CN105565605B - 一种镀铬废水净化系统及净化方法 - Google Patents

一种镀铬废水净化系统及净化方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种镀铬废水净水系统及净水方法。树脂型粒子电极层位于好氧生物滤料层底部，在树脂顶部放置钛网阳极，在树脂底部放置不锈钢孔板阴极，阳极和阴极分别连接电源的正负极，树脂型粒子电极层与溶气室相连，溶气室装有曝气盘和曝气管，溶气室下方为厌氧生物滤料层，配水室在厌氧生物滤料层底部，配水室装有反冲洗进水管、污水管和回流管。本发明的净水方法，包括如下步骤：（1）污水进入配水室与回流水混合；（2）厌氧生物处理；（3）气水混合；（4）树脂型粒子电极处理；（5）好氧生物处理；（6）出水部分排放，部分回流；本发明的净水系统先以树脂型粒子提高废水的可生化性，再经微生物处理后排出，解决了镀铬废水难处理的问题。

Description

一种镀铬废水净化系统及净化方法
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铬废水净水系统和净水方法。
背景技术
镀铬工艺在工业生产中有着广泛的应用，因此产生了大量的镀铬废水。镀铬废水是镀铬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，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。镀铬废水中含有的大量重金属离子，对动植物有着强烈的毒性，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。
随着镀铬工艺复杂程度的增加以及镀铬工艺中大量难降解有机物的使用，导致镀铬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，大部分现有镀铬废水处理工艺已无法顺利使其达标排放。因此对已有镀铬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铬废水处理效果不佳的问题，提供了一种镀铬废水净水系统及净水方法。
为解决上述问题，本发明由好氧生物滤料层、树脂型粒子电极层、溶气室、厌氧生物滤料层和配水室构成。其中，树脂型粒子电极层外部接有直流电源，直流电源通过阳极线、阴极线分别和树脂型粒子电极层内的钛网、不锈钢孔板电极相连，在外电场的基础上实现对镀铬废水中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；好氧生物滤料层和厌氧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，从而提高了电镀废水处理效率；溶气室设有曝气盘、曝气管，配水室设有反冲洗进水管、污水管、回流管，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，从而实现新型镀铬废水处理装置曝气以及反冲洗功能；
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的环境中烘干即可完成对树脂的预处理；在树脂顶部放置由钛网构成的阳极，在树脂底部放置由不锈钢孔板构成的阴极，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。好氧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钛网从好氧生物滤料底部进入，经微生物处理后由反应器顶部排出，部分处理水回流到配水室，在厌氧生物滤料层内进行反硝化作用。
所述的好氧生物滤料层与树脂型粒子电极层和厌氧生物滤料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，好氧生物滤料层装充3-5mm沸石，高度700mm，厌氧生物滤料层装充3-5mm沸石，高度300mm，树脂型粒子电极层、好氧生物滤料层和厌氧生物滤料层直径相同。
所述的配水室安装有反冲洗进水管、污水管和回流管，反冲洗水泵和反冲洗进水管连接。
所述的溶气室安装有曝气盘和曝气管，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铬废水净水方法，包括如下步骤：（1）高位水箱内的污水经过计量泵计量，进入配水室；（2）污水在配水室内与回流水混合均匀；（3）污水进入厌氧生物滤料层内发生反硝化反应；（4）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（5）溶气室内的空气和水通过不锈钢孔板电极进入树脂型粒子电极层；（6）在树脂型粒子电极层的两端的钛网和不锈钢孔板电极通过阳极线、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；（7）污水和空气经过钛网进入吸附型生物滤料层；（8）经吸附型生物滤料层处理后的水部分经出水管排出，部分回流到配水室；（9）运行一段时间后对镀铬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，从而提高镀铬废水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为本发明一种镀铬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 好氧生物滤料层; 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配水室； 14 出水管； 15 取水（料）样口； 16 污水箱； 17 不锈钢孔板电极； 18 钛网； 19 曝气盘； 20 污水管； 21 溶气室； 22 厌氧生物滤料层； 23 回流管； 24 回流泵。
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20进入溶气配水室13，溶气室21设有曝气盘19、曝气管12，曝气盘19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，污水在溶气室21内与空气充分混合后经过不锈钢孔板电极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内的钛网18、不锈钢孔板电极17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处理过的水经过钛网18进入好氧生物滤料层5，污水经好氧生物滤料层5处理后通过出水管14排出，部分污水在回流泵24的作用下经回流管23流入配水室13，在厌氧生物滤料层内进行反硝化作用，在好氧生物滤料外部沿竖直方向等距分布有取水（料）样口15，以便随时观测好氧生物滤料层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20进入配水室13，配水室13设有污水管20、反冲洗进水管6，在溶气室21内设有曝气盘19、曝气管12，曝气盘19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，污水在溶气室13内与空气充分混合后经过不锈钢孔板电极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0.3米，经树脂型粒子电极层4处理过的水经过钛网18进入好氧生物滤料层5，好氧生物滤料层填充沸石，高0.7米，污水经好氧生物滤料层5处理后通过出水管14排出，水损增大到一定程度后，需要对新型镀铬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加压对新型镀铬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加压对新型镀铬废水处理装置进行水洗，反冲洗的水经出水管14排出。
采用上述一种镀铬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，进入配水室13；（2）污水在配水室13内与回流水混合均匀；（3）污水进入厌氧生物滤料层22内发生反硝化反应；（4）向曝气盘19通入压缩空气，空气压缩机7的压力为0.7MPa，控制汽水体积比为4：1到2：1，空气和水在溶气室21内充分混合；（5）溶气室21内的空气和水通过不锈钢孔板电极17进入树脂型粒子电极层4；（6）在树脂型粒子电极层4的两端的钛网18和不锈钢孔板电极17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；（7）污水和空气经过钛网18进入好氧生物滤料层5；（8）经好氧生物滤料层5处理后的水部分经出水管14排出，部分回流到配水室13；（9）运行一段时间后对镀铬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：
本具体实施例的镀铬废水净水系统与具体实施例一的镀铬废水净水系统相同。
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：
本具体实施例的镀铬废水净水系统与具体实施例一的镀铬废水净水系统相同。
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)

1.一种镀铬废水净水系统，其特征在于：包括配水室（13）、厌氧生物滤料层（22）、溶气室（21）、树脂型粒子电极层（4）、好氧生物滤料层（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，好氧生物滤料层（5）填充为沸石，配水室（13）、厌氧生物滤料层（22）、溶气室（21）、树脂型粒子电极层（4）、好氧生物滤料层（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），直流电源通过阳极线（2）、阴极线（3）分别和树脂型粒子电极层（4）内的钛网（18）、不锈钢孔板电极（17）相连，在外电场的基础上实现对镀铬废水中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；好氧生物滤料层（5）和厌氧生物滤料层（22）填充的沸石表面具有降解耐毒性的微生物群落，从而提高了电镀废水处理效率；溶气室（21）设有曝气盘（19）、曝气管（12），配水室（13）设有反冲洗进水管（6）、污水管（20）、回流管（23），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，从而实现镀铬废水处理装置曝气以及反冲洗功能；
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的环境中烘干即可完成对树脂的预处理；污水经好氧生物滤料层（5）处理后通过出水管（14）排出，部分污水在回流泵（24）的作用下经回流管（23）流入配水室（13），在厌氧生物滤料层（22）内进行反硝化除氮。
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