一種去除廢水中絡合有機物的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于工業廢水處理技術領域，涉及一種去除電鍍廢水中絡合有機物的方 法，具體涉及一種電鍍或化鍍廢水中難處理絡合有機添加劑的去除方法。
【背景技術】
[0002] -般電鍍以及化鍍廢水中均含有多種有機添加劑，這類有機添加劑可生化性較 弱，通常會與廢水中的重金屬離子形成性質更加穩定的絡合物。由于金屬有機絡合物溶解 性大、毒性強，處理不當極易造成重金屬離子和C0D的二次污染。在常規處理方法中，生物 法所需停留時間長、降解效果不穩定、難以實現對該類廢水的徹底處理，而且產生的大量有 害污泥需另行處置，增加了運行成本。而傳統的物化法（吸附法、混凝法、膜分離法）則存 在工藝流程復雜、費用較高、處理不徹底等問題。近年來，一種新興的處理技術，高級氧化技 術的出現，給電鍍及化鍍廢水中絡合有機污染物的無害化處理帶來了希望。高級氧化技術 包括臭氧氧化、雙氧水氧化、氯氣氧化和光催化氧化等技術。其原理是利用氧化劑的超強氧 化能力逐級破壞有機絡合物的分子結構，使其最終分解為h20、〇)2及無機鹽，同時釋放出重 金屬離子，從而達到破絡的目的。在眾多高級氧化技術中，光催化氧化的活性中間體是氧化 能力僅次于氟的羥基自由基（· 0H)，其出色的氧化能力以及該技術所具有的高效、廉價、易 于操控的特性，備受各國關注，并吸引了越來越多的研究目光。
[0003]目前，光催化氧化技術應用面臨的主要問題是高效光催化反應器的研究與設計， 其核心問題是催化劑活性的最優化。根據催化劑在反應器中的存在形式，光反應器可分為 固定式和懸浮式兩大類，前者是借助特殊的手段，例如薄膜化，使催化劑固定在反應器中發 揮作用；后者則直接讓催化劑與廢水混合，反應結束后再經過濾或沉降將催化劑分離。為了 實現催化活性的最優化，催化劑必需同污染物充分接觸，這即要求催化劑有較大的接觸面 積，又要有足夠長的接觸時間，以及高效的多相分離手段。然而，面對成分復雜的電鍍與化 鍍廢水的處理，傳統的固定式和懸浮式光反應器已經很難勝任。固定式光反應器中催化劑 同廢水的接觸面積小，易污染和脫落，設備制造困難；懸浮式光反應器中，催化劑是處于懸 浮狀態的，接觸面積大，但催化劑的分離效率低，可再生性差，采用膜技術進行分離時，易出 現堵膜等現象，難以實現連續生產。這些問題都嚴重制約了光催化氧化技術在電鍍與化鍍 廢水處理中應用。

【發明內容】

[0004] 針對上述問題，本發明的目的是克服現有固定式和懸浮式光催化反應器的缺陷， 提出一種連續式光催化處理含絡合有機物廢水的方法和裝置，使其具備處理效率高、流量 大、操作簡單連續的優點，更好的解決催化劑回收的難題，并使其成為電鍍及化鍍廢水中絡 合有機物無害化處理的實用方法。
[0005] 為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：
[0006] -種去除廢水中絡合有機物的方法，該方法包括前處理、預氧化、催化氧化和固液 分離，具體包括以下步驟：
[0007] (1)、廢水進行前處理去除較大的懸浮顆粒物，經過前處理的廢水與氧化劑混合， 在紫外光照下進行預氧化處理；
[0008] (2)、經過預氧化處理的廢水與磁性催化劑顆粒混合，從催化反應器內下部進水口 進入催化氧化器內，廢水在底部葉輪的推動下螺旋前進，在紫外光照下在進行催化氧化處 理；
[0009] (3)、經催化氧化處理后的出水進入固液分離器，固液分離器通過磁場作用使磁性 催化劑顆粒從中水中分離出來；被分離出的磁性催化劑顆粒回用進入下一次催化氧化循 環；處理后的出水進入下一單元；最終實現不間斷生產。
[0010] 步驟（1)中，所述廢水是含有絡合有機物的電鍍或化鍍廢水，或其它含絡合有機 物的工業廢水。
[0011] 所述前處理包括混凝沉淀、超濾和微濾，前處理后的廢水其濁度小于40個NTU，濁 度越低對后續處理的影響越小。其中混凝沉淀、超濾和微濾是本領域技術人員的公知技術， 經過混凝沉淀、超濾和微濾后確保廢水的濁度小于40個NTU。
[0012] 所述氧化劑是雙氧水、臭氧、二氧化氯或其它具有較強氧化能力的氧化劑。所述氧 化劑的用量由廢水中CODcr的值確定，氧化劑與CODcr的質量比為0. 5~3. 5:1，其中當兩 者的質量比為2. 1:1時處理效果最佳。其中本發明中氧化劑的用量以氧化劑的有效成分的 用量計，比如雙氧水作為氧化劑時，氧化劑與CODcr的質量比就是指雙氧水中溶質H202與 CODcr的質量比。
[0013] 所述紫外光的主波長應不大于265納米；所述預氧化處理過程，廢水與氧化劑混 合后，在紫外光照的接觸時間為1~5分鐘。
[0014] 所述紫外光由紫外燈管發出，紫外燈管的數量2~4支，單支紫外燈管輸出功率不 低于8瓦。所述紫外燈管排布方式對稱，燈管與燈管間的間距滿足最大輻照比。紫外光可 以提尚氧化劑的氧化能力。
[0015] 步驟（1)的具體操作為：廢水進行混凝沉淀、超濾和微濾處理，處理后的廢水濁度 小于40個NTU，經過前處理的廢水與氧化劑在管道混合器中混合均勻，隨后送入氧化反應 器經第一光源的紫外光輻照1~5分鐘發生氧化反應，進行預氧化處理。
[0016] 步驟（2)中，所述磁性催化劑顆粒是具有磁性的光催化劑，磁性催化劑顆粒包含 具備磁性功能的磁性金屬氧化物和具備催化功能的光催化劑，所述磁性金屬氧化物和光催 化劑的摩爾比為1~4:1，所述磁性催化劑顆粒的光吸收范圍為150~650納米。
[0017] 所述磁性功能由含鐵或猛等的磁性金屬氧化物產生，例如Fe304;K述催化功能由 具有紫外光或可見光活性的光催化劑產生，例如Ti02、ZnO、Bi203等。所述的磁性催化劑顆 粒可以是磁性殼核光催化劑Ti02@Fe304。
[0018] 每升廢水中投加0. 1~0. 5g磁性催化劑，優選為0. 25g。具體操作時：將磁性催 化劑顆粒在水中呈分散狀態，溶液濃度為l〇〇g/L，以溶液的方式由加藥栗進行投加，投加 量為1000L廢水（廢水密度以lg/cm3計，1000L廢水相當于1噸）1~5L，其中投加量為 2. 5L/1000L時效果最佳。
[0019] 所述催化氧化反應器內在光源下部設有葉輪；所述催化氧化裝置內壁涂覆有反光 層，以有效減少光的透射損失。
[0020] 所述紫外光的主波長應不大于265納米；所述紫外光由紫外燈管發出，紫外燈管 數量2~6支，單支紫外線輸出功率不低于8瓦。所述光源排布方式對稱，燈管與燈管間的 間距滿足最大輻照比。所述催化氧化處理過程，廢水與磁性光催化劑混合后在紫外光照射 下接觸時間為2~6分鐘。
[0021] 步驟（2)的具體操作為：經過預氧化處理的廢水與磁性催化劑顆粒混合，廢水以 5~15L/min流量從催化反應器內下部進水口進入催化氧化器內，葉輪轉速80~100r/ min，廢水在葉輪的推動下螺旋前進，紫外燈管發出紫外光，廢水在經反光層多重反射后的 紫外光輻照2~6分鐘進行催化氧化處理。
[0022] 本發明的另一個目的是提供一種用于去除廢水中絡合有機物的系統，包括預氧化 系統、催化氧化系統和固液分離系統；所述的預氧化系統包括第一加藥箱1、第一加藥栗2、 管道混合器3、氧化反應器4 ;所述催化氧化系統包括第二加藥箱6、第二加藥栗7、催化氧化 反應器8 ;所述固液分離系統包括固液分離器10 ;所述第一加藥箱1經第一加藥栗2與設在 管道混合器3進水端的主管道連接，通過第一加藥栗2控制氧化劑的投加量，所述管道混合 器3的出水端與氧化反應器4下部的進水口連接，所述氧化反應器4內設有第一光源5,氧 化反應器4上部的出水口與所述催化氧化系統中催化氧化反應器8下部的進水口連接；所 述第二加藥箱6經第二加藥栗7與催化氧化