CN207581603U - 一种偶氮印染废水处理设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种偶氮印染废水处理设备，包括厌氧反应器和多级AO反应器；所述厌氧反应器用于进行偶氮印染废水的厌氧脱色反应，且包含有温度控制装置，用于控制所述厌氧脱色反应的温度；所述多级AO反应器的进水端连接于所述厌氧反应器的出水端，用于对经过所述厌氧脱色反应的废水进行多级AO反应，以进行脱氮；所述多级AO反应器包含有曝气装置和控氧装置，分别用于向外界排放缺氧段产生的氮气以及控制好氧段的溶解氧浓度。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水处理领域，具体涉及一种基于多级AO控氧耦合的印染废水处理设备，专门用于处理偶氮印染废水，进行厌氧脱色和控氧脱氮。
背景技术
印染工业是各国工业发展中的重要组成部分，根据世界银行的统计，印染工业废水约占工业废水的17～20％。我国印染工业数据统计表示，2015年我国分散染料生产量为44.71万吨，约占全国染料总产量的48.29％，其中偶氮类染料约75％、蒽醌类约20％、杂环类约5％。印染工业废水具有有机物浓度高、含氮化合物浓度高和碱度高等特征，属于高浓度难降解有机废水。我国2012年颁布的印染工业相关工业水污染物排放标准GB 4287-2012、GB 28936-2012、GB28937-2012和GB 28938-2012中，规定工业废水排放中色度限值50，总氮限值15-20mg/L，氨氮限值10-15mg/L，苯胺类限值1.0mg/L。因此印染工业废水中色度和氮的去除是处理的重要目标。
印染废水的处理方法一般分为物理法、化学法和生物法，其中生物法成本低、环境污染小且污泥产量低，成为了使用最广泛的方法。生物法的处理效率取决于微生物种群及其酶活性，目前已经发现多种细菌、真菌和藻类具有处理染料废水的能力。通过微生物作用降解染料，大多采用厌氧/好氧耦合过程。
偶氮染料的降解过程是通过偶氮键(-N＝N-)断裂实现，在厌氧过程中需要4个电子来断裂偶氮键，其中2个电子将偶氮双键断裂成单键，另2个电子将单键断裂，生成芳香胺类的有毒中间产物后，在好氧过程实现完全矿化或发生自氧化作用。印染废水的生物处理一般需要较长的水力停留时间和较高的有机物浓度，且脱色率不能达到100％。目前应用的生物处理类型主要有厌氧/好氧SBR模式，厌氧过程处理温度25～35℃，COD浓度300～3000mg/L，水力停留时间6～48h，色度去除率约为69.1％～99.2％。在有机物浓度低和水力停留时间短的条件下，色度去除率较低，因此未来要考虑强化染料在厌氧过程中的降解，降低处理成本，提高处理效果。
与传统硝化-反硝化工艺相比，短程硝化-反硝化处理氨氮废水的优势在于：(1)节省25％的供养量；(2)节省40％的有机碳源需求量；(3)减少63％的污泥产量；(4)基于NO2-N反硝化速率是基于NO3-N反硝化速率的1.5～2倍。针对污水进水碳源不足等问题，基于多级AO运行的模式可以抑制亚硝酸盐氧化菌，强化亚硝化脱氮。张双圣等人的研究中表示厌氧水解-分点进水倒置A2O工艺处理低含量印染废水，氨氮和总氮的去除率分别为96.59％和45.52％。操家顺等人研究UASB-A/LO/O组合工艺处理高含氮印染废水强化脱氮的效果，发现污泥回流比为50％时，氨氮和总氮去除率可以达到95.5％和73.5％。针对印染废水处理工艺中氮去除的研究较少，主要研究传统工艺的脱氮效率，因此短程硝化反硝化在印染废水处理中的应用有待进一步研究。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提出一种偶氮印染废水处理设备，以用于对偶氮印染废水进行高温厌氧脱色处理和多级AO控氧脱氮处理。
本实用新型所提供的技术方案如下：
一种偶氮印染废水处理设备，包括厌氧反应器和多级AO反应器；所述厌氧反应器用于进行偶氮印染废水的厌氧脱色反应，且包含有温度控制装置，用于控制所述厌氧脱色反应的温度；所述多级AO反应器的进水端连接于所述厌氧反应器的出水端，用于对经过所述厌氧脱色反应的废水进行多级AO反应，以进行脱氮；所述多级AO反应器包含有曝气装置和控氧装置，分别用于向外界排放缺氧段产生的氮气以及控制好氧段的溶解氧浓度。
附图说明
图1是本实用新型提供的偶氮印染废水处理设备的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式对本实用新型作进一步说明。
本实用新型的具体实施方式提供了一种废水处理设备，可用于处理偶氮印染废水，如图1所示，该设备包括厌氧反应器10和多级AO反应器20。厌氧反应器10用于进行偶氮印染废水的厌氧脱色反应(SBR法)，且包含有温度控制装置(图中未示出)，用于控制脱色反应过程的温度；多级AO反应器20的进水端连接于厌氧反应器10的出水端，用于对经过所述厌氧脱色反应的废水进行多级AO脱氮反应；所述多级AO反应器20包含有曝气装置23和控氧装置(图中未示出)，分别用于向外界排放缺氧段(包括后述的第一和第二缺氧段)产生的氮气以及控制好氧段(包括后述的第一和第二好氧段)的溶解氧浓度。
在具体实施例中，如图1所示，厌氧反应器10的进水口11与一进水泵30连接，通过进水泵30将待处理的偶氮印染废水100泵送到装有活性污泥的厌氧反应器10中进行SBR厌氧脱色处理(即将染料降解)。厌氧反应器的出水口12连接至一出水泵40，通过出水泵40将厌氧脱色处理后的废水泵送到一中间蓄水装置70中，由于厌氧反应器的出水大于多级AO反应器的进水，因此需要该蓄水装置。再通过一进水泵50将中间蓄水装置70中的废水泵送至多级AO反应器的进水口21，进行多级AO脱氮处理。多级AO反应器20的出水口22连接至一出水泵60，通过出水泵60将脱氮处理后的水排放至蓄水处200。另外，所述设备还包括定时器，通过定时器可以控制设备的进水泵和出水泵的定时开闭，实现反应器的按时进水和按时出水。所述曝气装置为曝气泵。所述厌氧反应器和所述多级AO反应器的体积优选地分别为6L、5L。
利用本实用新型前述提供的偶氮印染废水处理设备进行偶氮印染废水的脱色和脱氮处理，包括以下步骤S1和S2：
S1、于所述厌氧反应器10中进行厌氧脱色：将偶氮印染废水100通入装有浓度为5.17±0.33g/L的活性污泥的厌氧反应器10中进行不超过6小时的厌氧脱色反应，以使废水中的偶氮染料降解，得到含有氨氮的废水；其中，所述厌氧脱色反应的反应温度30～35℃。其中，活性污泥的浓度只是作为举例，本发明不对活性污泥的浓度作出限制，反应时间也不作出严格限制，多于6小时也是可以的。反应温度优选为30℃。
S2、于所述多级AO反应器20中进行脱氮：将经过步骤S1脱色处理后的废水通入装有浓度为2.11±0.28g/L的活性污泥的多级AO反应器20中，进行不超过6小时的多级AO反应以进行脱氮；所述多级AO反应包括依次进行的第一缺氧段、第一好氧段、第二缺氧段和第二好氧段。同样地，多级AO的活性污泥浓度也只是作为举例，反应时间也不作出严格限制，多于6小时也是可以的。
第一缺氧段包括对前一多级AO反应周期遗留在活性污泥中的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮进行反硝化，得到氮气并排放到外界；
第一好氧段进行硝化，通过曝气使废水中的氨氮发生氧化得到亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，其中，通过控制溶解氧浓度为1～2mg/L来使得亚硝酸盐氮被进一步氧化为硝酸盐氮的过程得以抑制；
第二缺氧段继续对废水中的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮进行反硝化，得到氮气并排放到外界；
第二好氧段继续对废水中剩余的氨氮进行硝化，通过曝气使剩余的氨氮氧化为硝酸盐氮，其中，溶解氧浓度控制在1～2mg/L。
为进一步提高反应速率，在步骤S1中可以投加导电材料或者介导体于厌氧反应器10中，以强化厌氧条件下电子传递，提高偶氮键断裂的速率，从而提高染料的降解速率。
含有机碳源的废水的SBR厌氧脱色反应过程包括前期的水解酸化(水解酸化即染料的降解过程，即偶氮键的断裂过程)和后期的产甲烷过程，然而产甲烷过程对染料的降解没有提升作用，因此本实用新型的处理方法控制厌氧脱色阶段的处理周期不超过6h，以尽量不让反应进行到产甲烷阶段，以此来缩短处理周期。在这6h的过程中，厌氧搅拌占据主要时间，可以进行4.5～5h；其次是搅拌反应完成后的静置沉淀，可以沉淀40～50min。
在使用前述设备进行偶氮印染废水处理之前，一般需要先放入活性污泥进行驯化，待驯化稳定后，再正式进行处理以及测定处理效果。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种偶氮印染废水处理设备，包括厌氧反应器和多级AO反应器；
所述厌氧反应器用于进行偶氮印染废水的厌氧脱色反应，且包含有温度控制装置，用于控制所述厌氧脱色反应的温度；
所述多级AO反应器的进水端连接于所述厌氧反应器的出水端，用于对经过所述厌氧脱色反应的废水进行多级AO反应，以进行脱氮；所述多级AO反应器包含有曝气装置和控氧装置，分别用于向外界排放缺氧段产生的氮气以及控制好氧段的溶解氧浓度。
2.如权利要求1所述的偶氮印染废水处理设备，其特征在于：还包括第一、第二进水泵以及第一、第二出水泵，第一进水泵和第一出水泵分别连接于所述厌氧反应器的进水口和出水口，第二进水泵和第二出水泵分别连接于所述多级AO反应器的进水口和出水口；所述第一出水泵和所述第二进水泵之间还设有一中间蓄水装置。
3.如权利要求2所述的偶氮印染废水处理设备，其特征在于：还包括定时器，用于控制第一、第二进水泵以及第一、第二出水泵的开闭。
4.如权利要求1所述的偶氮印染废水处理设备，其特征在于：所述曝气装置为曝气泵。
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| CN107721090A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-02-23 | 清华大学深圳研究生院 | 一种偶氮印染废水处理方法和设备 |
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