申請日2015.11.20
公開(公告)日2016.02.17
IPC分類號C02F9/04; C02F103/14
摘要
本發(fā)明提供了一種彩涂廢水處理裝置，包括：第一超重力反應器，第一超重力反應器包括用于注入廢水的第一液體入口、用于注入含臭氧的氣體的第一氣體入口、第一液體出口和第一氣體出口;與第一超重力反應器連通的高級氧化藥劑儲罐;與第一氣體入口連通的臭氧發(fā)生系統(tǒng)。本發(fā)明的目的在于提供一種提高物料傳質效率及臭氧利用率并減少彩涂廢水處理成本的彩涂廢水處理裝置。本發(fā)明還提供了一種彩涂廢水處理方法。
權利要求書
1.一種彩涂廢水處理裝置，其特征在于，包括：
第一超重力反應器，所述第一超重力反應器包括用于注入彩涂廢水的第一液體入口、用于注入含臭氧的氣體的第一氣體入口、第一液體出口和第一氣體出口;
與所述第一超重力反應器連通的高級氧化藥劑儲罐;
與所述第一氣體入口連通的臭氧發(fā)生系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求1所述的彩涂廢水處理裝置，其特征在于，還包括具有第二液體入口、第二氣體入口、第二液體出口和第二氣體出口的第二超重力反應器，所述第一液體出口與所述第二液體入口連通，并且所述第一氣體出口與所述第二氣體入口連通。
3.根據(jù)權利要求1所述的彩涂廢水處理裝置，其特征在于，還包括沉淀池和氣體處理裝置，其中所述第一液體出口經由中間水池與所述沉淀池連通，所述第一氣體出口與所述氣體處理裝置連通。
4.根據(jù)權利要求2所述的彩涂廢水處理裝置，其特征在于，還包括沉淀池和氣體處理裝置，其中所述第二液體出口經由中間水池與所述沉淀池連通，所述第二氣體出口與所述氣體處理裝置連通。
5.根據(jù)權利要求2所述的彩涂廢水處理裝置，其特征在于，所述第一超重力反應器和所述第二超重力反應器分別為旋轉填充床、折流式超重力裝置、螺旋通道式超重力裝置或者旋轉碟片式超重力裝置中的任一種。
6.根據(jù)權利要求2所述的彩涂廢水處理裝置，其特征在于，所述第一液體出口經由產水池與所述第二液體入口連通。
7.根據(jù)權利要求3或4所述的彩涂廢水處理裝置，其特征在于，在所述沉淀池的所述液體入口處連通有絮凝劑施加裝置。
8.根據(jù)權利要求1所述的彩涂廢水處理裝置，其特征在于，還包括原水池，所述原水池與所述第一液體入口連通。
9.一種用于權利要求1-8任一項所述彩涂廢水處理裝置的彩涂廢水處理方法，其特征在于，包括以下步驟：
S10：將所述彩涂廢水、所述藥劑和所述含臭氧的氣體分別輸送至所述第一超重力反應器;
S20：啟動所述第一超重力反應器，使得所述彩涂廢水與所述藥劑和所述含臭氧的氣體接觸反應;
S30：排出反應后的第一液體和反應后的第一氣體。
10.根據(jù)權利要求9所述的彩涂廢水處理方法，其特征在于，將所述第一液體經由所述中間水池排入所述沉淀池以沉淀固體物，將所述第一氣體排入所述氣體處理裝置處理后排放。
11.根據(jù)權利要求9所述的彩涂廢水處理方法，其特征在于，在所述步驟30之后還包括，將在所述第一液體輸送至所述第二超重力反應器，將所述第一氣體輸送至所述第二超重力反應器;啟動所述第二超重力反應器，使得所述第一液體與所述第一氣體接觸反應以形成第二液體和第二氣體。
12.根據(jù)權利要求11所述的彩涂廢水處理方法，其特征在于，將所述第二液體經由所述中間水池排入所述沉淀池以沉淀固體物，將所述第二氣體排入所述氣體處理裝置處理后排放。
13.根據(jù)權利要求9或11所述的彩涂廢水處理方法，其特征在于，將所述絮凝劑注入所述沉淀池，以沉淀所述沉淀池中液體中的固體物。
14.根據(jù)權利要求9所述的彩涂廢水處理方法，其特征在于，在所述步驟S10之前還包括，將所述彩涂廢水的PH值調節(jié)至6-9。
15.根據(jù)權利要求9所述的彩涂廢水處理方法，其特征在于，所述含臭氧的氣體與所述彩涂廢水的氣液流量比的范圍為2-15。
16.根據(jù)權利要求9所述的彩涂廢水處理方法，其特征在于，所述含臭氧的氣體中的臭氧的濃度范圍為5-200mg/L。
17.根據(jù)權利要求9所述的彩涂廢水處理方法，其特征在于，所述藥劑為亞鐵離子試劑或者芬頓試劑;在所述亞鐵離子試劑中亞鐵離子濃度范圍為0～1mmol/L;在所述芬頓試劑中，亞鐵離子濃度范圍為0～1mmol/L，過氧化氫濃度范圍為0～20mmol/L。
說明書
彩涂廢水處理裝置及彩涂廢水處理方法
技術領域
本發(fā)明總的來說涉及廢水處理領域，特別地涉及一種彩涂廢水處理裝置及彩涂廢水處理方法。
背景技術
我國水資源短缺、水污染嚴重，水環(huán)境面臨異常嚴峻的形勢。在此情況下，國家近年來陸續(xù)出臺了一系列政策措施，瞄準了工業(yè)污染、城鎮(zhèn)污染、農業(yè)農村污染、船舶港口污染等多個領域，特別是對工業(yè)污水治理提出了明確的要求，提高排放標準、鼓勵污水處理回用及零排放是普遍的政策導向和產業(yè)發(fā)展趨勢。在提高排放標準方面，有消息表明石化、鋼鐵等行業(yè)新的污水排放標準內COD(ChemicalOxygenDemand，化學需氧量) 限值為50mg/L、甚至30mg/L，這比原標準COD限值低了一半以上，對污水處理系統(tǒng)提出了很高的要求。與之對應的是，現(xiàn)有工業(yè)污水場多采用傳統(tǒng)生化處理技術，工藝過程簡單、技術水平相對落后、處理效果及穩(wěn)定性不盡如人意，對照原排放標準尚且勉強，遑論達到新的要求，提標改造工程必將大量涌現(xiàn)。本發(fā)明針對鋼鐵行業(yè)彩涂廢水，提供其COD深度去除技術，為其對照新標準達標排放或進入后續(xù)回用處理系統(tǒng)提供保障。
彩涂廢水來源于彩色涂層鋼板生產中的預處理、清洗、水淬等工段，因各家工藝過程的不同，彩涂廢水的各項水質指標會有差異，一般水質特點是COD在1000mg/L以上、含油100mg/L左右、偏堿性(pH值10以上)。經現(xiàn)有污水設施(除油、生化等)處理后，該水其它指標基本符合新標準要求，唯COD在50mg/L以上，有時會波動到150mg/L左右，影響達標排放。由于已經經過生化法處理，這部分殘余的COD多為生物難降解的物質所貢獻，再采用生化法深度去除COD的可行性較差。在此情況下，化學法或物化法成為主要選擇。
臭氧氧化是發(fā)展較早的一種化學法水處理技術，基于臭氧(O3)的強氧化性，用于殺菌消毒、降解或去除污染物、除臭和脫色。在臭氧氧化的基礎上，引入催化劑、或與其他氧化劑聯(lián)合、或與其他工藝耦合使用，發(fā)展得到了臭氧高級氧化工藝(AdvancedOxidationProcesses,AOPs)。AOPs 過程產生大量的、具有更強活性和氧化性的自由基，具備更高的污染物降解去除能力和更快的反應速率，使其成為一種高效去除COD的技術，特別適用于難降解污水深度處理，將其應用于彩涂廢水深度處理、達標排放過程具有廣闊的前景。
盡管AOPs發(fā)展多年，但其在實際的工業(yè)水系統(tǒng)中較少得到應用或應用效果欠佳。主要問題及原因在于：
(1)目前，臭氧制取的主流技術是以空氣或純氧為原料，采用電暈放電方法，該過程能耗高、產率較低，決定了AOPs的資源成本和質量。
(2)臭氧在水中溶解度較低，傳統(tǒng)接觸設備或方式(曝氣)的傳質效果不理想，造成氣液接觸的吸收效率低，限制了參與反應的臭氧濃度，進而限制了污染物處理效果，較低的利用率和處理效率使得臭氧用量大幅增加，進而加劇了AOPs技術的成本劣勢。此外，引入除臭氧以外試劑的AOPs 過程對物料傳質混合提出了高要求，傳統(tǒng)臭氧接觸裝置亦難勝任。
(3)鋼鐵行業(yè)發(fā)展多年，污水處理場地多已規(guī)劃、建設得比較緊湊，很難再給予提標改造工程較大的場地空間，而傳統(tǒng)臭氧處理過程效率低、所需處理時間長，臭氧接觸設施占地面積自然龐大，將AOPs應用于彩涂廢水深度處理還受場地條件限制。
發(fā)明內容
針對相關技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種提高物料傳質效率及臭氧利用率并減少彩涂廢水處理成本的彩涂廢水處理裝置和方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一方面提供了一種彩涂廢水處理裝置，包括：第一超重力反應器，第一超重力反應器包括用于注入彩涂廢水的第一液體入口、用于注入含臭氧的氣體的第一氣體入口、第一液體出口和第一氣體出口;與第一超重力反應器連通的高級氧化藥劑儲罐;與第一氣體入口連通的臭氧發(fā)生系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的彩涂廢水裝置，彩涂廢水處理裝置還包括具有第二液體入口、第二氣體入口、第二液體出口和第二氣體出口的第二超重力反應器，第一液體出口與第二液體入口連通，并且第一氣體出口與第二氣體入口連通。
根據(jù)本發(fā)明的彩涂廢水裝置，彩涂廢水處理裝置還包括沉淀池和氣體處理裝置，其中第一液體出口經由中間水池與沉淀池連通，第一氣體出口與氣體處理裝置連通。
根據(jù)本發(fā)明的彩涂廢水裝置，彩涂廢水處理裝置還包括沉淀池和氣體處理裝置，其中第二液體出口經由中間水池與沉淀池連通，第二氣體出口與氣體處理裝置連通。
根據(jù)本發(fā)明的彩涂廢水裝置，第一超重力反應器和第二超重力反應器分別為旋轉填充床、折流式超重力裝置、螺旋通道式超重力裝置或者旋轉碟片式超重力裝置中的任一種。
根據(jù)本發(fā)明的彩涂廢水裝置，第一液體出口經由產水池與第二液體入口連通。
根據(jù)本發(fā)明的彩涂廢水裝置，在沉淀池的液體入口處連通有絮凝劑施加裝置。
根據(jù)本發(fā)明的彩涂廢水裝置，彩涂廢水處理裝置還包括原水池，原水池與第一液體入口連通。
本發(fā)明的另一方面提供了一種用于上述彩涂廢水處理裝置的彩涂廢水處理方法，包括以下步驟：
S10：將彩涂廢水、藥劑和含臭氧的氣體分別輸送至第一超重力反應器;
S20：啟動第一超重力反應器，使得彩涂廢水與藥劑和含臭氧的氣體接觸反應;
S30：排出反應后的第一液體和反應后的第一氣體。
根據(jù)本發(fā)明的彩涂廢水處理方法，將第一液體經由中間水池排入沉淀池以沉淀固體物，將第一氣體排入氣體處理裝置處理后排放。
根據(jù)本發(fā)明的彩涂廢水處理方法，在步驟30之后還包括，將在第一液體輸送至第二超重力反應器，將第一氣體輸送至第二超重力反應器;啟動第二超重力反應器，使得第一液體與第一氣體接觸反應以形成第二液體和第二氣體。
根據(jù)本發(fā)明的彩涂廢水處理方法，將第二液體經由中間水池排入沉淀池以沉淀固體物，將第二氣體排入氣體處理裝置處理后排放。
根據(jù)本發(fā)明的彩涂廢水處理方法，將絮凝劑注入沉淀池，以沉淀沉淀池中液體的固體物。
根據(jù)本發(fā)明的彩涂廢水處理方法，在步驟S10之前還包括，將彩涂廢水的PH值調節(jié)至6-9。
根據(jù)本發(fā)明的彩涂廢水處理方法，含臭氧的氣體與彩涂廢水的氣液流量比的范圍為2-15。
根據(jù)本發(fā)明的彩涂廢水處理方法，含臭氧的氣體中的臭氧的濃度范圍為5-200mg/L。
根據(jù)本發(fā)明的彩涂廢水處理方法，藥劑為亞鐵離子試劑或者芬頓試劑;在亞鐵離子試劑中亞鐵離子濃度范圍為0～1mmol/L;在芬頓試劑中，亞鐵離子濃度范圍為0～1mmol/L，過氧化氫濃度范圍為0～20mmol/L。
本發(fā)明的有益技術效果在于：
本發(fā)明的彩涂廢水處理裝置將在氣液傳質過程強化方面表現(xiàn)優(yōu)異的超重力技術(超重力反應器)與臭氧高級氧化(高級氧化藥劑儲罐和臭氧發(fā)生系統(tǒng))結合起來，解決傳統(tǒng)AOPs過程存在的臭氧與水接觸問題，提高物料傳質效率及臭氧利用率并減少彩涂廢水處理成本。
