CN202808524U

CN202808524U - 一种喷油喷漆废水的处理装置

Info

Publication number: CN202808524U
Application number: CN201220467243.2U
Authority: CN
Inventors: 刘鹏; 崔海波
Original assignee: DONGGUAN DOHILL ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Dongguan Daohui Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2022-09-13

Abstract

本实用新型涉及一种喷油喷漆废水的处理装置。所述装置包括依次连接的过滤装置、预处理池、UV-CWOP主反应池、混凝絮凝池和沉淀池。本实用新型所提供的处理装置具有结构合理，集成化、自动化程度高，对喷油喷漆废水的处理效率高等优点。本实用新型将处理工序实现完全自动化操作，可以实现喷油喷漆废水从原始进水到处理后达标排放的全流程自动化。

Description

一种喷油喷漆废水的处理装置

技术领域

本实用新型涉及喷油喷漆废水处理技术领域，尤其涉及一种采用紫外催化的喷油喷漆废水的处理装置。

背景技术

为了保护环境，减轻喷漆作业所产生的有机废气污染环境，相关企业都采取了一系列的控制措施。目前而言，主要工艺有干式漆雾过滤器和水帘柜。由于水帘柜有运行阻力小、净化漆雾彻底的优点而受无尘喷漆工艺设计者的青睐，市面使用最广泛。但是水帘柜的缺点是会造成二次污染，即被吸收下来的漆雾和水混合在一起，形成高浓度的喷漆废水，废水在循环使用一段时间后，必须更换新鲜水。

现有的喷漆废水主要来源于湿式喷漆室用水洗涤喷漆室作业区空气，空气中的漆物和有机溶剂被转移到水中形成的喷漆废水。废水中含大量漆物颗粒，其水质由所用涂料（以硝基漆、氨基漆、醇酸漆和环氧漆为主）、溶剂（如乙醇、丙酮、酯类、苯类）和助剂而定。喷漆废水间歇性排放，水质水量随时间变化较大，给废水工程设计、运行管理增加了困难。喷漆时产生的漆雾和多余的漆中污染成分主要为环氧树脂、聚酰胺、二甲苯、甲基丁醛酮、丁醇等。喷漆废水从外观看较澄清，几乎无色，但有异味，且COD很高，在1500~10000mg/L之间波动，水质很差，且营养不平衡。

现有的废水处理是先去除浮渣，然后与铝盐进行絮凝，靠沉淀或上浮处理除去所含涂料中颜料与树脂的大部分和一部分表面活性剂。在处理后的水中还残留一部分树脂与溶剂，化学需氧量与生化需氧量仍显示很高，需要进一步处理。经过预处理的出水排入综合废水收集池，可以其他废水一同处理，处理方法有氧化法、混凝法、活性污泥处理法、生物处理法等。

目前喷漆废水的处理方法主要有混凝沉淀法和生物氧化法等，这些方法大都存在着出水不达标、对进水水质要求高且基建费用高等缺点。

CN 102452741A公开了一种喷漆废水的处理方法及其装置，包括蓄水池、布袋过滤器、催化氧化池和臭氧发生器；催化氧化池内设置有负载铜元素及镍与锰元素的柱状活性炭；布袋过滤器同蓄水池、催化氧化池连通，臭氧发生器则与催化氧化池连通；蓄水池内的喷漆废水引至布袋过滤器过滤后送入催化氧化池；催化氧化池内通入臭氧发生器产生的臭氧，同时还通入空气混合，池内设置的负载铜元素的柱状活性炭及负载镍与锰元素的柱状活性炭对喷漆废水进行催化氧化处理后即可达标排放。

CN 101863526A公开了一种常温常压条件下，快速、高效降解污染物的紫外催化湿式氧化降解污染物的方法，并为实现该方法设计了一种装置。

以上所述的废水处理装置均存在结构复杂，集成化、自动化程度低，对有机废水的处理效率低等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有喷油喷漆废水处理装置的不足，提出了一种常温常压条件下进行、同时具有除臭、脱色及杀菌消毒的喷油喷漆废水处理装置。本实用新型所提供的处理装置具有结构合理，集成化、自动化程度高，对喷油喷漆废水的处理效率高等优点。

本实用新型所述的一种喷油喷漆废水处理装置，包括如下工序：a.过滤；b.预处理；c.UV-CWOP主反应；d.混凝絮凝；e.沉淀出水；f.定期排泥压滤。

本实用新型将上述工序实现完全自动化操作，可以实现喷油喷漆废水从原始进水到处理后达标排放的全流程自动化。其中，所述过滤工序是为了去除废水中的颗粒物；预处理工序是为了满足UV-CWOP主反应的反应条件所进行的准备工作；混凝絮凝工序是为了使废水中的残留催化剂形成沉淀物，再通过沉淀工序将沉淀物与处理后清水分离，确保出水的达标排放，并定期排泥压滤成饼外运。在整个废水处理过程中，废水的输送采用自动化控制的水泵完成，所有药品的投加采用液体加药泵投加。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种喷油喷漆废水的处理装置，所述装置包括依次连接的过滤装置、预处理池、UV-CWOP主反应池、混凝絮凝池和沉淀池。所述过滤装置、预处理池、UV-CWOP主反应池、混凝絮凝池以及沉淀池的结构以及运行方式，内部设计，以及进水、出水、排泥等均可由本领域技术人员根据实际情况以及自己的经验进行设计，均能够实现本实用新型目的，解决现有处理技术存在的问题。本实用新型装置的主体支撑和边壁材料均采用强耐腐蚀和耐温材料加工而成。

本实用新型所述过滤装置为袋式过滤装置。所述袋式过滤装置可选择布袋过滤器等，本领域技术人员可以根据实际情况对袋式过滤装置的结构进行设计，能够将废水中较大的颗粒物去除即可。

本实用新型所述预处理池内设有温度控制装置、底部的曝气装置、液位仪和pH计。预处理池主要实现对废水的加热、酸碱性调节，以及投加催化剂的预处理。温度控制装置可以实现对废水温度的自动精确控制；曝气装置是由预先设定好的程序控制其自动开启关闭；液位仪会将液位实时反馈给控制系统，从而实现对液位的精确控制；pH计可以根据预先设定的数值，控制加药泵加入酸碱药剂，自动调节至设定目标。以下所述各处理单元中的相应装置作用均如上所述。

所述UV-CWOP主反应池内设有温度控制装置、曝气装置、液位仪和紫外光源，所述曝气装置设于UV-CWOP主反应池的底部。紫外光源由控制系统预先设定好的操作程序控制其自动开启关闭，保证反应开始的时候开启光源，反应时间结束的时候关闭光源。所述的紫外光源为低压紫外灯或中压紫外灯。本领域技术人员能够获知的其它紫外光源均可用于本实用新型。紫外光源的位置一般来说可设于反应池中部，也可由本领域人员进行适当选择。

紫外湿式催化氧化工艺（简称，UV-CWOP）是降解喷油喷漆废水中高浓度有机污染物的新方法。UV-CWOP是一种可在常温常压下进行的湿式氧化工艺，其基本原理是在反应体系中引入紫外光、氧化剂和催化剂，利用它们极强的协同催化氧化作用氧化、降解喷油喷漆废水中的可溶性有机物。最终，不但可以破坏废水中的有毒有机物，提高废水的可生化性，而且通过进一步氧化可以实现将喷油喷漆废水中的可溶性有机物完全矿化、无害化。

所述混凝絮凝池内设有机械搅拌装置、液位仪和pH计。控制系统根据预先设定好的pH值，通过加药泵加入酸碱药剂，pH计实时反馈废水pH值，达到目标值后，关闭加药泵，实现混凝絮凝工序所要求的pH条件，机械搅拌装置通过快速搅拌使废水体系内pH值均一。

所述沉淀池内设有液位仪，底部外壁上设有电磁排水阀。经过一定沉淀时间后，控制系统按预先设定指令开启电磁排水阀，将处理好的清水排出设备，定期打开产泥斗的电动排泥阀排出污泥。

所述装置还包括泵动力系统、加药系统、全自动控制系统和排泥压泥系统；所述泵动力系统与过滤装置、UV-CWOP主反应池、混凝絮凝池以及沉淀池分别连接，所述泵动力系统包括提升水泵以及相应连接管道。所述的泵动力系统为废水在不同处理单元间流转提供动力。提升水泵采用离心泵或隔膜泵，本领域技术人员能够获知的其它能够提升污水至相应处理单元的设备均可用于泵动力系统。

所述加药系统与预处理池、UV-CWOP主反应池和混凝絮凝池连接；

所述排泥压泥系统包括沉淀池底部的产泥斗、电磁排泥阀和压泥机。

所述的加药系统包括加药箱和加药泵；加药泵采用蠕动泵或电磁泵；加药箱通过加药泵分别与预处理池、UV-CWOP主反应池、混凝絮凝池连接。其它如柱塞式加药泵，机械隔膜式加药泵，液压隔膜式加药泵均可用于本实用新型，可由本领域技术人员根据实际需要进行选择。

所述的全自动控制系统包括自控操作面板和控制系统两部分。所述的完全自动化操作是指通过自控操作面板发出指令，由控制系统控制相应装置进行实施。

本实用新型还提供一种喷油喷漆废水的处理方法，所述的方法包括下述步骤：

A、首先滤除废水中的颗粒物；

B、将废水的pH值调节至3~7；

C、将废水的温度调节至25~50℃；

D、向废水中投加催化剂，废水的原始COD_Cr值与催化剂的质量比为10:1~25:1；

E、向废水中投加氧化剂，废水的原始COD_Cr值与氧化剂的质量比为1:1~1:5；

F、在紫外光源的照射下，在25~80℃，常压条件下进行氧化反应5~180min；

G、将废水pH值调节至可排放范围；

H、曝气或机械搅拌；

I、静置后，通过控制电磁阀排出处理后清水；

J、定期打开排泥阀排泥。

本实用新型所述的催化剂为一种或多种变价过渡态金属离子或氧化物的组合。进一步地，所述变价过渡态金属为铜、铁或锰中的一种或至少两种的混合物。更进一步地，所述的催化剂采用氧化锰、氧化铝、二氧化钛、硅胶或活性炭中的一种作为载体。

本实用新型所述的氧化剂为空气、氧气、臭氧、过氧化氢或过氧乙酸中的一种或至少两种的组合。典型但非限制性的例子包括氧气，臭氧，过氧乙酸，空气和臭氧的组合，氧气和臭氧的组合，过氧化氢和过氧乙酸的组合等，皆可用于实施本实用新型。

本实用新型步骤B可以将废水的pH值调节至3.02，3.5，3.76，4.4，4.85，5.3，5.9，6.4，6.93等，优选将废水的pH值调节至4~6范围内，进一步优选调节至4。

本实用新型步骤C可以将废水的温度调节至25.2℃，28℃，33.5℃，37℃，42.3℃，48℃等，优选将废水的温度调节至30~45℃，进一步优选40℃。

本实用新型步骤F所述的氧化反应的时间可选择5.2~178min，8~163min，18~155min，30~140min，45~123min，57~107min，74~100min，83~95min等，可优选为10~150min，进一步优选60~90min。

本实用新型步骤G所述的将废水的pH值调节至可排放范围为6~9，优选7~8。

本实用新型步骤H所述的曝气或机械搅拌时间为10~30min，例如可选择10.2~28.6min，13~24min，16.5~22.2min，19~21min等，优选15~25min，进一步优选20min。

一种喷油喷漆废水的处理方法，所述的方法包括下述步骤：

A、首先滤除废水中的颗粒物；

B、将废水的pH值调节至3~7；

C、将废水的温度调节至25~50℃；

所述的催化剂为一种或多种变价过渡态金属离子或氧化物的组合；优选地，所述变价过渡态金属为铜、铁或锰中的一种或至少两种的混合物；优选地，所述的催化剂采用氧化锰、氧化铝、二氧化钛、硅胶或活性炭中的一种作为载体。

E、向废水中投加氧化剂，废水的原始COD_Cr值与氧化剂的质量比为1:1~1:5；所述的氧化剂为空气、氧气、臭氧、过氧化氢或过氧乙酸中的一种或至少两种的组合。

G、将废水pH值调节至可排放范围6~9；

H、曝气或机械搅拌10~30min；

I、静置1~2h后，通过控制电磁阀排出处理后清水；

J、定期打开排泥阀排泥。

与已有技术方案相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）与传统催化湿式氧化法需在高温（150-350℃）和高压（0.5-20MPa）的反应条件相比，本实用新型方法由于紫外线和催化剂的引入，可以使湿式氧化反应在常温常压的温和条件下进行。

（2）本实用新型采用完全的自动化操作和一体化设计，给产生喷油喷漆废水的加工制造企业带来了极大的方便，并节约了大量的废水处置成本，处理后废水可以再循环利用，继续应用于水帘柜，或者直接达标排放。

（3）本实用新型所采用的氧化剂为空气、氧气、臭氧、过氧化氢、过氧乙酸中的一种或几种的组合，价格便宜，使用方便。另外，由于紫外光的加入，使得氧化剂的利用率明显提高，所以与传统的催化湿式氧化反应相比，节省了氧化剂的投量。

（4）反应体系中同时引入紫外光和催化剂，利用它们的协同催化氧化作用，将饱和的喷油喷漆废水中有机污染物分解成CO₂和水等无害成份，并同时具有除臭、脱色及杀菌消毒的效果。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例的结构示意图。

图中：1-提升水泵，2-过滤装置，3-预处理池，4-UV-CWOP主反应池，5-混凝絮凝池，6-沉淀池，7-产泥斗，8-温度控制装置，9-曝气装置，10-紫外光源，11-液位仪，12-pH计，13-加药箱，14-加药泵，15-控制系统，16-自控操作面板，17-工具箱，18-电磁排水阀，19-机械搅拌装置，20-电磁排泥阀，21-压泥机。

下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的权利范围以权利要求书为准。

具体实施方式

为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，本实用新型的典型但非限制性的实施例如下：

如图1所示，本实用新型主体由一个过滤装置2、预处理池3、UV-CWOP主反应池4、混凝絮凝池5和沉淀池6组成，它们的主体支撑和边壁材料均采用强耐腐蚀和耐温材料加工而成。整个水处理系统的动力由提升水泵1完成，控制系统15控制其自动开启关闭。所述过滤装置2为袋式过滤装置。预处理池3内主要对废水进行加热、酸碱性调节、以及投加催化剂的预处理。预处理池3内设有温度控制装置8、底部的曝气装置9、液位仪11和pH计12。pH计12可以根据预先设定的数值，控制加药泵14加入酸碱药剂，自动调节至设定目标。温度控制装置8也可同样实现对废水温度的自动精确控制。液位仪11会将液位时时反馈给控制系统，从而实现对液位的精确控制。曝气装置9也是由预先设定好的程序控制其自动开启关闭。经过过滤和预处理后的废水泵入至UV-CWOP主反应池4内，其内设有温度控制装置8、曝气装置9、紫外光源10和液位仪11，紫外光源10由控制系统15预先设定好的操作程序控制其自动开启关闭，保证反应开始的时候开启光源，反应时间结束的时候关闭光源。所述的紫外光源10为低压紫外灯或中压紫外灯。加药箱13内的氧化剂由加药泵14加入至UV-CWOP主反应池4内，控制系统15控制其投加量。废水处理后泵入混凝絮凝池5中，其内设有机械搅拌装置19、液位仪11和pH计12，控制系统15根据预先设定好的pH值，通过加药泵14加入酸碱药剂，pH计12实时反馈废水pH值，达到目标值后，关闭加药泵14，实现混凝絮凝工序所要求的pH条件，机械搅拌装置19通过快速搅拌使废水体系内pH值均一。接下来，废水泵入至沉淀池6内，其内设有液位仪11和电磁排水阀18。经过一定沉淀时间后，控制系统15按预先设定指令开启电磁阀18，将处理好的清水排出设备，定期打开产泥斗7的电动排泥阀20排出污泥。本实用新型采用全自动的运行方式，上述过程均通过自控操作面板16发出指令，由控制系统15控制上述工序实施。工具箱17用于贮备日常需要维护的设备配件和常用工具。压泥机21将废水处理后产生污泥压缩成泥饼外运。

一种喷油喷漆废水的处理方法，所述的方法包括下述步骤：

A、首先滤除废水中的颗粒物；

B、将废水的pH值调节至3~7；

C、将废水的温度调节至25~50℃；

G、将废水pH值调节至可排放范围6~9；

H、曝气或机械搅拌10~30min；

I、静置1~2h后，通过控制电磁阀排出处理后清水；

J、定期打开排泥阀排泥。

下面将以几个具体实例对本实用新型做进一步说明：

实施例一：采用本实用新型处理塑胶喷漆企业生产过程中产生的废水：

取4.5升某塑胶喷漆企业生产过程中产生的饱和喷油喷漆废水（经测量其COD_Cr浓度为3032mg/L），经过滤装置2过滤掉废水中的颗粒物后，滤液泵入预处理池3内，调节pH值至4，同时投加自制Cu系纳米催化剂至1g/L浓度，然后进入反应池4内，加入浓度为30%过氧化氢90mL，采用机械搅拌方式搅拌，打开80W紫外灯启动反应，进行氧化降解。不同降解时间的COD_Cr测定结果表明，反应时间为60min、90min、150min和180min样品的COD_Cr降解率分别为80.2%、83.9%、98.2%和98.8%，最后出水COD_Cr为36mg/L。色度去除率100%。

如果其他条件一样，但关掉紫外灯，60min、90min、150min和180min样品的COD_Cr降解率分别为26.1%、37.8%、54.3%和69.3%，明显低于本实用新型的方法。

实施例二：采用本实用新型降解玩具喷漆厂废水：

某电子厂实际清洗废水4.5L（其COD_Cr浓度为4019mg/L）通过本实用新型自动化设备经过滤装置2过滤掉油漆颗粒后，滤液泵入至预处理池3内，调节pH至3，温度至40度，并投加自制Fe、Al系离子催化剂至1g/L（质量比Fe:Cu=2:1），然后泵入至主反应池4内，并加入30%过氧化氢120ml，同时打开80W紫外灯启动该氧化反应，以50L/min的空气流量曝气。不同降解时间的CODCr测定结果表明，反应时间为60min、90min、和180min样品的COD_Cr降解率分别为73.4%、89.9%、98.2%最后出水COD_Cr为72mg/L，色度去除率100%。另外，处理60min后BOD₅/COD_cr从原水的0.12上升到0.38，可生化性明显提高。

申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构特征以及处理方法，但本实用新型并不局限于上述详细结构特征以及处理方法，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构特征以及处理方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种喷油喷漆废水的处理装置，其特征在于，所述装置包括依次连接的过滤装置（2）、预处理池（3）、UV-CWOP主反应池（4）、混凝絮凝池（5）和沉淀池（6）。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述过滤装置（2）为袋式过滤装置。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述预处理池（3）内设有温度控制装置（8）、底部的曝气装置（9）、液位仪（11）和pH计（12）。

4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述UV-CWOP主反应池（4）内设有温度控制装置（8）、曝气装置（9）、液位仪（11）以及紫外光源（10），所述曝气装置（9）设于UV-CWOP主反应池（4）的底部。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的紫外光源（10）为低压紫外灯或中压紫外灯。

6.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述混凝絮凝池（5）内设有机械搅拌装置（19）、液位仪（11）和pH计（12）。

7.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述沉淀池（6）内设有液位仪（11），底部外壁上设有电磁排水阀（18）。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括泵动力系统、加药系统、全自动控制系统和排泥压泥系统；所述泵动力系统与过滤装置（2）、UV-CWOP主反应池（4）、混凝絮凝池（5）和沉淀池（6）分别连接，所述泵动力系统包括提升水泵（1）以及相应连接管道，提升水泵（1）采用离心泵或隔膜泵；

所述加药系统与预处理池（3）、UV-CWOP主反应池（4）和混凝絮凝池（5）连接；

所述排泥压泥系统包括沉淀池（6）底部的产泥斗（7）、电磁排泥阀（20）和压泥机（21）。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述的加药系统包括加药箱（13）和加药泵（14）；加药泵（14）采用蠕动泵或电磁泵；加药箱通过加药泵分别与预处理池（3）、UV-CWOP主反应池（4）和混凝絮凝池（5）连接。

10.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述的全自动控制系统包括自控操作面板（16）和控制系统（15）两部分。