申请日2017.05.27
公开(公告)日2017.08.04
IPC分类号C02F1/461; C02F1/463; C02F101/30
摘要
一种印染废水的微电解预处理装置，包括串联设置的一级折流式微电解池、二级折流式微电解池、中和池、沉淀池，并在一级折流式微电解池、二级折流式微电解池、中和池和沉淀池内部设置的引流通道将进入的废水从反应池的底端进入，通过二级串联设置的折流式微电解池，不仅能够使反应时间延长、反应空间增大，且在水流、曝气的作用下，填料层不会由于重力作用而出现压节板结、沟流现象，且针对高COD、难降解、可生化性差的印染废水，可有效去除色度、提高可生化性，大大提高了微电解反应的处理效果，为后续生化处理提供良好条件。
权利要求书
1.一种印染废水的微电解预处理装置，其特征在于，包括反应池和沉淀池(4)，所述反应池至少包括串联设置的一级折流式微电解池(1)、二级折流式微电解池(2)和中和池(3);
所述反应池包括引流通道、反应区和溢流口(8)，所述引流通道将进入所述反应池的废水引入所述反应池底端，经过所述反应区，并通过所述溢流口(8)流出，所述溢流口(8)设置在所述反应池的上部，且与下一级反应池的引流通道连接;
所述沉淀池(4)设有中心导流筒(14)、沉淀池排泥口(13)和沉淀池出水口(12)，所述中心导流筒(14)与所述中和池(3)上部溢流口(8)连通;
所述一级折流式微电解池(1)设置有进水口(5);
所述一级折流式微电解池(1)和所述二级折流式微电解池(2)内均设置有含微电解填料的填料层(6)，所述微电解填料为铁碳铝颗粒。
2.如权利要求1所述的印染废水的微电解预处理装置，其特征在于，所述引流通道由折板组成。
3.如权利要求1所述的印染废水的微电解预处理装置，其特征在于，所述填料层(6)的底部设置有支撑体，所述支撑体上部设置有曝气管道。
4.如权利要求1所述的印染废水的微电解预处理装置，其特征在于，所述支撑体为不锈钢材质。
5.如权利要求1所述的印染废水的微电解预处理装置，其特征在于，所述一级折流式微电解池(1)、所述二级折流式微电解池(2)均设置有溶解氧在线监测系统，所述一级折流式微电解池(1)、所述二级折流式微电解池(2)和所述中和池(3)均设置有pH在线监测系统，所述一级折流式微电解池(1)和所述二级折流式微电解池(2)设置有微电解池酸碱加药口(9)，所述中和池(3)设置有中和池酸碱加药口(10)。
6.如权利要求1所述的印染废水的一种微电解预处理装置，其特征在于，所述一级折流式微电解池(1)、所述二级折流式微电解池(2)和所述中和池(3)的底部均设置有排空管。
7.一种印染废水的微电解预处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、待处理印染废水进入折流式微电解反应池中，开启曝气管道，所述待处理印染废水与所述折流式微电解反应池中的铁碳铝颗粒填料充分接触反应，所述反应时间为1-3h;
S2、利用pH在线监测系统对所述折流式微电解反应池中溶液的pH进行监测;
S3、处理过的废水进入中和池(3)，通过中和池(3)上设置的中和池酸碱加药口(10)加入酸或碱，对所述中和池(3)内的废水进行pH调节;
S4、最后进入沉淀池(4)，絮凝沉降，反应后形成的絮状物通过沉淀池排泥口(13)进行排出，处理后的废水通过沉淀池出水口(12)排出。
8.如权利要求7所述的印染废水的微电解预处理方法，其特征在于，所述待处理印染废水的COD浓度为2000-5000 mg/L，BOD浓度为250-600 mg/L，pH为6-10。
9.如权利要求7所述的印染废水的微电解预处理方法，其特征在于，所述S1中控制曝气区的最佳溶解氧浓度范围为0.5-1.0 mg/L。
10.如权利要求7所述的印染废水的微电解预处理方法，其特征在于，调节所述中和池(3)内的废水pH范围为7.0-8.0。
说明书
一种印染废水的微电解预处理工艺及其装置
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种针对印染废水的微电解预处理工艺及其装置。
背景技术
随着经济的快速发展，化工、印染、医药等行业排放的废水量越来越大，且水质越来越复杂。目前国内一些大型纺织印染企业，其产生的印染废水是由印染的各个工序产生的废水所组合而成的混合废水，包括退浆废水、煮炼废水、漂白废水、丝光废水。印染废水的COD(chemical oxygen demand，化学需氧量)浓度高、可生化性差，采用传统的活性污泥工艺很难达到满意的处理效果。
另外，一般的预处理方法多针对SS(Suspended Substance，水质中悬浮物)，对COD去除效率及提高B/C比作用很小，在难降解废水的处理技术中，微电解技术得到广泛应用。铁碳微电解利用金属腐蚀原理，通过形成原电池继而产生氧化还原反应，使得可生化性差的难降解废水B/C比提高，为废水的后续生化处理奠定基础。该方法无需通电，利用废水中加入的微电解材料自身产生电位差对废水进行处理，以达到降解有机污染物的目的，但是其针对的是酸性废水。如公告布号为CN 103359897 A的专利，公开的是一种处理高浓度硫酸根纺织印染废水的工艺及装置，其利用微电解电池反应来分解含有高浓度硫酸根的印染废水，在预处理阶段即加入pH 调节剂对待处理的废水进行中和反应，再沉降调节后进入微电解池，其虽采用了微电解电池反应，但是其只针对酸性废液进行预处理。另外公布号为CN104478134 A的专利，公开的是一种印染废水处理工艺，先将废水在预反应池内与硫酸亚铁发生氧化反应，再加入助凝剂聚合氯化铝将其凝聚沉淀，采用化学氧化、助凝沉降的方法先将废水中的有害物质进行去除，再将其引入中反应池，通过碱性反应剂中和水的酸性，再对其进行分离处理。
上述方法均是针对酸性废液进行处理，而目前所产生的印染废水具有碱性大、有机污染物含量高的特点，铁碳微电解处理废水可直接降低废水COD，还能削弱乃至去除水中影响微生物活性的有毒物质，使不可生化处理的废水转变成可生化处理的废水，使难生化处理的废水变成易生化处理的废水，因此成为生化处理废水前预处理的重要手段。
但是对于某些高浓度大分子有机污染物废水、含难降解有机物的纺织印染废水，现今公开的微电解工艺作为预处理手段仍难以达到令人满意的效果。因此，针对印染废水，开发高效稳定的预处理方法及装置保证后续生化处理效果，对工程应用十分重要。
发明内容
本发明的目的在于提高现有技术装备的处理效能，提供一种针对印染废水的微电解预处理工艺及其装置。
具体来说，本发明采用了以下技术方案：
一种用于处理印染废水的微电解电极材料，微电解电极材料为铁碳铝颗粒填料，所述铁碳铝颗粒填料的组分及其质量百分比为：
铁 15-25%
活性炭 30-40%
铝 15-25%
粘土 20-30%
羧甲基纤维素钠 0-10%。
一种印染废水的微电解预处理装置，包括反应池和沉淀池，所述反应池至少包括串联设置的一级折流式微电解池、二级折流式微电解池和中和池;
所述反应池包括引流通道、反应区和溢流口，所述引流通道将进入所述反应池的废水引入所述反应池底端，经过所述反应区，并通过所述溢流口流出，所述溢流口设置在所述反应池的上部，且与下一级反应池的引流通道连接;
所述沉淀池设有中心导流筒、沉淀池排泥口和出水口，所述中心导流筒与所述中和池上部溢流口连通;
所述一级折流式微电解池和所述二级折流式微电解池内均设置有含微电解填料的填料层。
优选的，所述微电解填料为铁碳铝颗粒。
优选的，所述引流通道由折板组成。
优选的，所述填料层的底部设置有支撑体，所述支撑体上部设置有曝气管道。
优选的，所述支撑体为不锈钢材质。
优选的，所述一级折流式微电解池、所述二级折流式微电解池均设置有溶解氧在线监测系统，所述一级折流式微电解池和所述二级折流式微电解池设置有微电解池酸碱加药口，所述中和池设置有中和池酸碱加药口。
优选的，所述一级折流式微电解池、所述二级折流式微电解池和所述中和池的底部均设置有排空管。
一种印染废水的微电解预处理方法，包括如下步骤：
S1、待处理印染废水进入折流式微电解反应池中，开启曝气管道，所述待处理印染废水与所述折流式微电解反应池中的铁碳铝颗粒填料充分接触反应，所述反应时间为1-3h;
S2、利用pH在线监测系统对所述折流式微电解反应池中溶液的pH进行监测;
S3、处理过的废水进入中和池，通过中和池上设置的酸碱加药口加酸加碱对所述中和池内的废水进行pH调节;
S4、最后进入沉淀池，絮凝沉降，反应后形成的絮状物通过沉淀池排泥口进行排出，处理后的废水通过沉淀池出水口排出。
优选的，所述待处理印染废水的COD浓度为2000-5000mg/L，BOD浓度为250-600mg/L，pH为6-10。
优选的，所述S1中控制曝气区的最佳溶解氧浓度范围为0.5~1.0 mg/L。
优选的，调节所述中和池内的废水pH范围为7.0~8.0。
与现有技术相比，本发明具有以下突出特点：
1、本发明处理对象为印染废水，一般呈碱性，填充层为铁碳铝颗粒，可同时在弱酸性、碱性反应环境中进行反应。当废水呈弱酸性时，铁碳之间形成电极电位差，废水中形成无数个微原电池，进而发生电化学反应，由于铁离子有混凝作用，其与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸，形成絮凝物;当废水呈碱性时，随着碱性的增强，铝腐蚀速度加快，相同时间内析出的[H]和铝离子更多，反应更剧烈，析出的[H] 能与废水中许多组分发生氧化还原反应,破坏染料中间体分子中的发色基团(如偶氮基团),使其脱色，因而色度的去除速率更快，铝离子与碳形成的微原电池增加，因而电化学反应更快。采用本申请技术方案，无需再添加大量的酸溶液调节废水的pH至酸性。
2、在填料层底部设置的支撑体上铺设的曝气管道，有利于压缩空气进入填料，且曝气区的最佳溶解氧浓度为0.5-1.0 mg/L，利于微电解电池反应的进行，且低溶解氧条件下，可有效抑制铝表面的钝化以及氧气竞争阴极电子的作用，进而增强电极反应。
3、排空管与排泥管的设置，有利于池体的清洗维修。
4、将中和池中的pH调节至7.0-8.0，有利于其絮凝沉淀，使得废水中的铝、铁絮状物充分沉淀，降低出水的SS。
5、本发明装置结构紧凑，操作简单，且折流式微电解池设置2级串联，不仅能够使反应时间延长、反应空间增大，且在水流、曝气的作用下，填料层不会由于重力作用而出现压节板结、沟流现象。
6、针对高COD、难降解、可生化性差的印染废水，可有效去除色度、提高可生化性，大大提高了微电解反应的处理效果，为后续生化处理提供良好条件。
7、由一级折流式微电解池、二级折流式微电解池、中和池和沉淀池之间通过引流通道形成折流，利用折流式反应室使得各反应室之间形成独立的反应区，互不影响，进一步提高反应的效果，另外该折流式设置具有不短流、不堵塞、无需搅拌的优点，简化了设备，可有效降低运行维护成本。
