CN103693788A - 一种工业污水处理方法及其一体机装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种工业污水处理方法及装置，包括：废水中加入酸，使pH值为2～3；对废水进行电芬顿反应，加以电流2.5～4.5A、电压90～120V，反应20～40min；加入双氧水混合，双氧水的添加量为废水COD浓度的0.5～2倍，双氧水的浓度为25～35%；先后加入碱和絮凝剂，使废水的pH值为8～9，絮凝剂的添加量为废水体积的0.02～0.3‰；沉淀、过滤后加入次氯酸钠混合，次氯酸钠的添加量为废水体积的0.5～1‰，次氯酸钠的浓度为20～30%。本发明通过化学、电催化的作用，破除分解污水中络合物、分解氰化物；COD去除率大于50%；氰化物含量去除率大于96%；氨氮去除率大于60%。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，特别是涉及一种工业污水处理方法及其一体机装置。
背景技术
印染，化工和医药等行业的工业污水因含有络合物或氰化物，而且COD浓度高，盐分高，这使这类工业污水十分难处理。目前，这类污水的处理设备投入高，处理成本高。
传统的处理含有络合物或氰化物一般采用添加破络药剂、离子交换、氧化法和碱性氯化法破氰，这些方法一般很难达到理想的处理效果、且投资大、占地面积大、劳动时间长、日常运行时复杂程度高，操作不方便而且不稳定。
单一的电芬顿处理可能由于水质、电源不稳、运行条件等的变化而产生最终处理效果不佳、影响达标排放、不能达到最佳的处理效果。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种工业污水处理方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种工业污水处理方法，该方法包括：
（1）、向尚未处理过的废水中加入酸，调节使废水的pH值为2~3；
（2）、对酸化后的废水进行电芬顿反应，加以电流2.5~4.5A、电压90~120V，反应20~40min；
（3）、向反应后的废水中加入双氧水并充分混合，双氧水的添加量为废水COD浓度的0.5~2倍，双氧水的浓度为25~35%；
（4）、向氧化后的废水中先后加入碱和絮凝剂，先调节使废水的pH值为8 ~9，絮凝剂的添加量为废水体积的0.02~0.3‰；
（5）、对絮凝后的废水进行沉淀、过滤后加入次氯酸钠并充分混合，次氯酸钠的添加量为废水体积的0.5~1‰，次氯酸钠的浓度为20~30%。
优选地，在（3）中，向废水中加入双氧水的同时进行曝气，氧化后的废水再次进行曝气20~40min。
优选地，在（4）中，絮凝剂为生物高分子材料PGA或PAM。
优选地，在（5）中，絮凝后的废水通过斜板进行沉淀、过滤。
优选地，在（5）中，向废水中加入次氯酸钠的同时进行曝气，氧化后的废水再次进行曝气20~30min。
本发明的另一个目的是提供一种工业污水处理一体机装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种工业污水处理一体机装置，包括依次设置的pH调节装置、电芬顿装置、氧化吹脱装置、絮凝装置、沉淀装置以及脱氮装置，上述各装置之间通过出水管相连通，所述的pH调节装置连通污水进水管；所述的pH调节装置包括pH调节槽、用于向所述的pH调节槽内添加酸的酸加药系统；所述的氧化吹脱装置包括氧化吹脱槽、用于向所述的氧化吹脱槽内添加双氧水的双氧水加药系统；所述的絮凝装置包括第一絮凝槽、第二絮凝槽、用于相所述的第一絮凝槽内添加碱的碱加药系统以及用于向第二絮凝槽内添加絮凝剂的絮凝剂加药系统；所述的脱氮装置包括脱氮槽、用于向所述的脱氮槽内添加次氯酸钠的次氯酸钠加药系统。
优选地，所述的pH调节槽、氧化吹脱装置、絮凝装置、脱氮装置的底部均设置有曝气装置。
优选地，所述的氧化吹脱槽包括依次设置的第一氧化吹脱槽、第二氧化吹脱槽，所述的双氧水加药系统向所述的第一氧化吹脱槽内添加双氧水。
优选地，所述的脱氮槽包括依次设置的第一脱氮槽、第二脱氮槽，所述的次氯酸钠加药系统向所述的第一脱氮槽内添加次氯酸钠。
优选地，所述的沉淀装置为斜板沉淀槽。
本方案的技术优势在于：
突破以往处理装置只能处理单一特定废水的局限性，整套处理装置的适应性范围大大增强，可处理PCB含高浓度络合剂的重金属废水、高浓度COD化工废水、含高浓度络合剂及氨氮的废水等类似废水。
电芬顿装置进行了优化设计，其处理原理有：
1) 氧化作用：电解过程中的氧化作用：
直接氧化，即污染物直接在阳极失去电子而发生氧化；
间接氧化，利用溶液中的电极电势较低的阴离子，例如OH-、Cl-在阳极失去电子生成新的较强的氧化剂的活性物质、Cl2 等，利用这些活性物质使污染物失去电子，起氧化分解作用，以降低原液中的BOD5、CODcr、NH3-N 等。
2) 还原作用：电解过程中的还原作用：
直接还原，即污染物直接在阴极上得到电子而发生还原作用。
间接还原，即污染物中的阳离于首先在阴极得到电于，使得电解质中高价或低价金属阳离于在阴极上得到电子直接被还原为低价阳离子或金属沉淀。
3) 凝聚作用：
可溶性阳极例如铁、铝等阳极，通以直流电后，阳极失去电子后，形成金属阳离子Fe2+、Al3+，与溶液中的OH-生成金属氢氧化物胶体絮凝剂，吸附能力极强，将废水中的污染物质吸附共沉而去除。
4) 气浮作用：
a.电气浮法是对废水进行电解，当电压达到水的分解电压时，在阴极和阳极上分别析出氢气和氧气，气泡小，分散度高，作为载体粘附水中的悬浮物而上浮，容易将污染物质去除，电气浮既可以去除废水中的疏水性污染物，也可以去除亲水性污染物，电解产生的气泡粒径很小，氢气泡约为10～30μm，氧气泡约为20～60μm；而加压溶气气浮时产生的气泡粒径为100～150μm，机械搅拌时产生的气泡直径为800～1000μm。由此可见，电解产生的气泡捕获杂质微粒的能力比后两者为高，出水水质自然较好；此外，电解产生的气泡，在20 时的平均密度为0.5gL；而一般空气泡的平均密度为1.2gL，可见，前者的浮载能力比后者大一倍多。
经电芬顿处理后，突破了以往化学芬顿法加药量大、处理成本高的缺点，后续化学氧化阶段只需化学芬顿法1/3的双氧水添加量，且处理水质优于化学芬顿法。
借助于先进的自动化监测和控制系统，整套系统操作简便，界面友好，达到精确控制、出水水质稳定之效果。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
本发明通过化学催化和电催化的作用，破除分解污水中络合物的稳定结构、分解氰化物；适合于高浓度COD废水、高盐度废水的处理；COD去除率大于50% ；氰化物含量去除率大于96%；氨氮去除率大于60%。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图。
其中：10、pH调节槽；11、酸加药桶；12、第一酸加药管；13、第二酸加药管；14、第一酸加药泵；15、第二酸加药泵；16、管道扰流器；17、pH控制器；18、pH电极信号线；19、pH电极；20、电极板槽；21、排泥口；22、排渣口；30、第一氧化吹脱槽；31、第二氧化吹脱槽；32、双氧水加药桶；33、双氧水加药管；34、双氧水加药泵；35、连接管；400、第一絮凝槽；401、碱加药桶；402、第一碱加药管；403、第二碱加药管；404、第一碱加药泵；405、第二碱加药泵；406、管道扰流器；407、连接管；410、第二絮凝槽；411、絮凝剂加药桶；412、絮凝剂加药管；413、絮凝剂加药泵；414、搅拌机；415、pH控制器；416、pH电极信号线；417、pH电极；50、斜板沉淀槽；51、斜板；52、排污口；60、第一脱氮槽；61、第二脱氮槽；62、连接管；63、次氯酸钠加药桶；64、次氯酸钠加药管；65、次氯酸钠加药泵；7、曝气装置；70、曝气管；A、污水进水管；B、进水管。
具体实施方式
下面结合附图及实施案例对本发明作进一步描述：
如图1所示的一种工业污水处理一体机装置，包括依次设置的pH调节装置、电芬顿装置、氧化吹脱装置、絮凝装置、沉淀装置以及脱氮装置，上述各装置之间通过出水管相连通，pH调节装置连通污水进水管A。具体的说：
pH调节装置包括pH调节槽10、用于向pH调节槽10内添加酸的酸加药系统。其中：酸加药系统包括酸加药桶11、第一酸加药管12、第二酸加药管13，第一酸加药管12、第二酸加药管13上分别连接有第一酸加药泵14、第二酸加药泵15，第一酸加药管12将酸从酸加药箱11引入pH调节槽10内，第二酸加药管13将酸从酸加药箱11引入污水进水管A，并且污水进水管A在第二酸加药管13引入的位置设置有管道扰流器16。此外，第一酸加药泵14连接有pH控制器17，并通过pH电极信号线18及pH电极19监测pH调节槽10内的pH值并进行反馈。
电芬顿装置包括一个电极板槽20，电极板槽20上开设有排泥口21和排渣口22。
氧化吹脱装置包括氧化吹脱槽、用于向氧化吹脱槽内添加双氧水的双氧水加药系统。其中：氧化吹脱槽包括依次设置的第一氧化吹脱槽30、第二氧化吹脱槽31，第一氧化吹脱槽30和第二氧化吹脱槽31之间通过连接管35相连通；双氧水加药系统包括双氧水加药桶32、双氧水加药管33，双氧水加药管33上连接有双氧水加药泵34，双氧水加药管33将双氧水从双氧水加药桶32引入第一氧化吹脱槽30。
絮凝装置包括第一絮凝槽400、第二絮凝槽410、用于相第一絮凝槽400内添加碱的碱加药系统以及用于向第二絮凝槽410内添加絮凝剂的絮凝剂加药系统，第一絮凝槽400和第二絮凝槽410之间通过连接管407相连通。其中：碱加药系统包括碱加药桶401、第一碱加药管402、第二碱加药管403，第一碱加药管402、第二碱加药管403上分别连接有第一碱加药泵404、第二碱加药泵405，第一碱加药管402将碱从碱加药箱401引入第一絮凝槽400内，第二碱加药管403将碱从碱加药箱11引入进水管B，并且进水管B在第二碱加药管403引入的位置设置有管道扰流器406。此外，第一碱加药泵404连接有pH控制器415，并通过pH电极信号线416及pH电极417监测第一絮凝槽400内的pH值并进行反馈。絮凝剂加药系统包括絮凝剂加药桶411、絮凝剂加药管412，絮凝剂加药管412上连接有絮凝剂加药泵413，絮凝剂加药管412将絮凝剂从絮凝剂加药桶411引入第二絮凝槽410内，第二絮凝槽410内设置有搅拌机414。
沉淀装置为斜板沉淀槽50，斜板沉淀槽50有若干块斜板51组成，斜板沉淀槽50底部具有排污口52。
脱氮装置包括脱氮槽、用于向脱氮槽内添加次氯酸钠的次氯酸钠加药系统。其中：脱氮槽包括依次设置的第一脱氮槽60、第二脱氮槽61，第一脱氮槽60和第二脱氮槽61之间通过连接管62相连通；次氯酸钠加药系统包括次氯酸钠加药桶63、次氯酸钠加药管64，次氯酸钠加药管64上连接有次氯酸钠加药泵65，次氯酸钠加药管64将次氯酸钠从次氯酸钠加药桶63引入第一脱氮槽60。
此外：pH调节槽、氧化吹脱装置、絮凝装置、脱氮装置中的pH调节槽10、第一氧化吹脱槽30、第二氧化吹脱槽31、第一絮凝槽400、第二絮凝槽410、第一脱氮槽60以及第二脱氮槽61的底部均设置有曝气装置7，曝气装置7为若干根可喷出气体的曝气管组成70。
以下具体阐述下利用本装置处理污水的方法：
尚未处理的污水通过污水提升泵由污水进水管A进入pH调节装置，第二酸加药泵15以慢速将酸加药桶11中的硫酸溶液通过第二酸加药管13打至管道扰流器16中，管道扰流器16将硫酸溶液与废水充分混合后由污水进水管A进入pH调节槽10，pH调节槽10底部的曝气装置7将废水搅拌混合；pH电极19测量废水的pH值通过pH电极信号线18反馈给pH控制器17，pH控制器17根据pH设定值控制着第一酸加药泵14向pH调节槽10滴加硫酸溶液，使pH调节槽10中的废水pH值达到2~3；
酸化后的废水经pH调节槽出水管溢流进入电芬顿装置的电极板槽20，电极板槽20的电流为2.5~4.5A，电压为90~120V，电催化氧化时间为20~40min；
电芬顿装置中的废水经出水管溢流至氧化吹脱装置的第一氧化吹脱槽30，双氧水加药泵34将双氧水加药桶32的双氧水溶液泵至第一氧化吹脱槽30，双氧水添加量为废水的COD浓度的0.5~2倍，双氧水的浓度为30%左右；第一氧化吹脱槽30底部的曝气装置7通过气体搅拌致使废水与双氧水充分混合完成氧化反应，第一氧化催脱槽30的废水溢流至第二氧化吹脱槽31，充分曝气20~40min；
氧化吹脱装置中的废水通过水泵泵至第一絮凝槽400，第二碱加药泵405将碱加药桶401中的氢氧化钠溶液打入管道扰流器406上部进药口，管道扰流器406将氢氧化钠溶液与废水充分混合，粗调废水的pH值；第一絮凝槽400底部的曝气装置7实现氢氧化钠添加时靠气流搅拌混合；第一絮凝槽400中的pH电极417测量第一絮凝槽400中废水的pH值，并通过pH电极信号线416反馈给pH控制器415，pH控制器415根据pH设定值控制着第一碱加药泵404向第一絮凝槽400中滴加氢氧化钠溶液，使第一絮凝槽400中的废水pH值达到8.0~9.0；第一絮凝槽400中的废水通过连接管416溢流至第二絮凝槽410中，第二絮凝槽410根据进水量，絮凝剂加药泵413按废水体积0.02~0.3‰向第二絮凝槽410添加絮凝剂，絮凝剂为生物高分子材料PGA或PAM；
絮凝装置出水溢流至斜板沉淀槽50，进水口开在斜板槽与锥形槽体之间，废水经过斜板51作用后，从上部溢流至脱氮装置；
第一脱氮槽60根据进水量，次氯酸钠加药泵65按废水体积0.5~1‰向第一脱氮槽60添加20~30%浓度的次氯酸钠，通过空气搅动实现次氯酸钠与废水充分反应混合；第一脱氮槽60内的废水溢流至第二脱氮槽61，通过空气曝气使废水中有污染物成本被氧化分解，曝气反应时间为20~30min。
实施例一：
处理1.0m
3
体积的农药化工废水，水质指标：
COD25000mg/l；PH9；NH3-N1800mg/l；CN-900mg/l；
加入500ml量硫酸溶液，将废水的pH调节至2.0；
通入3.5A的电流，90V的电压，催化20min；
加入10L量的双氧水，双氧水浓度25%混合，并曝气40min；
加入350ml量的氢氧化钠，将废水的pH至调节至9.0；加入0.2‰PAM絮凝剂；
沉淀溢流后加入5ml次氯酸钠浓度20%混合，并曝气 30min，
处理后废水质指标COD1300mg/l，PH9，NH3-N 620mg/l，CN-4.0 mg/l。
实施例二：
处理1m
3
体积的化学镍废水：处理前废水指标：
Ni2+60mg/l；COD500mg/l；
加入300ml量硫酸溶液，将废水的pH调节至2.0；
通入4.0A的电流，150V的电压，催化20min；
加入4L量的双氧水，双氧水浓度25%混合，并曝气40min；
加入300ml量的氢氧化钠，将废水的pH至调节至11.0；加入0.2‰PGA絮凝剂；
处理后废水水质指标：Ni2+0.05mg/l，COD100mg/l。
实施例三：
处理1m
3
体积的印染废水：处理前废水中COD2860mg/l；
加入200ml量硫酸溶液，将废水的pH调节至2.5；
通入4.0A的电流，125V的电压，催化20min；
加入2.5L量的双氧水，双氧水浓度25%混合，并曝气40min；
加入100ml量的氢氧化钠，将废水的pH至调节至8.0；加入0.2‰絮凝剂（PAM）；
处理后废水中COD464mg/l。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1. 一种工业污水处理方法，其特征在于：该方法包括：
（1）、向尚未处理过的废水中加入酸，调节使废水的pH值为2~3；
（2）、对酸化后的废水进行电芬顿反应，加以电流2.5~4.5A、电压90~120V，反应20~40min；
（3）、向反应后的废水中加入双氧水并充分混合，双氧水的添加量为废水COD浓度的0.5~2倍，双氧水的浓度为25~35%；
（4）、向氧化后的废水中先后加入碱和絮凝剂，先调节使废水的pH值为8 ~9，絮凝剂的添加量为废水体积的0.02~0.3‰；
（5）、对絮凝后的废水进行沉淀、过滤后加入次氯酸钠并充分混合，次氯酸钠的添加量为废水体积的0.5~1‰，次氯酸钠的浓度为20~30%。
2. 根据权利要求1所述的一种工业污水处理方法，其特征在于：在（3）中，向废水中加入双氧水的同时进行曝气，氧化后的废水再次进行曝气20~40min。
3. 根据权利要求1所述的一种工业污水处理方法，其特征在于：在（4）中，絮凝剂为生物高分子材料PGA或PAM。
4. 根据权利要求1所述的一种工业污水处理方法，其特征在于：在（5）中，絮凝后的废水通过斜板进行沉淀、过滤。
5. 根据权利要求1所述的一种工业污水处理方法，其特征在于：在（5）中，向废水中加入次氯酸钠的同时进行曝气，氧化后的废水再次进行曝气20~30min。
6. 一种工业污水处理一体机装置，其特征在于：包括依次设置的pH调节装置、电芬顿装置、氧化吹脱装置、絮凝装置、沉淀装置以及脱氮装置，上述各装置之间通过出水管相连通，所述的pH调节装置连通污水进水管；所述的pH调节装置包括pH调节槽、用于向所述的pH调节槽内添加酸的酸加药系统；所述的氧化吹脱装置包括氧化吹脱槽、用于向所述的氧化吹脱槽内添加双氧水的双氧水加药系统；所述的絮凝装置包括第一絮凝槽、第二絮凝槽、用于相所述的第一絮凝槽内添加碱的碱加药系统以及用于向第二絮凝槽内添加絮凝剂的絮凝剂加药系统；所述的脱氮装置包括脱氮槽、用于向所述的脱氮槽内添加次氯酸钠的次氯酸钠加药系统。
7. 根据权利要求6所述的一种工业污水处理一体机装置，其特征在于：所述的pH调节槽、氧化吹脱装置、絮凝装置、脱氮装置的底部均设置有曝气装置。
8. 根据权利要求6或7所述的一种工业污水处理一体机装置，其特征在于：所述的氧化吹脱槽包括依次设置的第一氧化吹脱槽、第二氧化吹脱槽，所述的双氧水加药系统向所述的第一氧化吹脱槽内添加双氧水。
9. 根据权利要求6或7所述的一种工业污水处理一体机装置，其特征在于：所述的脱氮槽包括依次设置的第一脱氮槽、第二脱氮槽，所述的次氯酸钠加药系统向所述的第一脱氮槽内添加次氯酸钠。
10. 根据权利要求6所述的一种工业污水处理一体机装置，其特征在于：所述的沉淀装置为斜板沉淀槽。
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