[發明專利]高鐵酸鉀去除廢水中硝基苯的預處理裝置和方法

無效

• 申請號: 200910053019.1
• 申請日: 2009-06-12
• 公開（公告）號: CN101575137A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 薛罡;劉亞男;龔清杰;高品;楊林
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/52;C02F101/38
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬廢水處理技術領域，特別是涉及一種高鐵酸鉀去除廢水中硝基苯的預處理裝置和方法。

背景技術

硝基苯是工業上制備苯胺和苯胺衍生物的重要原料，被廣泛用于橡膠、殺蟲劑、染料以及藥物的生產，由于其是一種劇毒有機物，因此被列為優先控制的環境污染物之一，在GB3838-2002中規定，地表水源硝基苯的排放上限為0.017mg/L。目前硝基苯廢水處理所采用的方法主要是生物法和物化法。

生物法處理硝基苯廢水，由于硝基苯屬于難生物降解有機污染物，并且對微生物具有較高的毒性作用，采用常規的生物處理工藝并不能取得理想的處理效果，因此生物處理一般需要對菌源進行長期的篩選和馴化，通過分離得到能有效降解硝基苯的菌株，但是采用實驗室篩選馴化菌種接種的方法，菌種培養費用巨大，在經濟上并不可行。

物化法目前采用的主要包括吸附法、Fenton催化氧化技術等。

采用活性炭、膨潤土、粉煤灰和爐渣等作為吸附劑對硝基苯廢水進行處理，雖然活性炭對廢水中的硝基苯的吸附效果較好，但成本過高，并且容易產生二次污染，而膨潤土等吸附材料的吸附容量有限，對廢水中的硝基苯吸附效果較差，不能夠滿足有效去除廢水中的硝基苯的要求。

Fenton催化氧化技術雖然對硝基苯處理效果相對較好，但在運用中存在一定的局限性：

(1)H₂0₂的利用率較低，反應過程中需要消耗大量的酸來調節pH(最佳pH在3左右)，且排放時需要進行適當地中和處理。

(2)Fe²⁺用量較高時導致出水的顏色較深，Fe²⁺易流失，造成二次污染。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種解決現有硝基苯廢水處理技術中生物馴化難度大、周期長、處理費用高、處理效果差等缺點的高鐵酸鉀去除廢水中硝基苯的預處理裝置和方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種高鐵酸鉀去除廢水中硝基苯的預處理裝置，包括管式混合器和混凝沉淀一體式裝置，所述的管式混合器和混凝沉淀一體式裝置通過連接管道連接，與所述混凝沉淀一體式裝置的混凝反應區隔板相垂直且均勻布置有三塊網格狀架板，從上至下分別為第一網格狀架板、第二網格狀架板和第三網格狀架板，與沉淀池底部相接的混凝反應區隔板下端為多孔隔板，沉淀池底部的中部為斜板沉淀區，混凝沉淀一體式裝置的底部均勻平行放置14根排泥管。

所述的網格狀架板中單孔均勻布置，其中單孔為邊長為10mm的正方形，單孔間距為10mm。

所述的多孔隔板(34)中圓孔均勻布置，其中圓孔直徑為20mm，圓孔圓心之間的距離為40mm。

一種高鐵酸鉀去除廢水中硝基苯的預處理方法，包括如下步驟：

(1)待處理廢水在權利要求1所述的管式混合器中與高鐵酸鉀充分混合，管道內過水流速為0.8～1.0m/s；

(2)充分混合后的廢水進入拆板式混凝池進行反應；其中，高鐵酸鉀投加量與硝基苯的摩爾比為10∶1，如果廢水中有其它有機物存在，則視不同的情況增加摩爾比，混凝反應時間為30min；

(3)反應后的廢水進入沉淀池進行沉淀，沉淀后的出水進入常規生化系統；沉淀池上升流速為10～15mm/s。

本發明在混凝區中加入網格狀架板，以增加廢水的攪動程度，縮短反應時間，提高反應效率。為了提高沉淀效果，本發明在混凝區與沉淀區之間增加過渡區，并增設網格狀隔板。

本發明采用自制的高鐵酸鉀對廢水中難以生物降解的硝基苯進行處理，利用高鐵酸鉀的氧化、混凝和吸附等協同作用，使廢水中部分硝基苯被直接去除，剩余部分可以轉化為一系列的脂肪烴，易于被后續的廢水生物處理單元進一步徹底降解。高鐵酸鉀是一種新型高效多功能水處理劑，不經能快速殺滅水中的細菌和病毒，而且可以去除水中的部分有機物、重金屬離子和藻類等污染物。高鐵酸鉀的制備方法為次氯酸鉀法，此法與傳統濕式氧化法相比繞過了中間產物高鐵酸鈉而直接制得高鐵酸鉀。控制體系反應條件：溫度在10℃左右，ClO^-初始濃度為137.3g/L，鐵鹽投加量為化學反應式計量的30％，反應時間為1小時，可得到純度為96.4％的高鐵酸鉀晶體。本發明利用高鐵酸鉀的強氧化性，高鐵酸根對苯環上的硝基基團中的氮原子發起攻擊，通過形成酯鍵橋狀中間物，伴隨雙電子轉移，形成硝酸根、Fe(IV)和苯環正離子，苯環正離子被強氧化性的高鐵酸根繼續氧化，開環后生成一系列脂肪烴，再加上高鐵酸鉀的混凝和吸附作用，吸附硝基苯及其氧化產物，從而達到去除硝基苯的效果。