发布时间：2025-03-10浏览： 122次 标签：
1.一种高COD废水处理方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：向废水中加入钙盐，钙离子与废水中的碳酸根反应生成碳酸钙，然后沉淀去除碳酸钙，钙盐的加入量应使钙盐将废水中的碳酸根完全去除;
步骤2：在搅拌下向经过步骤1处理后的废水中分次加入氨基磺酸，氨基磺酸将废水中的亚硝酸根还原产生N2，当废水中不再产生气泡时即完成亚硝酸盐的去除;氨基磺酸的加入总量应使氨基磺酸将废水中的亚硝酸根完全去除;
步骤3：将经过步骤2处理的废水的pH值调节至-;
步骤4：将PH调整后的废水送入反应器中进行微波催化氧化处理，并向反应器中添加微波催化剂，向反应器内废水施加功率在W～W之间的微波，所述微波催化剂由活性炭表面负载过渡金属锰氧化物构成，并且微波催化剂的比表面积至少为～m2/g，微波氧化处理时间持续3‐4h;
步骤5：重复步骤4多次，至微波处理后的废水COD下降至排放标准以下。
2.根据权利要求1所述的一种高COD废水处理方法，其特征在于步骤1中向废水加入钙盐的过程中应同时搅拌废水，使废水与钙盐充分反应。
3.据权利要求1所述的一种高COD废水处理方法，其特征在于所述步骤4中向反应器内投入微波催化剂，所述微波催化剂用量按高 COD有机废水体积计为～g/L。
4.一种高COD废水处理装置，其特征在于设有沉淀滤清池、酸碱调节池以及微波催化氧化反应器，其中沉淀滤清池中设有加料管和过滤模块，微波催化氧化反应器的壳体上部设有排气管、催化剂加入口，壳体下部设有排水口。
5.根据权利要求4所述的一种高COD废水处理装置，其特征在于沉淀滤清池中设有沿废水流向依次设置的多级过滤模块，所述过滤模块为固定有吸附剂的过滤格栅。
说明书
高COD废水处理方法及装置
技术领域：
本发明涉及污水处理技术领域，具体地说是一种工艺合理、处理效率高的高COD废水处理方法及装置。
背景技术：
高亚硝酸盐、高碳酸盐和高COD浓度的废水通常来自化工生产行业，其COD浓度>mg/L、硝酸盐浓度>mg/L、碳酸盐浓度>mg/L，BOD5/COD<0.1，该类废水的毒性高、可生化性差，其中的有机污染物种类繁多，主要为苯系物、有机腈类及杂环类等。
目前主要采用三效蒸发和高温焚烧的方法来处理此类废水，但这些方法存在以下不足：(1)蒸发和焚烧的能耗过高，处理成本十分高昂;(2)废水中的有机污染物无法完全降解，容易造成二次污染物;(3)处理过程中会产生大量的亚硝酸盐类危险固体废弃物，亚硝酸盐具有强致癌性，与有机物接触容易发生爆炸，二次污染较为严重。
芬顿（Fenton）技术的起源与应用
芬顿技术源于年法国科学家Fenton的发现，当时他观察到在酸性溶液中Fe2+和H2O2共同存在时，可以有效降解酒石酸，为了纪念这位开创性科学家，后人将这一酸性条件下使用过氧化氢与亚铁盐试剂的体系称为芬顿试剂。随后，年Eisenhauer首次将芬顿试剂应用于苯酚和烷基苯废水的处理，此后，芬顿技术被广泛用于水处理、污泥处理、土壤修复和垃圾渗滤液等领域。
芬顿技术在水处理中的优势
芬顿体系产生的羟基自由基·OH具有极高的氧化电极电位，使其能够有效分解常规方法难以处理的有机物。芬顿试剂能无选择地与废水中的污染物反应，实验结果显示，它能不同程度地氧化降解各种工业废水并去除污染物。芬顿技术在使用过程中，试剂无毒性，均相体系不存在质量传输阻碍，操作简单且相对投资成本低，因此广泛用于生物难降解或化学氧化难以奏效的有机废水处理。
芬顿处理工艺的基本流程
芬顿氧化过程主要分为四个阶段：pH调节至3~4、发生氧化反应、将溶液pH值中和至7~8、进行絮凝沉淀。具体步骤包括调酸、催化剂混合、芬顿氧化和氧化反应。在调酸阶段，通过添加浓硫酸或稀硫酸调节废水至酸性。催化剂混合阶段，采用计量泵定量投加FeSO4溶液作为催化剂，并确保硫酸亚铁与废水充分混合。芬顿氧化阶段，芬顿试剂在酸性条件下生成基自由基，破坏有机物结构并最终氧化分解。氧化反应阶段，过氧化氢与废水充分混合，并在催化剂作用下发生芬顿氧化，分解废水中有机物。中和阶段则将氧化反应池出水pH值调整至7~8。
光/芬顿（UV/Fenton）法
将紫外光引入芬顿反应中形成UV/Fenton法，该技术在光照条件下产生具有强氧化性的·OH，并通过Fe2+的部分转化和水解生成羟基化Fe(OH)2+，进而促进有机物的氧化分解。UV/Fenton法在降低Fe2+或Fe3+用量、提高H2O2利用率、增强有机物矿化程度以及部分有机物降解等方面具有显著优势。然而，该方法在利用太阳能的能力、处理设备成本、能耗以及适用有机废水浓度范围等方面存在一定的限制。
电/芬顿（Electro/Fenton）法
电/芬顿法利用电化学法产生的H2O2和Fe2+作为芬顿试剂的持续来源，两者在电场作用下立即作用生成高度活性的羟基自由基·OH，从而实现有机物的降解。电/芬顿法在自动产生H2O2机制、高H2O2利用率、协同降解作用等方面表现出独特优势。然而，其阴极材料催化能力有限、电流密度低、应用pH值范围窄等问题限制了其广泛应用。
超声/芬顿（US/Fenton）法
超声波/芬顿法通过高频声波协同作用，使水分子和溶解O2分子发生裂解，生成大量·OH和过氧化羟基自由基·OOH等高活性自由基团，从而提高有机污染物矿化效率。该方法在自由基生成、促进H2O2有效分解、提高芬顿试剂氧化速度、增强催化剂分布均匀性和机械效应等方面展现出独特特点。
微波/芬顿法
微波/芬顿法主要通过微波辅助手段降低反应物活化能，实现有机污染物的降解。该方法具有处理速度快、氧化彻底、无二次污染、占地面积小、基建费用低等优点。然而，微波诱导氧化在吸附速度与氧化速度的平衡、表面热点温度控制方面仍存在挑战，影响其广泛应用。
芬顿氧化影响因素
芬顿氧化工艺受到多个因素的影响，包括pH值、H2O2投加量和投加方式、催化剂投加量、反应温度和反应时间等。pH值过高或过低会影响羟基自由基·OH的生成与Fe2+与Fe3+之间的平衡，H2O2投加量与比例需根据水质试验确定，催化剂投加量与去除率呈先增后减的趋势，反应温度影响·OH活性，而反应时间则影响去除效果。芬顿工艺在实际应用中需考虑水质水量稳定性、污染物浓度、去除率与排放标准等因素。
芬顿法处理废水的注意事项与调试方法
芬顿法处理废水时需注意水质水量稳定、悬浮物浓度控制、污染物去除率与排放标准的匹配。进水水质调试时，需调节pH、温度和污染物浓度，确保芬顿工艺的有效性。工艺调试需调整药剂投加量、pH值等条件，并根据废水特性进行试验。对于固液分离系统，应合理投加助凝剂如PAM，并监控溶解池和溶液池的沉淀情况。芬顿工艺设计应考虑设备、管道、材料的耐酸碱、抗氧化腐蚀能力，以及废水输送管道材质的选择。
氧化反应单元与中和池的有效容积计算
计算反应池有效容积时，需考虑芬顿反应流量与停留时间。设计反应池时，有效面积和有效高度需综合考虑，并设置pH自动控制仪与加药计量泵耦合。芬顿反应后，通过投加聚合硫酸铁等混凝剂可进行二次尾水脱色，以达到更好的脱色效果。
芬顿法处理废水后的泡沫问题与解决方法
废水中有机物浓度高、芬顿试剂投加顺序不当、反应时间过长或pH值控制不佳均可能导致泡沫产生。解决方法包括优化硫酸亚铁与双氧水的投加比例、调整投加顺序并控制pH值，以及采用消泡剂或淋喷方法去除泡沫。芬顿试剂与双氧水快速投加或混合不均匀也是泡沫产生的原因，需注意控制投加速度和搅拌条件。
芬顿与臭氧氧化技术的比较
芬顿氧化技术操作简单、设备成本相对较低，但需注意药剂种类多样、反应条件苛刻、对设备防腐要求高，且可能产生铁泥增加处理成本。臭氧氧化技术原料易得、运输方便、无二次污染，但臭氧发生器电耗高，设备管道易腐蚀，并存在对人体健康的潜在风险。芬顿与臭氧氧化技术各有优劣，芬顿在成本控制方面更具优势。
芬顿试剂对污泥脱水性能的影响
适量的芬顿试剂能有效提高污泥脱水性能，降低污泥滤饼含水率和毛细吸水时间，促进污泥中紧密结合的胞外聚合物（TB-EPS）转变为结合度较低的胞外聚合物（L-EPS和S-EPS），并氧化分解胞外聚合物（EPS）等有机物，释放细胞内部水和结合水，从而提高污泥脱水性能。芬顿试剂投加量越大，有机物氧化分解程度越高，有机物分解越彻底，有利于提高污泥脱水效果。
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