[发明专利]三维催化氧化处理苯酚磺酸废水工艺

说明书

技术领域

本发明属水处理领域，具体地说，涉及一种三维催化氧化处理苯酚磺酸(PSA)废水工艺。 

背景技术

生产镀锡板过程中产生的苯酚磺酸(PSA)废水是一股较难处理的废水。苯酚磺酸(C₆H₄(OH)SO₃H)在冷轧电镀锡板生产线中用作电镀的添加剂，能有效地提高电镀效率及带钢表面处理质量。在镀锡机组日常运行中，因带钢镀后清洗等原因需连续排放PSA废水，这部分废水所含的PSA浓度较低。在定修或年修时，需全部更换镀锡液，此时需全部排放PSA废水，这部分废水所含的PSA浓度较高，有机物COD_Cr可达到30000mg/L以上，对常规处理设施的冲击负荷很大。由于PSA带有苯环结构，性质稳定，因此增加了处理的难度。 

目前，PSA废水采用H₂O₂的催化氧化法，将废水中的有机物氧化分解为小分子有机物或CO₂和H₂O，从而去除废水中的PSA。催化氧化法改进了化学氧化法，传统的化学氧化法仅靠氧化剂的氧化能力往往不能达到理想的氧化效果，所以使用一些辅助手段以提高氧化效率。 

1958年F.J.Zimmermann提出的湿式氧化技术(WAO)是以空气或纯氧作氧化剂，在高温(150℃～350℃)、高压(0.5MPa～28MPa)条件下，将废水中的难降解有机物氧化分解为小分子有机物或CO₂和H₂O。由于在WAO技术中使用了较高的温度与压力，因此给设备的制造、运行操作都带来了相当大的困难。高温高压的运行条件一直是这种技术不能推广的主要原因。 

1894年Fenton发现二价铁和双氧水混合后会产生羟基自由基(·OH)，·OH因其具有极高的氧化电位(2.8V)，其氧化能力极强，与大多数有机污染物都可以发生快速的链式反应，无选择性地把有害物质氧化成CO₂、H₂O或矿物盐，无二次污染。Fenton试剂解决了催化氧化技术在常温常压下使用的问题。但由 于作为氧化剂的H₂O₂本身很不稳定，极易分解，给现场运行带来很大的安全隐患，也影响了处理效率。20世纪80年代后，国内外许多研究者从研制高催化活性的电极材料入手，随后出现的铁碳处理装置，是现在固体催化技术的雏形。 

进入21世纪后，废水催化技术在飞快进步，均相催化剂的出现，弥补了铁碳法的一些局限性。利用不锈钢电极、Ti/PbO₂等新型电极材料对有机污染物取得了较好的电催化降解作用。 

目前，PSA废水采用H₂O₂的催化氧化处理法，处理效率很低，运行成本较高，操作运行比较复杂。因此，有必要对PSA废水处理工艺加以改进。 

发明内容

本发明的任务是提供一种改进的三维催化氧化处理苯酚磺酸(PSA)废水工艺，它解决了现有PSA废水采用H₂O₂的催化氧化处理法，其处理效率低、运行成本高、操作运行复杂的问题。 

本发明的技术解决方案如下： 

一种三维催化氧化处理苯酚磺酸废水工艺，它包括预处理工艺和催化氧化工艺； 

所述预处理工艺包括均和曝气流程和中和混凝沉淀流程，均和曝气流程采用均和曝气池，均和曝气池控制曝气强度1～6m³/m²·h，以使浓、稀苯酚磺酸(PSA)充分均和；中和混凝沉淀流程采用中和混凝沉淀池，在中和区采用切断阀投加石灰乳调节pH值，控制pH值6～9，在混凝区采用切断阀投加0.5％助凝剂PAM，控制投加量1～10mg/L；通过预处理工艺去除废水中的大部分悬浮物和油分； 

所述催化氧化工艺是在常温、常压条件下，综合采用合金电极、固定催化剂及氧化剂，通过可控直流电源在阴阳电极间形成电场，并通过极板间填充催化剂形成多元电极效应，在空气、催化剂的协同作用下生成大量羟基自由基(·OH)，利用·OH氧化还原电位和亲电性使废水中高分子氧化物的α位C-H键、β-C键、γ-C键、C-C断裂成为低分子化合物，从而对废水中的有机物进行氧化分解，快速降解有机物COD；