[发明专利]一种镍钴萃余废水的光催化-芬顿-臭氧-电解协同氧化处理方法

说明书

本发明提供了一种镍钴萃余废水的光催化‑芬顿‑臭氧‑电解协同氧化处理方法，该方法废水首先通过前置混凝沉淀预处理去除影响催化效率的干扰物，然后进入多级光催化反应器，通过控制多级光催化反应工艺条件，实现萃余废水中重金属及难降解有机物的高效处理，多级光催化反应器中均填充负载活性炭和二氧化钛的催化悬浮填料。本发明处理工艺适用性广、能创造酸性、中性、碱性氧化条件，耐负荷冲击强、处理效果好。以新能源行业镍钴废料加工萃余废水为对象，通过光催化‑芬顿‑臭氧‑电解协同氧化装置和方法处理后，COD和重金属镍、钴、铜、铅、锌等重金属可达到《铜、镍、钴工业污染物排放标准》（GB25467‑2010）。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及针对镍钴萃取生产加工产生的高盐含重金属有机废水处理的一种镍钴萃余废水的光催化-芬顿-臭氧-电解协同氧化处理方法。

背景技术

全球新能源产业在经历快速发展，我国《新能源汽车产业规划(2021-2035)》指出，到2035年，纯电动汽车成为新销售车辆的主流。新能源汽车的快速发展直接带动镍钴市场的需求，然而在镍钴冶炼和加工过程产生大量高盐含重金属的有机废水。镍钴萃余废水是在镍钴生产企业对金属进行萃取分离或提纯后排放的含盐、重金属及少量残留萃取药剂的复杂有机废水。该类废水可生化性差、难降解、毒性强，是新能源产业原料生产过程的一大环保难题。镍钴金属加工及三元材料生产产生的镍钴萃余废水，由于水质复杂、处理技术难度大、投资和运营成本高，给企业带来巨大的环保压力和经济压力，亟需寻找高效、低廉、稳定的环保技术。

传统的有机废水处理主要有絮凝沉淀法、生物处理法、吸附法和化学氧化法等。目前镍钴萃余废水普遍采用吸附和化学氧化法。吸附法工艺简单，处理效果好，但成本高，产生大量吸附饱和后的活性炭危险固体废物，新增高额的危废处置费用，导致环保综合处理成本高；化学氧化法避免了大量危废的产生，但是处理效果不稳定难以稳定达标。有研究者针对有机萃取废水高盐难生物降解的特点,采用混凝/电芬顿/活性炭工艺处理,处理规模为120m³/d.运行结果表明,该工艺运行稳定,对有机萃取废水具有较好的处理效果,当平均进水COD浓度为1123.8mg/L时,出水浓度可以降至43.4mg/L，各项出水指标均达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级标准(喻强,巩勤学,刘勇齐.混凝/电芬顿/活性炭吸附处理有机萃取废水[J].广东化工,2020,47；413(03):157-158.)。虽然多种高级氧化的技术能达到一定效果，但是由于氧化条件单一，针对复杂性有机污染物废水，单一的氧化条件难以达到理想效果，且针对浓度较高的萃余废水处理效果受限。

近年国内外相关学者研究发现，光催化氧化技术不仅具有传统芬顿法适用范围广、易于控制、能耗低、反应速度快、氧化能力强等优点，具有较好的发展前景。Giraldo-Aguirre AL等利用光催化协同芬顿氧化技术，处理β-内酰胺类抗生素废水，研究结果表明对去除水中污染物含量和抗生素活性具有显著的效果；Fasnabi P A等采用响应面分析法(RSM)对比了光芬顿法和传统芬顿法对于废水中杀虫剂和有机碳的处理效果。王文爽等发明造纸工业废水微电解光芬顿处理工艺，采用混凝沉降法、铁碳微电解、光催化-芬顿氧化法、微滤-反渗透膜法联合处理造纸工业废水，实现了高效脱色和降低COD的作用(王文爽,陈超.一种造纸工业废水微电解光芬顿处理工艺[Z].CN202010448298.8)，但存在催化剂流失浪费的问题。

镍钴萃余废水产量日益增加，其成分复杂，处理难度大，常规的氧化处理法处理效果不好，研发一种专门针对镍钴萃余废水的处理方案具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镍钴萃余废水的光催化-芬顿-臭氧-电解协同氧化处理方法，本发明提供的氧化处理方法能够实现萃余废水重金属和有机物浓度达标排放，并且通过预处理除杂、多点加药、催化剂近零流失、多级催化的多项创新，大大提高反应效率。

为实现以上发明目的，本发明的技术方案是：