申请日2019.02.12
公开(公告)日2019.04.16
IPC分类号C02F9/08
摘要
本发明公开了一种处理高浓染料废水的装置及处理方法。所述高浓染料废水处理装置，包括：pH调节池;混凝沉淀池，混凝沉淀池的进水端与pH调节池的出水端相连;主体反应池，主体反应池进水端与混凝沉淀池出水端相连;无油空压机;吸附干燥机，吸附干燥机进气端与无油空压机出气端相连;臭氧发生器，臭氧发生器进气端与吸附干燥机出气端相连，臭氧发生器出气端通过管道与主体反应池底部的曝气管相连。所述处理装置，采用“微电解‑臭氧‑超声波”体系，通过铁碳填料和超声波的协同作用、臭氧尾气的循环利用，可使臭氧的利用率达95%以上。本装置具有结构紧凑、空间利用率高、经济性好、处理效率高等优点，可以用于高浓染料废水的处理。
权利要求书
1.一种处理高浓染料废水的装置，其特征在于，包括：pH调节池(3);混凝沉淀池(4)，混凝沉淀池(4)的进水端与pH调节池(3)的出水端相连;主体反应池(7)，主体反应池(7)进水端与混凝沉淀池(4)出水端相连;无油空压机(14);吸附干燥机(16)，吸附干燥机(16)进气端与无油空压机(14)出气端相连，无油空压机(14)和吸附干燥机(16)之间设有空气过滤器(15);臭氧发生器(17)，臭氧发生器(17)进气端与吸附干燥机(16)出气端相连，臭氧发生器(17)出气端通过管道与主体反应池(7)底部的曝气管(21)相连。
2.根据权利要求1所述的一种处理高浓染料废水的装置，其特征在于：所述pH调节池(3)进水管路上设有污水提升泵(1)和进水流量计(2)。
3.根据权利要求1所述的一种处理高浓染料废水的装置，其特征在于：所述混凝沉淀池(4)和主体反应池(7)之间设有第一阀门(5)和射流器(6)。
4.根据权利要求3所述的一种处理高浓染料废水的装置，其特征在于：所述主体反应池(7)的废水出水的40%~60%输送入废水循环管路，其余废水出水通过第四阀门(20)排出，所述废水循环管路上设有污水循环泵(11)和循环流量计(12)，循环流量计(12)的出水通过三通管路连接于第一阀门(5)和射流器(6)之间，循环流量计(12)出水管路上设有第二阀门(13)。
5.根据权利要求4所述的一种处理高浓染料废水的装置，其特征在于：所述主体反应池(7)左侧设有双氧水加药罐(9)，双氧水加药罐(9)和主体反应池(7)之间设有电磁式计量泵(8)。
6.根据权利要求4所述的一种处理高浓染料废水的装置，其特征在于：所述主体反应池(7)顶部通过尾气收集管路连接安全阀(10)，安全阀(10)出口管路连接于射流器(6)。
7.根据权利要求4所述的一种处理高浓染料废水的装置，其特征在于：所述主体反应池(7)底部设有曝气管(21)，曝气管(21)上水平排列设有若干臭氧曝气头(22)，臭氧曝气头(22)上方设有填料承托板(24)，填料承托板(24)上放置铁碳填料(25);所述主体反应池(7)外侧位置安装有若干个超声波振子(23)，每个超声波振子(23)均与超声波发生器(26)连接。
8.根据权利要求1所述的一种处理高浓染料废水的装置，其特征在于：所述臭氧发生器(17)和主体反应池(7)之间设有臭氧流量计(18)和第三阀门(19)。
9.根据权利要求1所述的一种处理高浓染料废水的装置的处理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一、在pH调节池(3)中将废水的pH值调节至弱碱性;
步骤二、将步骤一处理得到的废水引入混凝沉淀池(4)中;
步骤三、将步骤二处理得到的废水引入主体反应池(7)中，主体反应池(7)内填充铁碳填料，主体反应池(7)底部不断进行臭氧曝气，臭氧气体在主体反应器(7)内自下而上移动;主体反应池(7)外侧安装的若干超声波振子(23)开启;
步骤四、臭氧曝气过程中，主体反应池(7)内部压力不断增大，当池内压力超过安全阀(10)开启压力时，安全阀(10)开始释放臭氧尾气，臭氧尾气通过管路送入射流器(6)与废水混合;当主体反应池(7)内部压力降低至安全阀(10)回座压力时，安全阀(10)关闭;
步骤五、将步骤三处理得到的一部分废水从出口处排出，另一部分废水与臭氧尾气混合后回流至主体反应池(7)中。
说明书
一种处理高浓染料废水的装置及处理方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，主要涉及一种处理高浓染料废水的装置及处理方法，用于处理高浓染料废水。
背景技术
我国的染料工业具有小批量、多品种的特点，大部分是间歇操作，废水间断性排放，水质水量变化范围大，在染料生产过程中如磺化、硝化、重氮化、还原、氧化以及酸(盐)析等工序中都有大量的污染物产生。导致这些印染废水具有污染物浓度高、废水成分复杂，含有大量的有机物和盐分、COD高、色泽深、酸碱性强、可生化性差及毒性强的特点。
废水中的有机污染物大部分数以苯、萘、蒽、醌类有机物形式存在，当苯环上的氢被取代后会产生毒性更大的化合物。染料结构中含有些生物毒性较强的重金属元素，对人类和环境均造成严重的危害。另外，大部分的偶氮染料废水也具有生物毒性，对微生物的活性有抑制作用，在环境中会进行累积后对生物及人类健康造成严重危害。废水中残存的染料、颜料组分，即使浓度很低，排入水体亦会造成透光率的降低，而最终导致水体生态系统的破坏。
臭氧具有很强的氧化能力，其在水中的氧化还原电位为2.08V。臭氧氧化能使染料发色基团的双价键断裂，同时破坏构成发色基团的苯、萘、蒽等环状化合物，从而使废水脱色，降低COD的同时提高废水的可生化性。臭氧氧化具有选择性，单独使用氧化效率不高，但臭氧在水中不稳定，会生成氧化能力极强的单原子氧和羟基等，羟基自由基可以在水中引发一系列自由基链反应，无选择性的降解、矿化水中的各种有机物。除此之外，单独使用还存在臭氧投加量较高、占地面积较大、投资运行成本较高等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种处理高浓染料废水的装置及处理方法，采用“微电解-臭氧-超声波”体系，通过铁碳填料和超声波的协同作用、臭氧尾气的循环利用等，极大提高臭氧的利用率，降低臭氧和填料的投加量，减少设备占地面积。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种处理高浓染料废水的装置，包括：pH调节池;混凝沉淀池，混凝沉淀池的进水端与pH调节池的出水端相连;主体反应池，主体反应池进水端与混凝沉淀池出水端相连;无油空压机;吸附干燥机，吸附干燥机进气端与无油空压机出气端相连，无油空压机和吸附干燥机之间设有空气过滤器;臭氧发生器，臭氧发生器进气端与吸附干燥机出气端相连，臭氧发生器出气端通过管道与主体反应池底部的曝气管相连。
进一步地，所述pH调节池进水管路上设有污水提升泵和进水流量计。
进一步地，所述混凝沉淀池和主体反应池之间设有第一阀门和射流器。
进一步地，所述主体反应池的废水出水的40%~60%输送入废水循环管路，其余废水出水通过第四阀门排出，所述废水循环管路上设有污水循环泵和循环流量计，循环流量计的出水通过三通管路连接于第一阀门和射流器之间，循环流量计出水管路上设有第二阀门。
进一步地，所述主体反应池左侧设有双氧水加药罐，双氧水加药罐和主体反应池之间设有电磁式计量泵。
进一步地，所述主体反应池顶部通过尾气收集管路连接安全阀，安全阀出口管路连接于射流器。
进一步地，所述主体反应池底部设有曝气管，曝气管上水平排列设有若干臭氧曝气头，臭氧曝气头上方设有填料承托板，填料承托板上放置铁碳填料;所述主体反应池外侧位置安装有若干个超声波振子，每个超声波振子均与超声波发生器连接。
进一步地，所述超声波振子频率为20kHz或40kHz。
进一步地，所述臭氧发生器和主体反应池之间设有臭氧流量计和第三阀门。
一种处理高浓染料废水的装置的处理方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、在pH调节池中将废水的pH值调节至弱碱性;
步骤二、将步骤一处理得到的废水引入混凝沉淀池中;
步骤三、将步骤二处理得到的废水引入主体反应池中，主体反应池内填充铁碳填料，主体反应池底部不断进行臭氧曝气，臭氧气体在主体反应器内自下而上移动;主体反应池外侧安装的若干超声波振子开启;
步骤四、臭氧曝气过程中，主体反应池内部压力不断增大，当池内压力超过安全阀开启压力时，安全阀开始释放臭氧尾气，臭氧尾气通过管路送入射流器与废水混合;当主体反应池内部压力降低至安全阀回座压力时，安全阀关闭;
步骤五、将步骤三处理得到的一部分废水从出口处排出，另一部分废水与臭氧尾气混合后回流至主体反应池中。
进一步地，所述步骤一的pH值为7.5~8.5。
进一步地，所述的混凝沉淀池中加入的混凝剂为AS、PFS、PAC，投加量分别为210mg/L、135mg/L、80mg/L。
进一步地，所述的主体反应池反应期间，按照质量比H2O2:COD=0.05~0.1:1加入双氧水。
进一步地，所述的主体反应池反应期间，臭氧曝气量为100~200mg/L。
进一步地，所述的主体反应池中填充铁碳填料，铁碳填料质量与废水的体积比为1:3，铁碳填料为球状结构，填料内径为2~4cm。
进一步地，所述的主体反应池部分废水出水的废水循环比为4~6。
进一步地，所述的安全阀开启压力为0.2~0.3Mpa，回座压力为0.12~0.14Mpa。
进一步地，所述的混凝沉淀池内废水的停留时间为40min。
进一步地，所述的主体反应池内废水的停留时间为60min。
优点及效果：本发明的处理高浓染料废水的装置，通过微电解填料强化臭氧的传质效果，溶出的铁离子对臭氧具有催化作用，臭氧的存在降低了铁碳填料的的消耗;超声波与臭氧氧化技术结合使臭氧充分分散与溶解，在减少臭氧的投加量同时提高其氧化能力，借助于超声空化效应及其产生的物化作用来强化臭氧的分解，并产生大量的自由基;臭氧尾气的循环利用等，极大提高臭氧的利用率，减少臭氧和填料的投加量。本装置具有结构紧凑、空间利用率高、经济性好、处理效率高等优点。
