申請(qǐng)日2013.12.12
公開(公告)日2014.05.21
IPC分類號(hào)C02F9/14; C02F103/30; C02F1/72
摘要
本實(shí)用新型公布了一種染料廢水的復(fù)合處理系統(tǒng)。它包括高級(jí)氧化池處理子系統(tǒng)和生物膜處理子系統(tǒng)，其中高級(jí)氧化池處理子系統(tǒng)包括高級(jí)氧化池、攪拌器和酸度計(jì);生物膜處理子系統(tǒng)包括兩級(jí)生物膜系統(tǒng)、液位計(jì)、曝氣機(jī)和澄清池;生物膜處理子系統(tǒng)中的兩級(jí)生物膜系統(tǒng)由管道相連接，二級(jí)生物膜系統(tǒng)上安裝有液位計(jì)，兩級(jí)生物膜系統(tǒng)之間共用一個(gè)曝氣機(jī)，通過管道與兩個(gè)生物膜系統(tǒng)相連，二級(jí)生物膜系統(tǒng)與澄清池通過管道相連接，澄清池的底部有一管道與二級(jí)生物膜系統(tǒng)的底部相連接，用以將沉淀下的少量沉淀物返回生物膜系統(tǒng)處理。采用本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：染料廢水處理效果好;無二次污染;能量消耗低，水處理成本低;保護(hù)環(huán)境，有利于染化企業(yè)發(fā)展。
權(quán)利要求書
1.一種染料廢水的復(fù)合處理系統(tǒng)，其特征在于：
(1)系統(tǒng)的構(gòu)成：它包括高級(jí)氧化池處理子系統(tǒng)和生物膜處理子系統(tǒng)，其中高級(jí)氧化池處理子系統(tǒng)包括高級(jí)氧化池、攪拌器和酸度計(jì)，生物膜處理子系統(tǒng)包括兩級(jí)生物膜系統(tǒng)、液位計(jì)、曝氣機(jī)和澄清池;
(2)系統(tǒng)內(nèi)部各部件、裝置的連接方式：
�、俑呒�(jí)氧化池的攪拌器安裝在氧化池的上方，攪拌頭插入池內(nèi)的廢水中，酸度計(jì)的pH電極插入池中的廢水中;
②生物膜處理子系統(tǒng)中的兩級(jí)生物膜系統(tǒng)由管道相連接，第二級(jí)生物膜系統(tǒng)上安裝有液位計(jì)，兩級(jí)生物膜系統(tǒng)之間共用一個(gè)曝氣機(jī)，通過管道與兩個(gè)生物膜系統(tǒng)相連，第二級(jí)生物膜系統(tǒng)與澄清池通過管道相連接，澄清池的底部有一管道與第二級(jí)生物膜系統(tǒng)的底部相連接，用以將沉淀下的少量沉淀物返回生物膜系統(tǒng)處理;澄清池的上部有一出水口，將凈化完畢的清水輸出系統(tǒng);第一級(jí)生物膜系統(tǒng)底部有一出口，通過管道將反沖洗出水排放出系統(tǒng);
�、鄹呒�(jí)氧化池通過管道接收染料污水，高級(jí)氧化池與生物膜系統(tǒng)通過管道相連接，中間加裝一個(gè)流量計(jì)，以控制高級(jí)氧化池出水的流量。
說明書
一種染料廢水的復(fù)合處理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
一種染料廢水的復(fù)合處理系統(tǒng)，涉及環(huán)境保護(hù)技術(shù)，更具體地說是一種染料廢水的處理裝置。
背景技術(shù)
目前，染料企業(yè)主要生產(chǎn)酸性染料、中性染料、媒介染料以及染料中間體等產(chǎn)品。在染料生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水為高COD、高色度、高含鹽量和低BOD5/COD的母液和洗滌水的混合物，對(duì)環(huán)境和水資源造成極大的污染。COD為化學(xué)需氧量(Chemical Oxygen Demand)是指在一定的條件下，采用強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)所消耗的氧化劑量;是表示水中還原性物質(zhì)數(shù)量多少的指標(biāo)，化學(xué)需氧量越大說明水體污染越嚴(yán)重。BOD是生化需氧量(Biochemical Oxygen Demand)是指微生物分解的需氧量。通常以BOD5/COD大于0.25做為判斷廢水是否適宜用生物法處理的指標(biāo)。
染料廢水具有以下特點(diǎn)：
(1)以芳烴和雜環(huán)化合物為母體且?guī)в酗@色基團(tuán)，容易被氧化產(chǎn)生醌式化合物產(chǎn)生較強(qiáng)的發(fā)色能力，給染料廢水處理帶來了極大的困難。
(2)有機(jī)物水溶性好、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且97%以上含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，難以降解;隨著染料產(chǎn)品的升級(jí)換代和染料新品種的出現(xiàn)，廢水中的有機(jī)物結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，給染料廢水的處理帶來了困難。
(3)此外，廢水中常含有小蘇打、乳化油、有機(jī)溶劑以及石油類物質(zhì)，使廢水稠度增加，并產(chǎn)生大量泡沫，增加了處理難度。
(4)染料母液廢水中COD高達(dá)10000mg/L;色度高達(dá)12000倍;鹽含量高達(dá)9000mg/L;廢水可生化性極差(BOD5/COD為0.1);當(dāng)與洗滌廢水混合后其濃度有所降低，但若直接排放到水體中，對(duì)環(huán)境危害極大。
現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于染料廢水的處理主要有以下幾種方法：
(1)絮凝沉淀法：這種方法的缺點(diǎn)是，由于染料廢水為水溶性，絮凝沉淀效果差，且沉淀污泥處理難度大。
(2)吸附法：
A、活性炭吸附劑吸附，缺點(diǎn)是再生困難、成本太高。
B、生物活性炭吸附法，受到微生物濃度限制，微生物濃度低時(shí)降解效果差;微生物濃度高時(shí)堵塞活性炭孔道，造成吸附效果差。
C、微孔樹脂吸附,吸附容量有限，不能滿足染料廢水的處理要求，而且吸附劑吸附飽和后，易形成二次污染。
(3)電化學(xué)分析法：如電氧化技術(shù)、光氧化技術(shù)、微波協(xié)同技術(shù)、電氣浮以及微電解等，這些方法雖然具有處理效果好，不產(chǎn)生二次污染，占地面積小的優(yōu)點(diǎn)，但是其缺點(diǎn)是能耗大，處理高含鹽量的染料廢水極易結(jié)垢堵塞，增加處理成本。
(4)生物處理法：生物處理法成本低，但在高含鹽量的情況下，由于菌種馴化效果不理想，影響降解效果。
中國(guó)專利公開號(hào)：CN101659500A，介紹了“一種染料廢水處理系統(tǒng)”，該系統(tǒng)中好氧池接高級(jí)氧化處理，盡管處理后出水可以達(dá)到指標(biāo)，但是這種方法能耗大、處理成本高，而且操作麻煩。
中國(guó)專利公開號(hào)：CN101955303A，介紹了“一種染料廢水的處理方法”，由本課題組研發(fā)，該方法采用“絮凝沉淀-水解酸化-好氧-去反色”主體工藝，盡管處理后出水可以達(dá)標(biāo)排放，但是在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)該工藝運(yùn)行管理復(fù)雜、能耗較高。
迄今為止染料污水處理仍然是一個(gè)難以解決的技術(shù)問題。
因此發(fā)明一種處理高COD、高色度、高含鹽量、低BOD5/COD的染料廢水效果好、成本低、不會(huì)形成二次污染的染料廢水處理新系統(tǒng)對(duì)于保護(hù)環(huán)境、降低染料成本、提高染料企業(yè)效率是染料工業(yè)十分重要的任務(wù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種處理高COD、高色度、高含鹽量、低BOD5/COD的染料廢水效果好、成本低、不會(huì)形成二次污染的染料廢水處理新系統(tǒng)。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：
1.一種染料廢水的復(fù)合處理系統(tǒng)，其特征在于：
(1)系統(tǒng)的構(gòu)成：它包括高級(jí)氧化池處理子系統(tǒng)和生物膜處理子系統(tǒng)，其中高 級(jí)氧化池處理子系統(tǒng)包括高級(jí)氧化池、攪拌器和酸度計(jì)，生物膜處理子系統(tǒng)包括兩級(jí)生物膜系統(tǒng)、液位計(jì)、曝氣機(jī)和澄清池;
(2)系統(tǒng)內(nèi)部各部件、裝置的連接方式：
①高級(jí)氧化池的攪拌器安裝在氧化池的上方，攪拌頭插入池內(nèi)的廢水中，酸度計(jì)的pH電極插入池中的廢水中;
�、谏锬ぬ幚碜酉到y(tǒng)中的兩級(jí)生物膜系統(tǒng)由管道相連接，第二級(jí)生物膜系統(tǒng)上安裝有液位計(jì)，兩級(jí)生物膜系統(tǒng)之間共用一個(gè)曝氣機(jī)，通過管道與兩個(gè)生物膜系統(tǒng)相連，第二級(jí)生物膜系統(tǒng)與澄清池通過管道相連接，澄清池的底部有一管道與第二級(jí)生物膜系統(tǒng)的底部相連接，用以將沉淀下的少量沉淀物返回生物膜系統(tǒng)處理;澄清池的上部有第一出水口，將凈化完畢的清水輸出系統(tǒng);第一級(jí)生物膜系統(tǒng)底部有一出口，通過管道將反沖洗出水排放出系統(tǒng)。
�、鄹呒�(jí)氧化池通過管道接收染料污水，高級(jí)氧化池與生物膜系統(tǒng)通過管道相連接，中間加裝一個(gè)流量計(jì)，以控制高級(jí)氧化池出水的流量。
2.一種染料廢水的復(fù)合處理系統(tǒng)的運(yùn)行過程包括以下4個(gè)步驟：
(1)高級(jí)氧化池處理：
�、偃玖蠌U水進(jìn)入高級(jí)氧化池;
②向調(diào)節(jié)池內(nèi)加入鹽酸溶液，調(diào)節(jié)pH值至3-4，最好為3.5±0.2;
�、奂尤際2O2和Fe2+;
④攪拌反應(yīng)45min后用氫氧化鈉溶液將pH調(diào)節(jié)為7-8，最好為7.5±0.2;
⑤出水指標(biāo)COD為430-480mg/L，最好為450mg/L;
(2)兩級(jí)生物膜處理：
①高級(jí)氧化池出水(通過流量計(jì)控制)進(jìn)入第一級(jí)生物膜反應(yīng)系統(tǒng)，
�、谠僮粤飨虻诙�(jí)生物膜系統(tǒng);
�、壅麄�(gè)過程的液位通過液位計(jì)控制，水力停留時(shí)間為10-14h，最好為12h;
(3)澄清池處理：
�、俚诙�(jí)生物膜反應(yīng)系統(tǒng)出水進(jìn)入到澄清池;
�、陟o止20-40min后，最好為30min后;部分排放，部分用于反沖洗;
�、鄢鏊疄镃OD為100mg/L以下，最好為80mg/L以下;
�、苌葹�80以下，最好為60mg/L以下;
(4)氣水聯(lián)合反沖洗：
�、傧汝P(guān)閉進(jìn)水;
②氣沖2-10min，最好為5min;
�、蹥馑疀_6-10min，最好為8min;
�、芩疀_12-15min，最好為10min;
⑤反沖洗周期100-150h，最好為120h。
本實(shí)用新型的要點(diǎn)是：
針對(duì)現(xiàn)有的染料廢水處理系統(tǒng)(絮凝沉淀-水解酸化-好氧-去反色)進(jìn)行工藝改造，采用H2O2/Fe2+高級(jí)氧化技術(shù)和兩級(jí)生物膜系統(tǒng)組合工藝。H2O2/Fe2+高級(jí)氧化技術(shù)主要是利用Fe2+催化H2O2發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生的·OH，具有強(qiáng)氧化作用，對(duì)難降解有機(jī)污染物具有很好的去除效果，同時(shí)可提高廢水的可生化性，對(duì)后續(xù)的生物反應(yīng)奠定基礎(chǔ)。兩級(jí)生物膜系統(tǒng)主要基于推流式高效反應(yīng)器理論，將一個(gè)大的生物膜系統(tǒng)分解兩個(gè)小生物膜系統(tǒng)，并串聯(lián)起來，這將大大地提高了生物處理效果，確保水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放和再循環(huán)利用。
本實(shí)用新型與國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有同類技術(shù)相比，其創(chuàng)造性在于以下幾點(diǎn)：
1、將H2O2/Fe2+高級(jí)氧化技術(shù)與生物膜技術(shù)有機(jī)地耦合在一起;
2、利用生物膜技術(shù)代替了傳統(tǒng)的活性污泥法，省去了污泥沉淀和回流系統(tǒng);
3、將兩級(jí)生物膜系統(tǒng)串聯(lián)起來，起到了很好的推流式效果。
本實(shí)用新型與國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)的不同點(diǎn)在于：
1、采用H2O2/Fe2+高級(jí)氧化技術(shù)，而不采用能耗高的O3/UV和Fe/C微電解高級(jí)氧化技術(shù);
2、采用生物膜技術(shù)，而不采用傳統(tǒng)的活性污泥法;
3、將化工中的推流式高效反應(yīng)器理論引入到該新工藝中，大大提高了處理效果。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：
1、染料廢水處理效果好。
2、能量消耗低，水處理成本低。
3、實(shí)際操作與運(yùn)行管理方便。
4、保護(hù)水環(huán)境，利于染化企業(yè)發(fā)展。
