[發(fā)明專利]一種循環(huán)利用微納米磁粉催化臭氧協(xié)同強(qiáng)化混凝方法及系統(tǒng)

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• 申請日: 2022-04-02
• 公開（公告）號: CN114735882A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉汝鵬;張震;陳飛勇;孫翠珍;成小翔;金巖;武道吉
• 申請（專利權(quán)）人: 山東建筑大學(xué)
• 主分類號: C02F9/12
• 分類號: C02F9/12
• 代理公司: 濟(jì)南佰智蔚然知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37285
• 代理人: 趙允洲

本發(fā)明公開了一種循環(huán)利用微納米磁粉催化臭氧協(xié)同強(qiáng)化混凝方法及系統(tǒng)，方法包括以下步驟：配置微納米磁粉懸濁液、混凝劑溶液、助凝劑溶液；混合微納米磁粉懸濁液至待處理廢水中；使臭氧氣體與含有微納米磁粉的待處理廢水接觸，得到改質(zhì)混合液A；將催化氧化反應(yīng)步驟處理后的改質(zhì)混合液A與混凝劑溶液混合得到改質(zhì)混合液B；將助凝劑溶液、改質(zhì)混合液A、改質(zhì)混合液B、微納米磁粉混合攪拌，得到磁絮體；將磁絮體固液分離，實現(xiàn)磁性污泥漿液和凈水的分離；將磁性污泥漿液中的微納米磁粉分離回收。本發(fā)明通過微納米磁粉表面的催化活性位強(qiáng)化臭氧的氧化效果并提高臭氧的溶解率，強(qiáng)化混凝效果并加速沉淀，且提高磁粉的利用率及回收率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢水深度處理領(lǐng)域，具體的說，涉及一種循環(huán)利用微納米磁粉催化臭氧協(xié)同強(qiáng)化混凝方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

難降解廢水的基本特征是有機(jī)物濃度高、污染物種類多、可生化性低、生物抑制性強(qiáng)、含鹽量高，常規(guī)的處理技術(shù)難以實現(xiàn)高效、穩(wěn)定運(yùn)行。至今，難降解廢水高效處理依然是制約工業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的難題。由于難降解廢水的處理技術(shù)難度大、要求高，一般都需要耦合物理、化學(xué)、生物處理技術(shù)，構(gòu)建預(yù)處理、生物處理、深度處理三級處理工藝。為有效去除工業(yè)廢水中的難降解、有毒有害污染物而開展了各種工藝優(yōu)化和技術(shù)革新，新型吸附劑、混凝劑、催化劑等各種材料不斷開發(fā)，新型工藝如高級氧化技術(shù)等不斷發(fā)展，促進(jìn)了廢水處理技術(shù)朝向多元化、精細(xì)化和綠色化方向的發(fā)展。

生物處理法仍然是工業(yè)廢水處理的主流，但是單純經(jīng)過生物處理后的工業(yè)廢水的出水指標(biāo)很難達(dá)到國家規(guī)范的排放要求，因此，常利用高級氧化工藝處理工業(yè)廢水，使出水水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。目前應(yīng)用最廣泛的高級氧化工藝有Fenton和臭氧氧化工藝。Fenton工藝在運(yùn)行中需要投加大量酸堿調(diào)節(jié)pH，操作復(fù)雜，且產(chǎn)生大量鐵泥。而臭氧高級氧化工藝是一種綠色工藝，操作簡便，二次污染少，常溫常壓下就能產(chǎn)生大量羥基自由基(·OH)和氧自由基(·O₂-)，將難降解的特征污染物轉(zhuǎn)化成容易降解的有機(jī)物質(zhì)，并且降低了廢水中的毒性，同步提高了廢水的O₃溶解度、可生化性、礦化度。

混凝技術(shù)是水處理廠和廢水處理廠中最常見的工藝之一，被認(rèn)為是一種簡單、經(jīng)濟(jì)、可升級的技術(shù)。在混凝工藝中，需要添加的化合物藥劑即是混凝劑或助凝劑，所選擇混(絮)凝劑的性能往往能直接決定處理效果以及工藝費(fèi)用?；?絮)凝劑一般通過吸附架橋、電中和及網(wǎng)捕卷掃作用使得廢水中的膠體顆粒物質(zhì)聚集形成大的聚集物，最后利用沉淀作用將這些聚集物分離出去。目前常用的混(絮)凝劑實現(xiàn)固液分離的方式大多依賴于重力沉降，而這往往造成分離的效率低、速度慢、產(chǎn)生的絮體小。磁混凝通過向傳統(tǒng)的混凝過程中引入磁性顆粒(通常為Fe₃O₄顆粒)，使得無機(jī)混凝劑(聚鐵、聚鋁等)或有機(jī)聚合物助凝劑(聚丙烯酰胺等)和磁性顆粒形成磁性絮體。磁性絮體在外加磁場作用下打破了對重力沉降的依賴，實現(xiàn)比傳統(tǒng)混凝過程更快的聚集沉淀。常見的引入磁性顆粒的方法是直接向目標(biāo)水體中添加磁性成分，但是兩步投加(分別添加磁性顆粒和混凝劑)又比同時投加的混凝效果更好。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種微納米磁粉催化臭氧協(xié)同強(qiáng)化混凝方法及系統(tǒng)，通過微納米磁粉表面的催化活性位強(qiáng)化臭氧的氧化效果并提高臭氧的溶解率，然后處理后廢水進(jìn)入渦流混合步驟，并加入混凝劑在渦流的作用下混合均勻，進(jìn)入混凝反應(yīng)步驟，然后加入助凝劑，廢水中的微納米磁粉作為磁性介質(zhì)重新用于混凝工藝中，強(qiáng)化混凝效果并加速沉淀；通過磁分離系統(tǒng)回收微納米磁粉，可以將微納米磁粉循環(huán)利用于催化氧化和混凝沉淀過程中，使得微納米磁粉具有多種用途并能回收再循環(huán)利用，本發(fā)明主要為提高磁粉的利用率及回收率，使得微納米磁粉具有多種用途并能回收再循環(huán)利用。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種循環(huán)利用微納米磁粉催化臭氧協(xié)同強(qiáng)化混凝方法，包括以下步驟：

試劑配置步驟，配置微納米磁粉懸濁液、混凝劑溶液、助凝劑溶液；