CN207958075U - 一种水性涂料废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水性涂料废水处理系统，包括依次连通的格栅调节池、混凝气浮沉淀一体化池、调酸池、铁碳电解池、芬顿氧化池、中和池、絮凝池、初沉池、水解池、第一好氧池、二沉池、臭氧氧化池、吹脱池、第二好氧/MBR池和出水池。废水进格栅调节池、混凝气浮沉淀一体化池，除去大部分悬浮物；出水进铁碳微电解、芬顿氧化系统，提高可生化性，除去部分有机物；主生化池中放置仿生组合填料，最大限度地削减废水中的有机物等；最后废水进深度处理系统，采用臭氧强氧化性质和MBR膜过滤作用，进一步确保废水处理效果。本实用新型采用传统工艺与新兴技术相结合，优化组合，合理配置，系统运行稳定，处理效果好，运行成本低。

Description

一种水性涂料废水处理系统

技术领域

本实用新型属于污水处理工艺领域，特别涉及一种水性涂料废水处理系统。

背景技术

水性涂料是指以水作为稀释剂的涂料，挥发的有机溶剂极少，成膜不用固化剂，不存在游离TDI的挥发问题，属于绿色环保产品，是涂料行业发展的趋势。目前，国内涂料行业进行着翻天覆地的变化，“水进油退”成为整个涂料行业的主基调，未来5～8年，水性涂料将占据国内产业市场的半壁江山。涂料废水主要有两个来源：一是生产过程，包括水性树脂合成，乳化剂、助剂和颜料等的使用；二是来自配料罐清洗，在配置不同颜色或不同性质的涂料时均要对配料罐进行清洗。涂料废水中污染物种类多，包括水性涂料生产所用原料、半成品、成品；水性涂料废水中一般含有醇酸、丙烯酸、树脂、抗磨剂、消泡剂、色粉、有机溶剂、有机颜料、增稠剂、润湿剂、乳化剂、防霉剂、杀菌剂、成膜助剂等污染物质。通常涂料行业生产规模小，品种多，大多是间歇、批量生产，其废水具有如下特点：间歇排放，水质水量波动大；各生产工序产生的废水差异很大；污染物组成十分复杂；含多种有毒的、难以生化降解的高分子和有机化合物，浓度高、色度高；悬浮物含量高。同时，由于水性涂料与水互溶的特点，难以分离，而且产生大量泡沫，处理难度大。

目前，涂料废水处理工艺主要是沉淀+厌氧+好氧+过滤等，且大多是针对油性涂料为主的废水，用以处理水性涂料废水的处理效果难以保证。随着水性涂料市场的发展，今后水性涂料废水将大幅增加。

实用新型内容

本实用新型提供一种水性涂料废水处理系统，根据废水水质特点，将传统工艺和新兴技术优化组合成系统性的工艺装置和方法，并对部分处理装置进行改造，保证出水的安全可靠，降低了运行成本，使之达到新的排放标准。

本实用新型的技术方案如下：

一种水性涂料废水处理系统，包括依次连通的格栅调节池、混凝气浮沉淀一体化池、调酸池、铁碳电解池、芬顿氧化池、中和池、絮凝池、初沉池、水解池、第一好氧池、二沉池、臭氧氧化池、吹脱池、第二好氧/MBR池和出水池。所述混凝气浮沉淀一体化池分别与PAC、PAM投加装置、空压机相连；所述调酸池与酸投加装置相连；所述芬顿氧化池与双氧水投加装置相连；所述中和池、所述絮凝池分别与碱、PAM投加装置相连；所述臭氧氧化池与臭氧发生器相连；所述铁碳微电解池、所述第一好氧池、所述第二好氧/MBR池均与鼓风机相连；所述第二好氧/MBR池的MBR池污泥部分回流至第二好氧池，确保第二好氧池的污泥浓度，所述二沉池污泥部分回流至第一好氧池。

优选的，所述混凝气浮沉淀一体化池、所述铁碳电解池、所述初沉池、所述二沉池、所述水解池、所述第二好氧/MBR池均设置有污泥输送管道，将污泥输送至污泥收集池；而后送入污泥浓缩池，最终送至板框压滤机进行脱水处理。

优选的，所述铁碳电解池包括铁碳池本体，所述铁碳池本体内中部设置有中心筒，所述铁碳池本体与所述中心筒之间设置有铁碳填料；所述铁碳池本体下部设置有进水管、曝气管和/或进气管，所述进水管设为环形并开孔作为出水口、所述曝气管设为环形并开孔作为出气口设置于所述铁碳填料下侧，所述进气管的出气口设置于所述中心筒下部。

优选的，所述铁碳池本体内侧上部设置有出水堰和堰槽，所述堰槽设置于所述出水堰上方，所述堰槽内设置有消泡剂，所述出水堰连接有出水管道；所述中心筒的高度低于所述出水堰。

优选的，所述铁碳池本体底部设置有泥斗，所述泥斗中设置有出泥管道，所述铁碳池本体的污泥经出泥管道排入污泥收集池。

优选的，所述中心筒下部设置有一开口向上的喇叭口，所述进气管的出气口通过连接于所述喇叭口下部设置于所述中心筒下部，所述曝气管设置为环形，所述曝气管上设置有开孔并置于铁碳填料下方。

优选的，所述水解池为完全混合式深度水解厌氧反应池，所述水解池内设置有高密度填料，所述水解池下部设置有进水管、上部设置有出水管，所述水解池上部还设置有一回流管，所述回流管出水口连通于所述水解池的进水泵的进水管路。

优选的，所述水解池、所述第一好氧池内设置有填料，所述填料为聚酯类仿生填料。

优选的，所述第二好氧/MBR池包括依次连接设置的第二好氧池和MBR 池，所述MBR池中膜为PVDF平板膜，膜孔径小于0.1μm。

废水首先进所述格栅调节池，除去漂浮物和大的悬浮物，均衡水质水量；出水用泵提升至所述混凝气浮沉淀一体化池，加入PAC、PAM药剂进行混凝絮凝反应，采用加压溶气气浮工艺，微小悬浮物粘附气泡上升至液面刮渣去除，较大的悬浮物、胶体杂质则沉淀至泥斗排除；气浮出水自流入所述调酸池、第一中间水池；用泵提升至所述铁碳电解池，利用铁盐和羟基化合物对有机物捕集、降解，而后自流入所述芬顿氧化池，加入双氧水进行芬顿氧化反应，利用氧化提升的可生化性，进一步降解废水的COD；出水进所述中和池、所述絮凝池，调节pH至中性，加PAM进行助凝作用，出水进所述初沉池进行泥水分离；所述初沉池出水进所述第二中间水池，用泵提升至所述水解池和所述第一好氧池组成的A/O生化系统，池中放置填料，利用微生物的新陈代谢作用，最大限度地削减废水中的有机物和氨氮等，而后自流入所述二沉池进行泥水分离；所述二沉池出水自流入所述臭氧氧化池，利用臭氧强氧化工艺，进行断链脱环，氧化分解难降解物质，提高废水可生化性，出水自流入所述吹脱池处理，脱除剩余臭氧；所述吹脱池出水自流入所述第二好氧/MBR池，利用臭氧提升的可生化性，进行生化和过滤双重作用，进一步去除有机物和悬浮物等，确保废水处理效果。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

(1)本实用新型的铁碳电解池的出水堰上方设有一圈堰槽，放置消泡剂，当废水中带入泡沫或铁碳填料粘合剂溶解产生气泡时，泡沫往上遇到消泡剂即化解；铁碳池设置中心筒，低于出水堰，形成环流，可达到稀释进水和反冲洗作用；

(2)本实用新型的铁碳电解池的铁碳填料为空心圆柱体，采用粉末粘合烧结技术，铁粉易于溶于酸性水中，碳粉随水气流冲走，铁碳填料不易产生钝化、板结现象；

(3)本实用新型的水解池采用完全混合式深度水解厌氧工艺，反应控制条件灵活，对水温要求不高；

(4)本实用新型的水解池、第一好氧池的填料采用聚酯类仿生填料，聚酯类物质表面平整但摩擦系数很高，具有凸凹感和立体的花纹，可以模拟植物丝瓜的粗糙内表面结构(成熟丝瓜)，满足不同微生物的附着；

(5)本实用新型的第二好氧/MBR池的MBR池采用PVDF平板膜工艺，膜孔径小于0.1μm；

(6)本实用新型的混凝气浮沉淀一体化池投加以活性硅为核心的超分子铝系混凝剂，能控制核心物质的链增长状况，维持混凝剂的空间卷扫和捕集作用，提高废水中悬浮物凝聚机会；

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种水性涂料废水处理系统的流程图；

图2为本实用新型实施例的铁碳电解池结构图；

图3为本实用新型实施例的铁碳电解池工作时水流流态图；

图4为实用新型实施例的铁碳电解池反洗时水流流态图；

图5为实用新型实施例的完全混合式深度水解厌氧反应池结构图；

图中标记：

1-格栅调节池；2-混凝气浮沉淀一体化池；3-调酸池；301-第一中间水池； 4-铁碳电解池；5-芬顿氧化池；6-中和池；7-絮凝池；8-初沉池；801-第二中间水池；9-水解池；901-水解池进水管；902-水解池出水管；903-水解池回流管；904-填料；905-水解池排泥管；10-第一好氧池；11-二沉池；12-臭氧氧化池；13-吹脱池；14-第二好氧/MBR池；1401-第二好氧池；1402-MBR池；15- 出水池；16-污泥收集池；

401-铁碳池本体；402-中心筒；403-铁碳填料；404-泥斗；405-出水堰； 406-堰槽；407-进水管；408-进气管；409-喇叭口；410-曝气管；411-出水管道；412-排泥管道。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应该理解，这些实施例仅用于说明本实用新型，而不用于限定本实用新型的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本实用新型做出的改进和调整，仍属于本实用新型的保护范围。

为了更好的说明本实用新型，下方结合附图对本实用新型进行详细的描述。

参见图1，一种水性涂料废水处理系统，包括依次连通的格栅调节池1、混凝气浮沉淀一体化池2、调酸池3、铁碳电解池4、芬顿氧化池5、中和池6、絮凝池7、初沉池8、水解池9、第一好氧池10、二沉池11、臭氧氧化池12、吹脱池13、第二好氧/MBR池14和出水池15。

下方结合具体实施例对本实用新型做进一步的描述。

实施例

本实施例按水处理的顺序对本实用新型的水处理系统做进一步阐述。

(1)原水首先进格栅调节池1，利用格栅去除大的悬浮物等，调节池中近似对角线位置安装潜水搅拌机进行搅拌，均衡水质水量。

(2)栅格调节池1出水用泵提升至混凝气浮沉淀一体化池2的反应区，加入超分子PAC、PAM药剂进行混凝絮凝反应，出水自流入气浮沉淀一体化池2的接触区粘附细小气泡，后进入分离区进行固液分离。由于废水中含有树脂胶体、杂质悬浮物、粉末状超细无机物料等，利用混凝剂絮凝剂脱稳、破乳，凝聚，同时投加少量浮选剂改变颗粒表面性质，转变为疏水性物质而粘附上气泡。这样上浮的悬浮物气浮刮渣去除，而形成较大颗粒的絮凝体下沉至泥斗中，采用泵排至污泥收集池16。废水浊度和悬浮物较高，细小悬浮物多，需要投加大量的混凝剂才能够形成稳定的絮体，现采用以活性硅为核心的超分子铝系混凝剂，可大大节省药剂用量，投加量减少60％以上。在去除大量悬浮物的同时，COD也随之大幅度下降，主要原因是污水中悬浮物所携带的有机物通过超分子系混凝剂生成的氢氧化铝溶胶以及铝离子形成的双电层压缩作用，进一步削减污水的COD，从而降低后续的处理负荷。

(3)气浮出水自流入调酸池3，调节pH值至2-3左右，而后用泵提升至铁碳电解池4进行微电解反应。微电解是利用金属腐蚀原理，形成铁碳原电池对污水中的有机物进行电化学处理，阳极产生的新生态Fe2⁺，进而氧化成 Fe3⁺，形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂，能将污水中的高分子粒子交联在一起，消除离子间电荷的排斥作用，形成以铁离子为胶凝中心的絮凝体，捕集和裹挟悬浮的胶体颗粒而共沉淀；同时，铁在酸性水溶液中生成的Fe²⁺能使带色有机物的发色基还原降解，使一些大分子有色有机物降解为低分子无色物质，具有脱色的作用。阴极产生的新生态[H]具有较大的化学活性，能破坏物质的发色结构(如偶氮键)等，使废水中某些有机物的发色基团和助色基团破裂，大分子分裂解为小分子，达到脱色的目的，同时使废水有机物向易生化的方向转变。从机理上分析，还原作用对于污水中的难生化有机物应有很强的断链作用，和后续的物化处理联合运用可以作为与主生化处理的过渡工艺。可选的，调酸池3后还可设置第一中间水池301，调酸池3的水自流入第一中间水池301。

铁碳填料403通过铁粉和碳粉粘合成型，高温烧结后，强度合适，表面的铁反应完之后，碳和铁之间的架构松动，随水(气)流冲刷，碳粉剥离，形成新的表面，永久维持表面更新，使用效果好。

参见图2，铁碳电解池4包括铁碳池本体401，铁碳池本体401中部设置中心筒402，低于出水堰405约10厘米，中心筒402直径约为铁碳池本体401 的1/6至1/4，铁碳池本体401和中心筒402之间放置铁碳填料403，铁碳池本体401内依次设置中心筒402、环形进水管407、进气管408、环形空气曝气管410和泥斗404，泥斗404中设置排泥管道412，中心筒402底部设置喇叭口409连着进气管408，铁碳池本体401上部设置有出水堰405，出水堰405 连有出水管道411，出水堰405上方约0.5m处设有放置消泡剂的堰槽406。

铁碳池工作时，参见图3，进水管407首先进铁碳池本体401底部，同时曝气管410进行鼓风曝气扰动填料表面防止堵塞或板结，水流通过铁碳填料 403上向流，大部分进入出水堰405流出，小部分水流进中心筒402落下至铁碳池本体401下部，扩散至中心筒402四周的铁碳填料403下方，与进水管 407的进水一起向上流形成环流，在铁碳填料403区域进行电化学反应，可达到稀释进水的目的。当铁碳池停止工作进行反冲洗时，参见图4，打开中心筒 402下部进气管408，通过进气管408上接的喇叭口409曝气，水流在中心筒 402内向上流，在中心筒402顶部向四周扩散至铁碳填料403上方，水流通过铁碳填料403向下流，铁碳填料403中冲下的杂质掉入泥斗404随排泥管412 排出，起到了反冲洗作用。

铁碳池出水堰405上方设有放置消泡剂的堰槽406，当废水中泡沫较多或铁碳粘合剂溶解产生泡沫时，泡沫往上遇到消泡剂即化解。

(4)铁碳电解池4出水依次自流入芬顿氧化池5、中和池6、絮凝池7 和初沉池8，分别加入双氧水、碱液和PAM药剂，在初沉池8中进行泥水分离。Fenton试剂法使用亚铁离子为催化剂，利用铁碳电解池4的铁碳微电解工艺中产生大量的亚铁离子与双氧水在酸性条件下进行催化氧化反应，氧化过程结束后使用碱类物质调节pH值至中性，利用大量的铁离子沉淀废水中的悬浮性胶体，最终达到降解溶解性COD和悬浮性COD的双重目的，在提高废水可生化性的基础上，能够进一步削减废水的毒性和有机物含量。可选的，初沉池8后还可设置第二中间水池801，初沉池8的水自流入第二中间水池 801。

(5)初沉池8出水进水解池9、第一好氧池10组成的生化系统，然后自流入二沉池11。水解池9内的水解微生物利用胞外酶将大分子有机物分解成小分子有机物，将长链水解为短链、支链成直链、环状结构成直链或支链，提高污水的可生化性，并去除一定量的COD。水解池9出水自流入第一好氧池10，通过池内的微生物的生化作用进一步降解有机污染物质，氧化氨氮后，出水再经二沉池11进行固液分离。生化系统采用接触氧化法，水解池9和第一好氧池10中放置仿生组合填料。利用聚酯类物质具有表面平整但摩擦系数很高，具有凸凹感和立体的花纹，可以模拟植物丝瓜具有的粗糙内表面结构(成熟丝瓜)，满足不同微生物的附着。同时，仿生植物具有的巨大比表面积在表面形成具有微米孔径的吸附位，能够在膜表面形成稳定的污染物吸附层，降低水体中的污染物负荷，微生物在高效降低水体中有机污染的同时，在仿生填料表面形成菌胶团包裹污染物的状况，通过菌胶团的协同作用实现污染物的降解。

水解池9为完全混合式深度水解厌氧反应池，参见图5，水解池9下部设置有水解池进水管901、水解池排泥管905、上部设置有水解池出水管902，水解池上部还设置有一水解池回流管903，水解池回流管903出水口连通于水解池的进水泵的进水管路，水解池9池内放置高密度填料904，水温较低时填料904上固定的高浓度微生物能确保进行厌氧反应的前三个阶段及少量的甲烷产生，温度较高时也能进行较为完全的甲烷化，其中厌氧反应的四个阶段依次为水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和甲烷化阶段；同时填料904的紧密布置形式也能防止出水带泥情况，水解池9池底部的水解池排泥管905又能改善填料堵塞的现象；水解池9部分出水回流与进水一起，用泵打入池子底部配水，采用下进上出的方式，达到了稀释进水的作用，最大程度地避免了乙醇等物质对微生物的抑制，且增强了配水功能，保证了水和填料的最大接触。

(6)二沉池11出水依次自流至臭氧氧化池12、吹脱池13。臭氧具有强氧化性，将生化处理不能降解的有机物进行断链脱环，氧化分解。臭氧氧化的目的是尽可能的改善水质，改变有机物机构及特点，提高可生化性，为下段强化生物处理提供帮助。所述二沉池11污泥部分回流至第一好氧池10，以确保第一好氧池10中污泥的浓度。

(7)最后废水进第二好氧/MBR池14处理，第二好氧/MBR池14包括连通设置的第二好氧池1401、MBR池1402，具体的废水自流入第二好氧池 1401、MBR池1402，MBR池1402出水采用抽吸泵引入出水池15。MBR池 1402采用PVDF平板膜工艺，膜孔径小于0.1μm。臭氧后续的生化反应由于采用普通的接触氧化工艺污泥很难培养，因此臭氧后续的生化工艺采用MBR 工艺，在降低废水COD的同时，MBR膜能起到微滤的作用，通过MBR膜几乎能去除所有的悬浮物、活性污泥等，对培养出来的活性污泥可以有效截留，确保废水COD、悬浮物等指标达要求。如臭氧后不采用生化工艺，则臭氧投加量需大大增加。所述第二好氧/MBR池14的MBR池1402污泥部分回流至第二好氧池1401，确保第二好氧池1401的污泥浓度。

(8)经本装置处理后，最终废水排放COD<50mg/l；BOD<20mg/l；SS<20 mg/l。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种水性涂料废水处理系统，其特征在于，包括依次连通的格栅调节池、混凝气浮沉淀一体化池、调酸池、铁碳电解池、芬顿氧化池、中和池、絮凝池、初沉池、水解池、第一好氧池、二沉池、臭氧氧化池、吹脱池、第二好氧/MBR池和出水池。

2.根据权利要求1所述的水性涂料废水处理系统，其特征在于，所述混凝气浮沉淀一体化池、所述铁碳电解池、所述初沉池、所述水解池、所述二沉池、所述第二好氧/MBR池的底部均设置有污泥输送管道，将污泥输送至污泥收集池。

3.根据权利要求1所述的水性涂料废水处理系统，其特征在于，所述铁碳电解池包括铁碳池本体，所述铁碳池本体内中部设置有中心筒，所述铁碳池本体与所述中心筒之间设置有铁碳填料；所述铁碳池本体下部设置有进水管、曝气管和进气管，所述进水管的出水口、所述曝气管的出气口设置于所述铁碳填料下侧，所述进气管的出气口设置于所述中心筒下部。

4.根据权利要求3所述的水性涂料废水处理系统，其特征在于，所述铁碳池本体内侧上部设置有出水堰和堰槽，所述堰槽设置于所述出水堰上方，所述堰槽内设置有消泡剂，所述出水堰连接有出水管道；所述中心筒的高度低于所述出水堰。

5.根据权利要求3所述的水性涂料废水处理系统，其特征在于，所述铁碳池本体底部设置有泥斗，所述泥斗中设置有出泥管道。

6.根据权利要求3所述的水性涂料废水处理系统，其特征在于，所述中心筒下部设置有一开口向上的喇叭口，所述进气管的出气口通过连接于所述喇叭口下部设置于所述中心筒下部，所述曝气管设置为环形，所述曝气管上设置有开孔并置于铁碳填料下方。

7.根据权利要求1所述的水性涂料废水处理系统，其特征在于，所述水解池为完全混合式深度水解厌氧反应池，所述水解池内设置有高密度填料，所述水解池下部设置有进水管、上部设置有出水管，所述水解池上部还设置有一回流管，所述回流管出水口连通于所述水解池的进水泵的进水管路。

8.根据权利要求1所述的水性涂料废水处理系统，其特征在于，所述水解池、所述第一好氧池内设置有填料，所述填料为聚酯类仿生填料。

9.根据权利要求1所述的水性涂料废水处理系统，其特征在于，所述第二好氧/MBR池包括依次连接设置的第二好氧池和MBR池，所述MBR池中膜为PVDF平板膜，膜孔径小于0.1μm。