申請(qǐng)日2013.12.18
公開(公告)日2014.06.11
IPC分類號(hào)C02F9/14
摘要
本實(shí)用新型公開一種冷軋PSA廢水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)池、鐵碳微電解反應(yīng)器、催化反應(yīng)池、中和絮凝沉淀裝置、生化反應(yīng)裝置、一級(jí)沉淀池和污水濃縮池。調(diào)節(jié)池上設(shè)置有PSA廢水排入管、空氣排入管和液位儀;調(diào)節(jié)池的下端輸出口與鐵碳微電解反應(yīng)器的下端輸入口連通，鐵碳微電解反應(yīng)器上端輸出口與催化反應(yīng)池連通，中和絮凝沉淀裝置依次包括中和池、絮凝池和沉淀池，催化反應(yīng)池輸出口與中和池連通，沉淀池的輸出口與生化反應(yīng)裝置相連，生化反應(yīng)裝置包括生化池，生化池與一級(jí)沉淀池相連。本實(shí)用新型改變傳統(tǒng)物化處理階段，有機(jī)物開環(huán)、斷鏈不徹底的弊病，采用鐵碳微電解反應(yīng)裝置大大提高開環(huán)、斷鏈的效果，降低后端處理負(fù)荷，提高處理效果。
權(quán)利要求書
1.一種冷軋PSA廢水處理系統(tǒng)，包括調(diào)節(jié)池(1)、鐵碳微電解 反應(yīng)器(2)、催化反應(yīng)池(3)、中和絮凝沉淀裝置(4)、生化反應(yīng)裝 置(5)、一級(jí)沉淀池(6)和污水濃縮池(7)，其特征在于：
所述調(diào)節(jié)池(1)上設(shè)置有PSA廢水排入管(1.1)、空氣排入管 (11)和液位儀(1.2);所述調(diào)節(jié)池(1)的下端輸出口與鐵碳微電 解反應(yīng)器(2)的下端輸入口連通，所述調(diào)節(jié)池(1)與鐵碳微電解反 應(yīng)器(2)之間的管道上設(shè)置有分流閥(8)和調(diào)節(jié)池提升泵(9);
所述鐵碳微電解反應(yīng)器(2)上端輸出口與催化反應(yīng)池(3)連通， 所述催化反應(yīng)池(3)上設(shè)置有硫酸排入管(3.1)、雙氧水排入管(3.2)、 硫酸化亞鐵排入管(3.3)和攪拌機(jī)(10);
所述中和絮凝沉淀裝置(4)依次包括中和池(4.1)、絮凝池(4.2) 和沉淀池(4.3)，所述中和池(4.1)和絮凝池(4.2)內(nèi)都設(shè)置有攪 拌機(jī)(10)，所述中和池(4.1)上設(shè)置有石灰乳排入管(4.11)，所述 絮凝池(4.2)上設(shè)置有PAM排入管(4.21);
所述催化反應(yīng)池(3)輸出口與中和池(4.1)連通，所述沉淀池 (4.3)的輸出口與生化反應(yīng)裝置(5)相連，所述生化反應(yīng)裝置(5) 包括生化池(5.1)和設(shè)置在生化池(5.1)上的空氣排入管(11)，所 述生化池(5.1)與一級(jí)沉淀池(6)相連，所述一級(jí)沉淀池(6)與 污水濃縮池(7)連通，所述一級(jí)沉淀池(6)上設(shè)置有達(dá)標(biāo)排水管(6.1)， 所述污水濃縮池(7)上污泥脫水管(7.1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋PSA廢水處理系統(tǒng)，其特征在于： 所述分流閥(8)與調(diào)節(jié)池(1)的液位儀(1.2)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷軋PSA廢水處理系統(tǒng)，其特征 在于：所述催化反應(yīng)池(3)的第二輸出口與調(diào)節(jié)池(1)之間設(shè)置有 管道，所述催化反應(yīng)池(3)上還設(shè)置有pH計(jì)(12)，所述硫酸排入 管(3.1)、雙氧水排入管(3.2)、硫酸化亞鐵排入管(3.3)上設(shè)置開 關(guān)閥(13)、所述硫酸排入管(3.1)上的開關(guān)閥(13)與pH計(jì)(12) 連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷軋PSA廢水處理系統(tǒng)，其特征 在于：所述中和池(4.1)上設(shè)置有pH計(jì)(12)，所述石灰乳排入管 (4.11)上設(shè)置有開關(guān)閥(13)，所述石灰乳排入管(4.11)上的開關(guān) 閥(13)與pH計(jì)(12)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷軋PSA廢水處理系統(tǒng)，其特征 在于：所述沉淀池(4.3)和生化池(5.1)分別與污水濃縮池(7)連 通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷軋PSA廢水處理系統(tǒng)，其特征 在于：所述污水濃縮池(7)的上端輸出口與調(diào)節(jié)池(1)連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷軋PSA廢水處理系統(tǒng)，其特征 在于：所述分流閥(8)有兩個(gè)且并聯(lián)設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷軋PSA廢水處理系統(tǒng)，其特征 在于：所述鐵碳微電解反應(yīng)器(2)、催化反應(yīng)池(3)和生化反應(yīng)裝 置(5)設(shè)有兩個(gè)且都并聯(lián)設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷軋PSA廢水處理系統(tǒng)，其特征 在于：所述鐵碳微電解反應(yīng)器(2)內(nèi)設(shè)置有由鐵、碳和金屬催化劑 構(gòu)成的多孔填料層(2.1)。
說(shuō)明書
冷軋PSA廢水處理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及冷軋鍍錫、化工、印染廢水等高濃度廢水領(lǐng)域， 具體地指一種冷軋PSA廢水處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)
PSA(苯酚磺酸)是重要的化工原料，也是冷軋鍍錫常用電鍍液 的主要成分之一，在其生產(chǎn)和應(yīng)用中會(huì)產(chǎn)生大量的PSA廢水。PSA廢 水具有有機(jī)污染濃度高，含苯酚類等難降解有機(jī)物等特點(diǎn)。采用傳統(tǒng) 的物化方法處理效率很低，而且這些基團(tuán)(-OH、-SO3H)對(duì)微生物 具有強(qiáng)烈的毒性，采用單一生化法也難以奏效。
隨著環(huán)保排放要求的提高及廢水深度處理回用要求，針對(duì)高濃度 廢水有必要提出處理效果更加穩(wěn)定的處理工藝。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種冷軋 PSA廢水處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)處理后出水能穩(wěn)定達(dá)到GB13456-2012出 水標(biāo)準(zhǔn)，COD≤80mg/l。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的冷軋PSA廢水處理系統(tǒng)， 包括調(diào)節(jié)池、鐵碳微電解反應(yīng)器、催化反應(yīng)池、中和絮凝沉淀裝置、 生化反應(yīng)裝置、一級(jí)沉淀池和污水濃縮池，
所述調(diào)節(jié)池上設(shè)置有PSA廢水排入管、空氣排入管和液位儀; 所述調(diào)節(jié)池的下端輸出口與鐵碳微電解反應(yīng)器的下端輸入口連通，所 述調(diào)節(jié)池與鐵碳微電解反應(yīng)器之間的管道上設(shè)置有分流閥和調(diào)節(jié)池 提升泵;
所述鐵碳微電解反應(yīng)器上端輸出口與催化反應(yīng)池連通，所述催化 反應(yīng)池上設(shè)置有硫酸排入管、雙氧水排入管、硫酸化亞鐵排入管和攪 拌機(jī);
所述中和絮凝沉淀裝置依次包括中和池、絮凝池和沉淀池，所述 中和池和絮凝池內(nèi)都設(shè)置有攪拌機(jī)，所述中和池上設(shè)置有石灰乳排入 管，所述絮凝池上設(shè)置有PAM排入管;
所述催化反應(yīng)池輸出口與中和池連通，所述沉淀池的輸出口與生 化反應(yīng)裝置相連，所述生化反應(yīng)裝置包括生化池和設(shè)置在生化池上的 空氣排入管，所述生化池與一級(jí)沉淀池相連，所述一級(jí)沉淀池與污水 濃縮池連通，所述一級(jí)沉淀池上設(shè)置有達(dá)標(biāo)排水管，所述污水濃縮池 上污泥脫水管。
進(jìn)一步地，所述分流閥與調(diào)節(jié)池的液位儀連通。
再進(jìn)一步地，所述催化反應(yīng)池的第二輸出口與調(diào)節(jié)池之間設(shè)置有 管道，所述催化反應(yīng)池上還設(shè)置有pH計(jì)，所述硫酸排入管、雙氧水 排入管、硫酸化亞鐵排入管上設(shè)置開關(guān)閥、所述硫酸排入管上的開關(guān) 閥與pH計(jì)連通。
再進(jìn)一步地，所述中和池上設(shè)置有pH計(jì)，所述石灰乳排入管上 設(shè)置有開關(guān)閥，所述石灰乳排入管上的開關(guān)閥與pH計(jì)連通。
再進(jìn)一步地，所述沉淀池和生化池分別與污水濃縮池連通。
再進(jìn)一步地，所述污水濃縮池的上端輸出口與調(diào)節(jié)池連通。
再進(jìn)一步地，所述分流閥有兩個(gè)且并聯(lián)設(shè)置。
再進(jìn)一步地，所述鐵碳微電解反應(yīng)器、催化反應(yīng)池和生化反應(yīng)裝 置設(shè)有兩個(gè)且都并聯(lián)設(shè)置。
再進(jìn)一步地，所述鐵碳微電解反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有由鐵、碳和金屬催 化劑構(gòu)成的多孔填料層。
本實(shí)用新型的工作原理：
冷軋PSA廢水處理系統(tǒng)主要包括鐵碳微電解反應(yīng)器、催化氧化 反應(yīng)池、中和絮凝沉淀裝置、生化反應(yīng)裝置。其特點(diǎn)是鐵碳和催化氧 化反應(yīng)階段效果穩(wěn)定，生化處理負(fù)荷均勻，出水指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
(一)鐵碳微電解反應(yīng)器原理：當(dāng)將鐵屑和碳粒浸沒在酸性廢水 中時(shí)，由于鐵和碳之間的電極電位差(1.2V)，廢水中會(huì)行程無(wú)數(shù)個(gè) 微原電池。其中電位低的鐵成為陽(yáng)極，電位高的碳成為陰極，在酸性 充氧條件下發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)過(guò)程如下：
陽(yáng)極(Fe)：Fe-2e→Fe2+
陰極(C)：2H++2e→2H→H2，
從反應(yīng)中看出，產(chǎn)生的了初生態(tài)的Fe2+和原子H，它們具有高化學(xué) 活性，能改變廢水中許多有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和特性，使有機(jī)物發(fā)生斷鏈， 開環(huán)等作用。若有曝氣，還會(huì)發(fā)生下面的反應(yīng)：
O2+4H++4e→2H2O
O2+2H2O+4e→4OH-
2Fe2++O2+4H+→2H2O+Fe3+
鐵碳微電解反應(yīng)器必須保證停留時(shí)間3-4h，增加曝氣充氧，即可 防止鐵碳填料的板結(jié)，還可產(chǎn)生Fe3+，水解產(chǎn)生Fe(OH)3膠體，可 以有效吸附、凝聚水中污染物，增強(qiáng)對(duì)廢水的凈化效果。
反應(yīng)停留時(shí)間：3-4h
(二)氧化反應(yīng)池
經(jīng)過(guò)鐵碳微電解反應(yīng)器后的廢水經(jīng)過(guò)開環(huán)、斷鏈后更易于通過(guò)催 化氧化而徹底降解。氧化反應(yīng)池內(nèi)通過(guò)投加硫酸控制反應(yīng)pH值 3.0～4.0，投加H2O2作為氧化劑，F(xiàn)eSO4作為催化劑。保證H2O2、FeSO4投加量及投加比例，反應(yīng)時(shí)間2～3h。氧化反應(yīng)池分成2級(jí)，池內(nèi)壁 需設(shè)置防腐。
(三)中和絮凝及沉淀
通過(guò)氧化池后的廢水COD得到降解，但需對(duì)其進(jìn)行pH回調(diào)， 去除鐵、錫等金屬離子，實(shí)行固液分離后達(dá)到生化進(jìn)水條件。
中和階段投加石灰乳調(diào)節(jié)pH值7～9，反應(yīng)時(shí)間5-10min。
絮凝階段投加PAM，使反應(yīng)生成的絮凝物凝聚成大的礬花，提 高沉淀性能，反應(yīng)時(shí)間3～5min
沉淀階段實(shí)現(xiàn)沉淀物與廢水的分離，出水達(dá)到生化進(jìn)水階段，沉 淀可采用斜管沉淀。
(四)生化階段
經(jīng)過(guò)催化氧化后的出水可生化性進(jìn)一步提高，經(jīng)過(guò)生化去除降解 COD,保證出水達(dá)標(biāo)。
生化反應(yīng)停留時(shí)間不小于20h，采用接觸氧化，內(nèi)設(shè)生物填料， 反應(yīng)池內(nèi)DO控制為2～4mg/l。
(五)二沉池
采用澄清池或斜管沉淀池，經(jīng)過(guò)泥水分離后，出水達(dá)標(biāo)排放，表 面負(fù)荷0.8～0.9
本實(shí)用新型的有益效果：
(1)本實(shí)用新型改變傳統(tǒng)物化處理階段，有機(jī)物開環(huán)、斷鏈不 徹底的弊病，采用鐵碳微電解反應(yīng)裝置大大提高開環(huán)、斷鏈的效果， 降低后端處理負(fù)荷，提高處理效果。
(2)本實(shí)用新型采用芬頓強(qiáng)氧化技術(shù)，能保證穩(wěn)定的COD去除 效率，和生化組合后整體處理效果佳。
(3)本實(shí)用新型工藝適用范圍廣，可同時(shí)應(yīng)用于印染等其他高 難有機(jī)廢水處理。
(4)本實(shí)用新型增加生化處理系統(tǒng)能使出水很好達(dá)到新的排放 標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)現(xiàn)有工程實(shí)例的運(yùn)行出水分析，單純經(jīng)過(guò)鐵碳反應(yīng)器、中 和沉淀后的出水COD很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，一般出水在2000mg/l左右， 與現(xiàn)行GB13456-2012標(biāo)準(zhǔn)有很大差距，所以需增加生化處理單元， 徹底降解COD。同時(shí)，本工藝還研究了PSA廢水中Sn等金屬離子 對(duì)生物的抑制作用，提出對(duì)中和絮凝沉淀需要控制達(dá)到的水平及生化 的控制要求。
(5)鐵碳微電解反應(yīng)器采用下入上出結(jié)構(gòu)解決了鐵碳反應(yīng)濾料 板結(jié)問(wèn)題。
