一种臭氧处理高浓度cod废水的方法
阅读说明：本技术 一种臭氧处理高浓度cod废水的方法 (Method for treating high-concentration COD wastewater by ozone ) 是由 蒲江 柳臻 于 2021-08-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种臭氧处理高浓度COD废水的方法,解决了现有技术中的臭氧处理废水方法,加入酸/碱调节pH值,会生成盐,增加出水中的盐含量,存在出水电导率过高的技术问题。它包括下述步骤：(1)将待处理的高浓度COD废水过滤除杂；(2)将除杂后的高浓度COD废水加入臭氧催化氧化反应器中,所述臭氧催化氧化反应器中添加有进行臭氧氧化的催化剂；(3)向高浓度COD废水中通入臭氧；(4)臭氧催化氧化。本发明在处理废水的过程中,大幅度降低了酸和/或碱的消耗,降低了高浓度COD废水的处理成本；并且不会增加出水中的盐含量,也避免了出水电导率过高的问题。(The invention discloses a method for treating high-concentration COD (chemical oxygen demand) wastewater by ozone, which solves the technical problems that in the method for treating wastewater by ozone in the prior art, salt is generated by adding acid/alkali to adjust the pH value, the salt content in effluent is increased, and the conductivity of the effluent is overhigh. It comprises the following steps: (1) filtering and removing impurities from high-concentration COD wastewater to be treated; (2) adding the high-concentration COD wastewater subjected to impurity removal into an ozone catalytic oxidation reactor, wherein a catalyst for performing ozone oxidation is added into the ozone catalytic oxidation reactor; (3) introducing ozone into the high-concentration COD wastewater; (4) and (4) carrying out catalytic oxidation by ozone. In the process of treating the wastewater, the invention greatly reduces the consumption of acid and/or alkali and reduces the treatment cost of the high-concentration COD wastewater; and the salt content in the effluent cannot be increased, and the problem of overhigh conductivity of the effluent is also avoided.)
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种臭氧处理高浓度COD废水的方法。
背景技术
臭氧在常温常压下是一种不稳定、具有特殊刺激性气味的浅蓝色气体。臭氧具有极强的氧化性能，在碱性溶液中拥有2.07V的氧化电位，其氧化能力仅次于氟，高于氯和高锰酸钾。基于臭氧的强氧化性，且在水中可短时间内自行分解，没有二次污染，是理想的绿色氧化药剂。因此，臭氧氧化方法已逐渐发展成为一种高级氧化技术，在水处理领域中臭氧技术已在许多方面得到了应用。臭氧应用于水处理过程中其作用主要是除臭、脱色、杀菌和去除有机物。
现有的臭氧处理废水方法中，对于酸性废水需要使用碱液调酸碱性，碱性废水需要使用硫酸调酸碱性，酸和/或碱的消耗较高，废水处理成本高；并且，加入酸/碱调节pH值，会生成盐，增加出水中的盐含量，存在出水电导率过高的问题。
本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：
1、现有技术中的臭氧处理废水方法，对于酸性废水需要使用碱液调酸碱性，碱性废水需要使用硫酸调酸碱性，酸和/或碱的消耗较高，废水处理成本高；
2、现有技术中的臭氧处理废水方法，加入酸/碱调节pH值，会生成盐，增加出水中的盐含量，存在出水电导率过高的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种臭氧处理高浓度COD废水的方法，以解决现有技术中的臭氧处理废水方法，加入酸/碱调节pH值，会生成盐，增加出水中的盐含量，存在出水电导率过高的问题的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种臭氧处理高浓度COD废水的方法，包括下述步骤：
(1)将待处理的高浓度COD废水过滤除杂；
(2)将除杂后的高浓度COD废水加入臭氧催化氧化反应器中，所述臭氧催化氧化反应器中添加有进行臭氧氧化的催化剂；
(3)向高浓度COD废水中通入臭氧；
(4)臭氧催化氧化。
进一步的，所述步骤(1)中，采用袋式过滤器过滤除杂。
进一步的，所述步骤(2)中，所述催化剂的加入量为臭氧催化氧化反应器有效容积的75％-85％。
进一步的，所述步骤(2)中，当高浓度COD废水pH<7时，添加的催化剂为钛化合物催化剂和/或铁化合物催化剂；当高浓度COD废水pH≥7时，添加的催化剂为硅铝化合物催化剂和/或锰化合物催化剂。
进一步的，所述步骤(2)中，所述钛化合物催化剂为氧化钛、硫酸钛或氯化钛。
进一步的，所述步骤(2)中，所述铁化合物催化剂为零价铁，硫酸亚铁或草酸铁。
进一步的，所述步骤(2)中，所述硅铝化合物催化剂为硅铝复合盐或氧化铝。
进一步的，所述步骤(2)中，所述锰化合物催化剂为二氧化锰、高锰酸钾或硫酸锰。
进一步的，所述步骤(3)中，高浓度COD废水与臭氧的体积比为1:10-1000。
进一步的，所述步骤(4)中，臭氧催化氧化在常温常压进行。
臭氧氧化原理：
臭氧之所以表现出强氧化性，是因为臭氧分子中的氧原子具有强烈的亲电子或亲质子性，臭氧分解产生的新生态氧原子，和在水中形成具有强氧化作用的羟基自由基·OH，它们的高度活性在水处理中被用于杀菌消毒、破坏有机物结构等等，其副产物无毒，基本无二次污染，有着许多别的氧化剂无法比拟的优点，不仅可以消毒杀菌，还可以氧化分解水中污染物。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
(1)本发明提供的臭氧处理高浓度COD废水的方法，在处理废水的过程中，除了催化剂以外，使用的化学物质只有臭氧一种；与其他臭氧处理方法不同的是，本发明的方法对于酸性废水不需要使用碱液调酸碱性，碱性废水也不需要使用硫酸调酸碱性，大幅度降低了酸和/或碱的消耗，降低了高浓度COD废水的处理成本；
(2)本发明提供的臭氧处理高浓度COD废水的方法，因为不需要加酸/碱调节pH值，所以不会增加出水中的盐含量，也避免了出水电导率过高的问题，有利于后续继续进行废水处理；
(3)本发明提供的臭氧处理高浓度COD废水的方法，当高浓度COD废水pH<7时，添加的催化剂为钛化合物催化剂和/或铁化合物催化剂；当高浓度COD废水pH≥7时，添加的催化剂为硅铝化合物催化剂和/或锰化合物催化剂；应用的催化剂可以多次重复使用，具有良好的催化效果。
具体实施方式
一、实施例
实施例1：
一种臭氧处理高浓度COD废水的方法，包括下述步骤：
(1)将待处理的高浓度COD废水(COD浓度为100g/L，pH为3)采用袋式过滤器滤除其中的固渣、悬浮物等杂质；
(2)将除杂后的高浓度COD废水加入臭氧催化氧化反应器中，所述臭氧催化氧化反应器中添加有进行臭氧氧化的催化剂；催化剂的加入量为臭氧催化氧化反应器有效容积的80％；
在本实施例中，添加的催化剂为钛化合物催化剂，具体选用的是氧化钛；
(3)向高浓度COD废水中通入臭氧，高浓度COD废水与臭氧的体积比为1:25；
(4)在常温常压臭氧催化氧化1h，得到处理后的废水，处理后废水的COD、盐含量以及电导率见表1。
实施例2：
一种臭氧处理高浓度COD废水的方法，包括下述步骤：
(1)将待处理的高浓度COD废水(COD浓度为92g/L，pH为4)采用袋式过滤器滤除其中的固渣、悬浮物等杂质；
(2)将除杂后的高浓度COD废水加入臭氧催化氧化反应器中，所述臭氧催化氧化反应器中添加有进行臭氧氧化的催化剂；催化剂的加入量为臭氧催化氧化反应器有效容积的75％；
在本实施例中，添加的催化剂为钛化合物催化剂，具体选用的是硫酸钛；
(3)向高浓度COD废水中通入臭氧；高浓度COD废水与臭氧的体积比为1:22。
(4)在常温常压臭氧催化氧化1h，得到处理后的废水，处理后废水的COD、盐含量以及电导率见表1。
实施例3：
一种臭氧处理高浓度COD废水的方法，包括下述步骤：
(1)将待处理的高浓度COD废水(COD浓度为60g/L，pH为5)采用袋式过滤器滤除其中的固渣、悬浮物等杂质；
(2)将除杂后的高浓度COD废水加入臭氧催化氧化反应器中，所述臭氧催化氧化反应器中添加有进行臭氧氧化的催化剂；催化剂的加入量为臭氧催化氧化反应器有效容积的85％；
在本实施例中，添加的催化剂为铁化合物催化剂，具体选用的是零价铁；
(3)向高浓度COD废水中通入臭氧；高浓度COD废水与臭氧的体积比为1:20。
(4)在常温常压臭氧催化氧化1h，得到处理后的废水，处理后废水的COD、盐含量以及电导率见表1。
实施例4：
一种臭氧处理高浓度COD废水的方法，包括下述步骤：
(1)将待处理的高浓度COD废水(COD浓度为73g/L，pH为6)采用袋式过滤器滤除其中的固渣、悬浮物等杂质；
(2)将除杂后的高浓度COD废水加入臭氧催化氧化反应器中，所述臭氧催化氧化反应器中添加有进行臭氧氧化的催化剂；催化剂的加入量为臭氧催化氧化反应器有效容积的82％；
在本实施例中，添加的催化剂为铁化合物催化剂，具体选用的是硫酸亚铁；
(3)向高浓度COD废水中通入臭氧；高浓度COD废水与臭氧的体积比为1:19。
(4)在常温常压臭氧催化氧化1h，得到处理后的废水，处理后废水的COD、盐含量以及电导率见表1。
实施例5：
一种臭氧处理高浓度COD废水的方法，包括下述步骤：
(1)将待处理的高浓度COD废水(COD浓度为120g/L，pH为7)采用袋式过滤器滤除其中的固渣、悬浮物等杂质；
(2)将除杂后的高浓度COD废水加入臭氧催化氧化反应器中，所述臭氧催化氧化反应器中添加有进行臭氧氧化的催化剂；催化剂的加入量为臭氧催化氧化反应器有效容积的77％；
在本实施例中，添加的催化剂为硅铝化合物催化剂，具体选用的是硅铝复合盐；
(3)向高浓度COD废水中通入臭氧；高浓度COD废水与臭氧的体积比为1：30。
(4)在常温常压臭氧催化氧化1h，得到处理后的废水，处理后废水的COD、盐含量以及电导率见表1。
实施例6：
一种臭氧处理高浓度COD废水的方法，包括下述步骤：
(1)将待处理的高浓度COD废水(COD浓度为30g/L，pH为8)采用袋式过滤器滤除其中的固渣、悬浮物等杂质；
(2)将除杂后的高浓度COD废水加入臭氧催化氧化反应器中，所述臭氧催化氧化反应器中添加有进行臭氧氧化的催化剂；催化剂的加入量为臭氧催化氧化反应器有效容积的80％；
在本实施例中，添加的催化剂为硅铝化合物催化剂，具体选用的是氧化铝；
(3)向高浓度COD废水中通入臭氧；高浓度COD废水与臭氧的体积比为1:21。
(4)在常温常压臭氧催化氧化1h，得到处理后的废水，处理后废水的COD、盐含量以及电导率见表1。
实施例7：
一种臭氧处理高浓度COD废水的方法，包括下述步骤：
(1)将待处理的高浓度COD废水(COD浓度为52g/L，pH为9)采用袋式过滤器滤除其中的固渣、悬浮物等杂质；
(2)将除杂后的高浓度COD废水加入臭氧催化氧化反应器中，所述臭氧催化氧化反应器中添加有进行臭氧氧化的催化剂；催化剂的加入量为臭氧催化氧化反应器有效容积的78％；
在本实施例中，添加的催化剂为锰化合物催化剂，具体选用的是二氧化锰；
(3)向高浓度COD废水中通入臭氧；高浓度COD废水与臭氧的体积比为1:15。
(4)在常温常压臭氧催化氧化1h，得到处理后的废水，处理后废水的COD、盐含量以及电导率见表1。
实施例8：
一种臭氧处理高浓度COD废水的方法，包括下述步骤：
(1)将待处理的高浓度COD废水(COD浓度为66g/L，pH为10)采用袋式过滤器滤除其中的固渣、悬浮物等杂质；
(2)将除杂后的高浓度COD废水加入臭氧催化氧化反应器中，所述臭氧催化氧化反应器中添加有进行臭氧氧化的催化剂；催化剂的加入量为臭氧催化氧化反应器有效容积的80％；
在本实施例中，添加的催化剂为锰化合物催化剂，具体选用的是高锰酸钾；
(3)向高浓度COD废水中通入臭氧；高浓度COD废水与臭氧的体积比为1:33。
(4)在常温常压臭氧催化氧化1h，得到处理后的废水，处理后废水的COD、盐含量以及电导率见表1。
实施例9：
一种臭氧处理高浓度COD废水的方法，包括下述步骤：
(1)将待处理的高浓度COD废水(COD浓度为50g/L，pH为11)采用袋式过滤器滤除其中的固渣、悬浮物等杂质；
(2)将除杂后的高浓度COD废水加入臭氧催化氧化反应器中，所述臭氧催化氧化反应器中添加有进行臭氧氧化的催化剂；催化剂的加入量为臭氧催化氧化反应器有效容积的80％；
在本实施例中，添加的催化剂为锰化合物催化剂，具体选用的是硫酸锰；
(3)向高浓度COD废水中通入臭氧；高浓度COD废水与臭氧的体积比为1:29；
(4)在常温常压臭氧催化氧化1h，得到处理后的废水，处理后废水的COD、盐含量以及电导率见表1。
二、对比例：
对比例1：
一种臭氧处理高浓度COD废水的方法，包括下述步骤：
(1)将待处理的高浓度COD废水(COD浓度为100g/L，pH为3)采用袋式过滤器滤除其中的固渣、悬浮物等杂质；
(2)将除杂后的高浓度COD废水进行pH的调节，调节后pH为9；
(3)向高浓度COD废水中通入臭氧，高浓度COD废水与臭氧的体积比为1:25；
(4)在常温常压臭氧催化氧化1h，得到处理后的废水，处理后废水的COD、盐含量以及电导率见表1。
对比例2：
一种臭氧处理高浓度COD废水的方法，包括下述步骤：
(1)将待处理的高浓度COD废水(COD浓度为120g/L，pH为7)采用袋式过滤器滤除其中的固渣、悬浮物等杂质；
(2)将除杂后的高浓度COD废水进行pH的调节，调节后pH为9；
(3)向高浓度COD废水中通入臭氧；高浓度COD废水与臭氧的体积比为1:30。
(4)在常温常压臭氧催化氧化1h，得到处理后的废水，处理后废水的COD、盐含量以及电导率见表1。
三、对比实施例和对比例中高COD废水处理后的盐含量和电导率：
实施例1-实施例9以及对比例1-2中废水处理参数以及处理结果如下表1所示：
表1实施例和对比例废水处理参数以及结果
由表1可知，本发明实施例1-9中通过向高COD废水中添加催化剂，可以直接进行臭氧催化氧化，与传统的调节pH后进行臭氧催化氧化相比，盐含量低且电导率低，有助于后续进行废水处理。