公布日：2023.09.15
申請日：2023.08.01
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/461(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F3/28(2023.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發明一種含難降解有機物的工業廢水處理方法采用納米鐵/炭微電解預處理和厭氧膜處理組合方式處理含難降解有機物的廢水，處理過程涉及工業廢水中微電解氧化、厭氧消化和膜過濾。本發明采用具有更強氧化性能的納米鐵/炭作為微電解材料，能明顯提高難降解有機污染物的去除率，厭氧反應不需要曝氣，能耗低。通過納米鐵/炭微電解和厭氧膜處理組合技術，工藝流程簡單，運行成本低及難降解有機污染物去除率高。
權利要求書
1.一種含難降解有機物的工業廢水處理方法，其特征在于：所述的工業廢水處理方法采用納米鐵/炭微電解預處理和厭氧膜處理組合方式，處理含難降解有機物的廢水，處理過程涉及工業廢水微電解氧化、厭氧消化和膜過濾，具體步驟如下：步驟1：工業廢水微電解氧化含難降解有機物的工業廢水進入納米鐵/炭微電解預處理裝置中，廢水經石碤砂層過濾去除懸浮物后，流經納米鐵/炭層進行微電解反應；微電解反應過程中采取間歇進料，pH控制為5.5-7.0，通過循環泵內循環4小時，將難降解有機物轉化為易于降解的有機物；步驟2：厭氧消化和膜過濾經過步驟1處理后的工業廢水進入厭氧膜處理裝置中，控制厭氧消化反應溫度36℃，pH為7.0，厭氧消化反應8h，厭氧生物將廢水中的有機物進一步消化降解，產生甲烷和一氧化碳氣體；厭氧消化后的工業廢水經過氣、液、固三相分離后，再經膜過濾后達標排出。
2.根據權利要求1所述的一種含難降解有機物的工業廢水處理方法，其特征在于：所述的納米鐵/炭中的鐵炭質量比例為1:70。
3.根據權利要求1所述的一種含難降解有機物的工業廢水處理方法，其特征在于：所述的納米鐵/炭微電解預處理裝置由容器（1）、進料管（2）、石碤砂層（3）、納米鐵/炭層（4）、出水管（5），石碤砂層隔板（6）、納米鐵碳下隔板（7）和納米鐵碳上隔板（8）構成；其中，在容器（1）中底部設置進料管（2），頂部側面設置出水管（5），中間部分設置石碤砂層隔板（6）、納米鐵碳下隔板（7）和納米鐵碳上隔板（8）。
4.根據權利要求1所述的一種含難降解有機物的工業廢水處理方法，其特征在于：所述的厭氧膜處理裝置呈圓柱形，由厭氧反應區（9）和膜分離區（10）兩部分構成；上部分為膜分離區（10），由平板膜（17），排氣管（18）和出水管（19）構成，平板膜（17）的材料為PVDF，膜孔徑0.1-0.2um；下部分為厭氧反應區（9），由進水管（11）、1號三相分離器（12）、2號三相分離器上（13）、2號氣體上升管（14）、1號氣體上升管（15）、廢水上升管（16）和污泥回流管（20）構成；1號三相分離器（12）、2號三相分離器上（13）分別設置于厭氧反應區（9）中間部位置；廢水上升管（16）一端與厭氧反應區（9）的頂部相連通，另一端與膜分離區（10）的底部相連通；2號氣體上升管（14）一端與2號三相分離器上（13）相連通，另一端與膜分離區（10）相連通；1號氣體上升管（15）一端與1號三相分離器（12）相連通，另一端與膜分離區（10）相連通；進水管（11）設置在厭氧反應區（9）的底部；排氣管（18）與膜分離區（10）的頂部相連通；出水管（19）一端與平板膜（17）聯通。
發明內容
針對工業廢水處理中存在的問題，本發明提出一種含難降解有機物的工業廢水處理方法。
本發明提出一種含難降解有機物的工業廢水處理方法，所述的工業廢水處理方法采用納米鐵/炭微電解預處理和厭氧膜處理組合方式，處理含難降解有機物的廢水，處理過程涉及工業廢水微電解氧化、厭氧消化和膜過濾，具體步驟如下：步驟1：工業廢水微電解氧化含難降解有機物的工業廢水進入納米鐵/炭微電解預處理裝置中，廢水經石碤砂層過濾去除懸浮物后，流經納米鐵/炭層進行微電解反應；微電解反應過程中采取間歇進料，pH控制為5.5-7.0，通過循環泵內循環4小時，將難降解有機物轉化為易于降解的有機物；步驟2：厭氧消化和膜過濾經過步驟1處理后的工業廢水進入厭氧膜處理裝置中，控制厭氧消化反應溫度36℃，pH為7.0，厭氧消化反應8h，厭氧生物將廢水中的有機物進一步消化降解，產生甲烷和一氧化碳氣體；厭氧消化后的工業廢水經過氣、液、固三相分離后，再經膜過濾后達標排出。
所述的納米鐵/炭中的鐵炭質量比例為1:70。
所述的納米鐵/炭微電解預處理裝置由容器（1）、進料管（2）、石碤砂層（3）、納米鐵/炭層（4）、出水管（5），石碤砂層隔板（6）、納米鐵碳下隔板（7）和納米鐵碳上隔板（8）構成；其中，在容器（1）中底部設置進料管（2），頂部側面設置出水管（5），中間部分設置石碤砂層隔板（6）、納米鐵碳下隔板（7）和納米鐵碳上隔板（8）。
所述的厭氧膜處理裝置呈圓柱形，由厭氧反應區（9）和膜分離區（10）兩部分構成；上部分為膜分離區（10），由平板膜（17），排氣管（18）和出水管（19）構成，平板膜（17）的材料為PVDF，膜孔徑0.1-0.2um；下部分為厭氧反應區（9），由進水管（11）、1號三相分離器（12）、2號三相分離器上（13）、2號氣體上升管（14）、1號氣體上升管（15）、廢水上升管（16）和污泥回流管（20）構成；1號三相分離器（12）、2號三相分離器上（13）分別設置于厭氧反應區（9）中間部位置；廢水上升管（16）一端與厭氧反應區（9）的頂部相連通，另一端與膜分離區（10）的底部相連通；2號氣體上升管（14）一端與2號三相分離器上（13）相連通，另一端與膜分離區（10）相連通；1號氣體上升管（15）一端與1號三相分離器（12）相連通，另一端與膜分離區（10）相連通；進水管（11）設置在厭氧反應區（9）的底部；排氣管（18）與膜分離區（10）的頂部相連通；出水管（19）一端與平板膜（17）聯通。
本發明工業廢水處理原理：廢水在納米鐵碳層中發生微電解反應，由于鐵與碳之間的電極電位差，廢水中會形成無數個微原電池。這些微原電池以電位低的鐵成為陽極，電位高的碳做陰極，在水溶液中發生電解反應，納米鐵比普通的鐵材料具有更強的氧化作用，可以氧化難降解有機物；厭氧膜技術是厭氧生物反應和膜的耦合，厭氧微生物將廢水中的有機污染物消化吸收并降解為甲烷和一氧化碳等，去除廢水中的污染物；膜飛離是膜在外力推動下對廢水混合物進行分離，把廢水中的污泥及懸浮物截留下來。
三相分離器由沉淀區和氣室組成，其功能是將氣體（沼氣）和液體（廢水）、污泥三相進行分離。氣體（沼氣）進入氣室，污泥在沉淀區進行沉淀，并回流到反應區。經沉淀澄清后的廢水作為處理水排出反應器。氣室也稱集氣罩，其功能是收集產生的沼氣，并將其導出氣室送往排氣管。
本發明的有益效果：本發明采用具有更強氧化性能的納米鐵/炭作為微電解材料，能明顯提高難降解有機污染物的去除率，厭氧反應不需要曝氣，能耗低。通過納米鐵/炭微電解和厭氧膜處理組合技術，工藝流程簡單，運行成本低及難降解有機污染物去除率高。
（發明人：黃貞嵐;江成;桂雙林;吳曉;吳莉;龔媛媛）
