[發明專利]一種厭氧零價鐵的污水處理方法

有效

• 申請號: 200910012293.4
• 申請日: 2009-06-27
• 公開（公告）號: CN101624250A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: 全燮;張耀斌;荊彥文
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F1/70;C02F1/461;C02F3/28;C02F1/52
• 代理公司: 大連星海專利事務所
• 代理人: 花向陽

技術領域

本發明涉及一種厭氧零價鐵的污水處理方法，屬于廢水處理技術領域。

背景技術

目前，工業廢水的處理方法主要包括常規的物化法、生化法。物化法主要有混凝沉淀、吸附、Fenton、光電催化等；生化法主要有好氧、厭氧，以及水解酸化-好氧法?；炷恋韺τ谌芙庑暂^強的印染廢水效果不佳；吸附法適于處理弱極性有機物，一般用于處理工藝的末端。Fenton利用產生的強氧化OH自由基將染料分子脫色，但需要強酸性條件，而且殘留的H₂O₂對后續生物處理構成很大影響。光、電催化是國內外研究的熱點，距污水處理工程應用較遠。生化法包括好氧、厭氧以及厭氧-好氧等方法。由于難降解污水的生化性差，直接生化法很難達到處理要求。由于缺乏有效的處理技術，這類污水往往不能達標排放，對水體環境構成很大污染。

零價鐵技術是利用鐵單質的還原性將污染物還原的方法。除了鐵直接還原外，鐵與惰性物質(如碳等)形成電池對，生成的新生態[H]和Fe²⁺，參與還原作用，可有效地還原有機氯、硝基化合物等，使它們脫去吸電子基，提高廢水的可生化性。由于鋼鐵含有一定的碳等，可參與電池對的形成，有時被稱為內電解。也有外加活性炭與鐵屑混合的零價鐵，其目的是加強微電極的形成。零價鐵技術對難氧化有機廢水(如制藥廢水、印染廢水等)的處理、受污染地下水的修復等效果明顯，在實際中得到很多應用。零價鐵技術已經成為一種有吸引力的預處理技術。在實際應用中，為進一步提高污水處理效率，經過零價鐵處理后的污水一般需進行生物處理，即零價鐵——生物處理流程。

但是，零價鐵在實際應用的最大問題是鐵屑床的板結問題：鐵屑接觸空氣形成的鐵銹造成鐵屑之間的粘連，阻塞水流通過，造成局部溝流或短路，嚴重影響污水處理效率。同時，附于表面的鐵銹阻止零價鐵繼續進行反應，這種鈍化效應更加重了處理的難度。這樣的結果是，零價鐵的壽命短、工藝管理復雜，在實際工程中成功的運行例子不多。

針對這一問題，國內外進行了系列研究，其中采用滾筒式反應器(也有采用攪拌裝置)，將零價鐵置于水平轉動的滾筒中，其不停的旋轉運動阻止鐵銹的板結。但是無法克服的問題由于空氣的攪動作用，卻加速了鐵銹的生成。

厭氧處理是污水生物處理的一種基本方法之一，其水解酸化作用常常用來提高污水的可生化性。厭氧過程事實上是一種還原過程。專性厭氧微生物(如產甲烷菌)必須在完全隔絕空氣的環境、pH中性時才能生存，微量的氧氣將造成產甲烷菌的中毒。因此，厭氧的氧化還原電位在-100mv到-300mv左右，超出這一范圍將造成產甲烷的停頓和酸性積累，嚴重時將導致厭氧的失敗。在厭氧出現異常情況時，往往伴隨著pH的降低，一方面pH的降低是其它不利因素影響的結果，另一方面pH降低將嚴重抑制產甲烷菌的生存。因此，無論在理論上，還是在實際中，厭氧酸化的控制都是重點，也是難點。

本發明將零價鐵置于厭氧過程中，同時解決零價鐵與厭氧處理的技術難題。同時由于兩者之間的耦合作用，大大提高處理效率。其實，將鐵應用與生物處理過程的生物鐵技術已出現多年，一般是將Fe²⁺鹽加入生物處理過程，通過生物酶促提高生物活性。但是，這種方法的一個不容忽視的事實是，將Fe²⁺鹽陰離子(硫酸根、氯根等)的引入可能對生物造成毒害，尤其對厭氧微生物(產甲烷菌)毒害明顯。

在零價鐵生物處理方面，專利CN200810010381.6將零價鐵置于厭氧反應器外部，與空氣接觸，提高污水脫磷效率。但是，該方法仍然無法克服零價鐵的生銹和板結問題，同時由于設于外部，也弱化了零價鐵對厭氧的促進作用。類似的文獻報道還有一些。但是，迄今為止，沒有發現將零價鐵(內電解)置于厭氧反應器，實現兩個單元工藝耦合，并應用于難降解污水處理的專利和報道。

發明內容

為了克服現有技術中的不足，本發明提供一種厭氧零價鐵的污水處理方法，其目的是實現零價鐵與厭氧生物的耦合作用，降低零價鐵的鐵繡生成速度；同時，利用鐵的還原、弱堿金屬性質，促進厭氧處理效果，從而實現難降解污水的有效處理，為污水處理提供一條高效、經濟的新途徑。