CN107140775A - 一种印染废水处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种印染废水处理方法及装置。本发明要解决的技术问题，在于提供一种印染废水处理方法及装置，用于处理印染废水，具有成本低，不会造成二次污染的优点。所述装置依次包括进水管，沉淀池，连通管，压力管道，微气泡发生器，超声‑芬顿反应池，连接管，光催化‑电吸附反应池，过滤罐，出水管以及紫外消毒装置。利用上述装置采用沉淀法、超声‑芬顿法、光催化降解、电吸附、滤料吸附、紫外消毒技术相结合，联合处理印染废水。本发明提出的印染废水处理装置具有成本低、处理效果好的优点。联合各技术的优点，对废水的处理效果更好，能够处理水质情况复杂的印染废水。
Description
技术领域
本发明涉及一种印染废水处理方法及装置。
背景技术
随着经济的发展，水污染问题更加严重，其中染料废水是水污染的重要来源之一。2015年，中国染料产量达到115万吨，位居世界首位。生产染料过程中消耗大量水资源，并且在生产和使用过程中约有10％～20％染料释放到水体中。染料废水具有质水量变化大、有机物浓度高、色度大、碱性强等特征，处理难度较高。因此研究染料废水的处理具有重大意义。目前，用于印染废水处理的主要方法有物化法、生化法以及两种工艺相结合的处理方法。
物化法应用于处理印染废水时间较长，专利CN103408124A《一种催化氧化处理印染废水的方法》在印染废水中分别加入磷酸钴Co3(PO4)2和氧化剂，搅拌，然后静置沉淀或沉降。物化法添加化学药剂容易造成二次污染。
工业上较少单独使用生化法处理印染废水，一般与物化法结合使用。专利CN101531440《一种印染废水处理方法》先将印染废水经预调节系统进行水温、水量及pH值预先调节处理，然后印染废水进入臭氧氧化系统氧化，再将印染废水导入生化处理系统进行生化，经微生物处理，进入氧化脱色系统，最后排放。物化生化结合法存在工艺复杂和成本较高的缺点。
综上，现有的印染废水处理技术存在处理成本高，设备占地面积大，容易造成二次污染的问题。
超声是一种高频机械波，具有能量集中、穿透力极强的特点，能够产生超声空化现象，能够使有机物在超声所引起的气泡中分解或者促进自由基反应，即所谓的“气穴现象”。超声与芬顿试剂联用时，芬顿试剂的反应将会被不同程度的促进，反应强度将会被增强，从而可以达到缩短时间和药剂使用量的作用。
二氧化钛高效、化学性质稳定、抗光氧化型强，广泛用于光催化氧化。二氧化钛(锐钛矿型)的禁带宽度为3.2eV，吸收波长小于388nm，吸收波段为紫外光区。而用稀土元素、非金属元素、贵金属元素等对二氧化钛进行改性可以提高其光催化活性，提高其可见光响应范围，减少废水中难降解有机污染物处理中的能量消耗，甚至实现污染物直接在太阳光下进行光催化降解。现在光催化剂主要分为悬浮型和负载型两种，其中负载型光催化降解更利于催化剂的回收和重复利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种印染废水处理方法及装置，用于处理印染废水，具有成本低，不会造成二次污染的优点。
本发明是这样实现的：
本发明首先保护一种印染废水处理装置，包括依次连接的进水管，沉淀池，超声-芬顿反应池，光催化-电吸附反应池，过滤罐，出水管以及紫外消毒装置；所述超声-芬顿反应池的位置低于沉淀池底部位置；所述沉淀池通过压力管道和连通管连接超声-芬顿反应池；所述连通管设在压力管道上方、低于进水管位置；所述压力管道尾端设有微气泡发生器。
所述进水管内设有过滤网。
所述压力管道上设有流量控制器，设计流量比进水管进水流量小。
所述超声-芬顿反应池顶部安装有超声波发射器。
所述光催化-电吸附反应池呈漏斗状，中央设有紫外灯装置，底部出水口两侧设有电吸附装置。所述电吸附装置包括正极板和负极板。
所述微气泡发生器表面设有若干个圆孔，圆孔直径为0.1-2cm。
另外，本发明保护了一种利用上述装置的印染废水处理方法，采用沉淀法、超声-芬顿法、光催化降解、电吸附、滤料吸附、紫外消毒技术相结合，联合处理印染废水。废水先经过沉淀池沉淀，出水至超声-芬顿反应池反应后，经过光催化-电吸附反应池进行光催化降解、电吸附脱盐，然后通过过滤罐进行滤料吸附，最后经过紫外消毒排放。
所述超声-芬顿反应池的超声波段为15kHz～10MHz。
所述光催化采用的光催化剂为磁性炭负载二氧化钛催化剂。所述磁性炭的材料为磁性金属-有机骨架复合材料，是以磁性金属(铁、钴、镍)基金属-有机骨架为前驱体在惰性气体保护下或者真空状态下在管式炉中高温煅烧得到。使用后可利用其本身具有的磁性进行回收，达到再生重复利用的目的。
流经超声-芬顿反应池的废水经投放稀硫酸调节至初始pH值为2～5，投放硫酸亚铁与H2O2(H2O2/Fe2+的投放摩尔比5:1～5)。
所述过滤罐中的滤料进行分段布置，依次分布石英砂、沸石、活性炭。
在废水处理时，废水经进水管经由过滤网将水中杂物、颗粒过滤以后排放进入沉淀池中沉淀，压力管道中的水具有一定压力，并且在重力作用下经微气泡发生器进入进行超声-芬顿反应池。目前超声处理水中污染物需要进行曝气，微气泡发生器表面有许多小圆孔，废水经压力管道流出具有一定的压力，再经过微气泡发生器，产生提供超声所需要的空气。压力管道的设计流量比进水流量小，因此一部分水从连通管进入超声-芬顿反应池。经超声-芬顿反应池处理后，印染废水初步降解，经连接管进入光催化-电吸附反应池进行光催化反应电吸附去除水中COD、脱盐。然后经过过滤罐过滤后经紫外消毒装置消毒达到排放标准排放。
本发明具有如下优点：
相对于传统印染废水处理装置，本发明提出的印染废水处理装置具有成本低、处理效果好的优点。结合了超声-芬顿联合处理法、光催化降解、电吸附、滤料吸附、紫外消毒等技术的优点，对废水的处理效果更好，能够处理水质情况复杂的印染废水。利用废水具有的压强以及重力在微气泡发生器的作用下直接产生微气泡，不用另外安装曝气设备，节约成本。使用磁性炭负载二氧化钛可以利用磁性方面回收利用，达到循环使用的目的，节约了废水处理的成本。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为印染废水处理装置示意图。
图2为微气泡发生器结构示意图。
图3为微气泡发生器水流出口示意图。
图中标号说明：1、进水管，2、过滤网，3、沉淀池，4、压力管道，5、微气泡发生器，6、连通管，7、超声-芬顿反应池，8、超声波发射器，9、连接管，10、电吸附装置，11、光催化-电吸附反应池，12、紫外光灯，13、过滤罐，14、紫外消毒装置，15、出水管。
具体实施方式
实施例1
请参阅图1、图2和图3，该实施例的印染废水处理装置现场安装时，废水经过进水管1经由过滤网2进入沉淀池3，在沉淀池约为三分之二高处有压力管道4连接至超声-芬顿反应池7，压力管道4设计流量比进水流量小，在压力管道4尾端设有微气泡发生器5，沉淀池略低于进水口位置设有连通管6连接超声-芬顿反应池7，超声-芬顿反应池7安装有超声波发射器8，废水经过连接管9从超声-芬顿反应池7到光催化-电吸附反应池11，光催化-电吸附反应池11中安装有紫外灯装置12和电吸附装置10，废水经过光催化-电吸附反应池11处理流至过滤罐13，经出水管15经过紫外消毒装置处理14后排放。滤料在过滤罐13中分段布置，按顺序为石英砂、沸石、活性炭。
在废水处理装置运行时，废水经进水管1经由过滤网2将水中杂物、颗粒过滤以后排放进入沉淀池3中沉淀，压力管道4中的水具有一定压力，并且在重力作用下经微气泡发生器5进入进行超声-芬顿反应池7，目前超声处理水中污染物需要进行曝气，微气泡发生器5表面有许多小圆孔，废水经压力管道4流出具有一定的压力，再经过微气泡发生器5，产生提供超声所需要的空气。压力管道4的设计流量比进水流量小，因此一部分水从连通管6进入超声-芬顿反应池7。超声-芬顿反应池7废水经投放稀硫酸调节至初始pH值为2～5，投放硫酸亚铁与H2O2(H2O2/Fe2+的投放摩尔比5:1～5)。
经超声-芬顿反应池7处理后，印染废水初步降解，经连接管9进入光催化-电吸附反应池11进行光催化反应电吸附去除水中COD、脱盐。所使用的催化剂为磁性炭负载二氧化钛催化剂。使用后可利用其本身具有的磁性进行回收，达到再生重复利用的目的。所使用的磁性炭材料以磁性金属基金属-有机骨架为前驱体在惰性气体保护下在管式炉中高温煅烧而成。
废水经过超声-芬顿反应池7光催化、电吸附降解、脱盐后经过过滤罐13过滤后经紫外消毒装置14消毒达到排放标准排放。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (10)
1.一种印染废水处理装置，其特征在于：包括依次连接的进水管，沉淀池，超声-芬顿反应池，光催化-电吸附反应池，过滤罐，出水管以及紫外消毒装置；所述超声-芬顿反应池的位置低于沉淀池底部位置；所述沉淀池通过压力管道和连通管连接超声-芬顿反应池；所述连通管设在压力管道上方、低于进水管位置；所述压力管道尾端设有微气泡发生器。
2.根据权利要求1所述的印染废水处理装置，其特征在于：所述进水管内设有过滤网。
3.根据权利要求1所述的印染废水处理装置，其特征在于：所述压力管道设计流量比进水管进水流量小。
4.根据权利要求1所述的印染废水处理装置，其特征在于：所述超声-芬顿反应池顶部安装有超声波发射器。
5.根据权利要求1所述的印染废水处理装置，其特征在于：所述光催化-电吸附反应池呈漏斗状，中央设有紫外灯装置，底部出水口两侧设有电吸附装置。
6.一种利用权利要求1-5中任意一项所述装置进行印染废水处理的方法，其特征在于：采用沉淀法、超声-芬顿法、光催化降解、电吸附、滤料吸附、紫外消毒技术相结合，联合处理印染废水；废水先经过沉淀池沉淀，出水至超声-芬顿反应池反应后，经过光催化-电吸附反应池进行光催化降解、电吸附脱盐，然后通过过滤罐进行滤料吸附，最后经过紫外消毒、排放。
7.根据权利要求6中所述的利用装置进行印染废水处理的方法，其特征在于：所述光催化采用的光催化剂为磁性炭负载二氧化钛催化剂。
8.根据权利要求7中所述的利用装置进行印染废水处理的方法，其特征在于：所述磁性炭的材料为磁性金属-有机骨架复合材料。
9.根据权利要求6中所述的利用装置进行印染废水处理的方法，其特征在于：流经超声-芬顿反应池的废水经投放稀硫酸调节至初始pH值为2～5，投放硫酸亚铁与H2O2，H2O2/Fe2 +的投放摩尔比5:1～5。
10.根据权利要求6中所述的利用装置进行印染废水处理的方法，其特征在于：所述过滤罐中的滤料进行分段布置，依次分布石英砂、沸石、活性炭。
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