申请日2015.07.15
公开(公告)日2017.02.01
IPC分类号C02F9/08; C02F103/16
摘要
本发明涉及一种废水处理系统与方法，尤其是一种电镀废水处理系统与方法。本发明为了克服常见电镀废水处理工艺中忽略COD，以及针对COD的改良工艺存在的投药量大、反渗透产水率低、能耗大等缺点，提供了一种能高效去除电镀废水中的COD的电镀废水处理系统与方法,包括分类收集调节单元、物化混凝沉淀单元、加药系统Ⅰ、反调缓冲池PH值调整单元、加药系统Ⅱ、UV‑BAF氧化单元、深处理反渗透单元、浓水离子交换单元、排放单元、污泥处理系统以及淡水回用装置，从而有效去除了电镀废水中的COD，具有操作简单，运行成本低，反渗透产水率高，氧化分解更彻底，处理运行更稳定的优点。
权利要求书
1.一种电镀废水处理系统，其特征在于，包括分类收集调节单元(110)、物化混凝沉淀单元(120)、加药系统Ⅰ(123)、反调缓冲池pH值调整单元(130)、加药系统Ⅱ(132)、UV-BAF氧化单元(140)、深处理反渗透单元(150)、浓水离子交换单元(160)、排放单元(170)、污泥处理系统(124)以及淡水回用装置(151);
所述电镀废水处理系统中的分类收集调节单元(110)、物化混凝沉淀单元(120)、反调缓冲池pH值调整单元(130)、UV-BAF氧化单元(140)、深处理反渗透单元(150)、浓水离子交换单元(160)、排放单元(170)依次用管道连接，其中，物化混凝沉淀单元(120)还通过管道与污泥处理系统(124)连接，深处理反渗透单元(150)还与淡水回用装置(151)通过管道连接;
所述UV-BAF氧化单元包括UV-BAF池(1)、UPVC空气管(2)、微孔曝气器(3)、活性碳填料(4)、UV光射灯(5)、催化触媒陶瓷填料层(6)、罗茨风机(7)、UV光解器(8)、出水堰(9)、进水管(10)、排水管(11);
所述进水管(10)与UV-BAF池(1)相连接，所述UPVC空气管(2)位于UV-BAF池(1)的底部，所述微孔曝气器(3)与UPVC空气管(2)相连;所述活性碳填料(4)与所述UV光射灯(5)位于所述UV-BAF池(1)的中部，呈相互间隔的竖直排列，在UV-BAF池(1)的上部设有催化触媒陶瓷填料层(6)，在所述UV-BAF池(1)的右上角设有出水堰(9)，在所述出水堰(9)上设有排水管(11);所述罗茨风机(7)与UV光解器(8)相连，所述UV光解器(8)与UPVC空气管(2)相连接;
所述物化混凝沉淀单元(120)包括有机械搅拌机(121)、pH/ORP表(122)、加药系统Ⅰ(123)，其中加药系统Ⅰ(123)与混凝沉淀池通过管道连接，机械搅拌机(121)固定安装在混凝沉淀池中，在混凝沉淀池中还设有pH/ORP表(122);
所述反调缓冲池pH值调整单元(130)包括有pH表(131)、加药系统Ⅱ(132)，其中所述加药系统Ⅱ(132)通过管道与反调缓冲池连接，反调缓冲池上设有pH表(131)。
2.根据权利要求1所述的一种电镀废水处理系统，其特征在于,所述的UV-BAF池(1)的气水体积比为6-10。
3.一种电镀废水处理方法，其特征在于，包括以下处理步骤：
分类收集调节:除含镍废水、含铬废水外的其它各股电镀废水进行分类收集(110);
物化混凝沉淀:除含镍废水、含铬废水外的其它各股电镀废水进行物化混凝沉淀(120)处理;
反调缓冲池pH值调整:通过加药系统Ⅰ(123)对废水加药，经物化混凝沉淀(120)单元处理后的一部分废水通过加药系统Ⅱ(132)加药后，进入反调缓冲池进行pH值调整单元(130)，经物化混凝沉淀(120)单元处理后产生的污泥进入污泥处理系统(124);
UV-BAF氧化:进入UV-BAF池(1)，进行UV-BAF氧化，有机物或还原性无机物被氧化分解或转化，氧化分解成CO2、H2O和无机盐;
深处理反渗透:经深处理反渗透单元(150)，按产水率60%运行，淡水回用到生产，浓水通过浓水离子交换单元(160)对重金属离子进行吸附截留后再排放;
还包括所述UV-BAF氧化单元(140)的以下具体步骤：
经反调缓冲池pH值调整单元(130)处理后的电镀废水从池底部进入UV-BAF池(1);
罗茨风机(7)提供压缩空气，流经UV光解器(8)，在UV光的作用下，空气中的O2被激发电离，生成氧化性极强的O3，并通过UPVC空气管(2)和微孔曝气器(3)鼓入UV-BAF池(1)中;
废水与含有强氧化性的O3的空气混合，O3通过气泡的气液传质界面向水中传递，并溶解生成氧化性更强的羟基OH-，废水中部分容易氧化的有机物和绝大部分还原性无机物被氧化或分解;
难于氧化的有机物在废水流经活性碳填料(4)时，被活性碳填料吸附截留;
活性碳吸附的有机物在UV光和溶解在废水中的羟基OH-的共同作用下被氧化分解，生成CO2、H2O和无机化合物，实现吸附→分解→再生→再吸附的循环;
部分废水中游离的、未被活性碳吸附的有机物，随废水流经催化触媒陶瓷填料层(6)，在催化触媒陶瓷填料表面被废水中残余的羟基OH-氧化;
经过活性碳吸附并被UV光催化氧化及陶瓷触媒催化氧化后，废水中的COD物质得到充分的氧化分解;
废水通过出水堰(9)，排出UV-BAF池(1)，进入深处理反渗透单元(150)。
说明书
一种电镀废水处理系统与方法
技术领域
本发明涉及一种废水处理系统与方法，尤其是一种电镀废水处理系统与方法。
背景技术
电镀废水的处理，通常情况下，首先考虑到的是对重金属离子的处理。电镀废水处理中最常用、最传统的技术是物化沉淀法，这也是最经济实用和成熟的处理工艺。随着对电镀行业环保要求的提高，很多地区要求电镀行业废水处理后回用率不得低于60%，而电镀企业本身也有增产不增污的需要，因此在常规物化沉处理的基础上，增加了深度处理反渗透回用工艺。目前在电镀废水处理中，各类型废水都是单独收集和处理。前处理废水因为含COD物质较高，普遍认为不适合进入反渗透回用，而按《电镀污染物排放标准》21900-2008〉的规定，含镍、含铬等一类污染物废水必须单独处理达标。对含镍废水和含铬废水的回用处理技术已经十分成熟，因此，提高废水回用率主要处理对象是前处理废水以及其它类型的电镀废水(如镀锌废水、镀铜废水、含氰废水等)。
目前这部分类型电镀废水回用-达标最普遍的处理工艺流程如图1所示。
这种工艺的最大问题是忽略了电镀废水中的COD，在实际运行过程中，物化沉淀后废水中COD含量高达100mg/L以上，造成活性碳很快饱和、离子交换树脂中毒、反渗透膜堵塞等一系列问题，并且反渗透浓水COD严重超标，远远达不到排放要求。根据国家环境保护总局和国家质量检验检测总局发布的《电镀污染物排放标准》21900-2008〉的规定，电镀废水COD排放限值为80mg/1。
在实际运行中，随着COD问题的突显，在上述常见的电镀废水处理工艺的基础上，衍生发展了处理电镀废水中的COD的改良工艺1，如图2所示和处理电镀废水中的COD的改良工艺2，如图3所示。
在改良工艺1中，芬顿氧化虽然解决了进膜前对COD的要求，但芬顿氧化需要进行调酸和后续沉淀调碱过程，投药量大，并且大量地增加了废水中的离子浓度，造成反渗透产水率低，往往不能满足回用60%要求，或者强制多次循环反渗透，但运行电耗成本急速上升而回用水水质下降。
在改良工艺2中，解决了反渗透浓水COD达标排放的问题，但对反渗透膜前水质COD问题仍然存在。
还有其它采用活性碳吸附、电解等处理方法，均不够实用。
发明内容
(1)要解决的技术问题
本发明为了克服常见电镀废水处理工艺中忽略COD，以及针对COD的改良工艺存在的投药量大、产水率低、能耗大以及效率低的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种能高效去除电镀废水中的COD的电镀废水处理系统与方法。
(2)技术方案
1.为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种电镀废水处理系统，包括分类收集调节单元、物化混凝沉淀单元、加药系统Ⅰ、反调缓冲池PH值调整单元、加药系统Ⅱ、UV-BAF氧化单元、深处理反渗透单元、浓水离子交换单元、排放单元、污泥处理系统以及淡水回用装置;
所述电镀废水处理系统中的分类收集调节单元、物化混凝沉淀单元、反调缓冲池PH值调整单元、UV-BAF氧化单元、深处理反渗透单元、浓水离子交换单元、排放单元依次用管道连接，其中，物化混凝沉淀单元还通过管道与污泥处理系统连接，深处理反渗透单元还与淡水回用装置通过管道连接;
所述UV-BAF氧化单元包括UV-BAF池、UPVC空气管、微孔曝气器、活性碳填料、UV光射灯、催化触媒陶瓷填料层、罗茨风机、UV光解器、出水堰、进水管、排水管;
所述进水管与UV-BAF池相连接，所述UPVC空气管位于UV-BAF池的底部，所述微孔曝气器与UPVC空气管相连;所述活性碳填料与所述UV光射灯位于所述UV-BAF池的中部，呈相互间隔的竖直排列，在UV-BAF池的上部设有催化触媒陶瓷填料层，在所述UV-BAF池的右上角设有出水堰，在所述出水堰上设有排水管;所述罗茨风机与UV光解器相连，所述UV光解器与UPVC空气管相连接;
所述物化混凝沉淀单元包括有机械搅拌机、PH/ORP表、加药系统Ⅰ，其中加药系统Ⅰ与混凝沉淀池通过管道连接，机械搅拌机固定安装在混凝沉淀池中，在混凝沉淀池中还设有PH/ORP表;
所述反调缓冲池PH值调整单元包括有PH表、加药系统Ⅱ，其中所述加药系统Ⅱ通过管道与反调缓冲池连接，反调缓冲池上设有PH表。
所述的UV-BAF池1的气水体积比为6-10。
一种电镀废水处理方法，包括以下处理步骤：
分类收集调节:除含镍废水、含铬废水外的其它各股电镀废水进行分类收集;
物化混凝沉淀:除含镍废水、含铬废水外的其它各股电镀废水进行物化混凝沉淀处理;
反调缓冲池PH值调整:通过加药系统Ⅰ对废水加药，经物化混凝沉淀单元处理后的一部分废水通过加药系统Ⅱ加药后，进入反调缓冲池进行PH值调整单元，经物化混凝沉淀单元处理后产生的污泥进入污泥处理系统;
UV-BAF氧化:进入UV-BAF池(1)，进行UV-BAF氧化，有机物或还原性无机物被氧化分解或转化，氧化分解成CO2、H2O和无机盐;
深处理反渗透:经深处理反渗透单元，按产水率60%运行，通过淡水回用装置将淡水用到生产环节中，浓水通过浓水离子交换单元对重金属离子进行吸附截留后再排放。
优选地，所述步骤4)UV-BAF氧化的具体步骤包括：
①经反调缓冲池PH值调整单元处理后的电镀废水从池底部进入UV-BAF氧化池;
②罗茨风机提供压缩空气，流经UV光解器，在UV光的作用下，空气中的O2被激发电离，生成氧化性极强的O3，并通过UPVC空气管和微孔曝气器鼓入UV-BAF池中;
③废水与含有强氧化性的O3的空气混合，O3通过气泡的气液传质界面向水中传递，并溶解生成氧化性更强的羟基OH-，废水中部分容易氧化的有机物和绝大部分还原性无机物被氧化或分解;
④难于氧化的有机物在废水流经活性碳填料时，被活性碳填料吸附截留;
⑤活性碳吸附的有机物在UV光和溶解在废水中的羟基OH-的共同作用下被氧化分解，生成CO2、H2O和无机化合物，活性碳得到再生，实现吸附→分解→再生→再吸附的循环;
⑥部分废水中游离的、未被活性碳吸附的有机物，随废水流经陶瓷填料层，在催化触媒陶瓷填料表面被废水中残余的羟基OH-氧化;
⑦经过活性碳吸附并被UV光催化氧化及陶瓷触媒催化氧化后，废水中的COD物质得到充分的氧化分解;
⑧废水通过出水堰，排出UV-BAF氧化池，进入深处理反渗透单元。
优选地，电镀废水在步骤4)的停留时间应控制在4-6小时。
工作原理：电镀产生的废水进入电镀废水处理系统后流经各单元的顺序依次是：分类收集调节单元、物化混凝沉淀单元、反调缓冲池PH值调整单元、UV-BAF氧化单元、深处理反渗透单元、浓水离子交换单元、排放单元，其中，物化混凝沉淀单元产生的污泥进入污泥处理系统，经深处理反渗透单元处理获得的淡水直接进入淡水回用环节;除含镍废水、含铬废水外的其它各股电镀废水分类收集并进行物化沉淀处理;在反调缓冲池中对电镀废水化学混凝反应加药并对电镀废水PH值进行反调;在UV-BAF池中对电镀废水进行UV-BAF氧化，有机物或还原性无机物被氧化分解或转化，氧化分解成CO2、H2O和无机盐，从而达到去除COD的目的，而又无需向废水中投加离子物质，废水中的COD降至30mg/L以下;经深处理反渗透，按产水率60%运行，将淡水回用到生产中，浓水则进行阳离子交换，对重金属离子进行吸附截留并达到达标排放标准后排放。
(3)有益效果
本发明的有益效果是：
1)电镀废水回用-达标排放项目中使用UV-BAF工艺处理COD，解决了以往电镀废水回用-达标排放中COD物质造成深度处理反渗透回用系统运行效果差和反渗膜使用寿命短的问题，并解决了反渗透浓水COD不能达标排放的问题。
2)与芬顿氧化工艺相比，无需将废水PH从9左右加酸调至4，经芬顿氧化后又必须加碱将PH再调至9～10进行混凝沉淀的环节。在操作简单，运行成本低。
3)UV-BAF工艺最大的优势是在去除COD过程中，使用的是空气和电能，无需向废水中添加溶解型离子化合物，从而不会增加废水的总的离子浓度，这对提高反渗透产水率有非常大的作用。
4)与芬顿氧化工艺相比，UV-BAF工艺对有机物的氧化能力更强，氧化分解更彻底，处理运行也更稳定。COD物质是先被活性碳填料吸附，然后进行催化氧化。活性碳吸附有一个缓冲作用，对废水COD浓度变化有更强的抗冲击能力。
5)与MBR膜生物反应器工艺相比，UV-BAF工艺对有机物是直接氧化分解形成最终产物，运行稳定。而MBR膜生物反应器中MBR膜只是对COD物质过滤截留，被截留的COD物质并不能全部被生物分解，最终形成累积而导致运行不稳定。
