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一種電鍍廢水的深度處理方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510970619.X

申請日:

2015.12.23

公開號:

CN105541007A

公開日:

2016.05.04

當前法律狀態:

駁回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的駁回IPC(主分類):C02F 9/14申請公布日:20160504|||實質審查的生效IPC(主分類):C02F 9/14申請日:20151223|||公開
IPC分類號: C02F9/14; C02F103/16(2006.01)N 主分類號: C02F9/14
申請人: 張宏偉
發明人: 張宏偉
地址: 464000 河南省光山縣寨河鎮張圍孜村西張村民組
優先權:
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510970619.X

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2019.01.04|||2016.06.01|||2016.05.04

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的駁回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供了一種電鍍廢水的深度處理方法。本發明將催化填料作為臭氧氧化的催化劑,利用催化填料吸附重金屬的同時達到很好的催化效果。相對于單獨的臭氧氧化處理,本發明采用臭氧催化氧化方式,臭氧的投加量減少了很多且達到了更好的處理效果。少量的臭氧投加也使得臭氧氧化后殘余的臭氧濃度不會影響到下一步的曝氣處理和沉淀。此外,臭氧與催化填料接觸會產生少量粉末炭,出水中的粉末炭在下一級的曝氣處理和沉淀中可達到強化活性污泥的凈化效果、提高有機物去除能力、提高污泥沉降性能的作用。實驗證明,本發明提供的方法對綜合性電鍍廢水具有良好的處理能力。

權利要求書

1.一種電鍍廢水的深度處理方法,包括以下步驟:
將電鍍廢水和臭氧流經催化填料,進行催化氧化處理;
將所述催化氧化處理的出水依次進行曝氣處理和沉淀。
2.根據權利要求1所述的處理方法,其特征在于,所述催化氧化處理在
反應器中進行;
催化填料在所述反應器中的體積填充比為85~95%。
3.根據權利要求1或2所述的處理方法,其特征在于,所述催化填料為
活性炭;
所述活性炭的直徑為2~4mm;
所述活性炭的比表面積大于等于800m3/g。
4.根據權利要求1所述的處理方法,其特征在于,所述電鍍廢水的pH
值為8~10,化學需氧量為90~250mg/L,氨氮濃度為10~25mg/L,總銅濃度為
0.01~5mg/L,總鎳濃度為0.01~5mg/L,總鉻濃度為0.01~5mg/L;
所述電鍍廢水流經催化填料的流量為170~220mL/min。
5.根據權利要求2所述的處理方法,其特征在于,所述臭氧通過微孔曝
氣方式進行曝氣,曝氣的速度為3~5L/min;
所述臭氧的總投加量與電鍍廢水化學需氧量的質量比為(3~5)∶1;
所述臭氧在反應器內的濃度為2.5~5mg/L。
6.根據權利要求1所述的處理方法,其特征在于,所述催化氧化處理的
時間為1.5~2h。
7.根據權利要求1所述的處理方法,其特征在于,所述曝氣處理持續的
時間為6~10h;
所述沉淀持續的時間為2~3h。
8.根據權利要求1或7所述的處理方法,其特征在于,所述曝氣處理和
沉淀的曝氣速率為1~3L/min,溶解氧濃度為2~4mg/L。
9.根據權利要求1所述的處理方法,其特征在于,所述曝氣處理和沉淀
過程中的廢水體積填充比為40~60%,混合液懸浮固體濃度為2500~3000mg/L。
10.根據權利要求1所述的處理方法,其特征在于,所述曝氣處理和沉
淀采用生物污泥進行;
所述生物污泥包括C、N和P營養元素;
所述營養元素C、N和P的質量比為(90~110)∶(4~6)∶1。

說明書

一種電鍍廢水的深度處理方法

技術領域

本發明涉及一種廢水處理技術領域,特別涉及一種電鍍廢水的深度處理
方法。

背景技術

電鍍是制造業的基礎工藝之一,由于其所特有的技術經濟優勢而在制造
業占有很重要的經濟地位。由于電鍍過程需要使用大量強酸、堿、重金屬溶
液等有毒有害化學品,電鍍已經成為我國重污染性工業行業。此外,電鍍廢
水危害性大、毒性大、具有積累作用,對生態環境的破壞作用巨大,遠遠超
過其它種類的污染。

隨著《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)的實施,電鍍廢水污染
物的排放有了更加嚴格的標準,例如化學需氧量(COD)、氨氮、總氮、總磷等
指標都有了較大的提高。常規的電鍍廢水有機物處理方法面臨無法達標的局
限,目前眾多電鍍企業現有的廢水處理設施基本無法滿足新要求,因此探索
和研究出成本低廉且各個污染物指標都能達到排放標準的工藝技術成為電鍍
廢水處理領域新的課題。

公開號為CN103253824A的中國專利公開了一種臭氧與曝氣生物濾池組
合處理含氰電鍍廢水的方法,該方法將pH值為7~9,氰化物濃度低于80mg/L
的含氰電鍍廢水進入一級曝氣生物濾池進行生化預處理,廢水在曝氣生物濾
池中的停留時間為4.5~9h,處理后的廢水進入臭氧氧化反應器,臭氧的加入
量為臭氧與待處理水中氰的質量比為(3~5)∶1,時間10~60min;廢水進入
二級曝氣生物濾池進行進一步的好氧生化處理,停留時間為3~6h,進一步脫
除廢水中的COD、氰化物及重金屬,使出水完全達到排放標準。雖然,該方
法利用臭氧預處理然后利用曝氣生物濾池使出水達到排放標準。但是,該方
法的運用僅僅是針對含氰電鍍廢水,對綜合電鍍廢水的處理未有涉及。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電鍍廢水的深度處理方法,本發明提供的方
法對綜合電鍍廢水具有良好的處理能力,使得處理后的廢水達到國家規定的
排放標準。

本發明的技術方案如下:

本發明提供了一種電鍍廢水的深度處理方法,包括以下步驟:

將電鍍廢水和臭氧流經催化填料,進行催化氧化處理;

將所述催化氧化處理的出水依次進行曝氣處理和沉淀。

優選的,所述催化氧化處理在反應器中進行;

催化填料在所述反應器中的體積填充比為85~95%。

優選的,所述催化填料為活性炭;

所述活性炭的直徑為2~4mm;

所述活性炭的比表面積大于等于800m3/g。

優選的,所述電鍍廢水的pH值為8~10,化學需氧量為90~250mg/L,氨
氮濃度為10~25mg/L,總銅濃度為0.01~5mg/L,總鎳濃度為0.01~5mg/L,總
鉻濃度為0.01~5mg/L;

所述電鍍廢水流經催化填料的流量為170~220mL/min。

優選的,所述臭氧通過微孔曝氣方式進行曝氣,曝氣的速度為3~5L/min;

所述臭氧的總投加量與電鍍廢水化學需氧量的質量比為(3~5)∶1;

所述臭氧在反應器內的濃度為2.5~5mg/L。

優選的,所述催化氧化處理的時間為1.5~2h。

優選的,所述曝氣處理持續的時間為6~10h;

所述沉淀持續的時間為2~3h。

優選的,所述曝氣處理和沉淀的曝氣速率為1~3L/min,溶解氧濃度為
2~4mg/L。

優選的,所述曝氣處理和沉淀過程中的廢水體積填充比為40~60%,混合
液懸浮固體濃度為2500~3000mg/L。

優選的,所述曝氣處理和沉淀采用生物污泥進行;

所述生物污泥包括C、N和P營養元素;

所述營養元素C、N和P的質量比為(90~110)∶(4~6)∶1。

本發明提供了一種電鍍廢水的深度處理方法,包括以下步驟:將電鍍廢
水和臭氧流經催化填料,進行催化氧化處理;將所述催化氧化處理的出水依
次進行曝氣處理和沉淀。本發明將催化填料作為臭氧氧化的催化劑,利用催
化填料吸附重金屬的同時達到很好的催化效果。相對于單獨的臭氧氧化處理,
本發明采用臭氧催化氧化方式,臭氧的投加量減少了很多且達到了更好的處
理效果。少量的臭氧投加也使得臭氧氧化后殘余的臭氧濃度不會影響到下一
步的曝氣處理和沉淀。此外,臭氧與催化填料接觸會產生少量粉末炭,出水
中的粉末炭在下一級的曝氣處理和沉淀中可達到強化活性污泥的凈化效果、
提高有機物去除能力、提高污泥沉降性能的作用。實驗證明,本發明提供的
方法對綜合性電鍍廢水具有良好的處理能力,本發明提供的方法處理后廢水
的COD、氨氮、重金屬等各指標均能夠達到《電鍍污染物排放標準》
(GB21900-2008)規定的標準。

附圖說明

圖1為本發明實施例中臭氧催化氧化反應裝置結構示意圖;

圖2為本發明實施例中序批式反應裝置結構示意圖。

具體實施方式

本發明提供了一種電鍍廢水的深度處理方法,包括以下步驟:

將電鍍廢水和臭氧流經催化填料,進行催化氧化處理;

將所述催化氧化處理的出水依次進行曝氣處理和沉淀。

本發明將電鍍廢水和臭氧流經催化填料,進行催化氧化處理。在本發明
中,所述催化填料優選為活性炭。本發明對所述活性炭的具體種類沒有特殊
要求,在本發明具體實施例中,所述活性炭可具體為煤質柱狀顆粒活性炭
(GAC)。

在本發明中,所述活性炭的直徑優選為2~4mm,在本發明具體實施例中,
所述活性炭直徑可具體為2mm、3mm或4mm。

在本發明中,所述活生炭的比表面積優選大于等于800m3/g,更優選的大
于等于900m3/g,最優選的大于等于1000m3/g且小于等于10000m3/g。

在本發明中,所述催化氧化處理優選在臭氧催化氧化反應器中進行,更
優選的先在所述反應器中裝填催化填料,然后再將電鍍廢水和臭氧輸送至反
應器,流經催化填料。本發明對所述臭氧催化氧化反應器的具體規格沒有特
殊要求,具體的,在本發明實施例中,可采用如圖1所示結構的臭氧催化氧
化反應裝置,所述臭氧催化氧化反應裝置包括臭氧發生器、與所述臭氧發生
器出口相連的微孔曝氣裝置以及進氣口、與所述微孔曝氣裝置出口相連的催
化氧化反應器,所述催化氧化反應器中裝填有催化填料,在所述催化氧化反
應器底端設置有進水口,在所述催化氧化反應器側壁上端設置有出水口,所
述電鍍廢水由所述進水口進入,流經催化填料,由出水口排出;所述催化氧
化反應器頂端設置有尾氣收集裝置,用于收集催化氧化反應產生的廢氣。在
本發明具體實施例中,所述臭氧催化氧化反應器的尺寸具體為:高80cm,內
徑20cm,出水高60cm。

在本發明中,所述催化填料在反應器內的體積填充比優選為85~95%,更
優選為88~92%,最優選為90%。

在本發明中,所述電鍍廢水的pH值優選為8~10,在本發明具體實施例
中可具體為8、9或10。在本發明中,當所述電鍍廢水的pH值小于8~10時,
優選用無機堿對所述電鍍廢水進行堿化使得電鍍廢水的pH值在8~10范圍內;
當所述電鍍廢水的pH值大于8~10時,優選用無機酸對所述電鍍廢水進行酸
化使得電鍍廢水的pH值在8~10范圍內。在本發明中,所述無機堿優選為氫
氧化鈉或者氫氧化鉀;所述無機酸優選為稀鹽酸或者稀硫酸。本發明對所述
電鍍廢水的來源沒有特殊要求,具體的可以為電鍍企業排放的電鍍廢水。

在本發明中,所述電鍍廢水的化學需氧量優選為90~250mg/L,更優選為
120~220mg/L,最優選為150~200mg/L;所述電鍍廢水的氨氮濃度優選為
10~25mg/L,更優選為12~22mg/L,最優選為15~20mg/L;所述電鍍廢水的總
銅濃度為0.01~5mg/L,更優選為1~4mg/L,最優選為2~3mg/L;所述電鍍廢
水的總鎳濃度為0.01~5mg/L,更優選為1~4mg/L,最優選為2~3mg/L;所述
電鍍廢水的總鉻濃度為0.01~5mg/L,更優選為1~4mg/L,最優選為2~3mg/L。

在本發明中,所述電鍍廢水的流量優選為170~220mL/min,更優選為
180~210mL/min,最優選為190~200mL/min。

在本發明中,所述臭氧優選通過微孔曝氣方式向所述催化氧化反應器中
逐漸曝氣。本發明對所述微孔曝氣時微孔的尺寸沒有特殊要求,現有技術中
80~100微米的微孔尺寸均可滿足本申請的曝氣要求。在本發明中,所述曝氣
的速度優選為3~5L/min,在本發明具體實施例中可具體為3L/min、4L/min或
5L/min。

在本發明中,所述臭氧的總投加量與電鍍廢水化學需氧量的質量比優選
為(3~5)∶1,在本發明具體實施例中可具體為3∶1、4∶1或5∶1。

在本發明中,所述臭氧在反應器內的濃度優選為2.5~5mg/L,在本發明具
體實施例中可具體為2.5mg/L、3mg/L、4mg/L或5mg/L。

本發明對所述電鍍廢水和臭氧進入預裝反應器進行催化氧化處理的順序
沒有特殊限制,優選的電鍍廢水和臭氧同時進入預裝反應器。

在本發明中,所述催化氧化處理的時間優選為1.5~2h,在本發明具體實
施例中可具體為1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h或2h。

完成所述催化氧化處理后,本發明將所述催化氧化處理的出水依次進行
曝氣處理和沉淀。

在本發明中,所述曝氣處理和沉淀過程優選在反應池中進行,更優選的
先在所述反應池中進行曝氣處理,所述曝氣結束后再在所述反應池進行沉淀
處理。本發明對所述反應池的具體規格沒有特殊要求,具體的,在本發明實
施例中,可采用如圖2所示結構的序批式(SBR)反應裝置,所述SBR反應
裝置包括反應器、與所述反應器底部相連的空壓機、與所述反應器側部相連
的排水口,所述空壓機經過流量計與位于反應器底部的曝氣投直接相連,所
述催化氧化的出水從反應器頂部進入與空壓機從反應器底部送入的空氣接觸
后沉淀,然后由排水口排出。在本發明具體實施例中,所述SBR反應裝置反
應器的容積具體為4L。

本發明對所述曝氣處理和沉淀過程所用的生物污泥沒有特殊要求,在本
發明具體實施例中,所述生物污泥采用生活污水處理廠的回流污泥。在本發
明中,所述生物污泥中C與P的質量比例優選為(90~110)∶1,更優選為
(95~105)∶1,最優選為100∶1;N與P的質量比例優選為(4~6)∶1,在本發明具
體實施例中可具體為4∶1、5∶1或6∶1。

本發明優選通過空壓機將空氣鼓入池底的曝氣盤,空氣的鼓入量可以通
過流量計來進行調控。在本發明中,所述曝氣處理持續的時間優選為6~10h,
在本發明具體實施例中可具體為6h、7h、8h、9h或10h。

在本發明中,所述曝氣處理的曝氣速率優選為1~3L/min,在本發明具體
實施例中可具體為1L/min、2L/min或3L/min。

在本發明中,所述曝氣處理的溶解氧濃度為2~4mg/L,在本發明具體實
施例中可具體為2mg/L、3mg/L或4mg/L。

在本發明中,所述曝氣處理的廢水體積填充比優選為40~60%,更優選為
45~55%,最優選為50%。

在本發明中,所述曝氣處理的混合液懸浮固體濃度(MLSS)優選為2500~
3000mg/L,更優選為2600~2900mg/L,最優選為2700~2800mg/L。

在本發明中,所述沉淀持續的時間優選為2~3h,在本發明具體實施例中
可具體為2h、2.5h或3h。

本發明提供了一種電鍍廢水的深度處理方法。本發明將催化填料作為臭
氧氧化的催化劑,利用催化填料吸附重金屬的同時達到很好的催化效果。相
對于單獨的臭氧氧化處理,本發明采用臭氧催化氧化方式,臭氧的投加量減
少了很多且達到了更好的處理效果。少量的臭氧投加也使得臭氧氧化后殘余
的臭氧濃度不會影響到下一步的曝氣處理和沉淀。此外,臭氧與催化填料接
觸會產生少量粉末炭,出水中的粉末炭在下一級的曝氣處理和沉淀中可達到
強化活性污泥的凈化效果、提高有機物去除能力、提高污泥沉降性能的作用。
實驗證明,本發明提供的方法對綜合性電鍍廢水具有良好的處理能力。

下面將結合本發明中的實施例,對本發明中的技術方案進行清楚、完整
地描述。顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的
實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞
動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。

實施例1

以某電鍍工業園園區廢水作為本實施例的待處理廢水,廢水水質如下表1
所示:

表1本發明實施例1中待處理廢水水質指標明細
(單位:mg/L,pH值除外)

指標
pH值
COD
氨氮
總銅
總鎳
總鉻
濃度
8.49~9.25
120~230
10~25
0.5~3.5
0.1~1.5
0.05~1.75

將粒徑為2~4mm、平均比表面積為850m3/g的煤質柱狀顆粒活性炭(GAC)
填充入臭氧催化氧化反應器。反應裝置結構示意圖如圖1所示,反應器高
80cm,內徑20cm,出水口高60cm,顆粒活性炭在反應器內的體積填充比為
90%。

廢水以188mL/min的流速、臭氧以4L/min的曝氣速度同時進入臭氧催化
氧化反應器內,控制臭氧的總投加量與化學需氧量的質量比為4∶1,臭氧在反
應器內的濃度為3.5mg/L。所述廢水和臭氧在臭氧催化氧化反應器內反應2h
后,由反應器上端出水得到催化氧化處理出水。

依據美國《水和廢水檢驗標準方法》的規定對得到的催化氧化處理出水
進行水質測定,得到的結果如下表2所示:

表2本發明實施例1中催化氧化處理出水水質指標明細
(單位:mg/L,pH值除外)

指標
pH值
COD
氨氮
總銅
總鎳
總鉻
濃度
8.0~8.2
100~120
6~7.3
0.015~0.054
0.08~0.15
0.05~0.47

催化氧化處理出水進入SBR反應裝置(圖2)中,SBR反應裝置體積為
4L,廢水體積填充比為50%。

SBR反應裝置中:曝氣速率為2L/min,溶解氧濃度為3mg/L,混合液懸
浮固體濃度為2800mg/L,生物污泥中各營養元素的質量比例為C∶N∶P為
100∶5∶1。

所述生物污泥采用生活污水處理廠的回流污泥。

在SBR反應裝置中,曝氣8h后沉淀2h即處理完畢。

依據美國《水和廢水檢驗標準方法》的規定對處理完畢的SBR出水進行
水質測定,得到的結果如下表3所示:

表3本發明實施例1中SBR出水水質指標明細

(單位:mg/L,pH值除外)



根據表3的記載可知,經過本實施例處理后的廢水的COD、氨氮、重金
屬等各指標均能夠達到《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)規定的標
準,證明本發明提供的方法對綜合電鍍廢水具有良好的處理能力。

實施例2

采用與實施例1相同的廢水、臭氧催化氧化反應器、生物污泥和SBR反
應裝置,不同的是:

本實施例采用粒徑為2~4mm、平均比表面積為900M3/g的煤質柱狀顆粒
活性炭(GAC)填充入臭氧催化氧化反應器;

廢水以170mL/min的流速、臭氧以3L/min的曝氣速度同時進入臭氧催化
氧化反應器內,控制臭氧的總投加量與化學需氧量的質量比為3∶1,臭氧在反
應器內的濃度為3mg/L;所述廢水和臭氧在臭氧催化氧化反應器內反應1.5h
后,由反應器上端出水得到催化氧化處理出水;

催化氧化處理出水進入SBR反應裝置中,SBR反應裝置體積為4L,廢水
體積填充比為40%;

SBR反應裝置中:曝氣速率為1L/min,溶解氧濃度為2mg/L,混合液懸
浮固體濃度為2500mg/L,生物污泥中各營養元素的質量比例為C∶N∶P為
90∶4∶1;

在SBR反應裝置中,曝氣6h后沉淀2h即處理完畢。

對SBR出水進行檢測,檢測結果表明經過本實施例處理后的廢水的COD、
氨氮、重金屬等各指標均能夠達到《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)
規定的標準。

實施例3

采用與實施例1相同的廢水、臭氧催化氧化反應器、生物污泥和SBR反
應裝置,不同的是:

本實施例采用粒徑為2~4mm、平均比表面積為850M3/g的煤質柱狀顆粒
活性炭(GAC)填充入臭氧催化氧化反應器;

廢水以220mL/min的流速、臭氧以5L/min的曝氣速度同時進入臭氧催化
氧化反應器內,控制臭氧的總投加量與化學需氧量的質量比為5∶1,臭氧在反
應器內的濃度為5mg/L;所述廢水和臭氧在臭氧催化氧化反應器內反應1.5h
后,由反應器上端出水得到催化氧化處理出水;

催化氧化處理出水進入SBR反應裝置中,SBR反應裝置體積為4L,廢水
體積填充比為60%;

SBR反應裝置中:曝氣速率為3L/min,溶解氧濃度為4mg/L,混合液懸
浮固體濃度為3000mg/L,生物污泥中各營養元素的質量比例為C∶N∶P為
100∶6∶1;

在SBR反應裝置中,曝氣10h后沉淀2h即處理完畢。

對SBR出水進行檢測,檢測結果表明經過本實施例處理后的廢水的COD、
氨氮、重金屬等各指標均能夠達到《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)
規定的標準。

本發明提供了一種電鍍廢水的深度處理方法。本發明將催化填料作為臭
氧氧化的催化劑,利用催化填料吸附重金屬的同時達到很好的催化效果。相
對于單獨的臭氧氧化處理,本發明采用臭氧催化氧化方式,臭氧的投加量減
少了很多且達到了更好的處理效果。少量的臭氧投加也使得臭氧氧化后殘余
的臭氧濃度不會影響到下一步的曝氣處理和沉淀。此外,臭氧與催化填料接
觸會產生少量粉末炭,出水中的粉末炭在下一級的曝氣處理和沉淀中可達到
強化活性污泥的凈化效果、提高有機物去除能力、提高污泥沉降性能的作用。
實驗證明,本發明提供的方法對綜合性電鍍廢水具有良好的處理能力。

以上所述僅是本發明的優選實施方式,應當指出,對于本技術領域的普
通技術人員來說,在不脫離本發明原理的前提下,還可以做出若干改進和潤
飾,這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。

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一種 電鍍 廢水 深度 處理 方法
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