一種采用仿酶型磁性催化劑再生處理有機(jī)廢水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有機(jī)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種采用仿酶型磁性催化劑再生處理有機(jī)廢水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)有機(jī)廢水的成分復(fù)雜，特別是焦化廢水中的有機(jī)物成分更為復(fù)雜，含有大量的芳烴、多環(huán)芳烴和雜環(huán)芳烴等，其COD值一般在2000 mg/L以上，色度較深，是較難處理的工業(yè)有機(jī)廢水。經(jīng)過傳統(tǒng)的生化工藝處理后的出水中仍含有較高濃度的難生物降解的有機(jī)物，COD和色度很難達(dá)到工業(yè)再生水標(biāo)準(zhǔn)，直接排放會造成環(huán)境生態(tài)的嚴(yán)重污染和毒害。故需要對生化工藝處理后的廢水進(jìn)行深度處理，以實現(xiàn)廢水的再生循環(huán)利用。
[0003]當(dāng)前國內(nèi)外對有機(jī)廢水深度處理一般采用混凝沉淀法、吸附法、膜分離法和高級氧化法等方法。但這些方法都不同程度存在有機(jī)廢水的處理成本高、運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜、易二次污染等問題，嚴(yán)重制約了其實際應(yīng)用。因此，開發(fā)綠色、經(jīng)濟(jì)、操作簡便的有機(jī)廢水處理方法是實現(xiàn)工業(yè)有機(jī)廢水再生處理的有效途徑之一。
[0004]仿酶催化降解廢水中有機(jī)物是一種新型技術(shù)，如“一種仿酶型水處理劑的制備方法” (CN 102350300 A)專利技術(shù)，該技術(shù)的特點是用廉價的原料制備出仿酶型水處理劑，但存在制備過程復(fù)雜、可操作性欠佳、處理廢水水質(zhì)COD范圍窄和需要增加預(yù)處理工藝等不足。盡管仿酶催化劑的研宄引起人們的廣泛關(guān)注，但對工業(yè)有機(jī)廢水的再生處理的應(yīng)用研宄鮮有報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在克服已有技術(shù)缺陷，目的是提供一種工藝簡單、可操作性強(qiáng)、投資小、運(yùn)行成本低和處理廢水水質(zhì)COD范圍寬的采用仿酶型磁性催化劑再生處理有機(jī)廢水的方法。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
步驟一、向進(jìn)入旋流混合器的有機(jī)廢水加入無機(jī)酸，調(diào)節(jié)PH至3.5-6,調(diào)節(jié)pH后的酸化有機(jī)廢水進(jìn)入催化降解反應(yīng)器。
[0007]步驟二、將仿酶型磁性催化劑加入裝有酸化有機(jī)廢水的催化降解反應(yīng)器中，再加入H2O2，仿酶型磁性催化劑:H2O2的質(zhì)量比為1: 1~4.5。然后在20~30°C條件下，用鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)攪拌60~120 min，得到懸浮液。
[0008]步驟三、將懸浮液自流入催化劑分離柱中，在磁鐵磁場作用下靜置10~30min。然后將下層的仿酶催化劑經(jīng)回流管返回至催化降解反應(yīng)器循環(huán)使用，將上層清液作為工業(yè)再生水使用。
[0009]所述催化劑分離柱包括殼體、減速套筒、電機(jī)、傳動軸、攪拌槳和鏈條。殼體是由上部為空心圓柱體和下部為空心圓錐體組成的整體，空心圓錐體的錐頂朝下，錐頂處設(shè)有排泥管，靠近錐頂?shù)耐獗砻嫣幵O(shè)置有磁鐵，空心圓錐體的傾角α為30~60°。減速套筒同軸心地安裝在空心圓柱體內(nèi)，減速套筒的上端通過固定架固定在空心圓柱體的上端，電機(jī)安裝在固定架的中間位置處，傳動軸同軸心地設(shè)置在減速套筒內(nèi)，傳動軸的一端與電機(jī)軸連接，傳動軸的另一端與攪拌槳固定連接，鏈條的兩端與攪拌槳兩個葉片末端對應(yīng)連接。減速套筒的上端開有進(jìn)水口，空心圓柱體上部的另一側(cè)開有出水口。減速套筒的上部為空心圓柱體，減速套筒的下部為喇叭口狀。攪拌槳兩個葉片的夾角與減速套筒的喇叭口的錐角相等，鏈條的長度為攪拌槳兩個葉片末端距離的1.2-1.5倍。
[0010]所述有機(jī)廢水的COD值為150~1500 mg/L,有機(jī)廢水的色度為300~1200倍。
[0011]所述無機(jī)酸為硫酸或為鹽酸，無機(jī)酸的濃度為lmol/L。
[0012]所述仿酶型磁性催化劑為Fe3O4納米顆粒仿酶和載體的混合物；其中:Fe 304納米顆粒仿酶:載體的質(zhì)量比為5~20: 100，F(xiàn)e3O4納米顆粒粒徑為20~100nm，載體為膨潤土、炭基材料、多孔娃材料中的一種。
[0013]所述磁場的強(qiáng)度為0.1-0.5T。
[0014]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
1、本發(fā)明不需要增加預(yù)處理工藝，工藝簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，占地小，投資小，可操作性強(qiáng)。
[0015]2、本發(fā)明的工藝及其設(shè)備設(shè)計合理，能實現(xiàn)有效地催化降解、催化劑循環(huán)使用，保證了運(yùn)行成本低，具有很強(qiáng)的工程應(yīng)用價值。
[0016]3、本發(fā)明使處理后的有機(jī)廢水COD值降低至60mg/L以下，色度30倍以下，達(dá)到再生水標(biāo)準(zhǔn)；中水回用，可實現(xiàn)企業(yè)有機(jī)廢水零排放。
[0017]4、本發(fā)明采用旋流混合器調(diào)pH值、鼓風(fēng)加速攪拌混勻、磁分離和催化劑的反復(fù)使用等技術(shù)和手段，使每噸廢水處理成本下降50.0-78.0%，故成本低。
[0018]因此，本發(fā)明具有工藝簡單、可操作性強(qiáng)、投資小、運(yùn)行成本低和處理廢水水質(zhì)COD范圍寬的特點。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的一種工藝流程示意圖；
圖2為圖1中催化劑分離柱4的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對其保護(hù)范圍的限制。
[0021]為避免重復(fù)，先將本【具體實施方式】所述的催化劑分離柱4統(tǒng)一描述如下，實施例中不再贅述:
如圖2所示:所述催化劑分離柱4包括殼體15、減速套筒9、電機(jī)7、傳動軸8、攪拌槳14和鏈條13。殼體15是由上部為空心圓柱體和下部為空心圓錐體組成的整體，空心圓錐體的錐頂朝下，錐頂處設(shè)有排泥管11，靠近錐頂?shù)耐獗砻嫣幵O(shè)置有磁鐵12，空心圓錐體的傾角α為30~60°。減速套筒9同軸心地安裝在空心圓柱體內(nèi)，減速套筒9的上端通過固定架固定在空心圓柱體的上端，電機(jī)7安裝在固定架的中間位置處，傳動軸8同軸心地設(shè)置在減速套筒9內(nèi)，傳動軸8的一端與電機(jī)7軸連接，傳動軸8的另一端與攪拌槳13固定連接，鏈條13的兩端與攪拌槳14兩個葉片末端對應(yīng)連接。減速套筒9的上端開有進(jìn)水口 6，空心圓柱體上部的另一側(cè)開有出水口 10。減速套筒9的上部為空心圓柱體，減速套筒9的下部為喇叭口狀。攪拌槳14兩個葉片的夾角與減速套筒9的喇叭口的錐角相等，鏈條13的長度為攪拌槳14兩個葉片末端距離的1.2-1.5倍。
[0022]實施例1
一種采用仿酶型磁性催化劑再生處理有機(jī)廢水的方法。本實施例再生處理的有機(jī)廢水取自某鋼鐵聯(lián)合企業(yè)焦化廠廢水二級生化處理后的出水:C0D值為150~300mg/L，色度為300-400 倍，pH 值 6.5-8.2。
[0023]本實施例再生處理所述有機(jī)廢水的方法如圖1所示:
步驟一、向進(jìn)入旋流混合器I的有機(jī)廢水加入無機(jī)酸，調(diào)節(jié)PH至3.5-6,調(diào)節(jié)pH后的酸化有機(jī)廢水進(jìn)入催化降解反應(yīng)器2。
[0024]步驟二、將仿酶型磁性催化劑加入裝有酸化有機(jī)廢水的催化降解反應(yīng)器2中，再加入H2O2，仿酶型磁性催化劑:H2O2的質(zhì)量比為1: 1.0~1.5。然后在20~30°C條件下，用鼓風(fēng)機(jī)3鼓風(fēng)攪拌60~90 min，得到懸浮液。
[0025]步驟三、將懸浮液自流入催化劑分離柱4中，在磁鐵12的磁場作用下靜置10~20min。然后將下層的仿酶催化劑經(jīng)回流管5返回至催化降解反應(yīng)器2循環(huán)使用，將上層清液作為工業(yè)再生水使用。
[0026]所述無機(jī)酸為硫酸，無機(jī)酸的濃度為lmol/L。
[0027]所述仿酶型磁性催化劑為Fe3O4納米顆粒仿酶和載體的混合物；其中:Fe 304納米顆粒仿酶:載體的質(zhì)量比為5~15: 100，F(xiàn)e3O4納米顆粒粒徑為20~100nm，載體為膨潤土。
[0028]所述磁場的強(qiáng)度為0.1-0.18T。
[0029]本實施例處理后所得的工業(yè)再生水的COD值降低至51.7-52.6mg/L，COD去除率為65.5-82.5% ;色度29~30倍，色度去除率90.3-92.5%。符合國家再生水標(biāo)準(zhǔn)(COD ( 60mg/L，色度< 30倍)。
[0030]實施例2
一種采用仿酶型磁性催化劑再生處理有機(jī)廢水的方法。本實施例再生處理的有機(jī)廢水取自某獨(dú)立焦化廠廢水二級生化處理后的出水，COD值為250~450mg/L，色度為400~600倍，pH 值 6.2-8.5。
[0031]本實施例再生處理所述有機(jī)廢水的方法如圖1所示:
步驟一、向進(jìn)入旋流混合器I的有機(jī)廢水加入無機(jī)酸，調(diào)節(jié)PH至3.5-6,調(diào)節(jié)pH后的酸化有機(jī)廢水進(jìn)入催化降解反應(yīng)器2。
[0032]步驟二、將仿酶型磁性催化劑加入裝有酸化有機(jī)廢水的催化降解反應(yīng)器2中，再加入H2O2，仿酶型磁性催化劑:H2O2的質(zhì)量比為1: 1.5~2.0。然后在20~30°C條件下，用鼓風(fēng)機(jī)3鼓風(fēng)攪拌65~95 min，得到懸浮液。
[0033]步驟三、將懸浮液自流入催化劑分離柱4中，在磁鐵12的磁場作用下靜置12~21mino然后將下層的仿酶催化劑經(jīng)回流管5返回至催化降解反應(yīng)器2循環(huán)使用，將上層清液作為工業(yè)再生水使用。
[0034]所述無機(jī)酸為硫酸，無機(jī)酸的濃度為lmol/L。
[0035]所述仿酶型磁性催化劑為Fe3O4納米顆粒仿酶和載體的混合物；其中:Fe 304納米顆粒仿酶:載體的質(zhì)量比為10~20: 100，？6304納米顆粒粒徑為20~100]11]1，載體為膨潤土。
[0036]所述磁場的強(qiáng)度為0.18-0.25T。
[0037]本實施例處理后所得的工業(yè)再生水的COD值降低至53.5-54.4mg/L，COD去除率為78.6-88.0% ;色度29~29.5倍，色度去除率90.3-95.1%。符合國家再生水標(biāo)準(zhǔn)(C0D彡60mg/L，色度< 30倍)。
[0038]實施例3
一種采用仿酶型磁性催化劑再生處理有機(jī)廢水的方法。本實施例再生處理的有機(jī)廢水取自某新型煤化工焦化廠廢水二級生化處理后的出水:C0D值為400~600mg/L，色度為500-700 倍，pH 值 5.8-8.0。
[0039]本實施例再生處理所述有機(jī)廢水的方法如圖1所示:
步驟一、向進(jìn)入旋流混合器I的有機(jī)廢水加入無機(jī)酸，調(diào)節(jié)PH至3.5-6,調(diào)節(jié)pH后的酸化有機(jī)廢水進(jìn)入催化降解反應(yīng)器2。
[0040]步驟二、將仿酶型磁性催化劑加入裝有酸化有機(jī)廢水的催化降解反應(yīng)器2中，再加入H2O2，仿酶型磁性催化劑:H2O2的質(zhì)量比為1: 2.0~2.5。然后在20~30°C條件下，用鼓風(fēng)機(jī)3鼓風(fēng)攪拌70~100 min，得到懸浮液。
[0041]步驟三、將懸浮液自流入催化劑分離柱4中，在磁鐵12的磁場作用下靜置14~22mino然后將下層的仿酶催化劑經(jīng)回流管5返回至催化降解反應(yīng)器2循環(huán)使用，將上層清液作為工業(yè)再生水使用。
[0042]本實施例中:所述無機(jī)酸為硫酸，無機(jī)酸的濃度為lmol/L。<