[發(fā)明專利]一種纖維素廢水的處理工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710353552.4
• 申請(qǐng)日: 2017-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN107265751A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳志挺;呂伏建;李曉偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江奇彩環(huán)境科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C02F9/14
• 分類號(hào): C02F9/14
• 代理公司: 杭州千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司33246
• 代理人: 裴金華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種纖維素廢水的處理工藝。

背景技術(shù)

纖維素醚的生產(chǎn)過程中首先需要加入過量的堿進(jìn)行醚化，然后有需要加入酸進(jìn)行中和，在酸堿中和過程中會(huì)產(chǎn)生含有大量鈉鹽的溶液，其余反應(yīng)階段投加的有機(jī)溶劑以及未被補(bǔ)集到的部分纖維素，共同構(gòu)成了極具特色的纖維素廢水，其COD含量可高達(dá)8000 mg/L以上，屬于高鹽濃度、難降解的廢水，其處理一直是令行業(yè)內(nèi)人士頭痛的問題。

而現(xiàn)有的廢水處理方法中，光芬頓催化與生物處理均是前沿科學(xué)正在研究且適用于難降解廢水的處理方案。

光芬頓催化，就是在光的作用下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，在亞鐵離子的催化作用下分子吸收特定波長(zhǎng)的電磁輻射，受激分子躍遷至激發(fā)態(tài)，然后會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新的物質(zhì)，或者變成引發(fā)熱反應(yīng)的中間化學(xué)產(chǎn)物。光芬頓催化技術(shù)利用紫外光激發(fā)氧化與光輻射相結(jié)合，以產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的羥基自由基(·OH)為特點(diǎn)，使難降解的大分子有機(jī)物氧化成氧化成CO₂、H₂O、礦物鹽、低毒或無毒的小分子物質(zhì)，無二次污染。

而生物處理則利用好氧細(xì)菌或厭氧細(xì)菌自身對(duì)大分子長(zhǎng)鏈有機(jī)物的分解能力，將難降解廢水中的大分子有機(jī)物分解為CO₂、H₂O、無機(jī)物和小分子物質(zhì)，使廢水能夠達(dá)到回用或排放標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)有技術(shù)中有將二者相聯(lián)用而處理廢水的先例，如公開號(hào)為CN 1636893 A的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種光助芬頓反應(yīng)、絮凝和微生物降解聯(lián)用處理廢水的方法，用于處理較高濃度的有毒有機(jī)廢水，其首先進(jìn)行光助芬頓反應(yīng)，再加入絮凝劑進(jìn)行絮凝，最后進(jìn)行微生物降解處理，三種技術(shù)聯(lián)用，有毒有機(jī)廢水的COD去除率可達(dá)到76.2%以上，但用其處理纖維素廢水的效果還有待考證，且處理過程中會(huì)產(chǎn)生大量的鐵鹽廢泥副產(chǎn)物，增大了處理成本且污染環(huán)境。

申請(qǐng)公布號(hào)為CN 102442749 A的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種隔板式光生物污水處理設(shè)備，亦為兩種處理技術(shù)的聯(lián)用提供了參考方式，其使得光催化氧化反應(yīng)和生物處理同時(shí)進(jìn)行，協(xié)同的對(duì)廢水進(jìn)行處理，是否適用于纖維素廢水的處理仍待商榷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是要提供一種纖維素廢水的處理工藝，用于羥丙基甲基纖維素生產(chǎn)等領(lǐng)域的纖維素廢水處理中，在光照氧化反應(yīng)中不采用亞鐵離子催化劑，仍能夠達(dá)到較高的COD去除率，并解決了鐵鹽泥副產(chǎn)物的生成和處理問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種纖維素廢水的處理工藝，包括如下步驟：

①初次調(diào)質(zhì)：將廢水的pH值調(diào)節(jié)至2~5；

②光照氧化：將初次調(diào)質(zhì)后的廢水中加入氧化劑，進(jìn)行光照氧化處理，處理時(shí)間為0.5~10小時(shí)；

③二次調(diào)質(zhì)：將光照氧化后的廢水pH值調(diào)節(jié)至6~8；

④生化處理：將二次調(diào)質(zhì)后的廢水進(jìn)行生物氧化處理，即成。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟①之前還包括過濾步驟：將纖維素廢水進(jìn)行過濾，去除廢水中可見懸浮物。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟②中所用氧化劑為過氧化物，主要為過氧化氫和過氧化鈉，加入質(zhì)量為廢水質(zhì)量的1~10%。

發(fā)明人意外的發(fā)現(xiàn)，對(duì)纖維素廢水而言，在光照氧化步驟中即使不添加亞鐵離子作為催化劑，其COD的去除率仍能夠達(dá)到70%以上，其原理可能是過氧化物在紫外光的照射下加速分解為羥基自由基，進(jìn)而對(duì)大分子難降解的有機(jī)物進(jìn)行氧化，促使其分解為二氧化碳、水和小分子物質(zhì)。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟②中所采用的光源為紫外光，主波長(zhǎng)為254nm。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟②之后、步驟③之前還包括除鹽濃縮步驟：將光照氧化后的廢水進(jìn)行膜濃縮和/或蒸發(fā)濃縮。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述膜濃縮為膜蒸餾或電滲析；所述蒸發(fā)濃縮為多效蒸發(fā)或MVR蒸發(fā)。

膜蒸餾是膜技術(shù)與蒸餾過程相結(jié)合的膜分離過程，它以疏水微孔膜為介質(zhì)，在膜兩側(cè)蒸氣壓差的作用下，料液中揮發(fā)性組分以蒸氣形式透過膜孔，從而實(shí)現(xiàn)分離的目的，其分離效率高、操作條件溫和、對(duì)膜與原料液間相互作用及膜的機(jī)械性能要求不高；

在電場(chǎng)作用下進(jìn)行滲析時(shí)，溶液中的帶電的溶質(zhì)粒子（如離子）通過膜而遷移的現(xiàn)象稱為電滲析，其運(yùn)行成本相對(duì)于反滲透等膜過程而言較低，且運(yùn)行過程穩(wěn)定；

多效蒸發(fā)能夠利用前一效蒸發(fā)時(shí)所產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)行加熱，多次重復(fù)利用了熱能，能夠顯著地降低了熱能耗用量；