CN107216006B - 一种皮革废水处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种皮革废水处理系统,包括格栅、集水池、预曝反应池、第一固液分离装置、第一pH调整池、生化兼氧池、生化好氧池、二沉池、电解装置、第二pH调整池、第二固液分离装置依次连接;以及这种皮革废水处理系统的废水处理方法,包括絮凝沉降反应处理,固液分离后,进行一级pH调节,微生物降解,沉淀,电解反应,进行二级pH调节,进行气浮处理。本发明的电解装置产生的Cl2将废水中的S2‑进行氧化,减少物化除硫药剂的投加量,从而减少污泥的产生,降低污泥处置费用;减少除硫药剂对生化曝气系统的中好氧微生物的侵害;保证出水的氨氮量、出水色度排放达标。

Description

一种皮革废水处理系统及方法
技术领域
本发明属于污水治理领域,具体涉及一种皮革废水处理系统及方法。
背景技术
目前,皮革制造行业中的生产过程中产生废水,该废水通常含有大量的硫化物、铬、盐类、表面活性剂、染料、生物废料等多种污染物质和有毒物质等,是一种典型的含盐量高,含氨氮量高的工业废水,具有浓度高,水量少的特点。国内外的皮革废水处理基本是结合物化和生化结合的工艺流程。现有皮革废水的物化处理工艺基本是通过投加亚铁对水中S2-进行沉淀或投加硫酸锰对S2-进行催化氧化,再投加PAM阴离子进行絮凝沉淀,污泥沉于泥斗,经排泥管道排入污泥浓缩池。其中,PAM全名为聚丙烯酰胺,包括PAM阳离子和PAM阴离子,有该产品的分子能与分散于溶液中的悬浮粒子架桥吸附,有着极强的絮凝作用。皮革废水的生化处理工艺是靠生化兼氧池和生化好氧池。物化沉淀后的出水经调整pH到7-8后进入生化兼氧池,利用兼性微生物将难生物降解的大分子有机物水解成易降解小分子有机物,再通过好氧微生物对水中易降解的有机物、NH3—N等污染物进行分解。微生物自身得到生长繁殖,最后进入二沉池进行泥水分离,上清液排放。96%的活性污泥回流至生化系统,4%的剩余污泥排入污泥浓缩池。浓缩池污泥进行脱水后外运。
现有工艺存在的问题:(1)水中S2-需要投加大量药剂进行沉淀或氧化,产生大量污泥,为污泥的脱水和处置带来很大负担;(2)废水原本含盐量高,物化投加大量药剂,进一步增加废水含盐量,过高的含盐量对生化曝气系统腐蚀严重;(3)物化段为了去除S2-加入了大量的SO4 2-,兼氧段如水中溶解氧(DO)控制不好,SO4 2-容易被厌氧还原,产生H2S恶臭气体,H2S对好氧微生物造成毁灭性打击;(4)由于皮革废水氨氮含量较高(200-300mg/L),生化处理很难达标,出水氨氮超标严重;(5)废水中还有较多染料,再加上物化阶段投加了大量铁盐等,导致出水色度超标(色度>30倍)。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,使排放的废水的氨氮含量、色度、硫化物含量达标,同时减少污水处理过程中污泥的排放量,延长废水物化生化处理系统使用寿命。本发明利用皮革废水含盐量和氯化物含量高,导电性好,用电解装置对二沉池的生化出水进行电解。
本发明的目的通过以下技术方案实现:
一种皮革废水处理系统,包括一级废水处理系统,所述一级废水处理系统,包括格栅、集水池、预曝反应池、第一固液分离装置、第一pH调整池、生化兼氧池、生化好氧池、二沉池依次管路连接;还包括二级废水处理系统,所述二级废水处理系统,包括电解装置、第二pH调整池、第二固液分离装置依次管路连接;所述电解装置的阳极设有氯气收集器,该收集器与集水池管路连通;阴极设有氢气收集器,该收集器与第二固液分离装置管路连通。
所述的第一固液分离装置是第一气浮机或沉降池;所述的第二固液分离装置是第二气浮机。
所述的电解装置的正负电极均为钛金属电极。
所述的氯气收集器通过射流曝气装置与集水池连通。
所述电解装置用低压直流电,所用电压10-15V,电流密度为2-7A/dm2,电解时间为20-40min。
优选的,所述电解装置用低压直流电,所用电压12V,电流密度为3A/dm2,电解时间为30min。
所述的第一固液分离装置和第二固液分离装置的污泥出口与污泥浓缩池管路连通,所述的污泥浓缩池与脱水机管路相连;所述二沉池分别与生化兼氧池和污泥浓缩池管路连通。
利用上述系统处理废水的方法,包括一级废水处理和二级废水处理,所述一级废水处理包括如下步骤:
(1)废水进行絮凝沉降反应处理,反应用的处理剂是PAM阴离子絮凝剂;经固液分离后,调节pH为7.5-8.5;进行微生物降解处理后沉淀;
所述二级废水处理包括如下步骤:
(2)一级废水处理后的水,进行电解反应处理,电解产生的氯气通入集水池,电解产生的氢气通入第二气浮机,调节电解出水的pH为7.5-8.5;最后将出水进行气浮处理,气浮反应所用处理剂是PAM阴离子絮凝剂;
步骤(1)中所述的微生物降解处理后沉淀的污泥中96%w/w回流到生化兼氧池,4%w/w排入污泥浓缩池。
步骤(1)中所述的固液分离反应和沉淀和步骤(2)中所述的气浮反应排出的污泥均进入污泥浓缩池,向浓缩污泥加入PAM阳离子絮凝剂,再脱水处理。
与现有技术相比,本发明具有以下优点和有益效果:
1、电解装置产生的Cl2和集水池中的废水进行充分接触和反应,直接将水中S2-氧化成S,水中悬浮物减少50%-60%,从而减少污泥的产生,污泥脱水用的PAM阳离子大幅减少60%,降低污泥处置费用;减少除硫药剂对生化曝气系统的中好氧微生物的侵害。
2、电解装置产生的氢气通入气浮机,利用氢气的浮力,更好的去除因电解分解有机物而产生的沉淀污泥,促进气浮机下部的水达标排放,同时使电解效率最大化。
3、二沉池中未被生物降解的COD、NH3—N以及有色污染物在电极表面直接被氧化分解,或被电解生成的强氧化物间接氧化得以去除,进而保证出水的氨氮量、出水色度排放达标。
4、电解电极采用钛金属电极,在电解过程中不会被氧化消耗,这样的电解效果稳定,电流分布均匀,电解效率高。
5、电解只产生极少量的有机物分解后的沉淀污泥。
6、利用电解装置处理皮革废水方法对场地要求不高、成本低、操作简单。
附图说明
图1原皮革废水的处理工艺示意图。
图2本发明皮革废水的处理工艺示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明做进一步详细的描述。
实施例1:
废水先经过格栅,由细格栅拦截去除较大垃圾(皮碎、肉碎、毛),减少提升泵的磨损和堵塞。再进入收集池,电解生产的Cl2在集水池和原水进行充分混合反应。将水中S2-氧化。由提升泵提升至预曝反应池,进一步氧化水中S2-,再投加PAM进行絮凝沉淀,污泥沉于泥斗,经排泥管道排入污泥浓缩池。沉淀出水经pH调整到7.5-8.5后进入生化兼氧池,利用兼性微生物将难降解的大分子有机物水解成易生物降解的小分子有机物,再通过好氧微生物对水中易降解的有机物、NH3—N等污染物进行分解。微生物自身得到生长繁殖,最后进入二沉池进行泥水分离,96%活性污泥回流至生化系统,4%剩余污泥排入污泥浓缩池。上清液进入电解装置,利用皮革废水含盐量高、氯化物含量高的特点,对生化出水进行电解。未处理的皮革废水的含盐量以固含量法测得为20000mg/L。在电场的作用下,水中Cl-、OH-向阳极移动,在阳极失去电子,被氧化成Cl2、·OH、O2、H2O2、·O等强氧化性物质,水中未被生物降解的COD、NH3—N以及发色污染物10%在电极表面直接被氧化分解,90%被电解生成的强氧化性物质间接氧化得以去除。水中H+向阴极移动,在阴极得到电子,被还原成H2。水中Cl-向阳极移动,在阳极失去电子,被氧化成Cl2。由于氯气易溶于水,电解过程中产生的Cl2中80%重新溶于水,20%未溶解于水的Cl2和阳极电解生成的O2利用射流装置进入集水池,和原水进行充分接触和反应,将原水中的S2-进行氧化。减少除硫药剂的投加,从而减少污泥的产生,降低污泥处置费用。电解出水经pH调整至7.5—8.5后进入气浮机,电解生成的H2通过增压泵进入溶气罐,和水中悬浮物质充分结合,利用氢气的浮力更好的去除因电解分解有机物而产生的污泥,气浮机下部的水达标排放。上面的污泥经刮泥机排入污泥浓缩池。浓缩池污泥进行脱水后外运。表1比较没有电解装置的原工艺和本发明的污泥产生量。
表1原工艺和本发明污泥产生量比较
按处理1吨污泥花费280元计算,本发明节省1747.2元。
本发明采用低压直流电解装置,所用电压12V,电流密度为3A/dm2,电解时间为30min。电极间距10~15mm,电解阴、阳电极均采用钛金属电极,电解产生Cl2、O2和H2分别利用负压管道收集,Cl2、O2充入原水中,H2充入电解后经调整pH的气浮进水中。通过调节电流密度和电解时间可控制电解速度和出水水质。
表2原工艺和本发明出水水质比较
见表2,通过在出水段加入电解工艺后,出水水质有了根本的好转,各项指标优于国家排放标准。通过将电解产生的氧化性气体充入原水,使得原水硫化物含量大幅减低,变化情况如表3所示:
表3原工艺和本发明中硫化物含量比较
原水硫化物含量mg/L 充入电解阳极气体后硫化物含量mg/L
205 1.8
189 0.4
199 0.9
原工艺由于投加了大量的硫酸亚铁,根据反应方程式:FeSO4+S2-→Fe S↓+SO4 2-亚铁离子和水中硫离子反应后生产大量硫化亚铁沉淀,需要大量PAM阴离子进行絮凝沉淀。因为PAM阴离子的用量和水中悬浮物成正比,水中所含悬浮物越多,进行絮凝沉淀时所用PAM阴离子越多。本发明通过将氯气充入原水,直接将水中S2-氧化成S,水中悬浮物减少50%-60%,所以物化段PAM阴离子同比减少50%-60%,由于本发明在电解后端增加了气浮处理,为了提高气浮处理效果,废水在进入气浮机之前需要投加PAM阴离子进行絮凝,所以PAM阴离子的用量没有变化。
PAM阳离子用于污泥脱水,PAM阳离子的用量和污泥产生量成正比,原工艺采用硫酸亚铁进行脱硫,产生大量硫化亚铁沉淀,由于硫化亚铁沉淀的颗粒比较细,很容易堵塞滤布,所以必须投加大量PAM阳离子改善污泥脱水性能,本发明通过充入电解产生的氧化性气体进行脱硫,泥量较少38%,由于污泥中不存在颗粒细小的硫化亚铁沉淀,污泥脱水性能提高30%,因此污泥脱水用PAM阳离子大幅减少60%。表4比较了原工艺和本发明的加药量。
表4原工艺和本发明的加药量比较
本发明采用充入电解氧化性气体的方式进行脱硫、沉淀,节省了大量药剂费用,降低了操作人员的劳动强度,不增加生化进水的盐度,提高了生化系统的稳定性和对污染物的去除率。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种皮革废水处理系统,包括一级废水处理系统,所述一级废水处理系统,包括格栅、集水池、预曝反应池、第一固液分离装置、第一pH调整池、生化兼氧池、生化好氧池、二沉池依次管路连接;其特征在于,还包括二级废水处理系统,所述二级废水处理系统,包括电解装置、第二pH调整池、第二固液分离装置依次管路连接;所述电解装置的阳极设有氯气收集器,该收集器与集水池管路连通;阴极设有氢气收集器,该收集器与第二固液分离装置管路连通。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,
所述的第一固液分离装置是第一气浮机或沉降池;所述的第二固液分离装置是第二气浮机。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,
所述的电解装置的正负电极均为钛金属电极。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,
所述的氯气收集器通过射流曝气装置与集水池连通。
5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,
所述电解装置用低压直流电,所用电压10-15V,电流密度为2-7A/dm2,电解时间为20-40min。
6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,
所述电解装置用低压直流电,所用电压12V,电流密度为3A/dm2,电解时间为30min。
7.根据权利要求1~6任一项所述的系统,其特征在于,
所述的第一固液分离装置和第二固液分离装置的污泥出口与污泥浓缩池管路连通,所述的污泥浓缩池与脱水机管路相连;所述二沉池分别与生化兼氧池和污泥浓缩池管路连通。
8.利用权利要求1~7任一项所述系统处理废水的方法,其特征在于,包括一级废水处理和二级废水处理,所述一级废水处理包括如下步骤:
(1)废水进行絮凝沉降反应处理,反应用的处理剂是PAM阴离子絮凝剂;经固液分离后,调节pH为7.5-8.5;进行微生物降解处理后沉淀;
所述二级废水处理包括如下步骤:
(2)一级废水处理后的水,进行电解反应处理,电解产生的氯气通入集水池,电解产生的氢气通入第二气浮机,调节电解出水的pH为7.5-8.5;最后将出水进行气浮处理,气浮反应所用处理剂是PAM阴离子絮凝剂。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,
步骤(1)中所述的微生物降解处理后沉淀的污泥中96%w/w回流到生化兼氧池,4%w/w排入污泥浓缩池。
10.根据权利要求8或9所述的方法,其特征在于,
步骤(1)中所述的固液分离反应和沉淀和步骤(2)中所述的气浮反应排出的污泥均进入污泥浓缩池,向浓缩污泥加入PAM阳离子絮凝剂,再进行脱水处理。
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