CN107651809B - 一种动车部件高浓度洗涤废水的处理装置和处理方法 - Google Patents

Abstract

一种动车部件高浓度洗涤废水的处理方法，其包括以下步骤：1）将动车部件高浓度洗涤废水收集至调节池，调节池HRT：12h‑24h；2）调节池废水泵入破乳反应器，投加破乳剂和破乳助剂，并在反应结束后进行沉淀；3）破乳反应器出水入Fenton处理装置，装置内投加氧化剂和催化剂，并在反应结束后进行沉淀处理；4）Fenton处理装置出水自流至1#中间水池临时存储；5）1#中间水池出水通过泵输送至AF‑BAF反应器进行生化降解；6）AF‑BAF反应器出水临时存储于2#中间水池，2#中间水池同时作为BAF反应器出水与反洗用水的临时存储区；7）2#中间水池出水再经臭氧催化氧化器处理，处理后的出水达到排放要求。

Description

一种动车部件高浓度洗涤废水的处理装置和处理方法

技术领域

本发明涉及一种洗涤废水的处理装置和方法，尤其适用于动车、高速动车部件高浓度洗涤废水的处理。

背景技术

按照动车和高速动车车辆维护、保养规定，车辆应定期或按规定行驶里程数进行分级检修。检修人员将车辆部件如转向架、底盖板、滤网等拆卸后，分别进行清理、洗涤。在此过程中产生大量的含高浓度污染物的洗涤废水。随着列车营运里程、营运线路的不断增长和延长，又加大了动车和高速动车清洗、维护、保养的工作强度、难度和工作量。特别是高铁运营线路的延长、高铁运行速度的提高，使原本稀松粘附在车辆箱体及部件表面的粉尘、昆虫尸体等污垢更加牢固的粘附、粘结、干化，人工清洗或自动清洗机清洗难度很大。常规的洗涤剂根本无法清除此类污垢，其洗涤维护需加大量特种的、专用的洗涤剂进行辅助清洗。此类专用清洗剂主要是阴离子表面活性剂（Linear Alkylbenzene Sulfonates，LAS）与其它洗涤助剂等复配而成，成分复杂且难降解有机物浓度高。因此，该其废水COD达8000-17000mg/L，BOD达1000-6000 mg/L，LAS达430-680 mg/L。

含LAS的废水一旦进入水体后，便与其他污染物结合在一起形成具有一定分散性的胶体颗粒，对工业废水和生活废水的物化、生化特性都有很大影响。1）LAS具有抑制和杀死微生物的作用，而且还抑制其他有毒物质的降解，同时LAS在水中起泡而降低水中复氧速率和充氧程度，使水质变坏，若不经处理直接排入水体，将造成湖泊、河流等水体的富营养化问题；2）LAS还能乳化水体中其他的污染物质，增大污染物质的浓度，提高其它污染物质的毒性，造成间接污染；3）相当一部分LAS使用后直接被遗弃到水环境系统中，严重影响了周围生态系统的平衡发展。

基于LAS对动植物和人体慢性毒害作用较大，许多国家已将治理LAS污染作为环境保护的一个重要项目来研究。现有主要处理方法为化学混凝法、泡沫分离法及生物法。但常规的化学混凝法根本无法去除LAS或去除率极低；气浮等泡沫分离法去除含LAS废水，特别是含高浓度LAS废水时，会产生大量泡沫，严重影响去除效果，还造成二次环境污染；高浓度的LAS物质直接进行生物处理，其对微生物具有较强的抑制性和毒性，容易造成菌种失活。因此，含高浓度LAS废水的治理仍是当前动车部件洗涤工作中急待解决的一个重要问题。

除了LAS浓度高外，此类废水的另一个特点是COD指标很高，平均超过14000 mg/L，含有油等其它一些难降解有机物。在表面活性剂的作用下，这些难降解、难处理的有机物与LAS形成具有很强的稳态结构，常规的混凝沉淀、气浮等物化方法及生物方法根本无法去除或降解COD，处理效果很差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足而提供一种动车部件高浓度洗涤废水的处理装置，其能处理高浓度LAS废水，达到排放标准。

本发明还相应地提供了一种动车部件高浓度洗涤废水的处理方法，使其能处理高浓度LAS废水，达到排放标准。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：

一种动车部件高浓度洗涤废水的处理装置，其包括依次连接的调节池、破乳反应器、Fenton处理装置、1#中间水池、AF-BAF反应器、2#中间水池、臭氧催化氧化器。

更好地，上述调节池通过提升泵连接破乳反应器，1#中间水池通过污水输送泵连接AF-BAF反应器。

更好地，上述AF-BAF反应器的AF与2#中间水池通过反冲洗泵连接。

一种动车部件高浓度洗涤废水的处理方法，其包括以下步骤：

1）将动车部件高浓度洗涤废水收集至调节池，均匀水质、水量，降低或减小因废水水量、水质的不均衡造成对处理系统的负荷冲击，调节池HRT（Hydraulic Retention Time，水力停留时间）：12h-24h。

2）调节池废水泵入破乳反应器，投加破乳剂和破乳助剂，并在破乳结束后进行沉淀。

3）破乳反应器出水入Fenton处理装置，装置内投加氧化剂和催化剂，并在反应结束后进行沉淀处理。

4）Fenton处理装置出水自流至1#中间水池临时存储，1#中间水池承接Fenton处理装置出水和供应AF Anaerobic Biofilter，厌氧生物滤池）-BAF Biological AeratedFilter，曝气生物滤池）进水，起到水量调节作用。所述的1#中间水池配套污水输送泵，HRT为10-16h。

5）1#中间水池出水通过泵输送至AF-BAF反应器进行生化降解，所述的AF的HRT为10-24h，BAF的HRT为12-36h。

6）AF-BAF反应器出水临时存储于2#中间水池，2#中间水池同时作为BAF反应器出水与反洗用水的临时存储区。所述的中间水池HRT为2h-8h。

7）2#中间水池出水再经臭氧催化氧化器处理，处理后的出水达到排放要求。

更好地，上述破乳剂为聚合硫酸铁、聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化铁的一种。所述的破乳助剂为硫酸，所述的破乳反应接触时间为15-30min，沉淀时间2.0-3.0h。

更好地，上述Fenton处理装置内投加的氧化剂为含27%H₂O₂浓度溶液，催化剂为FeSO₄·7H₂O。27%H₂O₂溶液投加量70-120mL/L·废水体积比），Fe²⁺投加量1200-1500mg/L·废水质量体积比），H₂O₂：Fe²⁺摩尔比为4.6-33.4：1。所述的Fenton氧化接触时间1.0-2.0h。沉淀时间2.0-3.0h。

本发明的有益技术效果在于：本发明基于动车部件高浓度洗涤废水中的污染物成分特点，将废水先进行破乳，去除污染物的稳态结构；然后对破乳后的LAS及其它难降解物质进行氧化降解，通过羟基自由基的作用使其断链、断键、开环，分解为无机小分子或可生化的有机物；再通过AF-BAF内细菌及其它微生物的合成、分解代谢作用，先后将可生化降解的高分子、大分子有机物转化为中、低分子有机物，中、低分子有机物逐步分解去除；最后利用臭氧的氧化作用，深度处理生化出水，避免了传统方法利用微污染冲洗水的勾兑以降低处理难度的方式，实现了对LAS、油等难降解物质地高效去除，主要污染物指标COD由1万多的浓度降至100mg/L以下，LAS降至5mg/L以下，处理出水水质可达到GB8978-1996一级标准直接排放。

附图说明

图1为本发明的工艺流程方框示意图。

图2为本发明实施例动车部件高浓度洗涤废水的处理装置的结构示意图和处理方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图、实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，一种动车部件高浓度洗涤废水的处理装置，其包括依次连接的调节池1、破乳反应器2、Fenton处理装置3、1#中间水池4、AF-BAF反应器5、2#中间水池6、臭氧催化氧化器7。

上述调节池1污水通过提升泵8将废水泵入破乳反应器2，1#中间水池4通过污水输送泵12泵送到AF-BAF反应器5，通过对污水输送泵12的流量大小调节，减少或增大AF-BAF反应器5的进水量。

上述AF-BAF反应器5的AF与2#中间水池6通过反冲洗泵14连接，反冲洗泵14可将2#中间水池6的水对AF进行反冲洗。

如图1、图2所示，一种动车部件高浓度洗涤废水的处理方法，其包括：

第一步：将动车部件高浓度洗涤废水收集至调节池1，均匀水质、水量，减小因废水水量、水质的不均衡造成对处理系统的负荷冲击，HRT：12h。

第二步：均匀水质、水量后，通过调节池1内的污水提升泵8将废水泵入破乳反应器2。废水先进入破乳反应器2的反应区，反应区内投加破乳剂聚合硫酸铁和破乳助剂硫酸，并启动破乳搅拌器9搅拌。其中，破乳剂投加量：1.0kg/m³（废水质量体积比）；破乳助剂投加至pH 3.0，反应时间：30min。破乳反应完全后，出水自流至破乳反应器2的沉淀区沉淀，沉淀时间为3.0h。

第三步：沉淀出水进入Fenton处理装置3处理。废水先进入Fenton处理装置3的Fenton反应区，投加氧化剂和催化剂，并启动Fenton搅拌器11搅拌，其中氧化剂投加量：100mL/L体积比；催化剂活性碳1500g/m³（废水质量体积比）；反应时间：2.0h。经充分氧化反应后，废水自流入Fenton处理装置3的混凝反应区，投加中和剂终止Fenton反应，反应时间15min。最后废水进入Fenton处理装置3的沉淀区，沉淀时间2.0h。

第四步：Fenton处理装置3出水自流至1#中间水池4临时存储， HRT为10-16h。。1#中间水池4是承接Fenton处理装置3出水和供应AF-BAF反应器5进水的桥梁作用。同时1#中间水池4配套有污水输送泵12，通过对污水输送泵12的流量大小调节，减少或增大AF-BAF反应器5的进水量，间接调节AF-BAF反应器5的处理负荷。

第五步：1#中间水池4出水通过污水输送泵12泵输送至AF-BAF反应器5进行生化降解。AF-BAF反应器5内分为两个独立的区域：AF区和BAF区。AF区内填充石英砂16，起到微生物载体和滤除悬浮物的作用。同时，AF内不曝气，并通过投加活性污泥接种的方式，大量培植厌氧、兼氧菌种，利用细菌等微生物的合成、分解代谢作用去除有机污染物。经AF-BAF反应器5的前段AF处理后，废水流至AF-BAF反应器5的BAF处理区域，在BAF内，填充火山岩17，作为生物载体和滤料。同时，BAF内通过曝气器18为微生物供氧，使附着在填料表面的微生物成梯度生长，由外至内为好氧菌、缺氧菌、厌氧菌。利用这些微生物的不同功能起到脱氮、除磷、去有机物的作用。曝气气源来自曝气风机13。用反冲洗泵14定时对AF-BAF5中的AF、BAF进行反冲洗，使AF-BAF不容易堵塞。AF的HRT为24h，BAF的HRT为48h。启动反冲洗泵14按1次/日分别对AF、BAF进行反冲洗。

第六步：AF-BAF反应器5出水进入2#中间水池6存储，HRT为6h。2#中间水池6作为AF-BAF反应器5的出水与反洗用水的临时存储区。

第七步：2#中间水池6出水自流至臭氧催化氧化器7进行臭氧催化氧化处理，降解有机物、脱色、杀菌，提供出水水质。臭氧投加量为20mg/L·min，接触时间150min。

经上述步骤处理后，可以大大降低COD和LAS，出水达到GB8978-1996一级标准要求，参见表1。

Claims (10)

1.一种动车部件高浓度洗涤废水的处理装置，其特征在于：其包括依次连接的调节池、破乳反应器、Fenton处理装置、1#中间水池、AF-BAF反应器、2#中间水池、臭氧催化氧化器。

2.根据权利要求1所述的动车部件高浓度洗涤废水的处理装置，其特征在于：所述调节池通过提升泵连接破乳反应器，1#中间水池通过污水输送泵连接AF-BAF反应器。

3.根据权利要求1或2所述的动车部件高浓度洗涤废水的处理装置，其特征在于：所述AF-BAF反应器的AF与2#中间水池通过反冲洗泵连接。

4.一种动车部件高浓度洗涤废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将动车部件高浓度洗涤废水收集至调节池，调节池HRT：12h-24h；

2）调节池废水泵入破乳反应器，投加破乳剂和破乳助剂，并在反应结束后进行沉淀；

3）破乳反应器出水入Fenton处理装置，装置内投加氧化剂和催化剂，并在反应结束后进行沉淀处理；

4）Fenton处理装置出水自流至1#中间水池临时存储；

5）1#中间水池出水通过泵输送至AF-BAF反应器进行生化降解；

6）AF-BAF反应器出水临时存储于2#中间水池，2#中间水池同时作为BAF反应器出水与反洗用水的临时存储区；

7）2#中间水池出水再经臭氧催化氧化器处理，处理后的出水达到排放要求。

5.根据权利要求4所述的动车部件高浓度洗涤废水的处理方法，其特征在于：所述的破乳剂为聚合硫酸铁、聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化铁的一种或数种混合，所述的破乳反应接触时间为15-30min，破乳反应后，还需进行沉淀处理，沉淀时间2.0-3.0h。

6.根据权利要求4所述的动车部件高浓度洗涤废水的处理方法，其特征在于：所述的破乳助剂为硫酸。

7.根据权利要求4所述的动车部件高浓度洗涤废水的处理方法，其特征在于：所述的Fenton处理装置内投加的氧化剂为含27%H₂O₂浓度溶液，催化剂为FeSO₄·7H₂O；27%H₂O₂溶液投加量70-120mL/L·废水，Fe²⁺投加量1200-1500mg/L·废水，H₂O₂：Fe²⁺摩尔比为4.6-33.4：1，所述的Fenton氧化接触时间1.5-3.0h，Fenton氧化后，还需进行沉淀处理，沉淀时间2.0-3.0h。

8.根据权利要求4所述的动车部件高浓度洗涤废水的处理方法，其特征在于：所述的AF-BAF反应器，内部装填填料，其中AF内部装填石英砂，BAF内部装填火山岩。

9.根据权利要求4所述的动车部件高浓度洗涤废水的处理方法，其特征在于：所述的AF-BAF反应器，AF内污泥浓度为5000-20000mg/L，AF的HRT为10-36h，BAF的HRT为12-48h。

10.根据权利要求4所述的动车部件高浓度洗涤废水的处理方法，其特征在于：所述的臭氧催化氧化器，臭氧投加量为20-100mg/L·min，接触反应时间为100-180min。

Images