CN108059300B - 一种含铬污水的处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含铬污水的处理工艺，包括以下步骤：污水收集、混凝沉淀、酸化处理、中和沉淀、蒸发处理、生物处理以及水洗过滤；具有污水铬去除率强，适用于多种含铬污水处理，且回收再利用率高，净化处理能力强，提高实现集中处理、提高铬去除率和降解COD的效果。

Description

一种含铬污水的处理工艺
技术领域
本发明涉及工业污水处理技术领域，更具体地说，它涉及一种含铬污水的处理工艺。
背景技术
铬是生物体及微生物体所必须的微量金属元素之一，但超过一定量的铬会对人类和环境带来极大的压力并造成严重的危害。通常认为金属铬和二价铬无毒，三价铬毒性很小，危害最大的是六价铬的化合物。而含铬废水因为其危害性大、源头多样复杂备受业内学者关注。鉴于铬的危害性，世界各国对铬的排放形态和排放量都进行了严格的限制。国内对铬排放标准为：六价铬离子的浓度上限规定为0.5mg/L，总铬含量不得超过1.5mg/L。
当前治理六价铬的方法主要有：离子交换法、活性炭处理法、电解处理法、反渗透处理法及化学处理法。离子交换法在处理废水的同时，可回收有重要价值的重金属，缺点是运行费用高。活性炭处理法，取材容易，投资较低，但活性炭再生操作复杂，再生脱洗液不能直接回镀槽利用。电解处理法耗电多，消耗铁板量较大，污泥多。反渗透处理法依赖新型抗氧化半透膜的研制，在膜和设备上目前不满足需求；一直以来，水体中六价铬的去除是水处理研究热点与难点之一，六价铬去除方法繁多，但每种方法均有其自身的局限性，且废水中铬的去除率低。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种含铬污水的处理工艺，具有提高其污水中铬金属去除率的作用。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种含铬污水的处理工艺，包括以下步骤：
S1、污水收集：将外部接收含铬的污水收集至废液贮罐中，经静止沉淀后，对废液贮罐上层的浮渣进行收集，废液贮罐下层的废液通入至芬顿反应罐内；
S2、混凝沉淀：向芬顿反应罐内加入Fenton试剂进行氧化处理，同时向芬顿反应罐内通入压缩空气进行搅拌，经反应后，芬顿反应罐内上层的滤液输送至压滤机内进行压缩过滤，下层的滤渣排入至污泥回收装置进行处理，经压滤机压滤后的滤液收集至酸析反应罐中，滤渣输送至污泥回收装置进行处理；
S3、酸化处理：向酸析反应罐内加入废酸调节污水pH值，同时加入还原剂控制污水pH值在2.5～3，且ORP保持低于270mv；
S4、中和沉淀：将酸化处理后的污水通入中和池内，再向中和池内加入碱性药剂调节污水的pH至8～9，使Cr3+生成Cr（OH）3沉淀，经静止沉淀后，上清液传送至蒸发罐内，沉淀物输送至压滤机进行压缩；
S5、蒸发处理：先对蒸发罐滤液进行预热处理，得到预热后的滤液再进行蒸馏，得到浓缩液和馏出液，对馏出液进行冷却处理，得到冷却后的馏出液进行生物处理，浓缩液收集后进行拌料焚烧处置；
S6、生物处理：馏出液先通入至滤液收集池内进行均和得到废水，将废水依次输送至厌氧池、兼性厌氧池内，利用废水中有机物和生物系统中的生物菌对有机物进行氨化、水解、酸化，再并流入至好氧池内利用好氧生物合成、矿化作用去除有机物，同时设置混合液回流，并在好氧池过程的最后阶段进行延时曝气处理，废水沉淀后的污泥部分回流至厌氧池，剩余污泥进入污泥回收装置进行处理；
S7、水洗过滤：好氧池处理后的废水出水集中排入至过MBR膜池进行过滤，MBR膜池的污泥定期外排，MBR膜池的废水再经过反渗透池对废水进行反渗透，最后废水进入化学氧化池进行氧化反应并对其进行杀菌，将废水中的细菌进行杀除，使废水稳定达标后通入清水池内进行水洗处理，达标后排放。
如此设置，首先将外部接收的污水单独收集至废液贮罐中，当污水积累到一定量后，人工查看废液贮罐的液位，对废液贮罐中上层的浮渣通过人工进行收集再处理，废液贮罐下层的污水通入至芬顿反应罐内进行混凝沉淀处理。通过向芬顿反应罐内加入Fenton试剂进行氧化处理，通入压缩空气进行搅拌，使其污水中氧化充足，再进行化学混凝处理，通过羟基自由基降解难降解的有机物，提高污水中无机性的胶体颗粒和有机性颗粒的沉淀。经混凝沉淀后的滤渣和滤液以及压缩后的滤液分别进行相应的处理，通过将滤液统一收集至酸析反应罐内，通过加入废酸初步调节，达到废酸再利用的作用，同时加入还原剂，且控制其污水pH值在2.5～3，且ORP保持低于270mv；将部分物质沉淀，同时杀死部分菌类；之后通过在酸性条件下添加碱性药剂进行再次产生沉淀，使Cr3+生成Cr（OH）3沉淀，经静止沉淀后，上清液传送至蒸发罐内，沉淀物输送至压滤机进行压缩。再通过对处理后的污水进行过滤压缩，其滤液再派送至蒸发罐内进行蒸发处理，蒸发分馏不同的物质；待水质达到生物处理要求时，泵入生物处理工序中。将污水依次输送至厌氧池、兼性厌氧池内，利用废水中有机物和生物系统中的生物菌对有机物进行氨化、水解、酸化，再并流入至好氧池内利用好氧生物合成、矿化作用去除有机物，同时由于处理系统中设置了混合液回流并在接触氧化过程的最后阶段，生物处理停留时间很长，实际上处于延时曝气阶段，具有一定的硝化、反硝化作用，对废水中的氨氮进行一定的处理；经处理后，再通过MBR膜池对污水进行过滤，MBR膜池的污泥回流至缺氧池或接触氧化池，并定期外排，最后废水进入化学氧化池，并将废水中的细菌进行杀除，使废水稳定达标，达标后的废水泵入厂区高位槽再接入各回用水使用点；具有污水铬去除率强，适用于多种含铬污水处理，且回收再利用率高，净化处理能力强，提高实现集中处理、提高铬去除率和降解COD的效果。
进一步设置：在所述废液贮罐中加入有沸石、磷灰石、膨润土、高岭土、硅藻土、珍珠岩或层状双金属氢氧化物中的任意一种。
如此设置，这些矿物都具有很大的比表面积，具有较强的吸附能力和离子交换能力，对Cr6+或Cr3+均具有较好的吸附能力，提高对铬离子的预先去除率。
进一步设置：在步骤S2中，在加入Fenton试剂之前，先投加使用配比12：3=PAC:PAM，在加入Fenton试剂之后，再加入使用配比为13：3=PAC:PAM。
如此设置，通过两次对污水进行加药絮凝沉淀，即，先处于酸性状态对其进行部分沉降，后期处于中性时，再对其进行絮凝沉降，提高对污水絮凝沉降的性能，有效去除大量无机性的胶体颗粒和部分有机性颗粒，同时出去铬离子的作用，便于后期进行去除操作的作用。
进一步设置：在步骤S4中，将污水pH值调节至8.5，再添加浓度为30%的H2O2投加量为15mL/L，其次一次性投加FeSO4·7H2O，且H2O2：Fe2+=3：1，反应时间30min，再添加混凝剂PAC投加量0.4g/L，慢速搅拌5min，静置30min。
如此设置，在偏碱性条件下，首先向有机反应槽中加入Fenton试剂进行高级氧化处理，先使其污水中氧含量充足，再先后加入PAC和PAM进行化学混凝处理，通过羟基自由基降解难降解的有机物，提高污水中无机性的胶体颗粒和有机性颗粒的沉淀。
进一步设置：步骤S3中还原剂为焦亚硫酸钠、二氧化硫、硫酸亚铁中的任意一种或多种。
如此设置，焦亚硫酸钠、二氧化硫、硫酸亚铁均具有良好的还原性能以及稳定性能，便于对废水进行酸化处理。
进一步设置：步骤S4中碱性药剂为消石灰、液碱、硫化钠中的一种或多种。
如此设置，消石灰、液碱、硫化钠均具有较好的稳定性能，提高对污水中和后的稳定性能。
进一步设置：在所述酸析反应罐的顶部设置有尾气收集装置。
如此设置，使酸化后产生的气体进行收集分类再回收的作用，减小对环境造成的污染以及提高其回收利用率。
进一步设置：在所述酸析反应罐以及中和池内均设置有搅拌桨。
如此设置，通过边加药剂搅拌，提高污水与药剂之间的混合均匀性，提高反应速率。
进一步设置：在所述酸析反应罐以及中和池内均设置有pH计。
如此设置，便于实时检测酸析反应罐以及中和池内pH值，达到精准控制，方便操作的作用。
通过采用上述技术方案，本发明相对现有技术相比：具有污水铬去除率强，适用于多种含铬污水处理，且回收再利用率高，净化处理能力强，提高实现集中处理、提高铬去除率和降解COD的效果。
附图说明
图1为含铬污水的处理工艺的流程框图；
图2为酸析反应罐的结构示意图。
图中：1、废液贮罐；2、芬顿反应罐；3、压滤机；4、污泥回收装置；5、酸析反应罐；6、尾气收集装置；7、中和池；8、蒸发罐；9、滤液收集池；10、厌氧池；11、兼性厌氧池；12、好氧池；13、MBR膜池；14、反渗透池；15、化学氧化池。
具体实施方式
参照图1至图2对含铬污水的处理工艺做进一步说明。
一种含铬污水的处理工艺，如图1和图2所示，包括以下步骤：
S1、污水收集：将外部接收含铬的污水收集至废液贮罐1中，同时在废液贮罐1中加入有沸石、磷灰石、膨润土、高岭土、硅藻土、珍珠岩或层状双金属氢氧化物中的任意一种或多种。经静止沉淀后，对废液贮罐1上层的浮渣进行收集处理，废液贮罐1下层的污水通入至芬顿反应罐2内。
S2、混凝沉淀：先投加使用配比12：3的PAC:PAM，预先进行初级絮凝沉淀。其次，再向芬顿反应罐2内加入Fenton试剂进行氧化处理，并且向芬顿反应罐2内通入压缩空气进行搅拌。最后再加入使用配比为13：3=PAC:PAM进再次絮凝沉淀。经反应后，芬顿反应罐2内上层的滤液输送至压滤机3内进行压缩过滤，下层的滤渣排入至污泥回收装置4进行处理，经压滤机3压滤后的滤液收集至酸析反应罐5中，滤渣输送至污泥回收装置4进行处理。
S3、酸化处理：向酸析反应罐5内加入废酸调节污水pH值，同时加入还原剂控制污水pH值在2.5～3，且ORP保持低于270mv。其中，还原剂为焦亚硫酸钠、二氧化硫、硫酸亚铁中的任意一种或多种。
在酸析反应罐5的顶部设置有用于受窘反应后产生相应气体的尾气收集装置6。在酸析反应罐5内设置有用于检测污水pH值的pH计。同时，酸析反应罐5内设置调节废水流动性以及混合均匀度的搅拌桨。
S4、中和沉淀：将酸化处理后的污水通入中和池7内，再向中和池7内加入碱性药剂调节污水的pH至8～9。其中，碱性药剂为消石灰、液碱、硫化钠中的一种或多种。本方案中，将污水pH值调节至8.5，再添加浓度为30%的H2O2投加量为15mL/L，其次一次性投加FeSO4·7H2O，且H2O2：Fe2+=3：1，反应时间30min，再添加混凝剂PAC投加量0.4g/L，慢速搅拌5min，静置30min。使Cr3+生成Cr（OH）3沉淀，经静止沉淀后，上清液传送至蒸发罐8内，沉淀物输送至压滤机3进行压缩。
在中和池7内设置有用于检测污水pH值的pH计。同时，中和池7内设置有条废水流动性以及混合均匀度的搅拌桨。
S5、蒸发处理：先对蒸发罐8滤液进行预热处理，得到预热后的滤液再进行蒸馏，得到浓缩液和馏出液，对馏出液进行冷却处理，得到冷却后的馏出液进行生物处理，浓缩液收集后进行拌料焚烧处置。
S6、生物处理：馏出液先通入至滤液收集池9内进行均和得到废水，将废水依次输送至厌氧池10、兼性厌氧池11内，利用废水中有机物和生物系统中的生物菌对有机物进行氨化、水解、酸化。再并流入至好氧池12内利用好氧生物合成、矿化作用去除有机物，同时设置混合液回流，并在好氧池12过程的最后阶段进行延时曝气处理，废水沉淀后的污泥部分回流至厌氧池10，剩余污泥进入污泥回收装置4进行处理。
S7、水洗过滤：好氧池12处理后的废水出水集中排入至过MBR膜池13进行过滤，MBR膜池13的污泥定期外排；MBR膜池13的废水再经过反渗透池14对废水进行反渗透，最后废水进入化学氧化池15进行氧化反应并对其进行杀菌，将废水中的细菌进行杀除，使废水稳定达标后通入清水池内进行水洗处理，达标后排放。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种含铬污水的处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、污水收集：将外部接收含铬的污水收集至废液贮罐（1）中，经静止沉淀后，对废液贮罐（1）上层的浮渣进行收集，废液贮罐（1）下层的污水通入至芬顿反应罐（2）内；
S2、混凝沉淀：向芬顿反应罐（2）内加入Fenton试剂进行氧化处理，同时向芬顿反应罐（2）内通入压缩空气进行搅拌，经反应后，芬顿反应罐（2）内上层的滤液输送至压滤机（3）内进行压缩过滤，下层的滤渣排入至污泥回收装置（4）进行处理，经压滤机（3）压滤后的滤液收集至酸析反应罐（5）中，滤渣输送至污泥回收装置（4）进行处理；
S3、酸化处理：向酸析反应罐（5）内加入废酸调节污水pH值，同时加入还原剂控制污水pH值在2.5～3，且ORP保持低于270mv；
S4、中和沉淀：酸化处理后的污水通入中和池（7）内，再向中和池（7）内加入碱性药剂调节污水的pH至8.5，再添加浓度为30%的H2O2投加量为15mL/L，其次一次性投加FeSO4·7H2O，且H2O2：Fe2+=3：1，反应时间30min，再添加混凝剂PAC投加量0.4g/L，慢速搅拌5min，静置30min，将使Cr3+生成Cr（OH）3沉淀，经静止沉淀后，上清液传送至蒸发罐（8）内，沉淀物输送至压滤机（3）进行压缩；
S5、蒸发处理：先对蒸发罐（8）滤液进行预热处理，得到预热后的滤液再进行蒸馏，得到浓缩液和馏出液，对馏出液进行冷却处理，得到冷却后的馏出液进行生物处理，浓缩液收集后进行拌料焚烧处置；
S6、生物处理：馏出液先通入至滤液收集池（9）内进行均和得到废水，将废水依次输送至厌氧池（10）、兼性厌氧池（11）内，利用废水中有机物和生物系统中的生物菌对有机物进行氨化、水解、酸化，再并流入至好氧池（12）内利用好氧生物合成、矿化作用去除有机物，同时设置混合液回流，并在好氧池（12）过程的最后阶段进行延时曝气处理，废水沉淀后的污泥部分回流至厌氧池（10），剩余污泥进入污泥回收装置（4）进行处理；
S7、水洗过滤：好氧池（12）处理后的废水出水集中排入至过MBR膜池（13）进行过滤，MBR膜池（13）的污泥定期外排，MBR膜池（13）的废水再经过反渗透池（14）对废水进行反渗透，最后废水进入化学氧化池（15）进行氧化反应并对其进行杀菌，将废水中的细菌进行杀除，使废水稳定达标后通入清水池内进行水洗处理，达标后排放。
2.根据权利要求1所述的一种含铬污水的处理工艺，其特征在于：在所述废液贮罐（1）中加入有沸石、磷灰石、膨润土、高岭土、硅藻土、珍珠岩或层状双金属氢氧化物中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种含铬污水的处理工艺，其特征在于：在步骤S2中，在加入Fenton试剂之前，先投加使用配比12：3=PAC:PAM，在加入Fenton试剂之后，再加入使用配比为13：3=PAC:PAM。
4.根据权利要求1所述的一种含铬污水的处理工艺，其特征在于：步骤S3中还原剂为焦亚硫酸钠、二氧化硫、硫酸亚铁中的任意一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种含铬污水的处理工艺，其特征在于：步骤S4中碱性药剂为消石灰、液碱、硫化钠中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种含铬污水的处理工艺，其特征在于：在所述酸析反应罐（5）的顶部设置有尾气收集装置（6）。
7.根据权利要求1所述的一种含铬污水的处理工艺，其特征在于：在所述酸析反应罐（5）以及中和池（7）内均设置有搅拌桨。
8.根据权利要求1所述的一种含铬污水的处理工艺，其特征在于：在所述酸析反应罐（5）以及中和池（7）内均设置有pH计。
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