申請(qǐng)日2015.07.15
公開(公告)日2017.02.01
IPC分類號(hào)C02F9/08; C02F103/16
摘要
本發(fā)明涉及一種廢水處理系統(tǒng)與方法，尤其是一種電鍍廢水處理系統(tǒng)與方法。本發(fā)明為了克服常見電鍍廢水處理工藝中忽略COD，以及針對(duì)COD的改良工藝存在的投藥量大、反滲透產(chǎn)水率低、能耗大等缺點(diǎn)，提供了一種能高效去除電鍍廢水中的COD的電鍍廢水處理系統(tǒng)與方法,包括分類收集調(diào)節(jié)單元、物化混凝沉淀單元、加藥系統(tǒng)Ⅰ、反調(diào)緩沖池PH值調(diào)整單元、加藥系統(tǒng)Ⅱ、UV‑BAF氧化單元、深處理反滲透單元、濃水離子交換單元、排放單元、污泥處理系統(tǒng)以及淡水回用裝置，從而有效去除了電鍍廢水中的COD，具有操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低，反滲透產(chǎn)水率高，氧化分解更徹底，處理運(yùn)行更穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求書
1.一種電鍍廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括分類收集調(diào)節(jié)單元(110)、物化混凝沉淀單元(120)、加藥系統(tǒng)Ⅰ(123)、反調(diào)緩沖池pH值調(diào)整單元(130)、加藥系統(tǒng)Ⅱ(132)、UV-BAF氧化單元(140)、深處理反滲透單元(150)、濃水離子交換單元(160)、排放單元(170)、污泥處理系統(tǒng)(124)以及淡水回用裝置(151);
所述電鍍廢水處理系統(tǒng)中的分類收集調(diào)節(jié)單元(110)、物化混凝沉淀單元(120)、反調(diào)緩沖池pH值調(diào)整單元(130)、UV-BAF氧化單元(140)、深處理反滲透單元(150)、濃水離子交換單元(160)、排放單元(170)依次用管道連接，其中，物化混凝沉淀單元(120)還通過(guò)管道與污泥處理系統(tǒng)(124)連接，深處理反滲透單元(150)還與淡水回用裝置(151)通過(guò)管道連接;
所述UV-BAF氧化單元包括UV-BAF池(1)、UPVC空氣管(2)、微孔曝氣器(3)、活性碳填料(4)、UV光射燈(5)、催化觸媒陶瓷填料層(6)、羅茨風(fēng)機(jī)(7)、UV光解器(8)、出水堰(9)、進(jìn)水管(10)、排水管(11);
所述進(jìn)水管(10)與UV-BAF池(1)相連接，所述UPVC空氣管(2)位于UV-BAF池(1)的底部，所述微孔曝氣器(3)與UPVC空氣管(2)相連;所述活性碳填料(4)與所述UV光射燈(5)位于所述UV-BAF池(1)的中部，呈相互間隔的豎直排列，在UV-BAF池(1)的上部設(shè)有催化觸媒陶瓷填料層(6)，在所述UV-BAF池(1)的右上角設(shè)有出水堰(9)，在所述出水堰(9)上設(shè)有排水管(11);所述羅茨風(fēng)機(jī)(7)與UV光解器(8)相連，所述UV光解器(8)與UPVC空氣管(2)相連接;
所述物化混凝沉淀單元(120)包括有機(jī)械攪拌機(jī)(121)、pH/ORP表(122)、加藥系統(tǒng)Ⅰ(123)，其中加藥系統(tǒng)Ⅰ(123)與混凝沉淀池通過(guò)管道連接，機(jī)械攪拌機(jī)(121)固定安裝在混凝沉淀池中，在混凝沉淀池中還設(shè)有pH/ORP表(122);
所述反調(diào)緩沖池pH值調(diào)整單元(130)包括有pH表(131)、加藥系統(tǒng)Ⅱ(132)，其中所述加藥系統(tǒng)Ⅱ(132)通過(guò)管道與反調(diào)緩沖池連接，反調(diào)緩沖池上設(shè)有pH表(131)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電鍍廢水處理系統(tǒng)，其特征在于,所述的UV-BAF池(1)的氣水體積比為6-10。
3.一種電鍍廢水處理方法，其特征在于，包括以下處理步驟：
分類收集調(diào)節(jié):除含鎳廢水、含鉻廢水外的其它各股電鍍廢水進(jìn)行分類收集(110);
物化混凝沉淀:除含鎳廢水、含鉻廢水外的其它各股電鍍廢水進(jìn)行物化混凝沉淀(120)處理;
反調(diào)緩沖池pH值調(diào)整:通過(guò)加藥系統(tǒng)Ⅰ(123)對(duì)廢水加藥，經(jīng)物化混凝沉淀(120)單元處理后的一部分廢水通過(guò)加藥系統(tǒng)Ⅱ(132)加藥后，進(jìn)入反調(diào)緩沖池進(jìn)行pH值調(diào)整單元(130)，經(jīng)物化混凝沉淀(120)單元處理后產(chǎn)生的污泥進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)(124);
UV-BAF氧化:進(jìn)入U(xiǎn)V-BAF池(1)，進(jìn)行UV-BAF氧化，有機(jī)物或還原性無(wú)機(jī)物被氧化分解或轉(zhuǎn)化，氧化分解成CO2、H2O和無(wú)機(jī)鹽;
深處理反滲透:經(jīng)深處理反滲透單元(150)，按產(chǎn)水率60%運(yùn)行，淡水回用到生產(chǎn)，濃水通過(guò)濃水離子交換單元(160)對(duì)重金屬離子進(jìn)行吸附截留后再排放;
還包括所述UV-BAF氧化單元(140)的以下具體步驟：
經(jīng)反調(diào)緩沖池pH值調(diào)整單元(130)處理后的電鍍廢水從池底部進(jìn)入U(xiǎn)V-BAF池(1);
羅茨風(fēng)機(jī)(7)提供壓縮空氣，流經(jīng)UV光解器(8)，在UV光的作用下，空氣中的O2被激發(fā)電離，生成氧化性極強(qiáng)的O3，并通過(guò)UPVC空氣管(2)和微孔曝氣器(3)鼓入U(xiǎn)V-BAF池(1)中;
廢水與含有強(qiáng)氧化性的O3的空氣混合，O3通過(guò)氣泡的氣液傳質(zhì)界面向水中傳遞，并溶解生成氧化性更強(qiáng)的羥基OH-，廢水中部分容易氧化的有機(jī)物和絕大部分還原性無(wú)機(jī)物被氧化或分解;
難于氧化的有機(jī)物在廢水流經(jīng)活性碳填料(4)時(shí)，被活性碳填料吸附截留;
活性碳吸附的有機(jī)物在UV光和溶解在廢水中的羥基OH-的共同作用下被氧化分解，生成CO2、H2O和無(wú)機(jī)化合物，實(shí)現(xiàn)吸附→分解→再生→再吸附的循環(huán);
部分廢水中游離的、未被活性碳吸附的有機(jī)物，隨廢水流經(jīng)催化觸媒陶瓷填料層(6)，在催化觸媒陶瓷填料表面被廢水中殘余的羥基OH-氧化;
經(jīng)過(guò)活性碳吸附并被UV光催化氧化及陶瓷觸媒催化氧化后，廢水中的COD物質(zhì)得到充分的氧化分解;
廢水通過(guò)出水堰(9)，排出UV-BAF池(1)，進(jìn)入深處理反滲透單元(150)。
說(shuō)明書
一種電鍍廢水處理系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種廢水處理系統(tǒng)與方法，尤其是一種電鍍廢水處理系統(tǒng)與方法。
背景技術(shù)
電鍍廢水的處理，通常情況下，首先考慮到的是對(duì)重金屬離子的處理。電鍍廢水處理中最常用、最傳統(tǒng)的技術(shù)是物化沉淀法，這也是最經(jīng)濟(jì)實(shí)用和成熟的處理工藝。隨著對(duì)電鍍行業(yè)環(huán)保要求的提高，很多地區(qū)要求電鍍行業(yè)廢水處理后回用率不得低于60%，而電鍍企業(yè)本身也有增產(chǎn)不增污的需要，因此在常規(guī)物化沉處理的基礎(chǔ)上，增加了深度處理反滲透回用工藝。目前在電鍍廢水處理中，各類型廢水都是單獨(dú)收集和處理。前處理廢水因?yàn)楹珻OD物質(zhì)較高，普遍認(rèn)為不適合進(jìn)入反滲透回用，而按《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》21900-2008〉的規(guī)定，含鎳、含鉻等一類污染物廢水必須單獨(dú)處理達(dá)標(biāo)。對(duì)含鎳廢水和含鉻廢水的回用處理技術(shù)已經(jīng)十分成熟，因此，提高廢水回用率主要處理對(duì)象是前處理廢水以及其它類型的電鍍廢水(如鍍鋅廢水、鍍銅廢水、含氰廢水等)。
目前這部分類型電鍍廢水回用-達(dá)標(biāo)最普遍的處理工藝流程如圖1所示。
這種工藝的最大問(wèn)題是忽略了電鍍廢水中的COD，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，物化沉淀后廢水中COD含量高達(dá)100mg/L以上，造成活性碳很快飽和、離子交換樹脂中毒、反滲透膜堵塞等一系列問(wèn)題，并且反滲透濃水COD嚴(yán)重超標(biāo)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到排放要求。根據(jù)國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局和國(guó)家質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)總局發(fā)布的《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》21900-2008〉的規(guī)定，電鍍廢水COD排放限值為80mg/1。
在實(shí)際運(yùn)行中，隨著COD問(wèn)題的突顯，在上述常見的電鍍廢水處理工藝的基礎(chǔ)上，衍生發(fā)展了處理電鍍廢水中的COD的改良工藝1，如圖2所示和處理電鍍廢水中的COD的改良工藝2，如圖3所示。
在改良工藝1中，芬頓氧化雖然解決了進(jìn)膜前對(duì)COD的要求，但芬頓氧化需要進(jìn)行調(diào)酸和后續(xù)沉淀調(diào)堿過(guò)程，投藥量大，并且大量地增加了廢水中的離子濃度，造成反滲透產(chǎn)水率低，往往不能滿足回用60%要求，或者強(qiáng)制多次循環(huán)反滲透，但運(yùn)行電耗成本急速上升而回用水水質(zhì)下降。
在改良工藝2中，解決了反滲透濃水COD達(dá)標(biāo)排放的問(wèn)題，但對(duì)反滲透膜前水質(zhì)COD問(wèn)題仍然存在。
還有其它采用活性碳吸附、電解等處理方法，均不夠?qū)嵱谩?/P>
發(fā)明內(nèi)容
(1)要解決的技術(shù)問(wèn)題
本發(fā)明為了克服常見電鍍廢水處理工藝中忽略COD，以及針對(duì)COD的改良工藝存在的投藥量大、產(chǎn)水率低、能耗大以及效率低的缺點(diǎn)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能高效去除電鍍廢水中的COD的電鍍廢水處理系統(tǒng)與方法。
(2)技術(shù)方案
1.為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了這樣一種電鍍廢水處理系統(tǒng)，包括分類收集調(diào)節(jié)單元、物化混凝沉淀單元、加藥系統(tǒng)Ⅰ、反調(diào)緩沖池PH值調(diào)整單元、加藥系統(tǒng)Ⅱ、UV-BAF氧化單元、深處理反滲透單元、濃水離子交換單元、排放單元、污泥處理系統(tǒng)以及淡水回用裝置;
所述電鍍廢水處理系統(tǒng)中的分類收集調(diào)節(jié)單元、物化混凝沉淀單元、反調(diào)緩沖池PH值調(diào)整單元、UV-BAF氧化單元、深處理反滲透單元、濃水離子交換單元、排放單元依次用管道連接，其中，物化混凝沉淀單元還通過(guò)管道與污泥處理系統(tǒng)連接，深處理反滲透單元還與淡水回用裝置通過(guò)管道連接;
所述UV-BAF氧化單元包括UV-BAF池、UPVC空氣管、微孔曝氣器、活性碳填料、UV光射燈、催化觸媒陶瓷填料層、羅茨風(fēng)機(jī)、UV光解器、出水堰、進(jìn)水管、排水管;
所述進(jìn)水管與UV-BAF池相連接，所述UPVC空氣管位于UV-BAF池的底部，所述微孔曝氣器與UPVC空氣管相連;所述活性碳填料與所述UV光射燈位于所述UV-BAF池的中部，呈相互間隔的豎直排列，在UV-BAF池的上部設(shè)有催化觸媒陶瓷填料層，在所述UV-BAF池的右上角設(shè)有出水堰，在所述出水堰上設(shè)有排水管;所述羅茨風(fēng)機(jī)與UV光解器相連，所述UV光解器與UPVC空氣管相連接;
所述物化混凝沉淀單元包括有機(jī)械攪拌機(jī)、PH/ORP表、加藥系統(tǒng)Ⅰ，其中加藥系統(tǒng)Ⅰ與混凝沉淀池通過(guò)管道連接，機(jī)械攪拌機(jī)固定安裝在混凝沉淀池中，在混凝沉淀池中還設(shè)有PH/ORP表;
所述反調(diào)緩沖池PH值調(diào)整單元包括有PH表、加藥系統(tǒng)Ⅱ，其中所述加藥系統(tǒng)Ⅱ通過(guò)管道與反調(diào)緩沖池連接，反調(diào)緩沖池上設(shè)有PH表。
所述的UV-BAF池1的氣水體積比為6-10。
一種電鍍廢水處理方法，包括以下處理步驟：
分類收集調(diào)節(jié):除含鎳廢水、含鉻廢水外的其它各股電鍍廢水進(jìn)行分類收集;
物化混凝沉淀:除含鎳廢水、含鉻廢水外的其它各股電鍍廢水進(jìn)行物化混凝沉淀處理;
反調(diào)緩沖池PH值調(diào)整:通過(guò)加藥系統(tǒng)Ⅰ對(duì)廢水加藥，經(jīng)物化混凝沉淀單元處理后的一部分廢水通過(guò)加藥系統(tǒng)Ⅱ加藥后，進(jìn)入反調(diào)緩沖池進(jìn)行PH值調(diào)整單元，經(jīng)物化混凝沉淀單元處理后產(chǎn)生的污泥進(jìn)入污泥處理系統(tǒng);
UV-BAF氧化:進(jìn)入U(xiǎn)V-BAF池(1)，進(jìn)行UV-BAF氧化，有機(jī)物或還原性無(wú)機(jī)物被氧化分解或轉(zhuǎn)化，氧化分解成CO2、H2O和無(wú)機(jī)鹽;
深處理反滲透:經(jīng)深處理反滲透單元，按產(chǎn)水率60%運(yùn)行，通過(guò)淡水回用裝置將淡水用到生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，濃水通過(guò)濃水離子交換單元對(duì)重金屬離子進(jìn)行吸附截留后再排放。
優(yōu)選地，所述步驟4)UV-BAF氧化的具體步驟包括：
�、俳�(jīng)反調(diào)緩沖池PH值調(diào)整單元處理后的電鍍廢水從池底部進(jìn)入U(xiǎn)V-BAF氧化池;
�、诹_茨風(fēng)機(jī)提供壓縮空氣，流經(jīng)UV光解器，在UV光的作用下，空氣中的O2被激發(fā)電離，生成氧化性極強(qiáng)的O3，并通過(guò)UPVC空氣管和微孔曝氣器鼓入U(xiǎn)V-BAF池中;
�、蹚U水與含有強(qiáng)氧化性的O3的空氣混合，O3通過(guò)氣泡的氣液傳質(zhì)界面向水中傳遞，并溶解生成氧化性更強(qiáng)的羥基OH-，廢水中部分容易氧化的有機(jī)物和絕大部分還原性無(wú)機(jī)物被氧化或分解;
④難于氧化的有機(jī)物在廢水流經(jīng)活性碳填料時(shí)，被活性碳填料吸附截留;
�、莼钚蕴嘉降挠袡C(jī)物在UV光和溶解在廢水中的羥基OH-的共同作用下被氧化分解，生成CO2、H2O和無(wú)機(jī)化合物，活性碳得到再生，實(shí)現(xiàn)吸附→分解→再生→再吸附的循環(huán);
�、薏糠謴U水中游離的、未被活性碳吸附的有機(jī)物，隨廢水流經(jīng)陶瓷填料層，在催化觸媒陶瓷填料表面被廢水中殘余的羥基OH-氧化;
�、呓�(jīng)過(guò)活性碳吸附并被UV光催化氧化及陶瓷觸媒催化氧化后，廢水中的COD物質(zhì)得到充分的氧化分解;
�、鄰U水通過(guò)出水堰，排出UV-BAF氧化池，進(jìn)入深處理反滲透單元。
優(yōu)選地，電鍍廢水在步驟4)的停留時(shí)間應(yīng)控制在4-6小時(shí)。
工作原理：電鍍產(chǎn)生的廢水進(jìn)入電鍍廢水處理系統(tǒng)后流經(jīng)各單元的順序依次是：分類收集調(diào)節(jié)單元、物化混凝沉淀單元、反調(diào)緩沖池PH值調(diào)整單元、UV-BAF氧化單元、深處理反滲透單元、濃水離子交換單元、排放單元，其中，物化混凝沉淀單元產(chǎn)生的污泥進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)，經(jīng)深處理反滲透單元處理獲得的淡水直接進(jìn)入淡水回用環(huán)節(jié);除含鎳廢水、含鉻廢水外的其它各股電鍍廢水分類收集并進(jìn)行物化沉淀處理;在反調(diào)緩沖池中對(duì)電鍍廢水化學(xué)混凝反應(yīng)加藥并對(duì)電鍍廢水PH值進(jìn)行反調(diào);在UV-BAF池中對(duì)電鍍廢水進(jìn)行UV-BAF氧化，有機(jī)物或還原性無(wú)機(jī)物被氧化分解或轉(zhuǎn)化，氧化分解成CO2、H2O和無(wú)機(jī)鹽，從而達(dá)到去除COD的目的，而又無(wú)需向廢水中投加離子物質(zhì)，廢水中的COD降至30mg/L以下;經(jīng)深處理反滲透，按產(chǎn)水率60%運(yùn)行，將淡水回用到生產(chǎn)中，濃水則進(jìn)行陽(yáng)離子交換，對(duì)重金屬離子進(jìn)行吸附截留并達(dá)到達(dá)標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)后排放。
(3)有益效果
本發(fā)明的有益效果是：
1)電鍍廢水回用-達(dá)標(biāo)排放項(xiàng)目中使用UV-BAF工藝處理COD，解決了以往電鍍廢水回用-達(dá)標(biāo)排放中COD物質(zhì)造成深度處理反滲透回用系統(tǒng)運(yùn)行效果差和反滲膜使用壽命短的問(wèn)題，并解決了反滲透濃水COD不能達(dá)標(biāo)排放的問(wèn)題。
2)與芬頓氧化工藝相比，無(wú)需將廢水PH從9左右加酸調(diào)至4，經(jīng)芬頓氧化后又必須加堿將PH再調(diào)至9～10進(jìn)行混凝沉淀的環(huán)節(jié)。在操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低。
3)UV-BAF工藝最大的優(yōu)勢(shì)是在去除COD過(guò)程中，使用的是空氣和電能，無(wú)需向廢水中添加溶解型離子化合物，從而不會(huì)增加廢水的總的離子濃度，這對(duì)提高反滲透產(chǎn)水率有非常大的作用。
4)與芬頓氧化工藝相比，UV-BAF工藝對(duì)有機(jī)物的氧化能力更強(qiáng)，氧化分解更徹底，處理運(yùn)行也更穩(wěn)定。COD物質(zhì)是先被活性碳填料吸附，然后進(jìn)行催化氧化。活性碳吸附有一個(gè)緩沖作用，對(duì)廢水COD濃度變化有更強(qiáng)的抗沖擊能力。
5)與MBR膜生物反應(yīng)器工藝相比，UV-BAF工藝對(duì)有機(jī)物是直接氧化分解形成最終產(chǎn)物，運(yùn)行穩(wěn)定。而MBR膜生物反應(yīng)器中MBR膜只是對(duì)COD物質(zhì)過(guò)濾截留，被截留的COD物質(zhì)并不能全部被生物分解，最終形成累積而導(dǎo)致運(yùn)行不穩(wěn)定。
