一种染料中间体H酸废水的太阳光/电-Fenton处理方法 【技术领域】
本发明涉及一种染料中间体H酸废水的化学处理方法。具体而言，对低浓度H酸废水采用太阳光/电-Fenton法进行处理后，废水的COD和色度均能达标排放；对高浓度H酸废水采用太阳光/电-Fenton法联合混凝法进行处理后，在去除废水部分COD地同时，提高了废水的可生化性，为后续生物处理提供有力条件。
背景技术
染料废水主要来源于染料生产和印染工业，是难处理的工业废水之一。染料废水不仅含有大量难以生物降解的芳香族化合物，具有特定的颜色、结构复杂，而且在染料加工过程中还加入了各种助剂和大量的盐，致使废水用传统的生物处理法很难降解处理。染料废水日产量大，治理率低，已有处理装置的处理效果并不理想。因此，积极研究能有效降解染料废水的处理方法已成为当前面临的重要课题。染料废水的降解过程是有机大分子被氧化降解成有机小分子直至对环境无害物质的过程，就染料本身来说，其分子结构一般较为复杂，多数含有芳环，包括蒽醌类、偶氮类等，针对染料废水化学结构稳定、对微生物有毒害的特点，需要开发一种治理这类废水行之有效的化学处理方法。
本发明主要以钛基镀IrO2/SnO2新型电极为阳极，具有大比表面积的活性碳纤维(ACF)为阴极的太阳光/电-Fenton法对染料中间体H酸废水进行处理。对于低浓度H酸废水，可直接进行单独处理，废水处理后的COD和色度均能达标排放；对于高浓度H酸废水，先采用太阳光/电-Fenton法进行前处理，调pH值后投加混凝剂Al2(SO4)3和助凝剂PAM，出水最后采用生物处理可以达标排放。
【发明内容】
本发明的目的是在于提供一种经济高效的染料中间体H酸废水的太阳光/电-Fenton化学处理方法，使经过本发明处理后的低浓度H酸废水能够直接达标排放；而高浓度废水经过太阳光/电-Fenton法联合混凝处理后，在去除部分有机污染物的同时提高了废水的可生化性，为后续生物处理提供有利条件。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：先将一定浓度的H酸废水注入电解槽中，调节pH后加入一定量的Fe2+和Na2SO4分别作为催化剂和支持电解质并用磁力搅拌器搅拌，向阴极通入空气并开启直流稳压电源。在天然太阳光照射下，对H酸废水进行降解。该法以钛基镀IrO2/SnO2新型电极为阳极，具有大比表面积的活性碳纤维(ACF)为阴极的太阳光/电-Fenton法对染料中间体H酸废水进行处理。对于低浓度H酸废水，可直接采用太阳光/电-Fenton法进行单独处理，废水处理后的COD和色度均能达标排放；对于高浓度H酸废水，首先采用太阳光/电-Fenton法进行处理，再向太阳光/电-Fenton法处理后的废水中投加石灰，在废水pH值升至7～8时，停止投加石灰；而后投加混凝剂Al2(SO4)3和助凝剂PAM，在去除废水部分COD的同时，提高了废水的可生化性，再采用后续生物处理后COD和色度均可以达标排放。
对低浓度H酸废水进行处理时，最佳工艺条件为：pH为3、Fe2+的投加量值为1.0mM和支持电解质Na2SO4为0.10mol·L-1、电解电压为10V及太阳光照射反应时间为60～90min。
对高浓度H酸废水采用太阳光/电-Fenton法进行处理后，CODcr去除率高，废水的可生化性大大提高。所述的使用石灰对太阳光/电-Fenton法处理后的废水进行混凝，其作用主要表现在：一方面投加石灰可以调节废水的pH值，以便后续的处理；另一方面又可以与废水中的铁离子生成Fe(OH)2、Fe(OH)3，产生胶体絮凝剂，能对水中的胶体和悬浮物等起到吸附、凝聚及共沉淀作用，从而增强了处理效果；此外，Ca2+还会与废水中的SO42-生成微溶物，并部分沉淀。通过使用石灰对太阳光/电-Fenton处理后的废水进行混凝实验，废水的pH值升至7～8，停止石灰的投加，此时，废水的CODcr去除率最高。投加混凝剂Al2(SO4)3加助凝剂PAM进行处理时，Al2(SO4)3和PAM分别投加15～30mg·L-1、0.2～0.5mg·L-1。再采用后续生物处理8～12h后COD和色度均达标排放。
【具体实施方式】
实施例1低浓度的H酸废水处理
以200mg·L-1低浓度的H酸废水为处理对象，在pH为3、Fe2+的投加量值为1.0mM和支持电解质Na2SO4为0.10mol.L-1、电解电压为10V的最佳条件下，在天然太阳光照射反应时间为60min条件下对废水处理后COD和色度去除达标排放。
实施例2高浓度的H酸废水处理
以1000mg·L-1高浓度的H酸废水为处理对象，在pH为3、Fe2+的投加量值为1.0mM和支持电解质Na2SO4为0.10mol·L-1、电解电压为10V及太阳光照射反应时间为90min的最佳条件下，对废水CODcr降解效果和可生化性的变化分别表1所示。
表1太阳光/电-Fenton法对废水可生化性的影响
使用石灰对太阳光/电-Fenton处理后的废水进行混凝实验，废水的pH值升至7～8，停止石灰的投加，此时，废水的CODcr去除率最高达20％左右。采用投加混凝剂Al2(SO4)3加助凝剂PAM的方法对石灰混凝后的废水进行处理，在Al2(SO4)3和PAM分别投加30mg·L-1、0.3mg·L-1，CODcr去除率最高达到了37.89％。再采用后续生物处理12h后COD和色度均达标排放。