[发明专利]一种提高化工废水零价铁预处理中零价铁利用率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进型零价铁用于废水预处理的方法，具体而言，是一种提高化工废水零价铁预处理中零价铁利用率的方法。

背景技术

化工、印染等行业废水常具有浓度高、组分复杂、毒性大等特点。废水中含有许多毒害污染物（如卤代有机物、硝基芳香族化合物、偶氮染料等），由于强拉电子基团作用使得苯环变得极稳定，其对微生物有较强的抑制作用。传统生物处理法和高级氧化法难以经济高效地处理这类较高毒性的工业废水。

零价铁是处理水体难降解污染物的一项重要技术。付丰连在《零价铁处理污水的最新研究进展》一文（发表于《工业水处理》2010年第30卷第6期）中指出“零价铁由于具有低毒、廉价、易操作而且对环境不会产生二次污染等优点……，被认为是最具有应用前景的污染物治理技术之一”。零价铁可以有效地还原废水中氯代有机物、偶氮染料、硝基芳香族以及除草剂等毒害污染物，将其转化为较易于生物降解或化学氧化的物质。零价铁方法常作为一种预处理技术，与其它技术（如活性污泥法、高级氧化法、超声等）联用，更加充分地降解废水中毒害污染物。

传统固定床（塔）是目前较成熟的一种零价铁反应器，然而由于铁自身钝化等原因固定床（塔）容易出现堵塞等问题。为了保证零价铁床（塔）稳定运行，常需在较强酸性下运行，这种情况却因酸对零价铁大量消耗使得零价铁有效利用率较低。其它零价铁反应器如沸腾床等，工程中存在铁钝化和铁粉流失等问题致使大量未反应零价铁未得到充分利用。传统零价铁技术零价铁利用率低的问题不仅造成了铁耗用量大的成本负担，还致使后续工序污泥产量多等废物处置难题。因此，开发一种新型零价铁方法以提高零价铁利用率低，对推动零价铁技术的广泛应用具有重要意义。

发明内容

1、发明目的

针对传统零价铁技术的零价铁利用率低、后续工序污泥产量多等问题，本发明提出一种提高化工废水零价铁预处理中零价铁利用率的方法，一方面采用一种混合式零价铁微电解的反应器使得工艺适用于更广pH值范围的废水（pH=2.0～10.0），避免了强酸致使零价铁的大量消耗；另一方面通过一种新型工艺运行方式或零价铁回流实现未反应零价铁的回用和初始酸性进水对钝化铁的活化。从而提高零价铁的有效利用率，还有助于减少后续污泥的产量。

2、技术方案

   本发明的技术方案如下：

一种提高化工废水零价铁预处理中零价铁利用率的方法，其步骤包括：将化工废水通入反应器中，根据化工废水中的需要还原的氧化性物质的物质的量加入等当量的， 完全混合接触反应0.5h～3h，待反应结束后，零价铁与废水分离， ，实现未反应零价铁和钝化零价铁进一步活化并回收利用。

化工废水氧化性物质和酸度是不同的，由于本发明只是针对化工废水的预处理，其所处理的效果是为了满足后续处理技术的要求，所以不同的化工废水中氧化性物质的还原程度与后续处理技术有关，在此根据后续处理技术的要求可以明确需要还原的氧化性物质的物质的量。

上述步骤所述零价铁是指含碳质量百分比0.01%～5%或含铜质量百分比0.01%～2%的铁粉或铁构件，根据实际情况，零价铁用量可调控，铁质量百分比用量范围为0.1%～5%，零价铁反应器采用水力搅拌、机械搅拌或气体搅拌。

上述步骤所述采用序列间歇式操作方法是指一级反应器采用序列间歇式操作，周期运行次序包括进水、反应、沉降、出水四个基本过程；或多级（二级或二级以上）反应器采用流向周期变化运行，定期改变反应体系中液体流动方向，并同时转换进、出水端反应器功能，保持进水端反应器和出水端反应器分别为混合反应器和沉降器。以一种新型工艺运行方式的二级和三级反应器周期运行流程为例，见附图1和2。零价铁回流是指沉降后零价铁铁以固态或含铁液体回流至进水混合反应器。

3、有益效果

本发明解决了传统零价铁技术的零价铁利用率低、后续工序污泥产量多等问题，提出了一种提高化工废水零价铁预处理零价铁利用率的方法。具体有以下效果：化工废水（COD>4000mg/L，硝基苯类>150mg/L），采用这种改进型零价铁方法预处理，实现了钝化铁活化利用和未反应零价铁回收。其零价铁铁耗用量仅为传统固定塔（床）的40%～60%；其零价铁耗用量仅为传统混合反应器的30%～50%；其污泥产量约为传统反应器的50%～70%。本发明对于实现化工废水零价铁预处理的低投资、低成本运行、高稳定性和行业可持续发展具有重要学术价值和实践意义。

附图说明

图1为二级反应器周期运行流程；

图2为三级反应器周期运行流程。

具体实施方式