阅读说明：本技术 一种采用活性炭强化芬顿反应的污水处理方法 (Sewage treatment method for enhancing Fenton reaction by adopting activated carbon ) 是由 王建 张灿 郑腾 于坤坤 李圣杰 于 2019-10-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种采用活性炭强化芬顿反应的污水处理方法,包括如下步骤：步骤一、活性炭制备,对活性炭颗粒的性能进行改良；步骤二、污水预处理,使污水pH保持在1～4；步骤三、芬顿反应处理；步骤四、活性炭强化处理；步骤五、出水TOC值测定。本发明通过向污水处理体系中加入改良后的活性炭,可明显加快污水处理的反应进程,并显著提高污水处理的效果。(The invention discloses a sewage treatment method for strengthening Fenton reaction by adopting activated carbon, which comprises the following steps: step one, preparing activated carbon, and improving the performance of activated carbon particles; pretreating the sewage to keep the pH of the sewage at 1-4; step three, Fenton reaction treatment; step four, activated carbon strengthening treatment; and step five, measuring the effluent TOC value. The improved active carbon is added into the sewage treatment system, so that the reaction process of sewage treatment can be obviously accelerated, and the effect of sewage treatment is obviously improved.)

一种采用活性炭强化芬顿反应的污水处理方法

技术领域

本发明涉及一种污水处理方法，尤其涉及一种采用活性炭强化芬顿反应的污水处理方法。

背景技术

随着社会经济的高速发展，人类社会的工业化和城市化日益加剧，水污染问题日趋严重，仅化工行业每年产生的废水就高达上百亿吨，其中印染、医药及中间体等生产废水，因其浓度高、毒性大、难以降解而成为世界公认的难题，因此不断开发新的高效低耗、安全无害的净化处理方法变得十分关键。

以印染水和制药废水为例，其中印染废水具有色度深、有机污染物含量高、成分复杂、高含盐和生物毒性大、难生物降解，染料抗光解、抗氧化性强等特点，且含有多种具有生物毒性或导致“三致”(致癌、致畸、致突变)性能的有机物，对环境污染的危害非常大；制药废水具有难生物降解物质有害物质多、有机污染物浓度高、冲击负荷大、色度高异味重、悬浮物浓度高等特点。基于以上特点，传统的污水处理方法难以使污水达到排放标准，时，芬顿反应中加入的亚铁量高，导致污泥的产量增加，需增加后续的处理工艺，不但处理更加麻烦，还会增加运行成本，因此，亟需提供一种采用活性炭强化芬顿反应的污水处理方法。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种采用活性炭强化芬顿反应的污水处理方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种采用活性炭强化芬顿反应的污水处理方法，包括如下步骤：

步骤一、活性炭制备：预先准备活性炭颗粒，在高温炉内使活性炭颗粒处于500～1000度的高温条件并通入水蒸气，以对活性炭颗粒的性能进行改良；此时，该活性炭颗粒的内部结构中附有羧基，使得活性炭颗粒具备催化能力；

步骤二、污水预处理：通过加入稀硫酸的方式，调节污水的pH值，当污水的pH值在1～4的范围内时，完成污水预处理；

步骤三、芬顿反应：向上述步骤二的污水中依次加入0.01～0.1mL/L的30％亚铁溶液、0.01～0.5mL/L的双氧水，以搅拌的方式使污水与亚铁溶液、双氧水均匀混合，得到污水处理液；

步骤四、活性炭强化：将步骤三得到的污水处理液通入到装有步骤一获得的活性炭颗粒的装置中，使活性炭与污水处理液接触并反应5～60min，然后进行曝气处理；

步骤五、出水测定：对完成曝气处理后污水进行TOC值测定，完成污水处理。

本发明公开了一种采用活性炭强化芬顿反应的污水处理方法，通过向污水处理体系中加入改良后的活性炭，可明显加快污水处理的反应进程，并显著提高污水处理的效果。同时，能够减少芬顿反应中亚铁和双氧水的加入量，从而减少铁泥的产生量，避免增加后续的处理工艺，不但节约了工艺流程，提高污水处理效率，还能够有效降低运行成本。

附图说明

图1为本发明实施例一中某印染厂1污水处理效果对比折线图。

图2为本发明实施例二中某印染厂2污水处理效果对比折线图。

图3为本发明实施例二中某印染厂3污水处理效果对比折线图。

图4为本发明实施例三中某制药厂1污水处理效果对比折线图。

图5为本发明实施例四中某制药厂2污水处理效果对比折线图。

图6为本发明实施例五中某制药厂3污水处理效果对比折线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

一种采用活性炭强化芬顿反应的污水处理方法，包括如下步骤：

步骤一、活性炭制备：预先准备活性炭颗粒，在高温炉内使活性炭颗粒处于500～1000度的高温条件并通入水蒸气，以对活性炭颗粒的性能进行改良；此时，该活性炭颗粒的内部结构中附有羧基，使得活性炭颗粒具备催化能力；

步骤二、污水预处理：通过加入稀硫酸的方式，调节污水的pH值，当污水的pH值在1～4的范围内时，完成污水预处理；

步骤三、芬顿反应：向上述步骤二的污水中依次加入0.01～0.1mL/L的30％亚铁溶液、0.01～0.5mL/L的双氧水，以搅拌的方式使污水与亚铁溶液、双氧水均匀混合，得到污水处理液；

步骤四、活性炭强化：将步骤三得到的污水处理液通入到装有步骤一获得的活性炭颗粒的装置中，使活性炭与污水处理液接触并反应5～60min，然后进行曝气处理；

步骤五、出水测定：对完成曝气处理后污水进行TOC值测定，完成污水处理。

对于传统的污水处理方法，多采用芬顿试剂对污水进行处理，即需向污水中加入硫酸亚铁和双氧水，反应方程式为：Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+(OH)^-+OH·。通过从上式可以看出，1mol的H₂O₂与1mol的Fe²⁺反应后生成1mol的Fe³⁺，同时伴随生成1mol的OH-外加1mol的羟基自由基。正是羟基自由基的存在，使得芬顿试剂具有强的氧化能力。以污水的pH＝4为例，根据计算可知，OH·自由基的氧化电势高达2.73V。在自然界中，氧化能力在溶液中仅次于氟气，因此，持久性有机物，特别是通常的试剂难以氧化的芳香类化合物及一些杂环类化合物，在芬顿试剂面前全部被别无选择的氧化降解。虽然，芬顿试剂具有优异的污水处理能力，但大量加入的芬顿试剂会使污水处理过程中生产大量的铁泥，从而增加后续处理工艺，并会因为Fe³⁺使出水水质稳定性、色度较差；同时，对于印染水和制药废水等难以处理的污水，无法实现很好的深度处理。因此，本发明所公开的采用活性炭强化芬顿反应的污水处理方法，通过向污水处理体系中加入活性炭，可明显加快污水处理的反应进程，并显著提高污水处理的效果。

主要优势体现在以下几点：

1)操作简单，设备投资少，投加的亚铁溶液和双氧水的量均低于传统的芬顿反应，有效降低了污泥产生量，不但提高了污水处理效果，还显著节约了污水处理成本。

2)由于产生的Fe³⁺减少，能够有效改善传统的芬顿反应污水处理的出水水质稳定性、色度较差的缺陷。

3)通过在向污水处理体系中加入改良后的活性炭，使得污水处理的反应进程明显加快，污水处理的效果显著提高。

下面通过具体实施例对本发明的技术方案做进一步展示：

【实施例一】

本实施例公开了一种采用活性炭强化芬顿反应的污水处理方法，利用该方法对印染厂1的污水进行处理，具体的污水处理方法为：

步骤一、活性炭制备：预先准备活性炭颗粒，在高温炉内使活性炭颗粒处于500～1000度的高温条件并通入水蒸气，以对活性炭颗粒的性能进行改良；此时，该活性炭颗粒的内部结构中附有羧基，使得活性炭颗粒具备催化能力；

步骤二、污水预处理：通过加入稀硫酸的方式，调节污水的pH值，当污水的pH值在1～4的范围内时，完成污水预处理；

步骤三、芬顿反应：向上述步骤二的污水中依次加入0.01～0.1mL/L的30％亚铁溶液、0.01～0.5mL/L的双氧水，以搅拌的方式使污水与亚铁溶液、双氧水均匀混合，得到污水处理液；

步骤四、活性炭强化：将步骤三得到的污水处理液通入到装有步骤一获得的活性炭颗粒的装置中，使活性炭与污水处理液接触并反应5～60min，然后进行曝气处理；

步骤五、出水测定：对完成曝气处理后污水进行TOC值测定，完成污水处理。

按照上述污水处理方法，对印染厂1的污水每间隔7天进行一次处理，并记录出水时测定的TOC，共记录10次(样本1至样本10)，同时，以原水、传统芬顿技术处理后的水做对比，记录相同时间点的出水TOC值(样本1至样本10)，记录结果如表1所示：

表1

根据表1的记载，对三者的出水TOC值进行比较，如图1所示，采用本实施例活性炭强化芬顿反应的污水处理效果要明显优于传统芬顿反应的污水处理效果，并且，本实施例的污水处理效果更加稳定。

【实施例二】

本实施例公开了一种采用活性炭强化芬顿反应的污水处理方法，利用该方法对印染厂2的污水进行处理，具体的污水处理方法与实施例一相同，同理，每间隔7天进行一次污水处理，并记录出水时测定的TOC，共记录10次(样本1至样本10)，同时，以原水、传统芬顿技术处理后的水做对比，记录相同时间点的出水TOC值(样本1至样本10)，记录结果如表2所示：

表2

根据表2的记载，对三者的出水TOC值进行比较，如图2所示，采用本实施例活性炭强化芬顿反应的污水处理效果要明显优于传统芬顿反应的污水处理效果，并且，本实施例的污水处理效果更加稳定。

【实施例三】

本实施例公开了一种采用活性炭强化芬顿反应的污水处理方法，利用该方法对印染厂3的污水进行处理，具体的污水处理方法与实施例一相同，同理，每间隔7天进行一次污水处理，并记录出水时测定的TOC，共记录10次(样本1至样本10)，同时，以原水、传统芬顿技术处理后的水做对比，记录相同时间点的出水TOC值(样本1至样本10)，记录结果如表3所示：

表3

根据表3的记载，对三者的出水TOC值进行比较，如图3所示，采用本实施例活性炭强化芬顿反应的污水处理效果要明显优于传统芬顿反应的污水处理效果，并且，本实施例的污水处理效果更加稳定。

【实施例四】

本实施例公开了一种采用活性炭强化芬顿反应的污水处理方法，利用该方法对制药厂1的污水进行处理，具体的污水处理方法与实施例一相同，同理，每间隔7天进行一次污水处理，并记录出水时测定的TOC，共记录10次(样本1至样本10)，同时，以原水、传统芬顿技术处理后的水做对比，记录相同时间点的出水TOC值(样本1至样本10)，记录结果如表4所示：

表4

根据表4的记载，对三者的出水TOC值进行比较，如图4所示，采用本实施例活性炭强化芬顿反应的污水处理效果要明显优于传统芬顿反应的污水处理效果，并且，本实施例的污水处理效果更加稳定。

【实施例五】

本实施例公开了一种采用活性炭强化芬顿反应的污水处理方法，利用该方法对制药厂2的污水进行处理，具体的污水处理方法与实施例一相同，同理，每间隔7天进行一次污水处理，并记录出水时测定的TOC，共记录10次(样本1至样本10)，同时，以原水、传统芬顿技术处理后的水做对比，记录相同时间点的出水TOC值(样本1至样本10)，记录结果如表5所示：

表5

根据表5的记载，对三者的出水TOC值进行比较，如图5所示，采用本实施例活性炭强化芬顿反应的污水处理效果要明显优于传统芬顿反应的污水处理效果，并且，本实施例的污水处理效果更加稳定。

【实施例六】

本实施例公开了一种采用活性炭强化芬顿反应的污水处理方法，利用该方法对制药厂3的污水进行处理，具体的污水处理方法与实施例一相同，同理，每间隔7天进行一次污水处理，并记录出水时测定的TOC，共记录10次(样本1至样本10)，同时，以原水、传统芬顿技术处理后的水做对比，记录相同时间点的出水TOC值(样本1至样本10)，记录结果如表6所示：

表6

根据表6的记载，对三者的出水TOC值进行比较，如图6所示，采用本实施例活性炭强化芬顿反应的污水处理效果要明显优于传统芬顿反应的污水处理效果，并且，本实施例的污水处理效果更加稳定。

上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。