CN105541034B - 一种镀锌废水净水系统及净水方法 - Google Patents

一种镀锌废水净水系统及净水方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种镀锌废水净水系统及净水方法。镀锌废水净水系统的树脂型粒子电极层位于净水系统的底部，并在树脂内部放置由钛网构成的阴极，在树脂外部放置由不锈钢孔板构成的阳极，阳极和阴极分别与外加电源的正极和负极相连，吸附性生物滤料层位于树脂型粒子电极层的上方，树脂型粒子电极层的下方与溶气配水室相连，溶气配水室内安装有曝气装置和反冲洗装置。本发明的净水方法，包括如下步骤：（1）污水进入溶气配水室；（2）气水混合（3）树脂型粒子电极处理；（4）微生物处理以及物理过滤；（5）出净水。本发明的净水系统先以树脂型粒子电极催化氧化镀锌废水中的难生物降解有机物，提高镀锌废水可生化性，再经微生物处理后排出，解决了镀锌废水难处理的问题。

Description

一种镀锌废水净水系统及净水方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，特别是涉及一种可用于废水处理的镀锌废水净水系统和净水方法。
背景技术
镀锌工艺因具有通用性强，适用面广等特点，在工业生产中得到广泛应用，由此产生的镀锌废水也大量增加。镀锌废水是镀锌工业生产过程中产生的含金属离子和部分有机物的混合废水，如果任其自由排放，将对自然生态环境及人类健康构成严重的潜在风险。镀锌废水中含有的大量重金属离子，对动植物表现出强烈的毒性，直接排放到环境中，不仅会对生态环境造成难以修复的污染，而且有毒物质会通过食物链的富集作用，逐渐对人的健康产生危害。
随着镀锌工艺复杂程度的增加以及镀锌工艺中大量难降解有机物的使用，导致镀锌废水的处理难度也越来越大，传统的污水处理方法难以对其进行有效的处理。再加上与之相关的废水排放标准不断提高，大部分现有镀锌废水处理工艺已无法顺利使其达标排放。因此对已有镀锌废水处理工艺进行升级已经到了势在必行的阶段。
本发明通过树脂型粒子电极处理技术，提高废水BOD/COD的值，使大部分难生物降解的污染物能够转化为易被微生物氧化分解的物质，之后通过吸附型生物滤料层进行生物处理，达到增强处理效果的目的，从而提高污水中污染物质的去除效率，降低设备投资，占地面积小，易于就地安装。
发明内容
本发明的目的在于解决现有废水处理工艺对镀锌废水处理效果不佳的问题，提供了一种镀锌废水净水系统及净水方法。
为解决上述问题，本发明包括溶气配水室、树脂型粒子电极层、吸附型生物滤料层，树脂型粒子电极层填充具有离子交换作用的阳离子树脂型粒子电极，吸附型生物滤料层填充为沸石，溶气配水室、树脂型粒子电极层、吸附型生物滤料层串联由下至上组合在一个反应器内；
其中，树脂型粒子电极层外部接有直流电源，直流电源通过阴极线、阳极线分别和树脂型粒子电极层内部的钛网、树脂型粒子电极层外部的不锈钢板电极相连，在外电场的基础上实现对镀锌废水重金属离子交换以及电催化氧化有机物、提高废水可生化性的目的；吸附型生物滤料层填充的沸石表面具有降解耐毒性的微生物群落，从而提高了镀锌废水处理效率；溶气配水室设有曝气盘、曝气管、反冲洗进水管、污水管，空气压缩机和曝气管连接，反冲洗水泵和反冲洗进水管连接，从而实现新型镀锌废水净水系统和净水方法曝气、配水以及反冲洗功能；
所述的树脂型粒子电极层，填充预处理后负载了Fe3+的强酸型阳离子交换树脂，预处理方法如下，先将普通强酸型阳离子交换树脂用去离子水清洗，然后用丙酮清洗三到四次，再用去离子水清洗，达到去除杂质的目的，之后将清洗好的强酸型阳离子交换树脂以树脂体积：溶液体积为1：10的比例放入FeCl3溶液中浸泡24小时，以达到负载Fe3+的目的，最后把负载了Fe3+离子的强酸型阳离子交换树脂从FeCl3溶液中取出，再次用去离子水清洗后放入温度为373K的环境中烘干完成对树脂的预处理。在树脂内部放置由钛网构成的阳极，在树脂外部放置由不锈钢板构成的阴极，阳极和阴极分别与外加电源的正极和负极相连，强酸型阳离子交换树脂、阴极和阳极三部分共同组成树脂型粒子电极层。吸附性生物滤料层位于树脂型粒子电极层的上方，经树脂型粒子电极层处理后的水通过多孔塑料板从吸附型生物滤料底部进入，经微生物处理后由反应器顶部排出。
所述的吸附型生物滤料层与树脂型粒子电极层由上而下串联在同一反应器中，反应器整体为圆柱型，树脂型粒子电极层装充阳离子交换树脂形成的树脂型粒子电极，高度300mm，吸附型生物滤料层装充3-5mm沸石，高度700mm，树脂型粒子电极层和吸附型生物滤料层直径形同。
所述的溶气配水室安装有污水管、反冲洗进水管、曝气管和曝气盘，反冲洗水泵和反冲洗进水管连接，空气压缩机和曝气管连接，曝气盘安装在曝气管上。
一种采用上述所述的一种镀锌废水净水方法，包括如下步骤：（1）高位水箱内的污水经过计量泵计量，进入溶气配水室；（2）向曝气盘通入压缩空气，控制汽水体积比为4：1到2：1，空气和水在溶气配水室内充分混合（3）溶气配水室内的空气和水通过多孔塑料板进入树脂型粒子电极层；（4）分布在树脂型粒子电极层内外两侧的不锈钢板和钛网通过阳极线、阴极线与直流电源的正极和负极相连，为树脂型粒子电极层提供所需的电场；（5）污水和空气经过多孔塑料板进入吸附型生物滤料层；（6）经吸附型生物滤料层处理后的水经出水管排出；（7）运行一段时间后对镀锌废水净水系统进行反冲洗，先气洗3分钟，然后同时水洗和气洗5分钟，再水洗8分钟。
本发明的有益效果：在树脂型粒子电极的作用下提高废水BOD/COD的值，增加其可生化性，然后通过生物处理去除废水中的污染物，从而提高镀锌废水COD的去除率，并且可以有效去除废水中的重金属。
附图说明
图1为本发明一种镀锌废水净水系统示意图。
图1中：1 直流电源; 2 阳极线; 3 阴极线; 4树脂型粒子电极层; 5 吸附型生物滤料层; 6 反冲洗进水管； 7 空气压缩机； 8 反冲洗进水； 9 反冲洗水泵； 10 进水计量泵； 11 进水蠕动泵； 12 曝气管； 13 溶气配水室； 14 出水管； 15 取水（料）样口； 16污水箱； 17 多孔塑料板； 18 曝气盘； 19 污水管； 20 钛网； 21 不锈钢板。
具体实施方式
实施例一：
附图为本发明的一种具体实施例，该实施例包括高位水箱16中的污水通过污水计量泵10经污水管19进入溶气配水室13，溶气配水室13设有曝气盘18、曝气管12，曝气盘18通过曝气管12与空气压缩机7相连，组成曝气系统，为树脂型粒子电极和微生物提供所需氧气，反冲洗进水管6与反冲洗水泵9相连，污水在溶气配水室13内与空气充分混合后经过多孔塑料板17进入树脂型粒子电极层4内，树脂型粒子电极层4外部有直流电源1，直流电源1通过阳极线2、阴极线3分别和树脂型粒子电极层4内的不锈钢板21、钛网20连接，在强酸型阳离子交换树脂区域产生电场，使树脂颗粒形成树脂型粒子电极，经树脂型粒子电极层4处理过的水经过多孔塑料板17进入吸附型生物滤料层5，污水经吸附型生物滤料层5处理后通过出水管14排出，在吸附性生物滤料外部沿竖直方向等距分布有取水（料）样口15，以便随时观测吸附型生物滤料层5不同位置水质的变化。
将高位水箱16中的污水通过污水计量泵10经污水管19进入溶气配水室13，溶气配水室设有曝气盘18、曝气管12，曝气盘18通过曝气管12与空气压缩机7相连，组成曝气系统，为树脂型粒子电极和微生物提供所需氧气，污水在溶气配水室13内与空气充分混合后经过多孔塑料板17进入树脂型粒子电极层4内，树脂型粒子电极层所用的填料为经过预处理的强酸型阳离子交换树脂，高300mm，经树脂型粒子电极层4处理过的水经过多孔塑料板17进入吸附型生物滤料层5，吸附型生物滤料层填充沸石，高700mm，污水经吸附型生物滤料层5处理后通过出水管14排出，水损增大到一定程度后，需要对新型镀锌废水处理装置进行反冲洗，反冲洗时先停止污水流入后，由空气压缩机7进行气洗，然后打开反冲洗水泵9加压对新型镀锌废水处理装置进行气水联合冲洗，之后关闭空气压缩机7，再用反冲洗水泵9加压对新型镀锌废水处理装置进行水洗，反冲洗的水经出水管14排出。
采用上述一种镀锌废水净水方法包括如下步骤：（1）进水水力负荷为6m3/m2·h，经过计量泵10计量，进入溶气配水室13；（2）向曝气盘18通入压缩空气，空气压缩机7压力0.3Mpa，气水体积比为4：1，空气和水在溶气配水室13内充分混合（3）溶气配水室13内的空气和水通过多孔塑料板17进入树脂型粒子电极层4；（4）在树脂型粒子电极层4外侧的不锈钢板电极21和内测的钛网20通过阳极线2、阴极线3与直流电源1的正极和负极相连，为树脂型粒子电极层4提供所需的电场；（5）污水和空气经过多孔塑料板17进入吸附型生物滤料层5；（6）经吸附型生物滤料层5处理后的水经出水管14排出；（7）运行一段时间后对镀锌废水净水系统进行反冲洗，先气洗3分钟，然后同时水洗和气洗5分钟，再水洗8分钟。
实施例二：
本具体实施例的镀锌废水净水系统与具体实施例一的镀锌废水净水系统相同。
本净水方法与具体实施例一净水方法区别在于：曝气的气水体积比为3:1。
实施例三：
本具体实施例的镀锌废水净水系统与具体实施例一的镀锌废水净水系统相同。
本净水方法与具体实施例一净水方法区别在于：曝气的气水体积比为2:1。

Claims (1)

1.一种镀锌废水净水系统，其特征在于：包括溶气配水室（13）、树脂型粒子电极层（4）、吸附型生物滤料层（5），树脂型粒子电极层（4）填充具有离子交换作用的阳离子树脂型粒子电极，吸附型生物滤料层（5）填充为沸石，溶气配水室（13）、树脂型粒子电极层（4）、吸附型生物滤料层（5）串联由下至上组合在一个反应器内；
其中，树脂型粒子电极层（4）外部接有直流电源（1），直流电源通过阴极线（3）、阳极线（2）分别和树脂型粒子电极层（4）内部的钛网（20）、树脂型粒子电极层（4）外部的不锈钢板电极（21）相连，在外电场的基础上实现对镀锌废水重金属离子交换以及电催化氧化有机物、提高废水可生化性的目的；吸附型生物滤料层（5）填充的沸石表面具有降解耐毒性的微生物群落，从而提高了镀锌废水处理效率；溶气配水室设有曝气盘（19）、曝气管（12）、反冲洗进水管（6）、污水管（20），空气压缩机（7）和曝气管（12）连接，反冲洗水泵（9）和反冲洗进水管（6）连接，从而实现镀锌废水净水系统和净水方法曝气、配水以及反冲洗功能；
树脂型粒子电极层（4）所使用的树脂是由普通强酸型阳离子交换树脂经预处理后得到的，预处理方法如下，先将普通强酸型阳离子交换树脂用去离子水清洗，然后用丙酮清洗三到四次，再用去离子水清洗，达到去除杂质的目的，之后将清洗好的强酸型阳离子交换树脂以树脂体积：溶液体积为1：10的比例放入FeCl3溶液中浸泡24小时，以达到负载Fe3+的目的，最后把负载了Fe3+离子的强酸型阳离子交换树脂从FeCl3溶液中取出，再次用去离子水清洗后放入温度为373K的环境中烘干完成对树脂的预处理。
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