[发明专利]一种使用纳米材料吸附再生高COD污水的处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及富含COD有机污染物的城市污水、生活污水和工业有机废水(如制药废水、印染废水、冶炼废水等)的污染物的去除与处理的工艺。

背景技术

有机污染物是包括各种工业废水和生活污水在内的各类废水中的主要污染物，这些有机物可以用各种生物处理法在比较经济的条件下分解成二氧化碳和水。通常使用的生物处理法包括使用好氧细菌的活性污泥法、使用甲烷发酵菌的厌氧处理法，最近还有用酵母菌进行好氧处理的酵母菌法。其中，活性污泥法等利用好氧细菌的方法主要用来处理低浓度有机废水，而UASB(向上流污泥床)等各种厌氧方法则主要用来处理一下有机物浓度较高的废水。酵母菌法是近年来才开始得到应用的一种生物处理法，它主要用来处理一些通常的生物处理法难以胜任的废水。目前应用酵母菌法处理污水比较多的为处理食品工业废水，少量文献涉及制药废水，青岛海洋大学专利CN94110771.X涉及使用酵母菌法处理抗菌素制药废水及废物利用。

高浓度有机物污水即通常所说的高COD废水在某些情况下属于很难处理的一类污水，这类污水可生化性差，相对分子质量从几千到几万的物质，如焦化废水中的芳香类物质、油田含油污水、制药工业废水、高盐浓度下的冶炼废水等，常规处理工艺处理很困难，出水残留大量难降解有害有机物，现有处理方法存在着能耗高、不经济，占地面积大，易污染周围环境等缺点。同时，某些处理方法高昂的处理的成本使企业难以承受，寻求高效、经济的高COD处理方法是制约水处理行业的一个瓶颈难题。

中国专利CN02137442.2公布了一种使用沸石生物联合吸附再生污水处理工艺，该方法使用沸石吸附污水中的有机物形成具有较高微生物活性的沸石污泥，然后再使用生物处理，重复循环使用沸石进行污水处理；

中国专利201110071616.4公布了一种可再生光催化高级氧化水处理的设备，该方法使用纳米光触媒材料在紫外光下氧化分解有机物，同时使用微孔薄膜阻挡光触媒粉体材料流失的一种装置；

中国专利CN200620173147.1公布了一种可在线再生活性炭吸附材料的装置，该方法可以同时处理污水和高温再生活性炭材料，大大降低了活性炭的使用成本。

以上专利技术都是旨在一方面通过吸附技术处理污水中的COD量，同时有可以再生来降低材料使用成本，但都普遍存在污水处理量有限，处理时间过长，处理对象具有针对性的缺点，如活性炭材料，对污水中的极性有机污染物的吸附处理能力很差，酵母菌法只是针对特定的制药污水处理，且处理成本仍然偏高。

发明内容

针对以上所述的不足，本发明的发明目的在于提供一种使用纳米材料吸附再生高COD污水的处理工艺，该工艺结合了纳米微球的高效吸附有机污染物的性能和高效氧化光催化再生工艺，同时使用了磁性分离技术，可以简单、高效地将吸附饱和的纳米微球从废水中分离、富集出来，从而解决了纳米材料在水处理领域中的分离难题。

本发明的发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种使用纳米材料吸附再生高COD污水的处理工艺，该处理工艺由吸附单元、磁分离单元、光催化再生单元组成。在污水处理时，将经过重新造粒后的含铁纳米微球直接投加到吸附单元中，通过充分搅拌，使纳米微球与吸附器内的污水混合接触，对污水中的有机物、氨氮化合物等COD进行充分的吸附；磁分离单元使用外加磁场，将吸附饱和的纳米微球沉淀于分离器底部，而不会随处理后的水流流失，经过COD处理后的清水从分离单元流出排放；光催化再生单元将使用高功率紫外线灯对磁分离器中收集的富含COD的纳米微球进行光催化再生，经紫外线照射后，纳米微球吸附的COD被高效地分解成水及二氧化碳气体，从而完成了COD降解的无害化处理过程。

所述的特殊表面修饰的纳米微球不仅对有机物污染物具有广谱高效的吸附能力，无论是有机物的极性强弱，均可以被其从水相中吸附出来，而且通过表面磁性修饰，吸附饱和的纳米微球在外磁场吸引下，轻松实现富集，便于光催化再生。

采用本发明，对于难处理高COD污水能够进行高效处理，达标排放，且该工艺处理成本低，具有明显的经济效益和社会效益。

附图说明

附图1是本发明的工艺流程示意图。

图中标号说明

1-吸附单元

2-磁分离单元

3-光催化再生单元

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明是如何实现的：

实施例

如附图1所示，是本发明的实施形态的一个实例，但本专利不限于这个实例。在此对该实施形态进行说明。高COD污水进入吸附单元1，将表面经磁性修饰的纳米微球投入到吸附单元1中，在搅拌状态下吸附10分钟后，废水进入磁分离单元2，外加磁场，10分钟后，纳米微球即可完全从废水中分离出来，沉淀于分离器的底部，废水进入排放管道。一定时间后，当分离器底部富集的纳米微球达到回收量时，更换分离器，将沉积的纳米微球去除，投入光催化再生单元3中，同时加入少量清水，使纳米微球形成容易被搅动的浆料，在外加紫外灯照射下，10分钟后，材料即可达到再生，并可以重复使用。