公布日：2024.12.27
申請日：2024.09.25
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/66(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F5/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F1/28(2023.01)I;C02F1/
44(2023.01)I;C02F1/32(2023.01)I;C02F1/461(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/20(2006.01)N
摘要
本申請公開了一種硝基廢水的處理方法及系統。一方面，本申請處理方法包括：S1、對硝基廢水進行預處理；S2、調節預處理后的硝基廢水的pH值至適宜范圍，電解；S3、氧化經電解的硝基廢水，得到預處理廢水；S4、深度凈化的預處理廢水，得到處理后的廢水。另一方面，本申請的方法通過預處理裝置、電解裝置、氧化反應裝置、反滲透膜裝置和紫外線消毒裝置來予以實施。本發明硝基廢水的處理方法，通過多個步驟的逐級處理，顯著提高了硝基廢水的處理效率，使得最終處理后的廢水達到排放標準。經本發明處理得到的硝基廢水，其化學需氧量(COD)不超過50mg/L，生物需氧量(BOD)不超過20mg/L，懸浮固體(SS)不超過12mg/L，硝基化合物濃度不超過10mg/L，符合排放標準。
權利要求書
1.一種硝基廢水的處理方法，其特征在于，所述方法，包括以下步驟：S1、對硝基廢水進行預處理；S2、調節步驟S1預處理后的硝基廢水的pH值至適宜范圍，電解；S3、氧化步驟S2經電解的硝基廢水，得到預處理廢水；S4、深度凈化步驟S3的預處理廢水，得到處理后的廢水。
2.根據權利要求1所述的硝基廢水的處理方法，其特征在于，步驟S1中，所述預處理選自過濾、沉淀、軟化或絮凝中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的硝基廢水的處理方法，其特征在于，步驟S2中，所述pH值調節至2～5。
4.根據權利要求1所述的硝基廢水的處理方法，其特征在于，步驟S2中，所述電解條件包括：采用高壓脈沖直流電源，設定電解時間為8～15min，工作電壓為400～450V，電極材料選自鉑、鈦或石墨中的一種。
5.根據權利要求1所述的硝基廢水的處理方法，其特征在于，步驟S3中，所述氧化條件包括：氧化劑選自Fenton試劑或高錳酸鉀，氧化溫度為20～40℃，氧化時間為1～3h；若所述氧化劑為Fenton試劑，則過氧化氫的濃度為300～500mg/L，Fe2+的濃度為4～6mg/L；若所述氧化劑為高錳酸鉀，則所述高錳酸鉀的濃度為20～30mg/L。
6.根據權利要求1所述的硝基廢水的處理方法，其特征在于，所述步驟S3，還包括：所述預處理廢水還經活性炭吸附處理。
7.根據權利要求6所述的硝基廢水的處理方法，其特征在于，所述活性炭的孔徑為2～50nm，投加量為0.1～1g/L；所述吸附時間為15～30min。
8.根據權利要求1所述的硝基廢水的處理方法，其特征在于，步驟S4中，所述深度凈化采用反滲透技術，所述反滲透的操作壓力為1～3MPa；所述反滲透膜為聚酰胺復合膜或芳香族聚酰胺復合膜。
9.根據權利要求1所述的硝基廢水的處理方法，其特征在于，所述方法還包括：S5、調節S4的廢水的pH值至中性后，采用紫外光照處理；所述紫外光選用波長為250～280nm的UVC波段。
10.一種用于實施如權利要求1～9任一項所述的硝基廢水處理方法的系統，其特征在于，所述系統包括預處理裝置、電解裝置、氧化反應裝置、反滲透膜裝置和紫外線消毒裝置；將所述硝基廢水通入所述預處理裝置中，用于去除所述硝基廢水中的懸浮物和顆粒物，得到所述預處理后的硝基廢水；所述預處理后的硝基廢水通入所述電解裝置中，用于降解部分硝基化合物，得到所述經電解的硝基廢水；將所述經電解的硝基廢水通入所述氧化反應裝置中，用于進一步降解硝基化合物，得到所述預處理廢水；將所述預處理廢水通入所述反滲透膜裝置中，用于去除廢水中的溶解性有機物和殘留污染物，得到所述處理后的廢水；將所述處理后的廢水通入紫外線消毒裝置中，用于去除廢水中的病原微生物，得到符合排放標準的廢水。
發明內容
為了解決上述至少一種技術問題，本發明提供一種高效、低成本的硝基廢水處理方法，通過預處理、電解處理、化學氧化和深度凈化等多個步驟，實現硝基廢水的有效處理，確保處理后的廢水達到排放標準。
一方面，本申請提供一種硝基廢水的處理方法，所述方法，包括以下步驟：
S1、對硝基廢水進行預處理；
S2、調節步驟S1預處理后的硝基廢水的pH值至適宜范圍，電解；
S3、氧化步驟S2經電解的硝基廢水，得到預處理廢水；
S4、深度凈化步驟S3的預處理廢水，得到處理后的廢水。
通過采用上述技術方案，實現了硝基廢水的有效處理。該方法不僅可以提高處理效率，還能確保處理后的廢水達到排放標準，具有重要的應用價值。
可選的，步驟S1中，所述預處理選自過濾、沉淀、軟化或絮凝中的一種或多種。
通過采用上述技術方案，可以去除廢水中的懸浮物、膠體物質等，為后續處理步驟創造有利條件。
可選的，步驟S2中，所述pH值調節至2～5。
通過采用上述技術方案，可以提高電解和化學氧化的效率。酸性條件有助于生成更多的自由基，從而提高降解效果。
可選的，步驟S2中，所述電解條件包括：采用高壓脈沖直流電源，設定電解時間為8～15min，工作電壓為400～450V，電極材料選自鉑、鈦或石墨中的一種。
通過采用上述技術方案，可以實現高效的降解效果。電解處理不僅能夠去除部分硝基化合物，還可以生成具有強氧化性的自由基(如羥基自由基-OH)，進一步提高處理效果。此外，電解處理不會產生額外的化學副產物，降低了后續處理的復雜性。
可選的，步驟S3中，所述氧化條件包括：氧化劑選自Fenton試劑或高錳酸鉀，氧化溫度為20～40℃，氧化時間為1～3h；
若所述氧化劑為Fenton試劑，則過氧化氫的濃度為300～500mg/L，Fe2+的濃度為4～6mg/L；
若所述氧化劑為高錳酸鉀，則所述高錳酸鉀的濃度為20～30mg/L。
通過采用上述技術方案，可以在酸性條件下進一步氧化廢水中的殘留有機物，確保處理效果。復配使用化學氧化不僅可以進一步去除硝基化合物，還可以處理電解過程中未能完全降解的物質。此外，化學氧化可以生成更多的自由基，提高處理效率。
基于本發明電解和化學氧化相結合的方式，可以更徹底地降解硝基化合物。電解處理可以將大分子的硝基化合物分解成小分子，而化學氧化則可以進一步氧化這些小分子，從而確保硝基廢水處理效果，使得廢水達到相應的排放標準，具有更高的經濟效益和環保優勢。
可選的，所述步驟S3，還包括：所述預處理廢水還經活性炭吸附處理。
在此方案上作進一步優選，所述活性炭的孔徑為2～50nm，投加量為0.1～1g/L；所述吸附時間為15～30min。
通過采用上述技術方案，能夠去除廢水中的有機污染物、色素、異味和微量重金屬等。活性炭因其具有大的比表面積和發達的孔隙結構，能夠有效地吸附各種污染物，從而實現高效的污染物去除效果。
可選的，步驟S4中，所述深度凈化采用反滲透技術，所述反滲透的操作壓力為1～3MPa；所述反滲透膜為聚酰胺復合膜或芳香族聚酰胺復合膜。
通過采用上技術方案，可以去除廢水中的溶解性有機物和其他殘留污染物，進一步提高廢水的純凈度。
可選的，所述方法還包括：S5、調節S4的廢水的pH值至中性后，采用紫外光照處理；所述紫外光選用波長為250～280nm的UVC波段。
通過采用上技術方案，可以徹底殺死廢水中的病原微生物，確保廢水達到排放標準。
另一方面，本申請提供實施上述硝基廢水處理方法的系統，所述系統包括預處理裝置、電解裝置、氧化反應裝置、反滲透膜裝置和紫外線消毒裝置；
將所述硝基廢水通入所述預處理裝置中，用于去除所述硝基廢水中的懸浮物和顆粒物，得到所述預處理后的硝基廢水；
所述預處理后的硝基廢水通入所述電解裝置中，用于降解部分硝基化合物，得到所述經電解的硝基廢水；
將所述經電解的硝基廢水通入所述氧化反應裝置中，用于進一步降解硝基化合物，得到所述預處理廢水；
將所述預處理廢水通入所述反滲透膜裝置中，用于去除廢水中的溶解性有機物和殘留污染物，得到所述處理后的廢水；
將所述處理后的廢水通入紫外線消毒裝置中，用于去除廢水中的病原微生物，得到符合排放標準的廢水。
通過采用上述技術方案，可以確保硝基廢水得到有效處理，并達到排放標準。這種方法不僅解決了傳統處理方法中存在的問題，還提高了處理效率和效果。
綜上所述，本發明包括以下至少一種有益技術效果：
本發明硝基廢水的處理方法，通過多個步驟的逐級處理，可以顯著提高硝基廢水的處理效率，且每個步驟都有明確的目標和效果，確保最終處理后的廢水達到排放標準。本發明基于電解和化學氧化相結合的方式，可以更徹底地降解硝基化合物。電解處理可以將大分子的硝基化合物分解成小分子，而化學氧化則可以進一步氧化這些小分子，從而確保硝基廢水處理效果，使得廢水達到相應的排放標準，具有更高的經濟效益和環保優勢。
本發明硝基廢水的處理方法，首先通過預處理去除懸浮物和顆粒物，不僅減少了后續處理步驟的壓力，還可以避免對后續處理設備的磨損和堵塞，延長設備使用壽命。其次，電解處理可以有效地降解部分硝基化合物，特別是那些不易被生物降解的物質，電解過程中產生的活性物質(如自由基)能夠破壞硝基化合物的結構，將其轉化為更易處理的形式；復配化學氧化處理進一步強化了對硝基化合物及其他有機物的去除效果，可以更有效地降解中間產物。再者，反滲透技術可以去除廢水中的溶解性有機物和其他殘留污染物，進一步提高廢水的純凈度。最后，紫外線消毒可以徹底殺死廢水中的病原微生物，確保處理后的廢水安全無害。
采用本發明的處理方法和系統得到的硝基廢水，符合排放標準，其化學需氧量(COD)不超過50mg/L，生物需氧量(BOD)不超過20mg/L，懸浮固體(SS)不超過12mg/L，硝基化合物濃度不超過10mg/L。
（發明人：徐根松;王燕）
