申請日2014.04.21
公開(公告)日2014.08.06
IPC分類號C02F9/06; C02F103/30; C02F1/28
摘要
發(fā)明公開了一種陽離子染料廢水處理裝置及其處理廢水的方法，其中該裝置包括初濾網(wǎng)格、電解池、沉淀池和活性炭柱，其中初濾網(wǎng)格設(shè)置于電解池的進(jìn)水口處，電解池連接沉淀池，電解池出水口為沉淀池進(jìn)水口，沉淀池出水口連接活性炭柱;處理方法為先將陽離子染料廢水經(jīng)初濾網(wǎng)格過濾后進(jìn)入電解池中，調(diào)節(jié)pH為4.0，然后在電解池的陰陽電極板上施加電壓，生成鐵離子;再將反應(yīng)后的廢水引入沉淀池，調(diào)節(jié)pH至8.0~9.0，廢水沉淀后進(jìn)入配水區(qū)，最后引入活性炭柱進(jìn)行過濾脫色達(dá)標(biāo)后排放或再利用;使用本發(fā)明的裝置和方法處理陽離子染料廢水后BOD去除率可以達(dá)到87%以上，COD、色度、SS、總銅的去除率可以達(dá)到90%以上。
權(quán)利要求書
1.一種陽離子染料廢水處理裝置，其特征在于，該裝置包括初濾網(wǎng)格(1)、電解池(2)、沉淀池(3)和活性炭柱(4);初濾網(wǎng)格(1)設(shè)置于電解池(2)的進(jìn)水口處，電解池(2)連接沉淀池(3)，電解池出水口(11)為沉淀池(3)進(jìn)水口，沉淀池出水口(19)連接活性炭柱(4)，其中電解池(2) 四周內(nèi)壁上設(shè)置有陰陽電極板(12)，電解池(2)還設(shè)置有控制陰陽電極板(12)的陰陽極相互更替的導(dǎo)向開關(guān);沉淀池(3) 內(nèi)部末端設(shè)置有配水區(qū)(18)，配水區(qū)(18)與沉淀池(3)內(nèi)部隔離，通過上端開口(17)與沉淀池(3)內(nèi)部相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽離子染料廢水處理裝置，其特征在于，初濾網(wǎng)格(1)為聚丙烯纖維網(wǎng)格。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽離子染料廢水處理裝置，其特征在于，初濾網(wǎng)格(1)的下方設(shè)置有凹槽(7)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽離子染料廢水處理裝置，其特征在于，電解池(2)包括進(jìn)水口、第一pH調(diào)節(jié)口(8-1)、排氣口(10)和電解池出水口(11)，其中第一pH調(diào)節(jié)口(8-1)設(shè)置于進(jìn)水口處的電解池(2)頂端，排氣口(10)設(shè)置于電解池(2)頂端，電解池出水口(11)設(shè)置于電解池(2)末端頂部，電解池(2)頂端還設(shè)置有第一pH檢測計(9-1)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽離子染料廢水處理裝置，其特征在于，沉淀池(3)包括進(jìn)水口、第二pH調(diào)節(jié)口(8-2)、沉淀區(qū)(15)、污泥斗(13)、排泥口(16)和沉淀池出水口(19)，其中第二pH調(diào)節(jié)口(8-2)設(shè)置于進(jìn)水口處的沉淀池(3)頂端，沉淀區(qū)(15)為沉淀池(3)中部，污泥斗(13)設(shè)置于沉淀池(3)末端的底面，污泥斗(13)低于底面進(jìn)行設(shè)置，排泥口(16)設(shè)置于污泥斗(13)外側(cè)，同時沉淀池(3)中還設(shè)置有第二pH檢測計(9-2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的陽離子染料廢水處理裝置，其特征在于，陰陽電極板(12)為鐵板。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陽離子染料廢水處理裝置，其特征在于，污泥斗(13)外側(cè)設(shè)置有觀察窗(14)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的陽離子染料廢水處理裝置，其特征在于，電解池(2)的進(jìn)水口連接有進(jìn)水管(5);沉淀池出水口(19)連接有出水管(20)，出水管(20)連接活性炭柱(4);進(jìn)水管(5)上設(shè)置有第一旋塞閥門(6)，出水管(20)上設(shè)置有第二旋塞閥門(21)。
9.一種權(quán)利要求1-5任一項所述的陽離子染料廢水處理裝置處理陽離子染料廢水的方法，其特征在于，按照以下步驟進(jìn)行：
步驟一，將陽離子染料廢水由電解池(2)的進(jìn)水口引入，經(jīng)初濾網(wǎng)格(1)過濾后進(jìn)入電解池(2)中，通過水解池(2)頂?shù)牡谝籶H調(diào)節(jié)口(8-1)調(diào)節(jié)pH為4.0，由電解池(2)中第一pH檢測計(9-1)進(jìn)行pH監(jiān)控;
步驟二，在電解池(2)的陰陽電極板(12)上施加電壓，在電解池(2)中生成鐵離子;
步驟三，步驟二反應(yīng)后的廢水溢流進(jìn)入沉淀池(3)，通過沉淀池(3)頂?shù)牡诙䅟H調(diào)節(jié)口(8-2)將pH調(diào)節(jié)至8.0~9.0，由沉淀池(3)中第二pH檢測計(9-2)進(jìn)行pH監(jiān)控，廢水在沉淀池(3)中產(chǎn)生大量沉淀并沉淀到污泥斗(13)中，廢水沉淀后至沉淀池(3)末端開口(17)處溢滿出至配水區(qū)(18)中;
步驟四，將配水區(qū)(18)中的水引入至活性炭柱(4)進(jìn)行過濾脫色達(dá)標(biāo)后排放或再利用。
10.權(quán)利要求1至5任一項所述的陽離子染料廢水處理裝置在處理陽離子染料廢水中的應(yīng)用。
說明書
一種陽離子染料廢水處理裝置及其處理廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種陽離子染料廢水處理裝置及其處理廢水的方法。
背景技術(shù)
染料工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)中的重要行業(yè)，目前我國各種染料產(chǎn)量已逾90萬噸，染料產(chǎn)量占世界的60%左右，每生產(chǎn)1t染料，將有≥ 2%的產(chǎn)品隨廢水流失，造成了極大的物質(zhì)及經(jīng)濟(jì)損失。并且，在染料的生產(chǎn)過程中有90%的無機(jī)原料和10%~30%的有機(jī)原料轉(zhuǎn)移到廢水中。該類廢水具有污染物濃度高，成分復(fù)雜，含有大量的有機(jī)物和鹽份，CODCr濃度高，生物降解性較低，色澤深，酸堿性強(qiáng)等特點(diǎn)，一直是工業(yè)廢水處理中的難題，已成為環(huán)境重點(diǎn)污染源之一。
陽離子染料是紡織染料的一種，可溶于水，溶于水后電離生成帶陽電荷的有色離子。染料的陽離子可與蛋白質(zhì)分子以鹽堿相結(jié)合，也能與織物中第三單體的酸性基團(tuán)結(jié)合而使纖維染色，是腈綸纖維染色的專用染料，具有強(qiáng)度高、色光鮮艷、耐光牢度好等優(yōu)點(diǎn)。極高的色度會大大降低水體透明度，大量消耗水中的氧，造成水體缺氧;含有鉻、鉛、汞、砷、鋅等重金屬鹽類，無法生物降解，具有很強(qiáng)的致癌、致畸、致突變性;許多分散染料具有生物積累性，且染料化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，生物可降解性差。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn)，隨著人們對紡織物色彩的需求越來越高，染料的品種越來越多，并朝著抗光解、抗氧化、抗生物降解的方向發(fā)展，使得染料廢水越來越難以用傳統(tǒng)的水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。
如活性炭吸附法雖然已廣泛應(yīng)用于染料廢水的脫色，對去除水中溶解性有機(jī)物非常有效，但是再生困難，且易導(dǎo)致活性炭大量損失，處理成本高，應(yīng)用面窄。再如電解法雖能利用電化學(xué)反應(yīng)對廢水進(jìn)行有效處理，不必大量耗費(fèi)化學(xué)藥劑，但在處理大量廢水時的電耗和電極金屬消耗量較大，且分離出的沉淀物質(zhì)不易處理利用。再如生物活性碳吸附法將吸附法和生化法綜合應(yīng)用，作為固定媒介的活性炭提高了微生物的活力，可以提高對染料廢水的處理效果，但是一旦微生物濃度過高便會造成活性炭孔道堵塞，導(dǎo)致自身二次污染，從而大大降低處理效果，并且吸附后活性炭與廢水的分離及活性炭的再生是該法處理染料廢水中的難點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
解決的技術(shù)問題： 本發(fā)明的目的在于為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種陽離子染料廢水處理裝置及其處理廢水的方法。
技術(shù)方案：
一種陽離子染料廢水處理裝置，該裝置包括初濾網(wǎng)格、電解池、沉淀池和活性炭柱;初濾網(wǎng)格設(shè)置于電解池的進(jìn)水口處，電解池連接沉淀池，電解池出水口為沉淀池進(jìn)水口，沉淀池出水口連接活性炭柱，其中電解池四周內(nèi)壁上設(shè)置有陰陽電極板，電解池還設(shè)置有控制陰陽電極板的陰陽極相互更替的導(dǎo)向開關(guān);沉淀池內(nèi)部末端設(shè)置有配水區(qū)，配水區(qū)與沉淀池內(nèi)部隔離，通過上端開口與沉淀池內(nèi)部相連通。
所述的陽離子染料廢水處理裝置，初濾網(wǎng)格可以為聚丙烯纖維網(wǎng)格。
所述的陽離子染料廢水處理裝置，初濾網(wǎng)格的下方可以設(shè)置有凹槽。
所述的陽離子染料廢水處理裝置，電解池可以包括進(jìn)水口、第一pH調(diào)節(jié)口、排氣口和電解池出水口，其中第一pH調(diào)節(jié)口可以設(shè)置于進(jìn)水口處的電解池頂端，排氣口可以設(shè)置于電解池頂端，電解池出水口可以設(shè)置于電解池末端頂部，電解池頂端還可以設(shè)置有第一pH檢測計。
所述的陽離子染料廢水處理裝置，沉淀池可以包括進(jìn)水口、第二pH調(diào)節(jié)口、沉淀區(qū)、污泥斗、排泥口和沉淀池出水口，其中第二pH調(diào)節(jié)口可以設(shè)置于進(jìn)水口處的沉淀池頂端，沉淀區(qū)為沉淀池中部，污泥斗可以設(shè)置于沉淀池末端的底面，污泥斗低于底面進(jìn)行設(shè)置，排泥口可以設(shè)置于污泥斗外側(cè)，同時沉淀池中還可以設(shè)置有第二pH檢測計。
以上所述的陽離子染料廢水處理裝置，陰陽電極板可以為鐵板。
以上所述的陽離子染料廢水處理裝置，污泥斗外側(cè)可以設(shè)置有觀察窗。
以上所述的陽離子染料廢水處理裝置，電解池的進(jìn)水口可以連接有進(jìn)水管;沉淀池出水口可以連接有出水管，出水管連接活性炭柱;進(jìn)水管上可以設(shè)置有第一旋塞閥門，出水管上設(shè)置可以有第二旋塞閥門。
一種以上所述的陽離子染料廢水處理裝置處理陽離子染料廢水的方法，按照以下步驟進(jìn)行：
步驟一，將陽離子染料廢水由電解池的進(jìn)水口引入，經(jīng)初濾網(wǎng)格過濾后進(jìn)入電解池中，通過水解池頂?shù)牡谝籶H調(diào)節(jié)口調(diào)節(jié)pH為4.0，由電解池中第一pH檢測計進(jìn)行pH監(jiān)控;
步驟二，在電解池的陰陽電極板上施加電壓，在電解池中生成鐵離子;
步驟三，步驟二反應(yīng)后的廢水溢流進(jìn)入沉淀池，通過沉淀池頂?shù)牡诙䅟H調(diào)節(jié)口將pH調(diào)節(jié)至8.0~9.0，由沉淀池中第二pH檢測計進(jìn)行pH監(jiān)控，廢水在沉淀池中產(chǎn)生大量沉淀并沉淀到污泥斗中，廢水沉淀后至沉淀池末端開口處溢滿出至配水區(qū)中;
步驟四，將配水區(qū)中的水引入至活性炭柱進(jìn)行過濾脫色達(dá)標(biāo)后排放或再利用。
以上所述的陽離子染料廢水處理裝置在處理陽離子染料廢水中的應(yīng)用。
本發(fā)明提供了一種陽離子染料廢水處理裝置，將電解法和活性炭吸附法有效結(jié)合起來，廢水先經(jīng)過聚丙烯纖維格網(wǎng)過濾去除大型的固體懸浮物及少量有機(jī)物，同時聚丙烯纖維格網(wǎng)耐腐蝕性強(qiáng)，可清洗性高，強(qiáng)度高，因此作為優(yōu)選材料，網(wǎng)格下面可以設(shè)置一個凹槽，被除去的懸浮物沉淀儲存在格網(wǎng)下方的凹槽中，防止了因懸浮物堆積而導(dǎo)致過水?dāng)嗝鏈p小的問題;廢水再通過電解池，使有機(jī)物質(zhì)顆粒產(chǎn)生絮凝體沉淀與水分離，并將大分子染料分解為小分子無色物質(zhì)，提高廢水可生化性和脫色效果;隨后進(jìn)入沉淀池，堿性環(huán)境使得電解池中生成的鐵離子形成大量的氫氧化鐵絡(luò)合物，有效促進(jìn)有機(jī)物顆粒產(chǎn)生的絮凝體進(jìn)一步沉淀并與水分離;最后經(jīng)過活性炭柱吸附殘余的大分子染料和懸浮物，并深度脫色，使出水達(dá)標(biāo)滿足相應(yīng)的工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。該法處理工藝出水水質(zhì)高，裝置簡單，占地面積小，處理周期短，特別適用于小型染料廢水處理，且在實際工作中藥劑添加量少，管理簡單，節(jié)約成本，具有良好的推廣應(yīng)用價值。
本發(fā)明所述電解池的陰陽電極通電后，廢水中分散的膠體顆粒、極性分子、細(xì)小污染物在微電場作用下形成電泳，聚集在電極上，形成大顆粒沉淀，使COD降低，此外，電極反應(yīng)中產(chǎn)生的新生態(tài)的氫具有較高活性，能與廢水中許多組分發(fā)生氧化還原作用，破壞發(fā)色、助色基團(tuán)結(jié)構(gòu)，使偶氮鍵斷裂，使一些大分子染料分解為小分子無色物質(zhì)，提高廢水可生化性和脫色效果，且電解裝置還可通過設(shè)置導(dǎo)向開關(guān)進(jìn)行調(diào)控，互相交換更替陰、陽極，使兩極鐵板消耗均勻，減少運(yùn)行費(fèi)用和維護(hù)成本;電解池的頂部設(shè)置有排氣口，用于及時排除電解槽陰極產(chǎn)生的H2，避免裝置內(nèi)部氣壓過高。
所述沉淀池采用類似于平流式沉淀池的構(gòu)造，使用時將進(jìn)水pH調(diào)節(jié)至8.0~9.0，使得電解池中生成的鐵離子形成大量的氫氧化鐵絡(luò)合物，其吸附力比普通氫氧化鐵強(qiáng)50倍，有效促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)顆粒產(chǎn)生的絮凝體進(jìn)一步沉淀與水分離;沉淀后的污泥儲存在所述梯形污泥斗中，通過所述排泥口上方的玻璃窗以觀察和控制排泥時間;沉淀池由上端出水至配水區(qū)，一方面能防止部分沉淀直接進(jìn)入活性炭吸附段，降低活性炭柱吸附負(fù)荷，另一方面可以對沉淀池出水進(jìn)行緩沖，避免對活性炭柱的水力沖擊負(fù)荷過大。
所述活性炭柱中可以填充粉末活性炭，廢水進(jìn)入活性炭柱后，可以將吸附殘余的大分子染料和懸浮物，并進(jìn)一步去除色度，使出水達(dá)標(biāo)滿足相應(yīng)的工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。
有益效果
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在綜合了電解法和活性炭吸附法處理陽離子染料廢水優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，作了進(jìn)一步改進(jìn)。
(1)通過在電解池中設(shè)置導(dǎo)向開關(guān)交換陰、陽極，可以實現(xiàn)兩級鐵板均勻消耗，大大減少了運(yùn)行費(fèi)用和維護(hù)成本;
(2)電解池后續(xù)沉淀池中保持堿性環(huán)境，能有效促進(jìn)金屬鐵離子及其他殘余陽離子的絮凝及沉淀，并能進(jìn)一步吸附廢水中的污染物以降低其表面能，最終凝結(jié)成較大的絮體沉淀，從而降低廢水中的COD和色度;
(3)沉淀池出水至配水區(qū)，不僅起到了很好的水力負(fù)荷緩沖作用，且使得活性炭柱的進(jìn)水污染負(fù)荷大大減輕，可有效減緩活性炭飽和速率，使其使用周期延長約15%~20%，并可降低約5%~10%的活性炭每次再生損耗率。
(4)初濾網(wǎng)格下方設(shè)置有凹槽，被過濾除去的懸浮物沉淀儲存在凹槽中，防止了因懸浮物堆積而導(dǎo)致過水?dāng)嗝鏈p小的問題;
(5)沉淀池末端設(shè)置有污泥斗、排泥口和觀察窗，可以隨時觀察沉淀池中的沉淀情況，根據(jù)需要進(jìn)行沉淀池的清洗。
(6)本發(fā)明在進(jìn)行廢水處理的過程中只需要加入pH緩沖液進(jìn)行調(diào)節(jié)pH值，不需要另外加入其它藥劑進(jìn)行反映，因此節(jié)約了成本，簡化了處理方式，減少了處理步驟。
(7)經(jīng)試驗表明，使用本發(fā)明提供的陽離子染料廢水處理裝置及其處理廢水的方法處理陽離子染料廢水后BOD去除率可以達(dá)到87%以上，COD、色度、SS、總銅的去除率可以達(dá)到90%以上，廢水經(jīng)處理后可達(dá)到《綜合污水排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中規(guī)定的二級排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
總之，該裝置占地面積小，處理時間短，運(yùn)行管理簡單，經(jīng)過該處理裝置的出水水質(zhì)優(yōu)而穩(wěn)定，可滿足相應(yīng)的工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，且本發(fā)明構(gòu)造簡單，特別適用于小型染料廢水處理，具有良好的推廣應(yīng)用價值。
