[發明專利]一種處理廢水的方法

無效

• 申請號: 201010582854.7
• 申請日: 2010-12-10
• 公開（公告）號: CN102557327A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 張國濤;萬新華;李偉;李立敏;郗名悅
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F9/04;C02F1/72;C02F1/78
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 任永利

發明領域

本發明屬于廢水處理領域。

背景技術

以煤炭作為能源和化工原料的應用越來越受到重視。煤氣化是清潔、高效的煤炭利用方式，但煤氣化工藝過程產生大量高污染性的煤氣化廢水，這種廢水含有多種污染質，例如酚、氰、氨氮和數種脂肪族以及芳香族化合物，需要對其進行有效的處理，方可進行排放。

此外，還存在焦化廢水、其它含有機物的工業廢水或生活廢水等各種廢水。這些廢水也需要進行處理后方可排放。

廢水處理領域常常用化學需氧量(COD)、氨氮、硝態氮、亞硝態氮和色度等指標來表示廢水中的污染物的類型和/或量。其中COD，也稱作化學需氧量，是指在一定的條件下，采用一定的強氧化劑處理水樣時，所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質多少的指標。水中的還原性物質有各種有機物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等，但主要的是有機物。因此，COD又往往作為衡量水中有機物質含量多少的指標。COD越大，說明水體受有機物的污染越嚴重。

色度：水的色度是對天然水或處理后的各種水進行顏色定量測定時的指標。天然水經常顯示出淺黃、淺褐或黃綠等不同的顏色。產生顏色的原因是由于溶于水的腐殖質、有機物或無機物質所造成的。另外，當水體受到工業廢水的污染時也會呈現不同的顏色。這些顏色分為真色與表色。真色是由于水中溶解性物質引起的，也就是除去水中懸浮物后的顏色。而表色是沒有除去水中懸浮物時產生的顏色。這些顏色的定量程度就是色度。工業廢水色度測定采用稀釋倍數法，如國標GB11903-89所述，將廢水樣品用光學純水稀釋至用目視比較與光學純水相比剛好看不見顏色時的稀釋倍數作為表達色度的方式，單位為倍，一般倍數越高說明廢水顏色越深。

臭氧在廢水處理中的應用已經存在100多年，為了更有效的利用臭氧，有人提出臭氧和活性炭同時存在的三相流化床，活性炭起到了催化作用，但是反應進行過程會消耗活性炭，隨著反應進行，臭氧的利用率會逐步下降。針對這個問題，在活性炭上負載促進臭氧氧化有機物的催化劑成為了一個比較可行的方法，從而避免了活性炭表面的損耗。目前，在此方面研究較多的固體催化劑有貴金屬催化劑如Ag、過渡金屬如Fe、Cu、Ni、Co、Mn等的氧化物和稀土金屬的氧化物。但是大量實驗表明對于臭氧濃度比較高的條件下，即使在催化劑的催化作用下，仍會存在臭氧利用率不高的問題，主要表現在臭氧不完全消耗和產生的羥基自由基之間存在湮滅。因此，解決臭氧利用率的問題成為了當前研究的主要方向。

中國專利CN101406831公開了MnO₂負載型催化劑的制備方法和使用方法及在該催化劑作用下用臭氧來處理廢水的裝置，在實際的廢水處理中催化劑以流化床的形式參與臭氧的催化反應，這造成反應體系中臭氧與催化劑床的接觸時間不充分，臭氧得不到完全利用，故存在含臭氧的有毒尾氣排放現象，另外催化劑種類單一。

中國專利CN1884125A公開了一種臭氧/活性炭處理有機廢水的裝置及方法，使用催化劑流化床的方式處理廢水，臭氧利用率得到很大提高，但臭氧/活性炭體系對廢水處理過程中，會引起以下結果：活性炭的損失、碳表面性質、吸附性和表面組織結構改變，從而催化效果會下降。

美國專利US?006126842公開了一種在氧氣中摻入低濃度臭氧(其中氧氣占90-95wt％，臭氧占1.0-1.2wt％)的水處理工藝，對廢水直接處理，雖然處理效果得到改善，但由于沒有催化劑的存在，單獨用臭氧處理效率較低，其比較適合于對COD較高(例如COD在1000mg/L以上)的廢水進行處理，特別這種處理工藝對于低有機物濃度廢水或COD較低(例如COD低于400mg/L)的廢水，其處理效果較差。另一個缺點是臭氧不能得到完全利用。

中國專利CN101664683公開了一種用于常溫常壓下處理工業廢水的催化劑及其制備方法。但在常溫常壓下以氧氣為氧化劑的催化氧化廢水時效率低，表現在：催化劑容易失活，造成活化周期比較短；單位質量的催化劑處理能力有限，所以會造成工業化裝置存在體積過大的問題；同時該工藝要求廢水的pH必須處于一定的范圍。

中國專利CN101327985公開了一種用臭氧催化氧化去除水中有機污染物的方法，通過向廢水中添加過氧化氫可以提高臭氧的分解效率，但是兩者一起使用時氧化有機物的效率并不高，原因在于這一均相催化臭氧氧化過程會產生大量羥基自由基，存在自由基湮滅的現象，同時成本增加。

仍有必要改進上述處理工藝以進一步降低出水的COD和色度，同時盡可能使昂貴的臭氧得到完全利用。為此，提出了本發明。

發明概述

本發明提出了一種處理廢水的方法，包括：