[发明专利]一种处理废水的方法

说明书

发明领域

本发明属于废水处理领域。

背景技术

以煤炭作为能源和化工原料的应用越来越受到重视。煤气化是清洁、高效的煤炭利用方式，但煤气化工艺过程产生大量高污染性的煤气化废水，这种废水含有多种污染质，例如酚、氰、氨氮和数种脂肪族以及芳香族化合物，需要对其进行有效的处理，方可进行排放。

此外，还存在焦化废水、其它含有机物的工业废水或生活废水等各种废水。这些废水也需要进行处理后方可排放。

废水处理领域常常用化学需氧量(COD)、氨氮、硝态氮、亚硝态氮和色度等指标来表示废水中的污染物的类型和/或量。其中COD，也称作化学需氧量，是指在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等，但主要的是有机物。因此，COD又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。COD越大，说明水体受有机物的污染越严重。

色度：水的色度是对天然水或处理后的各种水进行颜色定量测定时的指标。天然水经常显示出浅黄、浅褐或黄绿等不同的颜色。产生颜色的原因是由于溶于水的腐殖质、有机物或无机物质所造成的。另外，当水体受到工业废水的污染时也会呈现不同的颜色。这些颜色分为真色与表色。真色是由于水中溶解性物质引起的，也就是除去水中悬浮物后的颜色。而表色是没有除去水中悬浮物时产生的颜色。这些颜色的定量程度就是色度。工业废水色度测定采用稀释倍数法，如国标GB11903-89所述，将废水样品用光学纯水稀释至用目视比较与光学纯水相比刚好看不见颜色时的稀释倍数作为表达色度的方式，单位为倍，一般倍数越高说明废水颜色越深。

臭氧在废水处理中的应用已经存在100多年，为了更有效的利用臭氧，有人提出臭氧和活性炭同时存在的三相流化床，活性炭起到了催化作用，但是反应进行过程会消耗活性炭，随着反应进行，臭氧的利用率会逐步下降。针对这个问题，在活性炭上负载促进臭氧氧化有机物的催化剂成为了一个比较可行的方法，从而避免了活性炭表面的损耗。目前，在此方面研究较多的固体催化剂有贵金属催化剂如Ag、过渡金属如Fe、Cu、Ni、Co、Mn等的氧化物和稀土金属的氧化物。但是大量实验表明对于臭氧浓度比较高的条件下，即使在催化剂的催化作用下，仍会存在臭氧利用率不高的问题，主要表现在臭氧不完全消耗和产生的羟基自由基之间存在湮灭。因此，解决臭氧利用率的问题成为了当前研究的主要方向。

中国专利CN101406831公开了MnO₂负载型催化剂的制备方法和使用方法及在该催化剂作用下用臭氧来处理废水的装置，在实际的废水处理中催化剂以流化床的形式参与臭氧的催化反应，这造成反应体系中臭氧与催化剂床的接触时间不充分，臭氧得不到完全利用，故存在含臭氧的有毒尾气排放现象，另外催化剂种类单一。

中国专利CN1884125A公开了一种臭氧/活性炭处理有机废水的装置及方法，使用催化剂流化床的方式处理废水，臭氧利用率得到很大提高，但臭氧/活性炭体系对废水处理过程中，会引起以下结果：活性炭的损失、碳表面性质、吸附性和表面组织结构改变，从而催化效果会下降。

美国专利US 006126842公开了一种在氧气中掺入低浓度臭氧(其中氧气占90-95wt％，臭氧占1.0-1.2wt％)的水处理工艺，对废水直接处理，虽然处理效果得到改善，但由于没有催化剂的存在，单独用臭氧处理效率较低，其比较适合于对COD较高(例如COD在1000mg/L以上)的废水进行处理，特别这种处理工艺对于低有机物浓度废水或COD较低(例如COD低于400mg/L)的废水，其处理效果较差。另一个缺点是臭氧不能得到完全利用。

中国专利CN101664683公开了一种用于常温常压下处理工业废水的催化剂及其制备方法。但在常温常压下以氧气为氧化剂的催化氧化废水时效率低，表现在：催化剂容易失活，造成活化周期比较短；单位质量的催化剂处理能力有限，所以会造成工业化装置存在体积过大的问题；同时该工艺要求废水的pH必须处于一定的范围。

中国专利CN101327985公开了一种用臭氧催化氧化去除水中有机污染物的方法，通过向废水中添加过氧化氢可以提高臭氧的分解效率，但是两者一起使用时氧化有机物的效率并不高，原因在于这一均相催化臭氧氧化过程会产生大量羟基自由基，存在自由基湮灭的现象，同时成本增加。

仍有必要改进上述处理工艺以进一步降低出水的COD和色度，同时尽可能使昂贵的臭氧得到完全利用。为此，提出了本发明。

发明概述

本发明提出了一种处理废水的方法，包括：