申请日2015.11.20
公开(公告)日2016.02.17
IPC分类号C02F9/04; C02F103/14
摘要
本发明提供了一种彩涂废水处理装置，包括：第一超重力反应器，第一超重力反应器包括用于注入废水的第一液体入口、用于注入含臭氧的气体的第一气体入口、第一液体出口和第一气体出口;与第一超重力反应器连通的高级氧化药剂储罐;与第一气体入口连通的臭氧发生系统。本发明的目的在于提供一种提高物料传质效率及臭氧利用率并减少彩涂废水处理成本的彩涂废水处理装置。本发明还提供了一种彩涂废水处理方法。
权利要求书
1.一种彩涂废水处理装置，其特征在于，包括：
第一超重力反应器，所述第一超重力反应器包括用于注入彩涂废水的第一液体入口、用于注入含臭氧的气体的第一气体入口、第一液体出口和第一气体出口;
与所述第一超重力反应器连通的高级氧化药剂储罐;
与所述第一气体入口连通的臭氧发生系统。
2.根据权利要求1所述的彩涂废水处理装置，其特征在于，还包括具有第二液体入口、第二气体入口、第二液体出口和第二气体出口的第二超重力反应器，所述第一液体出口与所述第二液体入口连通，并且所述第一气体出口与所述第二气体入口连通。
3.根据权利要求1所述的彩涂废水处理装置，其特征在于，还包括沉淀池和气体处理装置，其中所述第一液体出口经由中间水池与所述沉淀池连通，所述第一气体出口与所述气体处理装置连通。
4.根据权利要求2所述的彩涂废水处理装置，其特征在于，还包括沉淀池和气体处理装置，其中所述第二液体出口经由中间水池与所述沉淀池连通，所述第二气体出口与所述气体处理装置连通。
5.根据权利要求2所述的彩涂废水处理装置，其特征在于，所述第一超重力反应器和所述第二超重力反应器分别为旋转填充床、折流式超重力装置、螺旋通道式超重力装置或者旋转碟片式超重力装置中的任一种。
6.根据权利要求2所述的彩涂废水处理装置，其特征在于，所述第一液体出口经由产水池与所述第二液体入口连通。
7.根据权利要求3或4所述的彩涂废水处理装置，其特征在于，在所述沉淀池的所述液体入口处连通有絮凝剂施加装置。
8.根据权利要求1所述的彩涂废水处理装置，其特征在于，还包括原水池，所述原水池与所述第一液体入口连通。
9.一种用于权利要求1-8任一项所述彩涂废水处理装置的彩涂废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10：将所述彩涂废水、所述药剂和所述含臭氧的气体分别输送至所述第一超重力反应器;
S20：启动所述第一超重力反应器，使得所述彩涂废水与所述药剂和所述含臭氧的气体接触反应;
S30：排出反应后的第一液体和反应后的第一气体。
10.根据权利要求9所述的彩涂废水处理方法，其特征在于，将所述第一液体经由所述中间水池排入所述沉淀池以沉淀固体物，将所述第一气体排入所述气体处理装置处理后排放。
11.根据权利要求9所述的彩涂废水处理方法，其特征在于，在所述步骤30之后还包括，将在所述第一液体输送至所述第二超重力反应器，将所述第一气体输送至所述第二超重力反应器;启动所述第二超重力反应器，使得所述第一液体与所述第一气体接触反应以形成第二液体和第二气体。
12.根据权利要求11所述的彩涂废水处理方法，其特征在于，将所述第二液体经由所述中间水池排入所述沉淀池以沉淀固体物，将所述第二气体排入所述气体处理装置处理后排放。
13.根据权利要求9或11所述的彩涂废水处理方法，其特征在于，将所述絮凝剂注入所述沉淀池，以沉淀所述沉淀池中液体中的固体物。
14.根据权利要求9所述的彩涂废水处理方法，其特征在于，在所述步骤S10之前还包括，将所述彩涂废水的PH值调节至6-9。
15.根据权利要求9所述的彩涂废水处理方法，其特征在于，所述含臭氧的气体与所述彩涂废水的气液流量比的范围为2-15。
16.根据权利要求9所述的彩涂废水处理方法，其特征在于，所述含臭氧的气体中的臭氧的浓度范围为5-200mg/L。
17.根据权利要求9所述的彩涂废水处理方法，其特征在于，所述药剂为亚铁离子试剂或者芬顿试剂;在所述亚铁离子试剂中亚铁离子浓度范围为0～1mmol/L;在所述芬顿试剂中，亚铁离子浓度范围为0～1mmol/L，过氧化氢浓度范围为0～20mmol/L。
说明书
彩涂废水处理装置及彩涂废水处理方法
技术领域
本发明总的来说涉及废水处理领域，特别地涉及一种彩涂废水处理装置及彩涂废水处理方法。
背景技术
我国水资源短缺、水污染严重，水环境面临异常严峻的形势。在此情况下，国家近年来陆续出台了一系列政策措施，瞄准了工业污染、城镇污染、农业农村污染、船舶港口污染等多个领域，特别是对工业污水治理提出了明确的要求，提高排放标准、鼓励污水处理回用及零排放是普遍的政策导向和产业发展趋势。在提高排放标准方面，有消息表明石化、钢铁等行业新的污水排放标准内COD(ChemicalOxygenDemand，化学需氧量) 限值为50mg/L、甚至30mg/L，这比原标准COD限值低了一半以上，对污水处理系统提出了很高的要求。与之对应的是，现有工业污水场多采用传统生化处理技术，工艺过程简单、技术水平相对落后、处理效果及稳定性不尽如人意，对照原排放标准尚且勉强，遑论达到新的要求，提标改造工程必将大量涌现。本发明针对钢铁行业彩涂废水，提供其COD深度去除技术，为其对照新标准达标排放或进入后续回用处理系统提供保障。
彩涂废水来源于彩色涂层钢板生产中的预处理、清洗、水淬等工段，因各家工艺过程的不同，彩涂废水的各项水质指标会有差异，一般水质特点是COD在1000mg/L以上、含油100mg/L左右、偏碱性(pH值10以上)。经现有污水设施(除油、生化等)处理后，该水其它指标基本符合新标准要求，唯COD在50mg/L以上，有时会波动到150mg/L左右，影响达标排放。由于已经经过生化法处理，这部分残余的COD多为生物难降解的物质所贡献，再采用生化法深度去除COD的可行性较差。在此情况下，化学法或物化法成为主要选择。
臭氧氧化是发展较早的一种化学法水处理技术，基于臭氧(O3)的强氧化性，用于杀菌消毒、降解或去除污染物、除臭和脱色。在臭氧氧化的基础上，引入催化剂、或与其他氧化剂联合、或与其他工艺耦合使用，发展得到了臭氧高级氧化工艺(AdvancedOxidationProcesses,AOPs)。AOPs 过程产生大量的、具有更强活性和氧化性的自由基，具备更高的污染物降解去除能力和更快的反应速率，使其成为一种高效去除COD的技术，特别适用于难降解污水深度处理，将其应用于彩涂废水深度处理、达标排放过程具有广阔的前景。
尽管AOPs发展多年，但其在实际的工业水系统中较少得到应用或应用效果欠佳。主要问题及原因在于：
(1)目前，臭氧制取的主流技术是以空气或纯氧为原料，采用电晕放电方法，该过程能耗高、产率较低，决定了AOPs的资源成本和质量。
(2)臭氧在水中溶解度较低，传统接触设备或方式(曝气)的传质效果不理想，造成气液接触的吸收效率低，限制了参与反应的臭氧浓度，进而限制了污染物处理效果，较低的利用率和处理效率使得臭氧用量大幅增加，进而加剧了AOPs技术的成本劣势。此外，引入除臭氧以外试剂的AOPs 过程对物料传质混合提出了高要求，传统臭氧接触装置亦难胜任。
(3)钢铁行业发展多年，污水处理场地多已规划、建设得比较紧凑，很难再给予提标改造工程较大的场地空间，而传统臭氧处理过程效率低、所需处理时间长，臭氧接触设施占地面积自然庞大，将AOPs应用于彩涂废水深度处理还受场地条件限制。
发明内容
针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种提高物料传质效率及臭氧利用率并减少彩涂废水处理成本的彩涂废水处理装置和方法。
为实现上述目的，本发明的一方面提供了一种彩涂废水处理装置，包括：第一超重力反应器，第一超重力反应器包括用于注入彩涂废水的第一液体入口、用于注入含臭氧的气体的第一气体入口、第一液体出口和第一气体出口;与第一超重力反应器连通的高级氧化药剂储罐;与第一气体入口连通的臭氧发生系统。
根据本发明的彩涂废水装置，彩涂废水处理装置还包括具有第二液体入口、第二气体入口、第二液体出口和第二气体出口的第二超重力反应器，第一液体出口与第二液体入口连通，并且第一气体出口与第二气体入口连通。
根据本发明的彩涂废水装置，彩涂废水处理装置还包括沉淀池和气体处理装置，其中第一液体出口经由中间水池与沉淀池连通，第一气体出口与气体处理装置连通。
根据本发明的彩涂废水装置，彩涂废水处理装置还包括沉淀池和气体处理装置，其中第二液体出口经由中间水池与沉淀池连通，第二气体出口与气体处理装置连通。
根据本发明的彩涂废水装置，第一超重力反应器和第二超重力反应器分别为旋转填充床、折流式超重力装置、螺旋通道式超重力装置或者旋转碟片式超重力装置中的任一种。
根据本发明的彩涂废水装置，第一液体出口经由产水池与第二液体入口连通。
根据本发明的彩涂废水装置，在沉淀池的液体入口处连通有絮凝剂施加装置。
根据本发明的彩涂废水装置，彩涂废水处理装置还包括原水池，原水池与第一液体入口连通。
本发明的另一方面提供了一种用于上述彩涂废水处理装置的彩涂废水处理方法，包括以下步骤：
S10：将彩涂废水、药剂和含臭氧的气体分别输送至第一超重力反应器;
S20：启动第一超重力反应器，使得彩涂废水与药剂和含臭氧的气体接触反应;
S30：排出反应后的第一液体和反应后的第一气体。
根据本发明的彩涂废水处理方法，将第一液体经由中间水池排入沉淀池以沉淀固体物，将第一气体排入气体处理装置处理后排放。
根据本发明的彩涂废水处理方法，在步骤30之后还包括，将在第一液体输送至第二超重力反应器，将第一气体输送至第二超重力反应器;启动第二超重力反应器，使得第一液体与第一气体接触反应以形成第二液体和第二气体。
根据本发明的彩涂废水处理方法，将第二液体经由中间水池排入沉淀池以沉淀固体物，将第二气体排入气体处理装置处理后排放。
根据本发明的彩涂废水处理方法，将絮凝剂注入沉淀池，以沉淀沉淀池中液体的固体物。
根据本发明的彩涂废水处理方法，在步骤S10之前还包括，将彩涂废水的PH值调节至6-9。
根据本发明的彩涂废水处理方法，含臭氧的气体与彩涂废水的气液流量比的范围为2-15。
根据本发明的彩涂废水处理方法，含臭氧的气体中的臭氧的浓度范围为5-200mg/L。
根据本发明的彩涂废水处理方法，药剂为亚铁离子试剂或者芬顿试剂;在亚铁离子试剂中亚铁离子浓度范围为0～1mmol/L;在芬顿试剂中，亚铁离子浓度范围为0～1mmol/L，过氧化氢浓度范围为0～20mmol/L。
本发明的有益技术效果在于：
本发明的彩涂废水处理装置将在气液传质过程强化方面表现优异的超重力技术(超重力反应器)与臭氧高级氧化(高级氧化药剂储罐和臭氧发生系统)结合起来，解决传统AOPs过程存在的臭氧与水接触问题，提高物料传质效率及臭氧利用率并减少彩涂废水处理成本。
