[发明专利]一种快速降解电厂柠檬酸锅炉清洗废水的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废水处理方法，尤其是涉及一种快速降解电厂柠檬酸锅炉清洗废水的处理方法。

背景技术

柠檬酸酸洗，因其清洗效果较好、清洗成本较低，而广泛应用于化学清洗工业。电厂柠檬酸酸洗废水，有机物浓度很高，一般2-3年才排放一次、一次排放量为数百甚至上千吨，COD_Cr超过10000mg/L，总铁含量(Fe²⁺和Fe³⁺)为2000-5000mg/L，可生化性(BOD₅/COD_Cr)约为0.3左右，其如何高效处理一直都是困扰电厂及清洗行业的难题之一。近年来对于柠檬酸酸洗废水的处理研究较多，且已经产生了许多较为成熟的化学处理法和生物处理方法，其中化学法包括锅炉焚烧法、粉煤灰吸附法、中和沉淀处理法、次氯酸钠氧化法和曝气氧化法等；生物处理方法包括固定床连续流反应器厌氧生物处理法、活性污泥法、厌氧消化法等。不过，这些方法均存在一定的不足之处，如处理费用高、造成二次污染、影响炉体和增加煤耗等弊病，从而限制了其在实践中的发展应用。

有研究[张超，王罗春，刘克家.可拆卸式矿化垃圾生物反应床处理电厂柠檬酸酸洗废水.环境工程学报，2008，2(11)：1461-1464]表明，贮存池内柠檬酸锅炉酸洗废水在自然太阳光光照下，当光照时间足够长时，其COD_Cr可下降50.0％左右。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种工艺简单、操作方便的快速降解电厂柠檬酸锅炉清洗废水的处理方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种快速降解电厂柠檬酸锅炉清洗废水的处理方法，包括以下步骤：

(1)向电厂柠檬酸锅炉清洗废水中加入活性炭；

(2)调节电厂柠檬酸锅炉清洗废水的pH值为3.00～3.10；

(3)将调节好pH值的电厂柠檬酸锅炉清洗废水置于太阳光照下，并以200～300r/min的转速搅拌；

(4)逐滴向电厂柠檬酸锅炉清洗废水中缓慢加入30wt％的过氧化氢；

(5)每隔1h测定电厂柠檬酸锅炉清洗废水的pH值并将其调节至3.60～3.80；

(6)电厂柠檬酸锅炉清洗废水的COD_Cr在光照4～8h后下降45～55％，电厂柠檬酸锅炉清洗废水得到快速降解。

所述的活性炭是电厂吸附饱和的活性炭经过水洗且烘干4h后得到的活性炭。

每升电厂柠檬酸锅炉清洗废水中加入活性炭的量为2～8g。

调节电厂柠檬酸锅炉清洗废水pH值的溶液为1mol/L的NaOH溶液。

所述的废水中含有二价铁离子、三价铁离子及柠檬酸。

本发明利用过氧化氢和吸附饱和的活性炭加快电厂柠檬酸锅炉清洗废水光催化降解速度的机理是：

电厂柠檬酸锅炉清洗废水中总铁含量(Fe²⁺和Fe³⁺)为2000-5000mg/L，Fe(III)-柠檬酸配合物在太阳光辐射下光解生成了3-氧代戊二酸、乙酰乙酸和乙酸等有机物，同时Fe³⁺转化为Fe²⁺，从而导致了废水COD_Cr大幅度下降。加入的过氧化氢与反应中生成Fe²⁺形成了Fenton试剂，Fenton试剂对柠檬酸的氧化作用则可以缩短废水光降解过程。具体反应如下：

活性炭(AC)能够催化过氧化氢(H₂O₂)释放强氧化性的自由基(HO₂·和HO·)，自由基可降解很多有机污染物质。具体反应如下：

(ACsurface)-OH+H⁺OOH^-→(ACsurface)-OOH+H₂O

(ACsurface)-OOH+H₂O₂→(ACsurface)-OH+H₂O+O₂

AC+H₂O₂→AC⁺+OH^-+·OH

AC⁺+H₂O₂→AC+HO₂·+H⁺