CN108928971A - 一种含铬染色废水的处理系统及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含铬染色废水的处理系统及其实现方法，包括废水收集桶、三维电解反应槽、1#Ph调节池、高级氧化脱色池、还原池、2#Ph调节池、絮凝沉淀池、过滤器、离子吸附装置和压泥机，此含铬染色废水的处理系统结构简单，采用三维电解—高级氧化脱色—混凝—离子交换联用的技术，含络染色废水依次经过废水收集桶、三维电解反应槽、#Ph调节池、高级氧化脱色池、还原池、#Ph调节池、絮凝沉淀池、过滤器和离子吸附装置处理后，废水中的总的铬含量＜0.5mg/L，Cr⁶⁺＜0.1mg/L，均达到了《GB 21900‑2008》中表3‑3规定的电镀污水排放要求，能保障出水达标外排或满足回用要求，且该处理工艺具有抗冲击负荷能力强。

Description

一种含铬染色废水的处理系统及其实现方法

技术领域

本发明涉及电镀染色废水技术领域，具体为一种含铬染色废水的处理系统及其实现方法。

背景技术

在金属加工、电镀、制革等工业中一系列染色处理会产生大量染色废水，这类废水由于高COD、总氮及总磷，普遍可生化性差，色度高，直接排放无疑造成巨大的环境危害。另外由于含重金属类染料的广泛使用，无疑该类废水中含有大量重金属污染物，其中以铬最具毒性，也最难处理。由于铬属于第一类优先控制污染物，国家环保标准要求必须进行单独分流除铬处理，含铬染色废水中铬的存在形式一般有Cr(VI)和Cr(III)两种，如果没经过处理或处理不合格便排放，会严重污染河水和地下水，危害农田和人体健康，对生态环境和人类生存产生巨大的危害。相对三价铬而言，六价铬毒性更大，且更易被人体吸收而且在人体蓄积。根据《GB 21900-2008》中表3-3规定的工业污水排放限值要求Cr⁶⁺的最高允许排放浓度为0.1mg/L和总铬0.5mg/L。因此，对含铬废水的处理进行研究尤为重要。

含铬废水的处理方法较多，目前常用有的电解法、化学法、离子交换法及膜分离法等。其中，化学法需要投加过量的药剂容易造成二次污染，且产生污泥量大。离子交换法是利用高分子合成树脂与废水中铬进行离子交换，其成本较高，操作管理复杂，且树脂再生困难使用寿命短。膜分离法有电渗析、反渗透和电去离子等，这些方法目前存在膜寿命和成本问题，仍处在研究试用阶段，电解法因其具有体积小、占地少、耗电低、管理方便、效果好等特点被广泛应用，但单纯使用电解技术处理含铬废水很难达到排放标准，对于含铬浓度较低的废水，能耗直线上升，从成本角度来说，不经济可行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含铬染色废水的处理系统及其实现方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种含铬染色废水的处理系统，包括废水收集桶、三维电解反应槽、1#Ph调节池、高级氧化脱色池、还原池、2#Ph调节池、絮凝沉淀池、过滤器、离子吸附装置和压泥机，所述废水收集桶的出水口与所述三维电解反应槽连接，三维电解反应槽的出水口与所述1#Ph调节池的进水口连接，所述1#Ph调节池的出水口与高级氧化脱色池的进水口连接，高级氧化脱色池的出水口与还原池连接，还原池的出水口与所述2#Ph调节池的进水口连接，2#Ph调节池的出水口与絮凝沉淀池的进水口连接，絮凝沉淀池的出水口与过滤器的进水口连接，过滤器的出水口与离子吸附装置的进水口连接，所述絮凝沉淀池下端的出料口与压泥机的进料口连接。

优选的，所述2#Ph调节池内设有搅拌装置，2#Ph调节池的侧壁上端开设有进水口，2#Ph调节池远离进水口的侧壁上端开设有出水口。

优选的，所述搅拌装置包括旋转电机和搅拌轴，所述旋转电机的侧壁通过支撑架与2#Ph调节池的外顶壁固定连接，旋转电机上的旋转轴固定连接有搅拌轴的一端，搅拌轴的另一端转动贯穿2#Ph调节池的顶端到达2#Ph调节池的内部并固定连接有竖向搅拌叶片，所述搅拌轴位于2#Ph调节池内一段的侧壁对称固定连接有两个横向搅拌叶片，所述竖向搅拌叶片位于横向搅拌叶片的下方，竖向搅拌叶片位于2#Ph调节池的池底。

优选的，所述搅拌轴位于2#Ph调节池内一段的侧壁对称固定连接有两个L形连接杆，L形连接杆的横向一段上滑动插接有连杆，连杆的一端固定连接有处理刷的一端，处理刷的另一端与2#Ph调节池的内侧壁相抵，所述连杆的另一端上侧转动连接有螺纹杆的一端，螺纹杆的另一端螺纹贯穿L形连接杆的竖直一段到达L形连接杆的上方并螺纹套接有套筒，所述螺纹杆位于套筒内的一端转动连接有活塞，活塞的内壁与套筒的内壁滑动连接，所述套筒的外侧壁固定套接有滚子轴承的内圈，滚子轴承的外圈通过支架与L形连接杆固定连接，所述套筒的外侧壁固定套接有第一轮盘，第一轮盘位于滚子轴承的上方，所述第一轮盘通过传动带连接有第二轮盘，所述第二轮盘上固定插接有转杆的一端，转杆的另一端转动贯穿L形连接杆的侧壁到达L形连接杆上开设的空腔内部并固定连接有步进电机的转动轴，所述步进电机的底端与空腔的底壁固定连接，空腔的内壁固定连接有蓄电池，所述搅拌轴位于2#Ph调节池外一段的侧壁连接有按钮开关。

优选的，所述套筒的外顶壁固定连接有斜向搅拌叶片。

优选的，所述L形连接杆位于连杆下方的一端固定连接有挡块。

优选的，包括以下步骤：将含铬染色废水收集至废水收集桶中，然后泵入三维电解反应槽，而后依次通过1#PH调节池、高级氧化脱色池、还原池、2#PH调节池、絮凝沉淀池、过滤器及离子吸附装置，排出达标后的废水，泥水分离后，污泥经压泥机压滤脱水，以泥饼的形式外运；

所述废水在三维电解反应槽的反应接触时间为1-2h，所述1#PH调节池中加入适量的酸，控制废水pH值为2.5-4.5，所述高级氧化脱色池加入一定质量比的硫酸亚铁和双氧水，废水在高级氧化脱色池内的水利停留时间为1h，所述还原池加入适量的还原剂，水利停留时间为1h，所述2#PH调节池加入适量的碱，控制废水pH值为8.0-9.0，所述絮凝沉淀池中投加聚丙烯酰胺絮凝剂与废水进行絮凝、沉淀，絮凝时间为10分钟，沉淀时间不小于30分钟，水利停留时间为1h，所述离子吸附装置中离子吸附柱的吸附剂为树脂基重金属吸附剂。

优选的，所述三维电解反应槽中的阴阳两极均为石墨板，极间距为5～10cm，粒子电极填料量为2kg，粒子电极填料选用铁碳颗粒，电流密度设置在40～55mA/cm²，曝气强度为600～800L/h。

优选的，所述硫酸亚铁和双氧水的质量比为1.2：1。

优选的，所述还原剂为硫酸亚铁或水合肼。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、采用三维电解—高级氧化脱色—混凝—离子交换联用的技术，含络染色废水依次经过废水收集桶、三维电解反应槽、#Ph调节池、高级氧化脱色池、还原池、#Ph调节池、絮凝沉淀池、过滤器和离子吸附装置处理后，废水中的总的铬含量＜0.5mg/L，Cr⁶⁺＜0.1mg/L，均达到了《GB 21900-2008》中表3-3规定的电镀污水排放要求，能保障出水达标外排或满足回用要求，且该处理工艺具有抗冲击负荷能力强、处理效率高、传质效果好、系统稳定性高和电耗低的优点，经济可行；

2、利用旋转电机带动搅拌轴、横向搅拌叶片和竖向搅拌叶片进行搅拌，使得碱性料与废水混合均匀，竖向搅拌叶片有利于2#Ph调节池6池底混合料的混合均匀；

3、利用步进电机带动转杆和第二轮盘转动，进一步的通过传动带带动第一轮盘、套筒和斜向搅拌叶片转动，斜向搅拌叶片的转动会造成2#Ph调节池内混合液的扰动，进一步增加搅拌效率，且套筒转动时，螺纹杆向外转动滑出套筒并推动连杆，使得处理刷沿2#Ph调节池池底内侧壁滑动，将2#Ph调节池内侧壁沉落的物料扫起，进行再混合搅拌，避免搅拌不充分，使得废水被处理的不彻底。

附图说明

图1为本发明工艺流程图；

图2为本发明2#Ph调节池结构示意图；

图3为图2中A结构放大示意图。

图中：废水收集桶1、三维电解反应槽2、1#PH调节池3、高级氧化脱色池4、还原池5、2#PH调节池6、絮凝沉淀池7、旋转电机71、搅拌轴72、横向搅拌叶片73、竖向搅拌叶片74、L形连接杆75、步进电机76、传动带77、第一轮盘78、套筒79、斜向搅拌叶片710、滚子轴承711、活塞712、螺纹杆713、连杆714、处理刷715、过滤器8、离子吸附装置9、压泥机10。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：

实施例1

一种含铬染色废水的处理系统，包括废水收集桶1、三维电解反应槽2、1#Ph调节池3、高级氧化脱色池4、还原池5、2#Ph调节池6、2#Ph调节池6、过滤器8、离子吸附装置9和压泥机10，废水收集桶1的出水口与三维电解反应槽2连接，三维电解反应槽2的出水口与1#Ph调节池3的进水口连接，1#Ph调节池3的出水口与高级氧化脱色池4的进水口连接，高级氧化脱色池4的出水口与还原池5连接，还原池5的出水口与2#Ph调节池6的进水口连接，2#Ph调节池6的出水口与2#Ph调节池6的进水口连接，2#Ph调节池6的出水口与过滤器8的进水口连接，过滤器8的出水口与离子吸附装置9的进水口连接，2#Ph调节池6下端的出料口与压泥机10的进料口连接。

实施例2

2#Ph调节池6内设有搅拌装置，2#Ph调节池6的侧壁上端开设有进水口，2#Ph调节池6远离进水口的侧壁上端开设有出水口，2#Ph调节池6的底端开设有出料口，搅拌装置包括旋转电机61和搅拌轴62，旋转电机61的侧壁通过支撑架与2#Ph调节池6的外顶壁固定连接，旋转电机61上的旋转轴固定连接有搅拌轴62的一端，搅拌轴62的另一端转动贯穿2#Ph调节池6的顶端到达2#Ph调节池6的内部并固定连接有竖向搅拌叶片64，搅拌轴62位于2#Ph调节池6内一段的侧壁对称固定连接有两个横向搅拌叶片63，竖向搅拌叶片64位于横向搅拌叶片63的下方，竖向搅拌叶片64位于2#Ph调节池6的池底，旋转电机61、外接电源和电源开关通过导线连接共同组成一条串联电路。

实施例3

搅拌轴62位于2#Ph调节池6内一段的侧壁对称固定连接有两个L形连接杆65，L形连接杆65的横向一段上滑动插接有连杆614，连杆614的一端固定连接有处理刷615的一端，L形连接杆65位于连杆614下方的一端固定连接有挡块，处理刷615的另一端与2#Ph调节池6的内侧壁相抵，连杆614的另一端上侧转动连接有螺纹杆613的一端，螺纹杆613的另一端螺纹贯穿L形连接杆65的竖直一段到达L形连接杆65的上方并螺纹套接有套筒69，螺纹杆613位于套筒69内的一端转动连接有活塞612，活塞612的内壁与套筒69的内壁滑动连接，套筒69的外顶壁固定连接有斜向搅拌叶片610，套筒69的外侧壁固定套接有滚子轴承611的内圈，滚子轴承611的外圈通过支架与L形连接杆65固定连接，套筒69的外侧壁固定套接有第一轮盘68，第一轮盘68位于滚子轴承611的上方，第一轮盘68通过传动带67连接有第二轮盘，第二轮盘上固定插接有转杆的一端，转杆的另一端转动贯穿L形连接杆65的侧壁到达L形连接杆65上开设的空腔内部并固定连接有步进电机66的转动轴，步进电机66的底端与空腔的底壁固定连接，空腔的内壁固定连接有蓄电池，搅拌轴62位于2#Ph调节池6外一段的侧壁连接有按钮开关，步进电机66、蓄电池和按钮开关通过导线连接共同组成一条串联电路，此时导线埋设在搅拌轴62的内部，2#Ph调节池池内的搅拌轴62、横向搅拌叶片63、竖向搅拌叶片64、L形连接杆65、步进电机66、传动带67、第一轮盘68、套筒69、斜向搅拌叶片610、滚子轴承611、活塞612、螺纹杆613、连杆614和处理刷615，均具有耐腐蚀，化学稳定性高的性能，不会被碱性料和废水腐蚀。

实施例4

含铬染色废水经废水收集桶收集，通过泵提升至三维电解反应池进行脱色预处理，控制电流密度50mA/cm²，曝气强度为600～800L/h，电解氧化时间为1h，采用石墨为阴阳电极板，极间距为5～10cm，粒子电极材料选用铁碳颗粒，在电解过程中所述粒子电极能够释放出Fe²⁺加速催化形成氧化性极强的·OH，使有机染料分子被最大程度的进行氧化分解，能使含铬染料分子部分破络。

经三维电解反应池脱色后的废水pH值会上升，故先通过1#pH调节池加入适量酸，调整pH值为4.0，然后进入高级氧化脱色池进行高级氧化，按顺序向高级氧化脱色池中先后加入硫酸亚铁和双氧水，两者的质量比为1.2：1，进行搅拌反应，反应时间为1h，高级氧化反应期间将产生大量的·OH，对废水中的有机染料分子进一步氧化，完全脱色。

经高级氧化后的废水经泵提升至还原池，在还原池中加入适量的硫酸亚铁进行还原处理，反应时间为1h，将废水中的Cr(VI)还原成Cr(III)，。

经还原后的废水进入2#pH调节池，调节废水pH为8.5后，经泵提升至絮凝沉淀池，在搅拌条件下加入聚丙烯酰胺絮凝剂，投加絮凝剂进行水力澄清，絮凝时间为10分钟，沉淀时间在30分钟以上，大胶体颗粒的含铬污泥从底部排出。

将絮凝沉淀池中的上清液直接泵入过滤器，过滤掉上清液中的少量悬浮物，过滤后的废水泵入离子吸附柱，吸附残余的微量铬离子，达标后排放废水，离子吸附柱的吸附剂为树脂基重金属吸附剂，其具有较大的吸附面积，可在很宽的条件范围内只吸附一种特定的离子而不吸附其它离子，该染色废水中残余的微量铬离子均可被吸附，系统产生的污泥通过压泥机脱水，滤液进入过滤系统，滤饼干化制砖或固化处理。通过检测，处理后的废水中的总的铬含量＜0.1mg/L，Cr⁶⁺＜0.05mg/L，均达到了《GB 21900-2008》中表3-3规定的电镀污水排放要求。

本案中，采用三维电解—高级氧化脱色—混凝—离子交换联用的技术，含络染色废水依次经过废水收集桶1、三维电解反应槽2、1#Ph调节池3、高级氧化脱色池4、还原池5、2#Ph调节池6、2#Ph调节池6、过滤器8和离子吸附装置9处理后，废水中的总的铬含量＜0.5mg/L，Cr⁶⁺＜0.1mg/L，均达到了《GB21900-2008》中表3-3规定的电镀污水排放要求，能保障出水达标外排或满足回用要求，且该处理工艺具有抗冲击负荷能力强、处理效率高、传质效果好、系统稳定性高和电耗低的优点，经济可行，且向2#Ph调节池6内加入氢氧化钠碱性料对废水进行Ph调节时，先按下按钮开关，再接通外接电源，旋转电机61带动搅拌轴62、横向搅拌叶片63和竖向搅拌叶片64进行搅拌，使得碱性料与废水混合均匀，竖向搅拌叶片64有利于2#Ph调节池6池底混合料的混合均匀，与此同时，步进电机66带动转杆和第二轮盘转动，进一步的通过传动带67带动第一轮盘68、套筒69和斜向搅拌叶片610转动，斜向搅拌叶片610的转动会造成2#Ph调节池6内混合液的扰动，进一步增加搅拌效率，且套筒69转动时，螺纹杆613向外转动滑出套筒69并推动连杆614，使得处理刷615沿2#Ph调节池6池底内侧壁滑动，将2#Ph调节池6内侧壁沉落的物料扫起，进行再混合搅拌，避免搅拌不充分，使得废水被处理的不彻底。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种含铬染色废水的处理系统，包括废水收集桶(1)、三维电解反应槽(2)、1#Ph调节池(3)、高级氧化脱色池(4)、还原池(5)、2#Ph调节池(6)、絮凝沉淀池(7)、过滤器(8)、离子吸附装置(9)和压泥机(10)，其特征在于：所述废水收集桶(1)的出水口与所述三维电解反应槽(2)连接，三维电解反应槽(2)的出水口与所述1#Ph调节池(3)的进水口连接，所述1#Ph调节池(3)的出水口与高级氧化脱色池(4)的进水口连接，高级氧化脱色池(4)的出水口与还原池(5)连接，还原池(5)的出水口与所述2#Ph调节池(6)的进水口连接，2#Ph调节池(6)的出水口与絮凝沉淀池(7)的进水口连接，絮凝沉淀池(7)的出水口与过滤器(8)的进水口连接，过滤器(8)的出水口与离子吸附装置(9)的进水口连接，所述絮凝沉淀池(7)下端的出料口与压泥机(10)的进料口连接。

2.根据权利要求1所述的一种含铬染色废水的处理系统，其特征在于：所述2#Ph调节池(6)内设有搅拌装置，2#Ph调节池(6)的侧壁上端开设有进水口，2#Ph调节池(6)远离进水口的侧壁上端开设有出水口。

3.根据权利要求2所述的一种含铬染色废水的处理系统，其特征在于：所述搅拌装置包括旋转电机(61)和搅拌轴(62)，所述旋转电机(61)的侧壁通过支撑架与2#Ph调节池(6)的外顶壁固定连接，旋转电机(61)上的旋转轴固定连接有搅拌轴(62)的一端，搅拌轴(62)的另一端转动贯穿2#Ph调节池(6)的顶端到达2#Ph调节池(6)的内部并固定连接有竖向搅拌叶片(64)，所述搅拌轴(62)位于2#Ph调节池(6)内一段的侧壁对称固定连接有两个横向搅拌叶片(63)，所述竖向搅拌叶片(64)位于横向搅拌叶片(63)的下方，竖向搅拌叶片(64)位于2#Ph调节池(6)的池底。

4.根据权利要求3所述的一种含铬染色废水的处理系统，其特征在于：所述搅拌轴(62)位于2#Ph调节池(6)内一段的侧壁对称固定连接有两个L形连接杆(65)，L形连接杆(65)的横向一段上滑动插接有连杆(614)，连杆(614)的一端固定连接有处理刷(615)的一端，处理刷(615)的另一端与2#Ph调节池(6)的内侧壁相抵，所述连杆(614)的另一端上侧转动连接有螺纹杆(613)的一端，螺纹杆(613)的另一端螺纹贯穿L形连接杆(65)的竖直一段到达L形连接杆(65)的上方并螺纹套接有套筒(69)，所述螺纹杆(613)位于套筒(69)内的一端转动连接有活塞(612)，活塞(612)的内壁与套筒(69)的内壁滑动连接，所述套筒(69)的外侧壁固定套接有滚子轴承(611)的内圈，滚子轴承(611)的外圈通过支架与L形连接杆(65)固定连接，所述套筒(69)的外侧壁固定套接有第一轮盘(68)，第一轮盘(68)位于滚子轴承(611)的上方，所述第一轮盘(68)通过传动带(67)连接有第二轮盘，所述第二轮盘上固定插接有转杆的一端，转杆的另一端转动贯穿L形连接杆(65)的侧壁到达L形连接杆(65)上开设的空腔内部并固定连接有步进电机(66)的转动轴，所述步进电机(66)的底端与空腔的底壁固定连接，空腔的内壁固定连接有蓄电池，所述搅拌轴(62)位于2#Ph调节池(6)外一段的侧壁连接有按钮开关。

5.根据权利要求4所述的一种含铬染色废水的处理系统，其特征在于：所述套筒(69)的外顶壁固定连接有斜向搅拌叶片(610)。

6.根据权利要求4所述的一种含铬染色废水的处理系统，其特征在于：所述L形连接杆(65)位于连杆(614)下方的一端固定连接有挡块。

7.根据权利要求1—6任一所述的废水处理系统的实现方法，其特征在于：包括以下步骤：将含铬染色废水收集至废水收集桶(1)中，然后泵入三维电解反应槽(2)，而后依次通过1#PH调节池(3)、高级氧化脱色池(4)、还原池(5)、2#PH调节池(6)、絮凝沉淀池(7)、过滤器(8)及离子吸附装置(9)，排出达标后的废水，泥水分离后，污泥经压泥机(10)压滤脱水，以泥饼的形式外运；

所述废水在三维电解反应槽(2)的反应接触时间为1-2h，所述1#PH调节池(3)中加入适量的酸，控制废水pH值为2.5-4.5，所述高级氧化脱色池(4)加入一定质量比的硫酸亚铁和双氧水，废水在高级氧化脱色池内的水利停留时间为1h，所述还原池(5)加入适量的还原剂，水利停留时间为1h，所述2#PH调节池(6)加入适量的碱，控制废水pH值为8.0-9.0，所述絮凝沉淀池(7)中投加聚丙烯酰胺絮凝剂与废水进行絮凝、沉淀，絮凝时间为10分钟，沉淀时间不小于30分钟，水利停留时间为1h，所述离子吸附装置(9)中离子吸附柱的吸附剂为树脂基重金属吸附剂。

8.根据权利要求7所述的一种含铬染色废水的处理系统实现方法，其特征在于：所述三维电解反应槽(2)中的阴阳两极均为石墨板，极间距为5～10cm，粒子电极填料量为2kg，粒子电极填料选用铁碳颗粒，电流密度设置在40～55mA/cm²，曝气强度为600～800L/h。

9.根据权利要求7所述的一种含铬染色废水的处理系统实现方法，其特征在于：所述硫酸亚铁和双氧水的质量比为1.2：1。

10.根据权利要求7所述的一种含铬染色废水的处理系统实现方法，其特征在于：所述还原剂为硫酸亚铁或水合肼。