氧化劑從反應(yīng)器底部通入(廢水和氧化劑可以分別通入，也可以混合后通入)，逐漸與懸浮的具有磁性的催化劑顆粒接觸反應(yīng)，并從反應(yīng)器的頂部將處理后的廢水排出。按照本發(fā)明，所述混合處理的條件一般還包括溫度、壓力和時(shí)間，而本發(fā)明對(duì)混合處理的溫度、壓力和時(shí)間均沒有特別限定，例如，所述處理溫度通常可以為常溫，例如，0-99°C，壓力通?？梢詾?-0. 03MPa，優(yōu)選為常壓(0-0. OlMPa)。處理時(shí)間只要能夠保證使廢水的B/C值達(dá)到要求即可。按照本發(fā)明，為了能夠使廢水的處理效果更好，所述待進(jìn)行處理的廢水的pH值通?？梢詾?-9，更優(yōu)選為2-7。所述調(diào)節(jié)廢水pH值的方法可以為本領(lǐng)域常規(guī)的方法，例如，加入酸或者堿進(jìn)行調(diào)節(jié)，酸或者堿的濃度和用量可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整，只要保證將廢水的PH值調(diào)節(jié)至1-9，優(yōu)選為2-7即可。按照本發(fā)明，所述廢水可以是各種廢水，例如，印染類廢水、造紙廢水、制藥廢水以及石油化工工業(yè)廢水等，通常情況下，所述廢水的所述廢水的B/C為< O. 3mg/L，例如，對(duì)于更難處理的廢水，其B/C可以為0-0. 25mg/L ;所述待處理的廢水的COD值通常為大于60mg/L，例如，COD 值可以為 200-1000mg/L。本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式
中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。下面將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

下述實(shí)施例中，廢水的COD的測(cè)定方法為重鉻酸鹽法(GBl 1914-89)，廢水的BOD的測(cè)定方法為稀釋接種法(GB/T 7488-1987)。下述實(shí)施例中所采用的磁穩(wěn)定床反應(yīng)器的為圓柱形反應(yīng)器、反應(yīng)器的容積為2L，反應(yīng)器的材質(zhì)采用316L不銹鋼，在反應(yīng)器外部有5個(gè)線圈，每個(gè)線圈的匝數(shù)350匝，線圈的間距為3Ctam。實(shí)施例1本實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的廢水的處理方法。本實(shí)施例處理的廢水為某煉油廠的高濃度廢水。用硫酸水溶液(質(zhì)量百分比濃度為98% )將上述待處理的廢水的pH值調(diào)節(jié)為6，將所述廢水和氧化劑雙氧水(質(zhì)量百分比濃度為30% )(雙氧水用量為400mg/L)從裝有四氧化三鐵顆粒(顆粒直徑為120微米)的磁穩(wěn)定反應(yīng)器的底部連續(xù)引入(反應(yīng)器中四氧化三鐵顆粒的裝填量為反應(yīng)器容積的65%，廢水的停留時(shí)間為20分鐘)，向纏繞在所述反應(yīng)器外周的線圈中通入電流，使得外加電磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為300奧斯特，使所述四氧化三鐵顆粒懸浮于廢水中，并將處理后的廢水從所述反應(yīng)器頂部引出，得到處理后的廢水。處理前后的廢水水質(zhì)指標(biāo)如表I所不。對(duì)比例I本對(duì)比例用于說明廢水處理的參比方法。按照實(shí)施例1的方法處理廢水，不同的是，不向反應(yīng)器通入電流(即沒有外加電磁場(chǎng))，直接將廢水和所述氧化劑通入裝有四氧化三鐵顆粒的反應(yīng)器中。處理前后的廢水水質(zhì)指標(biāo)如表I所示。表I
權(quán)利要求
1.一種廢水的處理方法，其特征在于，該方法包括在磁場(chǎng)的作用下，將具有磁性的催化劑顆粒懸浮于廢水中，并將廢水與具有磁性的催化劑以及氧化劑進(jìn)行混合處理，使得處理后的廢水的B/C為≥O. 3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為10-2000奧斯特。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述磁場(chǎng)強(qiáng)度為100-1000奧斯特。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述具有磁性的催化劑的顆粒直徑為O.1-2000微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述具有磁性的催化劑的顆粒直徑為2-1000微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述混合處理的條件包括氧化劑與廢水中有機(jī)物的質(zhì)量比為0. 01-10 1。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述氧化劑與廢水中有機(jī)物的質(zhì)量比為.0.1-5:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、6或7所述的方法，其中，所述混合處理的方法包括在外加磁場(chǎng)的作用下，將廢水和氧化劑連續(xù)與懸浮的具有磁性的催化劑顆粒接觸，所述廢水的停留時(shí)間為2-600分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述廢水的停留時(shí)間為5-300分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、6或7所述的方法，其中，所述具有磁性的催化劑占反應(yīng)器容積的40-95%。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述具有磁性的催化劑選自鐵、鈷、鎳、它們的金屬氧化物、它們的難溶金屬氫氧化物以及它們的難溶金屬鹽中的至少一種；或者選自鐵、鈷、鎳、它們的金屬氧化物、它們的難溶金屬氫氧化物以及它們的難溶金屬鹽中的至少一種與選自錳、銅、鋅、鈦、銀、鋁、它們的金屬氧化物、它們的難溶金屬氫氧化物以及它們的難溶金屬鹽中的至少一種的混合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述氧化劑選自雙氧水、臭氧、過硫酸鹽、次氯酸鹽、二氧化氯和氯氣中的一種或多種。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，待進(jìn)行處理的廢水的pH值為1-9。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種廢水的處理方法，其中，該方法包括在磁場(chǎng)的作用下，將具有磁性的催化劑顆粒懸浮于廢水中，并將廢水與具有磁性的催化劑以及氧化劑進(jìn)行混合處理，使得處理后的廢水的B/C為≥0.3。本發(fā)明提供的廢水處理方法為在外加磁場(chǎng)的作用下，使具有磁性的催化劑顆粒懸浮在廢水中，并將廢水進(jìn)行催化氧化處理，可以顯著提高廢水的處理效果，且廢水的處理效果穩(wěn)定，并能夠有效提高廢水的可生化性。
文檔編號(hào)C02F1/48GK103058346SQ20111031718
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者高峰, 張超, 崔龍鵬 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院