[发明专利]一种利用铁-单宁酸同步氧化/混凝处理废水的方法及应用

说明书

本发明公开了一种利用铁‑单宁酸同步氧化/混凝处理废水的方法及应用，制备单宁酸及铁盐储备液，将待处理废水进行磁力搅拌，加入单宁酸储备液，保持废水中单宁酸浓度为25‑100 mg/L，再加入铁盐储备液，保持废水中铁盐浓度为0.05‑0.4 mM，继续加入30%过氧化氢溶液，保持废水中过氧化氢浓度为0.25‑2.00 mM，再至少搅拌40 min后静置处理，实现同步去除复杂废水中多组分污染物。

技术领域

本发明涉及一种利用铁-单宁酸同步氧化/混凝处理废水的方法及应用，属于废水治理方面的技术领域。

背景技术

影响水体的污染物种类大致可以从物理、化学、生物等方面将其划分为几类。物理方面主要是影响水体的颜色、浊度、温度、悬浮物含量和放射性水平等的污染物；化学方面主要是排入水体的各种化学物质，包括无机无毒物质如酸、碱、无机盐类等，无机有毒物质如重金属、氰化物、氟化物等，耗氧有机物及有机有毒物质如酚类化合物、有机农药、多环芳烃、多氯联苯、洗涤剂等；生物方面主要包括污水排放中的细菌、病毒、原生动物、寄生蠕虫及藻类大量繁殖等。水体中的污染物是多组分的，这种复杂性决定了废水很难通过单一的处理方式实现达标排放，尽管组合工艺可以取得较好的处理效果，但同时也导致了工艺流程长、投资成本高、运行用药量大、管理困难等一系列缺点。因此，开发一种用于同步去除废水中多组分污染物的处理方法意义重大。

在污水处理方法中，芬顿工艺是一种高级氧化和原位混凝的共同作用过程。由于在反应过程中产生的高效活性自由基，芬顿工艺具有将大多数有机污染物转化为小分子化合物甚至转化为CO₂的巨大潜力。然而，芬顿反应中的Fe³⁺具有很强的水解-聚合-沉淀趋势，受到反应溶液环境的影响，这些产生的铁泥（FeOOH）会使得溶液中铁盐催化剂失活，同时增加了后续的危废污泥处理成本。因此，传统均相芬顿工艺通常要求pH在3左右，且需要大量投加铁盐，以防止溶解的铁离子发生沉淀，使芬顿氧化失效。同时，Fe³⁺也是一种众所周知的絮凝剂，在其水解过程中一些污染物（如颗粒态COD、悬浮固体、微生物等）可以通过混凝作用被去除，这使得芬顿工艺在铁泥生成过程中具有原位混凝的功能。

在实际操作中，通常在酸性条件完成芬顿氧化去除有机物，然后调节pH至中性甚至碱性加速FeOOH水解沉淀，完成混凝过程。上述过程中芬顿催化剂失活、铁泥产生量大的问题并没有得到有效解决。更重要的是，通过多步pH调节实现多组分污染物的去除会在操作性和经济性方面产生诸多问题，不利于实际大规模应用。如何在较宽pH范围内高效协同芬顿氧化和原位混凝过程，从而同步去除复杂废水中多组分污染物是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种利用铁-单宁酸同步氧化/混凝处理废水的方法及应用，实现同步去除复杂废水中多组分污染物。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明提供一种利用铁-单宁酸同步氧化/混凝处理废水的方法，具体包括如下步骤：

将单宁酸和铁盐分别配成5000-125000 mg/L和20-500 mM的储备液；

将待处理废水进行磁力搅拌，加入单宁酸储备液，保持废水中单宁酸浓度为25-100 mg/L，有效避免铁盐催化剂的失活，从而减小铁泥的生成；

再加入铁盐储备液，保持废水中铁盐浓度为0.05-0.4 mM；

继续加入30%过氧化氢溶液，保持废水中过氧化氢浓度为0.25-2.00 mM，有效氧化去除有机污染物；

进行搅拌反应至少40 min后静置处理。

进一步的，加入铁盐储备液后，所述废水中的铁盐和单宁酸浓度比为0.05-0.4mM：5-100 mg/L。

进一步的，加入铁盐储备液后，所述废水中的铁盐和单宁酸浓度比为0.1 mM：25mg/L。