CN111704281A - 一种洗车废水快速处理回用装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种洗车废水快速处理回用装置及方法，涉及废水处理技术领域。该洗车废水快速处理回用装置包括洗车废水进水装置和电化学反应器，电化学反应器具有絮凝室、氧化室和过滤室，在絮凝室和氧化室内均设有电极板，絮凝室上部设有浮渣刮除机构，絮凝室连接有溶气机构，氧化室连接有曝气机构，过滤室和氧化室连接有用于投加处理剂的加药装置。本发明基于电絮凝、额外投加过氧化氢的电Fenton以及加压溶气气浮技术，通过额外添加硫酸钠提高电导率，加快处理速度，降低处理成本，以实现洗车废水的快速回用。同时，通过投加聚丙烯酰胺，使得悬浮、乳化或溶解的污染物快速形成团块，提升过滤效率。

Description

一种洗车废水快速处理回用装置及方法

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种洗车废水快速处理回用装置及方法。

背景技术

随着汽车生产工艺、技术的优化和改进以及人民生活水平的显著攀升，使得汽车的量迅速攀升。而为了清洁车辆，对车辆定期进行的美容清洗和保养必然会导致水资源的大量消耗以及大量洗车废水的产生。目前，由于大部分城市对汽车清洗行业的管理还不够完善，洗车废水随意排放至路面，造成各方面的污染，表面活性剂就是这些污染物之一。表面活性剂会给环境、野生动植物以及人类带来很多危害。与此同时洗车行业用水量巨大，不及时回用废水会造成水资源的大量浪费。

目前针对含表面活性剂废水的处理方法主要包括物理化学方法(混凝处理、气浮过滤、滤膜法等)，生物法，或者将二者结合起来。在实际工程中，生物法对温度、溶解氧等条件比较敏感，并且耗时长，占地面积大，很难满足洗车废水的快速回用需求。此外，混凝处理通过加入絮凝剂，并使用活性炭吸附沉淀来处理废水，这种方法的缺点是出水的水质波动较大，处理效果难以保证。滤膜法等反渗透工艺在运行过程中会产生危害性更大的反渗透浓缩液，在长期运行后，浓缩液会影响反应器的正常运行，浓差极化现象和膜堵塞往往导致反渗透膜的使用寿命短，通常产生很高的运营成本。因此，开发经济、高效处理洗车废水以及其快速回用技术，是目前解决洗车行业水资源浪费及污染问题的关键。

发明内容

为此，本发明提供一种洗车废水快速处理回用装置及方法，以解决目前洗车房产生的洗车废水难以被快速回用的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明的第一方面，该洗车废水快速处理回用装置包括洗车废水进水装置和电化学反应器，电化学反应器具有絮凝室、氧化室和过滤室，洗车废水进水装置连接絮凝室的进水侧，氧化室连接絮凝室的排水侧，过滤室连接氧化室的排水侧，在絮凝室和氧化室内均设有电极板，絮凝室上部设有浮渣刮除机构，絮凝室连接有溶气机构，氧化室连接有曝气机构，过滤室和氧化室连接有用于投加处理剂的加药装置。

进一步地，所述的洗车废水进水装置包括调节池和格栅池，格栅池通过潜污泵连接调节池，格栅池内设有过滤格珊，絮凝室通过管路连接格栅池。

进一步地，所述的溶气泵以及循环水管，两个循环水管分别连接溶气泵的进水口和出水口，循环水管伸入絮凝内；曝气机构包括曝气泵以及连接曝气泵的氧化曝气管，氧化曝气管设置在氧化室底部。

进一步地，所述的浮渣刮除机构包括浮渣刮板和循环履带，循环履带转动设置在絮凝室上侧，多个浮渣刮板设置在循环履带上，絮凝室的一侧设有浮渣收集槽，浮渣收集槽设置在循环履带的一端下侧。

进一步地，所述的电极板为铁电极，电极板为板状或网状，电极板拔插式安装在絮凝室和氧化室内。

进一步地，所述的过滤室内的出水侧设有一个滤料填充槽，过滤材料填充在滤料填充槽内，过滤室的下侧设有污泥收集槽，过滤室通过排泥口连通污泥收集槽。

进一步地，所述的絮凝室与氧化室之间设有第一溢流板，氧化室内在第一溢流板的一侧还设有第一挡水板，第一挡水板下端与氧化室的底部间隔设置，氧化室与过滤室之间设有第二溢流板，过滤室内在第二溢流板的一侧还设有第二挡水板，第二挡水板下端与过滤室的底部间隔设置，絮凝室内的水依次经过第一溢流板上侧和第一挡水板的下侧流动至氧化室内，氧化室内的水经过第二溢流板上侧和第二挡水板的下侧流动至过滤室内。

根据本发明的第二方面，利用洗车废水快速处理回用装置处理洗车废水的方法，所述的方法包括以下步骤：

1)洗车废水进水装置将洗车废水送入絮凝室内，絮凝室内的电极板为铁电极，絮凝室内的铁阴极处生成H₂，铁阳极溶出铁离子，形成的氢氧化铁絮体，絮体与洗车废水中的分散粒子和离子结合发生絮凝，溶气机构产生的大量微气泡包裹絮凝颗粒上浮，通过浮渣刮除机构将絮凝室上部的浮渣刮除；

2)絮凝室内的废水进入氧化室内，氧化室内的电极板为铁电极，通过加药装置向氧化室内添加过氧化氢，氧化室内的电极板与过氧化氢发生电芬顿反应，产生羟基自由基，对有机物进行氧化；

3)氧化室内的废水进入过滤室内，通过加药装置向过滤室内添加聚丙烯酰胺，废水中的悬浮颗粒物和溶解态、悬浮态的铁形成较大的絮体，最后废水通过过滤室内过滤材料的过滤后排出。

进一步地，所述的絮凝室和氧化室中电极板的电流密度为25～35mA/cm²，反应时间55～60min。

进一步地，步骤2)中还通过加药装置向过滤室内添加硫酸钠，每100ml洗车废水加入2～3ml的30％过氧化氢以及0.2～0.4g硫酸钠。

本发明具有如下优点：

本发明首先通过絮凝室内电絮凝和溶气机构气浮的协同作用，去除大部分的悬浮物和部分污染物，在氧化室中，通过额外投加过氧化氢的电Fenton(芬顿)反应的高效矿化，去除几乎全部的污染物，在过滤模块中，通过投加聚丙烯酰胺，使洗车废水中剩余悬浮物可以被快速分离，最后经过过滤后将处理后的水排出回用，能够高效、连续处理洗车废水，本发明可以快速实现洗车废水的回用处理，基本达到零排放。该处理洗车废水的反应装置操作方便，降低洗车成本，自动化程度高。

本发明中还额外添加硫酸钠提高电导率，加快处理速度，降低处理成本，以进一步实现洗车废水的快速回用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例1提供的一种洗车废水快速处理回用装置的示意图；

图中：1-调节池 2-潜污泵 3-格栅池 4-过滤格栅 5-电化学反应器 6-絮凝室 7-氧化室 8-过滤室 9-浮渣收集槽 10-浮渣刮板 11-循环履带 12-电极板 13-电极插槽14-循环水管 15-溶气泵 16-第一溢流板 17-曝气泵 18-氧化曝气管 19-加药泵 20-加药管 21-第二溢流板 22-污泥收集槽 23-排泥口 24-滤料填充槽 25-过滤材料 26-第一挡水板 27-第二挡水板 28-出水口。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

参见图1，该洗车废水快速处理回用装置包括洗车废水进水装置和电化学反应器5，电化学反应器5具有絮凝室6、氧化室7和过滤室8，洗车废水进水装置连接絮凝室6的进水侧，氧化室7连接絮凝室6的排水侧，过滤室8连接氧化室7的排水侧，在絮凝室6和氧化室7内均设有电极板12，絮凝室6上部设有浮渣刮除机构，絮凝室6连接有溶气机构，氧化室7连接有曝气机构，过滤室8和氧化室7连接有用于投加处理剂的加药装置。

絮凝室6内设有4个Fe阳极极板和4个Fe阴极极板，氧化室7内相同的设有4个Fe阳极极板和4个Fe阴极极板，共16块电极板12。本实施例中的电极板12为板状或网状，电极板12拔插式安装在絮凝室6和氧化室7内，电极板12的下侧设有电极插槽13，絮凝室6和氧化室7设有固定座，电极板12通过电极插槽13固定在固定座上以实现电极板12的拔插，便于更换电极板12，电极插槽13是由有机玻璃等稳定材料材质加工而成。

洗车废水进水装置包括调节池1和格栅池3，格栅池3通过潜污泵2连接调节池1，格栅池3内设有过滤格珊，絮凝室6通过管路连接格栅池3。洗车废水收集在调节池1中，调节池1内安装有水位感应器或液压传感器，水位感应器或液压传感器连接配电箱，当水位达到指定峰值之后，电控系统会启动潜污泵2，电化学反应器5进水口有水流传感器，当有水流通过的时候，电控系统会启动加药装置，水流首先进入格栅池3，再通过进水口进入电化学反应器5，依次经过絮凝室6、氧化室7和过滤室8，在该过程中，加药装置会按设定值加药，电源会在设定时间关闭，处理后，静止沉淀，沉淀由下端的排泥口23排出。同时实现洗车废水中TSS、LAS和COD的去除，处理速度快、效果好，可以应对大量洗车废水处理的压力，并且运行成本低。

浮渣刮除机构包括浮渣刮板10和循环履带11，循环履带11转动设置在絮凝室6上侧，多个浮渣刮板10设置在循环履带11上，絮凝室6的一侧设有浮渣收集槽9，浮渣收集槽9位于循环履带11的一端下侧。循环履带11带动浮渣刮板10将絮凝室6内的浮渣刮至浮渣收集池内。

溶气机构包括溶气泵15以及循环水管14，两个循环水管14分别连接溶气泵15的进水口和出水口，循环水管14伸入絮凝室6内，溶气泵15吸水并把空气打到水中，打出来的空气颗粒是微米级，增加电极板12、空气和废水的接触表面积，也就是增加空气的比表面积；曝气机构包括曝气泵17以及连接曝气泵17的氧化曝气管18，氧化曝气管18设置在氧化室7底部，通过曝气防止沉淀，并且增加反应效果。加药装置包括加药泵19以及连接加药泵19的加药管20，加药管20伸入氧化室7和过滤室8内，氧化室7和过滤室8可以共用一个加药泵19，也可以分别单独使用一个加药泵19。

絮凝室6与氧化室7之间设有第一溢流板16，氧化室7内在第一溢流板16的一侧还设有第一挡水板26，第一挡水板26下端与氧化室7的底部间隔设置，氧化室7与过滤室8之间设有第二溢流板21，过滤室8内在第二溢流板21的一侧还设有第二挡水板27，第二挡水板27下端与过滤室8的底部间隔设置，絮凝室6内的水依次经过第一溢流板16上侧和第一挡水板26的下侧流动至氧化室7的底部，氧化室7内的水经过第二溢流板21上侧和第二挡水板27的下侧流动至过滤室8底部，保证废水得到充分地处理。

过滤室8内的出水侧设有一个滤料填充槽24，过滤材料25填充在滤料填充槽24内，过滤室8的下侧设有污泥收集槽22，过滤室8通过排泥口23连通污泥收集槽22，过滤室8中沉淀的污泥通过排泥口23排至污泥收集槽22中。过滤材料25选用滤棉或活性炭等吸附过滤性能好的滤料。

利用洗车废水快速处理回用装置处理洗车废水的方法包括以下步骤：

1)洗车废水被收集在调节池1中，调节池1的水位感应器检测到水位达到指定峰值之后，电控系统会启动潜污泵2，电化学反应器5进水口有水流传感器，当有水流通过的时候，电控系统会启动加药装置，水流首先进入格栅池3，通过过滤格栅4的过滤后，再通过进水口进入电化学反应器5，洗车废水首先被送入絮凝室6内，絮凝室6内的铁阴极处生成H₂，铁阳极溶出铁离子，形成的氢氧化铁(Fe(OH)n,n为2或3)絮体，絮体与洗车废水中的分散粒子和离子结合发生絮凝，溶气机构产生的大量微气泡包裹絮凝颗粒上浮，通过浮渣刮除机构将絮凝室6上部的浮渣刮除至浮渣收集槽9内。

2)絮凝室6内的废水进入氧化室7内，通过加药装置向氧化室7内添加过氧化氢，氧化室7内的电极板12与过氧化氢发生电芬顿反应，产生羟基自由基，对有机物进行氧化；电化学芬顿间接氧化和电极上的直接氧化同时进行，从而实现污染物的高效去除。

3)氧化室7内的废水进入过滤室8内，通过加药装置向过滤室8内添加聚丙烯酰胺，废水中的悬浮颗粒物和溶解态、悬浮态的铁形成较大的絮体，最后废水通过过滤室8内过滤材料25的过滤后由出水口28排出。

絮凝室6和氧化室7中电极板12的电流密度为30mA/cm²，反应时间60min。步骤2)中还通过加药装置向过滤室8内添加硫酸钠，每100ml洗车废水加入2～3ml的30％过氧化氢以及0.2～0.4g硫酸钠。添加硫酸钠可以提高电导率，加快处理速度，降低处理成本，以进一步实现洗车废水的快速回用。

本发明一方面通过调节池1以及电絮凝和溶气气浮的协同作用去除几乎全部的悬浮物和部分COD，另一方面，主要在氧化模块中利用额外投加过氧化氢的电芬顿反应实现COD的去除，加速洗车废水的处理过程，同时通过滤棉或活性炭的过滤来确保出水水质。浮渣刮除机构可以有效地清除上浮的絮凝产物，提升装置的处理负荷和使用寿命。向氧化室7中额外投加过氧化氢可以促进羟基自由基的产生，从而提高COD的去除率。额外投加聚丙烯酰胺可以加快悬浮物的絮凝，并强化过滤效果。

综上所述，本发明通过集成多种电化学过程的优势，实现高效COD(化学需氧量，即还原性污染物)、LAS(阴离子表面活性剂)和TSS(总可溶性固形物)的去除，并可通过工艺运行过程，加速洗车废水的处理速度，因此，实现洗车废水的快速回用。此外，本发明的电化学反应器5使用的铁电极，价格低廉，并且损耗较低。本发明提供的方法及反应器能够简便、快捷、高效地处理洗车废水。

具体的，本发明具有如下特点：

1、本发明在电化学反应器5中实现了洗车废水的快速回用；

2、本发明在电化学反应器5中通过电化学反应自身的特点，实现了洗车废水的深度处理，使其环境风险降低；

3、本发明设备条件简单、操作方便，自动化程度高；

4、本发明实现了洗车废水这一复杂体系中污染物的电化学方法去除，证实了这一方法的可行性，并且工作阳极为价格低廉的Fe阳极，额外添加的硫酸钠可以提高电导率，降低反应的能耗，因此本发明可以实现长期运行的经济性。

为了便于进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

将195ml洗车废水、5ml 30％过氧化氢以及0.6g硫酸钠混匀后一同加入到本发明的电化学反应器5中，接通电源并反应1小时后，洗车废水的表面活性剂泡沫已基本消除，出水颜色透亮清澈，COD由2885mg/L降至135mg/L。

实施例2

以实际自助洗车房洗车废水为实验对象，将上述装置放置在洗车房中，连续收集每天洗车产生的废水并进行处理，根据实际调节池1中水位的变化，电控系统自动启动反应装置，每次启动运行1h，出水清澈透亮，COD浓度为38.5mg/L，达到国家回用水质标准。连续运行两个月，前两周每日连续取样，之后每三天取一次，出水始终清澈透亮，检测数据表明出水水质稳定，COD浓度一直保持在国家回用水水质标准以下。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种洗车废水快速处理回用装置，其特征在于：所述的洗车废水快速处理回用装置包括洗车废水进水装置和电化学反应器(5)，电化学反应器(5)具有絮凝室(6)、氧化室(7)和过滤室(8)，洗车废水进水装置连接絮凝室(6)的进水侧，氧化室(7)连接絮凝室(6)的排水侧，过滤室(8)连接氧化室(7)的排水侧，在絮凝室(6)和氧化室(7)内均设有电极板(12)，絮凝室(6)上部设有浮渣刮除机构，絮凝室(6)连接有溶气机构，氧化室(7)连接有曝气机构，过滤室(8)和氧化室(7)连接有用于投加处理剂的加药装置。

2.根据权利要求1所述的洗车废水快速处理回用装置，其特征在于：所述的洗车废水进水装置包括调节池(1)和格栅池(3)，格栅池(3)通过潜污泵(2)连接调节池(1)，格栅池(3)内设有过滤格珊，絮凝室(6)通过管路连接格栅池(3)。

3.根据权利要求1所述的洗车废水快速处理回用装置，其特征在于：所述的溶气机构包括溶气泵(15)以及循环水管(14)，两个循环水管(14)分别连接溶气泵(15)的进水口和出水口，循环水管(14)伸入絮凝室(6)内；曝气机构包括曝气泵(17)以及连接曝气泵(17)的氧化曝气管(18)，氧化曝气管(18)设置在氧化室(7)底部。

4.根据权利要求1所述的洗车废水快速处理回用装置，其特征在于：所述的浮渣刮除机构包括浮渣刮板(10)和循环履带(11)，循环履带(11)转动设置在絮凝室(6)上侧，多个浮渣刮板(10)设置在循环履带(11)上，絮凝室(6)的一侧设有浮渣收集槽(9)，浮渣收集槽(9)设置在循环履带(11)的一端下侧。

5.根据权利要求1所述的洗车废水快速处理回用装置，其特征在于：所述的电极板(12)为铁电极，电极板(12)为板状或网状，电极板(12)拔插式安装在絮凝室(6)和氧化室(7)内。

6.根据权利要求1所述的洗车废水快速处理回用装置，其特征在于：所述的过滤室(8)内的出水侧设有一个滤料填充槽(24)，过滤材料(25)填充在滤料填充槽(24)内，过滤室(8)的下侧设有污泥收集槽(22)，过滤室(8)通过排泥口(23)连通污泥收集槽(22)。

7.根据权利要求1所述的洗车废水快速处理回用装置，其特征在于：所述的絮凝室(6)与氧化室(7)之间设有第一溢流板(16)，氧化室(7)内在第一溢流板(16)的一侧还设有第一挡水板(26)，第一挡水板(26)下端与氧化室(7)的底部间隔设置，氧化室(7)与过滤室(8)之间设有第二溢流板(21)，过滤室(8)内在第二溢流板(21)的一侧还设有第二挡水板(27)，第二挡水板(27)下端与过滤室(8)的底部间隔设置，絮凝室(6)内的水依次经过第一溢流板(16)上侧和第一挡水板(26)的下侧流动至氧化室(7)内，氧化室(7)内的水经过第二溢流板(21)上侧和第二挡水板(27)的下侧流动至过滤室(8)内。

8.利用权利要求1所述的洗车废水快速处理回用装置处理洗车废水的方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：

1)洗车废水进水装置将洗车废水送入絮凝室(6)内，絮凝室(6)内的电极板(12)为铁电极，絮凝室(6)内的铁阴极处生成H₂，铁阳极溶出铁离子，形成的氢氧化铁絮体，絮体与洗车废水中的分散粒子和离子结合发生絮凝，溶气机构产生的大量微气泡包裹絮凝颗粒上浮，通过浮渣刮除机构将絮凝室(6)上部的浮渣刮除；

2)絮凝室(6)内的废水进入氧化室(7)内，氧化室(7)内的电极板(12)为铁电极，通过加药装置向氧化室(7)内添加过氧化氢，氧化室(7)内的电极板(12)与过氧化氢发生电芬顿反应，产生羟基自由基，对有机物进行氧化；

3)氧化室(7)内的废水进入过滤室(8)内，通过加药装置向过滤室(8)内添加聚丙烯酰胺，废水中的悬浮颗粒物和溶解态、悬浮态的铁形成较大的絮体，最后废水通过过滤室(8)内过滤材料(25)的过滤后排出。

9.根据权利要求8所述的处理洗车废水的方法，其特征在于：所述的絮凝室(6)和氧化室(7)中电极板(12)的电流密度为25～35mA/cm²，反应时间55～60min。

10.根据权利要求8所述的处理洗车废水的方法，其特征在于：步骤2)中还通过加药装置向过滤室(8)内添加硫酸钠，每100ml洗车废水加入2～3ml的30％过氧化氢以及0.2～0.4g硫酸钠。

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