CN107686198B - 一种多运行模式清洗废水处理系统及其应用 - Google Patents

一种多运行模式清洗废水处理系统及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多运行模式清洗废水处理系统及其应用，包括中和混凝沉淀单元、高级氧化单元、中和单元、污泥浓缩单元和脱水单元，依次串联，中和混凝沉淀单元由第一中和混凝沉淀单元和第二中和混凝沉淀单元组成，中和混凝沉淀单元、高级氧化单元以及中和单元底部出口均连接至污泥浓缩单元，污泥浓缩单元出口连接脱水单元，中和混凝沉淀单元通入清洗废水，污泥浓缩单元上清液以及脱水单元的出水回流至中和混凝沉淀单元。与现有技术相比，本发明针对现有技术存在的缺陷，提出一种多运行模式清洗废水处理系统，通过运行单元的模块组合，可高效处理多种清洗废水，实现废水的净化及再利用，通过一套系统可处理多种不同类型的废水，并取得很好的效果。

Description

一种多运行模式清洗废水处理系统及其应用
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种多运行模式清洗废水处理系统及其应用。
背景技术
随着我国经济的不断发展，工业清洗行业也在不断壮大，逐渐成为中国工业经济的重要组成部分。由于工业清洗的服务范围不断扩大，各种清洗技术相继产生，针对不同的清洗对象采用的清洗工艺流程也不尽相同。目前应用较为广泛的清洗技术为化学清洗，即利用化学药品或各种清洗剂通过化学反应的方式达到去除物体表面污垢的方式。化学清洗主要分为酸清洗和碱清洗，酸清洗是通过利用酸性清洗剂将设备表面由于长期使用而产生的铁锈等沉积物溶于水中从而达到清洁的目的，碱清洗是通过加入碱性清洗剂清洗设备表面产生的油垢或硅酸盐垢，然而清洗后产生的废水污染物浓度极高且成分复杂，不同种类的清洗废水处理工艺很难统一。酸洗废水和碱洗废水中所含的大量悬浮物和金属离子导致两者混合后悬浮物难以沉降，这也是清洗废水处理行业面临的主要难题。此外，清洗过程中不可避免会产生一部分酸洗废水和碱洗废水的混合废水，该部分废水常被忽略而作为酸洗废水进行处理，但由于污染物的种类更加复杂采用酸洗废水的处理流程无法达到排放标准，随着工业清洗产生的废水逐渐增多，目前仍缺少一套全面且完善的可以针对多种清洗废水的处理工艺体系。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种多运行模式清洗废水处理系统及其应用。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种多运行模式清洗废水处理系统，包括中和混凝沉淀单元、高级氧化单元、中和单元、污泥浓缩单元和脱水单元，其中，所述的中和混凝沉淀单元包括串联的第一中和混凝沉淀单元和第二中和混凝沉淀单元，所述的中和混凝沉淀单元、高级氧化单元以及中和单元依次通过管道进行串联，所述的中和混凝沉淀单元、高级氧化单元以及中和单元底部出口均连接至污泥浓缩单元，污泥浓缩单元出口连接脱水单元，所述的中和混凝沉淀单元通入清洗废水，所述的污泥浓缩单元上清液以及脱水单元的出水回流至中和混凝沉淀单元。
进一步地，所述的第一中和混凝沉淀单元为双层结构的同心圆反应器，包括内筒和外筒，所述内筒中通入废水。
进一步地，所述的第二中和混凝沉淀单元为三层结构的同心圆反应器，包括中心筒、外层筒和最外层筒，所述中心筒中通入废水。
进一步地，所述的高级氧化单元的筒内壁均匀布有紫外灯。
所述的多运行模式清洗废水处理系统的应用，该系统用于处理酸洗废水、碱洗废水以及酸碱混合废水，处理碱洗废水时，废水依次通过第二中和混凝沉淀单元、高级氧化单元和中和单元；处理酸洗废水以及酸碱混合废水时，废水依次通过第一中和混凝沉淀单元、第二中和混凝沉淀单元、高级氧化单元和中和单元。
处理酸洗废水时，具体步骤为：
(a)酸洗废水通入第一中和混凝沉淀单元，加入中和剂将pH调至6-12，再加入絮凝剂慢速搅拌，上清液进入第二中和混凝沉淀单元；
(b)在第二中和混凝沉淀单元中投加混凝剂先慢速搅拌，再投加混凝剂快速搅拌，最后加入中和剂调节pH至4-10，上清液进入高级氧化单元
(c)在高级氧化单元中加入氧化剂并慢速搅拌，上清液进入中和单元；
(d)在中和单元中加入中和剂快速搅拌，调节出水pH为6-9。
处理碱洗废水时，具体步骤为：
(a)碱洗废水通入第二中和混凝沉淀单元，加入中和剂将pH调至6-12，慢速搅拌，再投加混凝剂、絮凝剂并快速搅拌，最后投加中和剂调节pH至4-10，上清液进入高级氧化单元；
(b)在高级氧化单元中加入氧化剂并慢速搅拌，上清液进入中和单元；
(c)在中和单元中加入中和剂快速搅拌，调节出水pH为6-9。
处理酸碱混合废水时，具体步骤为：
(a)酸碱混合废水通入第一中和混凝沉淀单元，加入絮凝剂慢速搅拌，上清液进入第二中和混凝沉淀单元；
(b)在第二中和混凝沉淀单元中投加混凝剂先慢速搅拌，再投加混凝剂快速搅拌，最后加入中和剂调节pH至4-10，上清液进入高级氧化单元；
(c)在高级氧化单元中加入氧化剂并慢速搅拌，上清液进入中和单元；
(d)在中和单元中加入中和剂快速搅拌，调节出水pH为6-9。
进一步地，所述的中和剂根据水质情况选自硫酸、盐酸、硝酸、氢氧化钠或氢氧化钙中的一种或多种，所述的絮凝剂为高分子助凝剂，选自阳离子型或阴离子型聚丙烯酰胺，投加浓度范围为1-500mg/L，所述的混凝剂根据水质情况选自钠盐、镁盐、铁盐、钙盐或铝盐中的一种或多种，投加浓度范围为0.01-100g/L，所述的氧化剂根据不同水质情况选自双氧水、过硫酸盐、铁盐、次氯酸钠或高锰酸钾中的一种或多种，投加浓度范围为0.01-100g/L，慢速搅拌在30-300rpm转速下搅拌1-360min，快速搅拌在80-400rpm转速下搅拌1-60min。
由于酸清洗剂包括硝酸、盐酸、氢氟酸等无机酸和柠檬酸等有机酸，因此酸洗废水处理工艺包括中和混凝、混凝沉淀和高级氧化等单元。碱清洗主要采用脱脂剂，不同脱脂剂的成分、含量存在很大差异，碱洗废水处理工艺包括中和、混凝沉淀和高级氧化等单元。酸碱混合废水由于颗粒物难以沉降，其处理工艺应包括混凝沉淀、深度混凝沉淀和高级氧化等单元。
本发明针对现有技术存在的缺陷，提出一种多运行模式清洗废水处理系统，通过运行单元的模块组合，可以高效处理多种清洗废水，实现废水的净化及再利用，通过一套系统可处理多种不同类型的废水，并取得很好的效果。此外，各处理单元设计同心圆反应器，对酸洗废水中的小粒径沉淀物沉降优化明显，使去除效果更彻底。
附图说明
图1、2为本发明处理系统的结构示意图；
图中：1为第一中和混凝沉淀单元，2为第二中和混凝沉淀单元，3为高级氧化单元，4为中和单元，5为污泥浓缩单元，6为脱水单元，7为阀门a，8为阀门b，9为阀门c，A为酸洗废水，B为碱洗废水，C为酸碱混合废水，D为出水，E为沉淀污泥，F为重力浓缩污泥，G为脱水污泥，H为回流上清液。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步阐述，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
图1和图2为本发明所述清洗废水处理工艺图，当处理对象为酸洗废水A时，则阀门a7和阀门b8开启，阀门c9关闭；处理对象为碱洗废水B时，则阀门c9开启，阀门a7和阀门b8关闭；处理对象为酸碱混合废水C时，则阀门a7和阀门b8开启，阀门c9关闭，各单元产生的沉淀污泥E收集在贮泥池内经过重力浓缩后得到重力浓缩污泥F，泵入污泥脱水机脱水后得到脱水污泥G外运处置，回流上清液H回流至进水单元，出水D排出处理系统。具体步骤如下：
将酸洗废水A加入第一中和混凝沉淀单元1内筒，加入中和剂调节pH，加絮凝剂搅拌均匀后废水上清液从内筒底部圆形孔进入外筒，形成的污泥从单元底部引流至污泥浓缩单元5中，上清液进入第二中和混凝沉淀单元2中心筒。在中心筒加入药剂慢速搅拌，反应完后废水从中心筒底部翻入外层筒中，投加混凝剂快速搅拌(筒壁设有垂直曝气设备，通过控制气体流量控制搅拌速度)，投加中和剂调节pH，废水上清液进入最外层筒中进一步沉淀，中心筒与外层筒底部污泥和最外层筒底部污泥一同引流至污泥浓缩单元5，上清液进入高级氧化单元3，加入氧化剂，搅拌，底部沉淀污泥引入污泥浓缩单元5，反应后废水进入中和单元4，加入药剂调节pH，底部沉淀污泥引入污泥浓缩单元5，搅拌均匀即可得到出水D。将污泥浓缩单元5中收集的污泥泵入脱水单元6脱水，上清液H回流至第一中和混凝沉淀单元1，脱水污泥G外运处置。
将碱洗废水B加入第二中和混凝沉淀单元2中心筒中，加入中和剂调节pH，反应后废水从内筒底部翻入外层筒中，投加混凝剂、絮凝剂并快速搅拌(筒壁设有垂直曝气设备，通过控制气体流量控制搅拌速度)，调节pH后废水进入最外层筒中进一步沉淀，中心筒与外层筒底部污泥和最外层筒底部污泥一同引流至污泥浓缩单元5，上清液进入高级氧化单元3。加入氧化剂，搅拌，底部沉淀污泥引入污泥浓缩单元5，反应后废水进入中和单元4，加入药剂调节pH，底部沉淀污泥引入污泥浓缩单元5，搅拌均匀即可得到出水D。将污泥浓缩单元5中收集的污泥泵入脱水单元6脱水，上清液H回流至第二中和混凝沉淀单元2中心筒内，脱水污泥G外运处置。
将酸碱混合废水C加入第一中和混凝沉淀单元1内筒，加入絮凝剂慢速搅拌，废水从内筒底部的圆形孔进入外筒，形成的污泥从单元底部引流至污泥浓缩单元5，上清液进入第二中和混凝沉淀单元2中心筒中。投加药剂后慢速搅拌，废水从内筒底部翻入外层筒中，投加药剂快速搅拌(筒壁设有垂直曝气设备，通过控制气体流量控制搅拌速度)，投加混凝剂并用中和剂调节pH，废水进入最外层筒中进一步沉淀，中心筒与外层筒底部污泥和最外层筒底部污泥一同引流至污泥浓缩单元5，上清液进入高级氧化单元3，加入氧化剂，搅拌，底部沉淀污泥引入污泥浓缩单元5，反应后废水进入中和单元4，加入药剂调节pH，底部沉淀污泥引入污泥浓缩单元5，搅拌均匀即可得到出水D。将污泥浓缩单元5中收集的污泥泵入脱水单元6脱水，上清液H回流至第一中和混凝沉淀单元1，脱水污泥G外运处置。
实施例2
利用实施例1中描述的清洗废水处理工艺流程，对某厂的清洗废水开展了利用本方法对酸洗废水进行处理的实验，具体操作步骤如下。
(1)中和混凝：将废水A加入第一中和混凝沉淀单元1内筒，加入氢氧化钠将其pH调节至8-10范围内，并加入阴离子型聚丙烯酰胺50mg/L，以60rpm搅拌60min，废水从内筒底部的圆形孔进入外筒，形成的污泥从单元底部引流至污泥浓缩单元5，沉淀后上清液进入第二中和混凝沉淀单元2。
(2)混凝沉淀：将步骤(1)中所述废水加入到第二中和混凝沉淀单元2中心筒中，投加硫酸亚铁20g/L，以100rpm搅拌30min，废水从内筒底部翻入外层筒中，投加聚合氯化铝15g/L以150rpm搅拌30min(筒壁设有垂直曝气设备，通过控制气体流量控制搅拌速度)，投加氢氧化钠调节pH至8-9，废水进入最外层筒中进一步沉淀，中心筒与外层筒底部污泥与最外层筒底部污泥一同引流至污泥浓缩单元5，上清液进入高级氧化单元3。
(3)高级氧化：将步骤(2)中所述废水加入到高级氧化单元3中，加入高锰酸钾20g/L，以60rpm搅拌60min，筒内壁均匀布有紫外灯。反应后产生的沉淀从单元底部引流至污泥浓缩单元5，上清液进入中和单元4。
(4)中和出水：加入硫酸以200rpm搅拌15min，调节出水pH＝6-9。
(5)污泥处理：将污泥浓缩单元5中收集的污泥引入脱水单元6脱水，脱水上清液回流至第一中和混凝沉淀单元1，脱水污泥外运处置。
采用本发明的废水处理工艺处理后的水质色度由1356明显降至45，COD由3254mg/L降至84mg/L，氨氮由85mg/L降至0.5mg/L，总磷由34mg/L降至0.05mg/L。废水处理效率高，流程简便，克服了酸洗废水的不达标缺陷。
实施例3
利用实施例1中描述的清洗废水处理工艺流程，对某厂的清洗废水开展了利用本方法对碱洗废水进行处理的实验，具体操作步骤如下。
(1)中和+混凝沉淀：将废水B加入到第二中和混凝沉淀单元2中心筒中，加入硫酸将其pH调节至7-8范围内，慢速搅拌，废水从内筒底部翻入外层筒中，投加氯化镁20g/L、阳离子型聚丙烯酰胺50mg/L并以100rpm搅拌30min(筒壁设有垂直曝气设备，通过控制气体流量控制搅拌速度)，投加氢氧化钙调节pH至9-10，废水进入最外层筒中进一步沉淀，中心筒与外层筒底部污泥与最外层筒底部污泥一同引流至污泥浓缩单元5，上清液进入高级氧化单元3。
(2)高级氧化：将步骤(2)中所述废水加入到高级氧化单元3中，加入过一硫酸氢钾复合盐40g/L，以200rpm搅拌100min，筒内壁均匀布有紫外灯。反应后产生的沉淀从单元底部引流至污泥浓缩单元5，上清液进入中和单元4。
(3)中和出水：加入氢氧化钠以100rpm搅拌30min，调节出水pH＝6-9。
(4)污泥处理：将污泥浓缩单元5中收集的污泥引入脱水单元6脱水，脱水上清液回流至第二中和混凝沉淀单元2，脱水污泥外运处置。
采用本发明的废水处理工艺处理后的水质色度由645明显降至17，COD由6680mg/L降至54mg/L，氨氮由95mg/L降至0.3mg/L，总磷由46mg/L降至0.01mg/L。废水处理效率高，流程简便，克服了碱洗废水的不达标缺陷。
实施例4
利用实施例1中描述的清洗废水处理工艺流程，对某厂的清洗废水开展了利用本方法对混合废水进行处理的实验，具体操作步骤如下。
(1)混凝沉淀：将废水C加入第一中和混凝沉淀单元1内筒，加入阴离子型聚丙烯酰胺以40rpm搅拌15min，废水从内筒底部的圆形孔进入外筒，形成的污泥从单元底部引流至污泥浓缩单元5，沉淀后上清液进入第二中和混凝沉淀单元2。
(2)深度混凝沉淀：将步骤(1)中所述废水加入到第二中和混凝沉淀单元2中心筒中，投加氯化镁10g/L，以150rpm搅拌25min，废水从内筒底部翻入外层筒中，投加硫酸铝65g/L以150rpm搅拌10min(筒壁设有垂直曝气设备，通过控制气体流量控制搅拌速度)，投加三氯化铁并用氢氧化钙和氢氧化钠调节pH至8-9，废水进入最外层筒中进一步沉淀，中心筒与外层筒底部污泥和最外层筒底部污泥一同引流至污泥浓缩单元5，上清液进入高级氧化单元3。
(3)高级氧化：将步骤(2)中所述废水加入到高级氧化单元3中，加入双氧水20g/L，以50rpm搅拌360min，筒内壁均匀布有紫外灯。反应后产生的沉淀从单元底部引流至污泥浓缩单元5，上清液进入中和单元4。
(4)中和出水：加入盐酸以50rpm搅拌60min，调节出水pH＝6-9。
(5)污泥处理：将污泥浓缩单元5中收集的污泥引入脱水单元6脱水，脱水上清液回流至第一中和混凝沉淀单元1，脱水污泥外运处置。
采用本发明的废水处理工艺处理后的水质色度由1564明显降至62，COD由3478mg/L降至95mg/L，氨氮由80mg/L降至1.2mg/L，总磷由46mg/L降至0.01mg/L，废水处理效率高，流程简便，克服了酸碱混合废水的不达标缺陷。

Claims (10)

1.一种多运行模式清洗废水处理系统，其特征在于，包括中和混凝沉淀单元、高级氧化单元、中和单元、污泥浓缩单元和脱水单元，其中，所述的中和混凝沉淀单元包括串联的第一中和混凝沉淀单元和第二中和混凝沉淀单元，
所述的中和混凝沉淀单元、高级氧化单元以及中和单元依次通过管道进行串联，所述的中和混凝沉淀单元、高级氧化单元以及中和单元底部出口均连接至污泥浓缩单元，污泥浓缩单元出口连接脱水单元，所述的中和混凝沉淀单元通入清洗废水，所述的污泥浓缩单元上清液以及脱水单元的出水回流至中和混凝沉淀单元；
该系统用于处理酸洗废水、碱洗废水以及酸碱混合废水，处理碱洗废水时，废水依次通过第二中和混凝沉淀单元、高级氧化单元和中和单元；处理酸洗废水以及酸碱混合废水时，废水依次通过第一中和混凝沉淀单元、第二中和混凝沉淀单元、高级氧化单元和中和单元；
处理酸洗废水时，具体步骤为：
(a)酸洗废水通入第一中和混凝沉淀单元，加入中和剂将pH调至6-12，再加入絮凝剂慢速搅拌，上清液进入第二中和混凝沉淀单元；
(b)在第二中和混凝沉淀单元中投加混凝剂先慢速搅拌，再投加混凝剂快速搅拌，最后加入中和剂调节pH至4-10，上清液进入高级氧化单元；
(c)在高级氧化单元中加入氧化剂并慢速搅拌，上清液进入中和单元；
(d)在中和单元中加入中和剂快速搅拌，调节出水pH为6-9；
处理碱洗废水时，具体步骤为：
(a)碱洗废水通入第二中和混凝沉淀单元，加入中和剂将pH调至6-12，慢速搅拌，再投加混凝剂、絮凝剂并快速搅拌，最后投加中和剂调节pH至4-10，上清液进入高级氧化单元；
(b)在高级氧化单元中加入氧化剂并慢速搅拌，上清液进入中和单元；
(c)在中和单元中加入中和剂快速搅拌，调节出水pH为6-9；
处理酸碱混合废水时，具体步骤为：
(a)酸碱混合废水通入第一中和混凝沉淀单元，加入絮凝剂慢速搅拌，上清液进入第二中和混凝沉淀单元；
(b)在第二中和混凝沉淀单元中投加混凝剂先慢速搅拌，再投加混凝剂快速搅拌，最后加入中和剂调节pH至4-10，上清液进入高级氧化单元；
(c)在高级氧化单元中加入氧化剂并慢速搅拌，上清液进入中和单元；
(d)在中和单元中加入中和剂快速搅拌，调节出水pH为6-9。
2.根据权利要求1所述的一种多运行模式清洗废水处理系统，其特征在于，所述的第一中和混凝沉淀单元为双层结构的同心圆反应器，包括内筒和外筒，所述内筒中通入废水。
3.根据权利要求1所述的一种多运行模式清洗废水处理系统，其特征在于，所述的第二中和混凝沉淀单元为三层结构的同心圆反应器，包括中心筒、外层筒和最外层筒，所述中心筒中通入废水。
4.根据权利要求1所述的一种多运行模式清洗废水处理系统，其特征在于，所述的高级氧化单元的筒内壁均匀布有紫外灯。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的多运行模式清洗废水处理系统的应用，其特征在于，该系统用于处理酸洗废水、碱洗废水以及酸碱混合废水，处理碱洗废水时，废水依次通过第二中和混凝沉淀单元、高级氧化单元和中和单元；处理酸洗废水以及酸碱混合废水时，废水依次通过第一中和混凝沉淀单元、第二中和混凝沉淀单元、高级氧化单元和中和单元。
6.根据权利要求5所述的多运行模式清洗废水处理系统的应用，其特征在于，处理酸洗废水时，具体步骤为：
(a)酸洗废水通入第一中和混凝沉淀单元，加入中和剂将pH调至6-12，再加入絮凝剂慢速搅拌，上清液进入第二中和混凝沉淀单元；
(b)在第二中和混凝沉淀单元中投加混凝剂先慢速搅拌，再投加混凝剂快速搅拌，最后加入中和剂调节pH至4-10，上清液进入高级氧化单元
(c)在高级氧化单元中加入氧化剂并慢速搅拌，上清液进入中和单元；
(d)在中和单元中加入中和剂快速搅拌，调节出水pH为6-9。
7.根据权利要求5所述的多运行模式清洗废水处理系统的应用，其特征在于，处理碱洗废水时，具体步骤为：
(a)碱洗废水通入第二中和混凝沉淀单元，加入中和剂将pH调至6-12，慢速搅拌，再投加混凝剂、絮凝剂并快速搅拌，最后投加中和剂调节pH至4-10，上清液进入高级氧化单元；
(b)在高级氧化单元中加入氧化剂并慢速搅拌，上清液进入中和单元；
(c)在中和单元中加入中和剂快速搅拌，调节出水pH为6-9。
8.根据权利要求5所述的多运行模式清洗废水处理系统的应用，其特征在于，处理酸碱混合废水时，具体步骤为：
(a)酸碱混合废水通入第一中和混凝沉淀单元，加入絮凝剂慢速搅拌，上清液进入第二中和混凝沉淀单元；
(b)在第二中和混凝沉淀单元中投加混凝剂先慢速搅拌，再投加混凝剂快速搅拌，最后加入中和剂调节pH至4-10，上清液进入高级氧化单元；
(c)在高级氧化单元中加入氧化剂并慢速搅拌，上清液进入中和单元；
(d)在中和单元中加入中和剂快速搅拌，调节出水pH为6-9。
9.根据权利要求6-8任一项所述的多运行模式清洗废水处理系统的应用，其特征在于，
所述的中和剂根据水质情况选自硫酸、盐酸、硝酸、氢氧化钠或氢氧化钙中的一种或多种，
所述的絮凝剂为高分子助凝剂，选自阳离子型或阴离子型聚丙烯酰胺，投加浓度范围为1-500mg/L，
所述的混凝剂根据水质情况选自钠盐、镁盐、铁盐、钙盐或铝盐中的一种或多种，投加浓度范围为0.01-100g/L，
所述的氧化剂根据不同水质情况选自双氧水、过硫酸盐、铁盐、次氯酸钠或高锰酸钾中的一种或多种，投加浓度范围为0.01-100g/L。
10.根据权利要求6-8任一项所述的多运行模式清洗废水处理系统的应用，其特征在于，慢速搅拌在30-300rpm转速下搅拌1-360min，快速搅拌在80-400rpm转速下搅拌1-60min。
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