專利名稱：預處理高鹽染料廢水的新方法
技術領域：
本發明涉及到高效、低耗預處理高鹽染料廢水的新方法。
背景技術：
染料廢水具有高色度、成分復雜、難生物降解和含無機鹽量高等特點，將其直接排放會嚴重危害水生環境和人類健康。為此，深入探究高效、低耗、安全、經濟地處理高鹽染料廢水的新方法是發展現代化水處理技術的必然趨勢。目前，處理高鹽染料廢水的方法主要包括光催化氧化、電催化、混凝沉淀、Fenton氧化、膜技術和微電解及其強化法(如微波、超聲與曝氣強化，Fenton、臭氧與電解耦合)等，但是上述諸方法在處理效率、能耗和經濟性等方面均存在不同缺陷和問題。因此，優先開發高效、安全、低耗和經濟性好的高鹽染料廢水處理新方法，對水環境污染治理及確保水資源可持續利用具有十分重要的現實意義和實用價值。
發明內容
高效、低耗廢水處理技術是當前發展的趨勢，本發明的目的是基于微電解法順應了該主流發展，但在應用中仍面臨如填料板結、溝流和鐵料鈍化等而導致處理效率降低的現實問題，提供一項高效、低能耗去除高含鹽染料廢水的色度和化學需氧量(COD)，實現其可生化、達標排放或膜分離等預處理高鹽染料廢水的新方法。本發明的預處理高鹽染料廢水新方法，其主要過程如下:(I)在一體化微電解反應器中調節固液比為25.0 50.0%，將某體積高鹽染料廢水連續地注入反應器內，相繼開啟回流泵和氣泵，使廢水在填料塔與回流池之間形成循環流，從而導致填料呈懸浮態；(2)將直流電源正負極分別連接到電極對上，調節輸入電壓，經一定運行時間后完成高鹽染料廢水的氧化還原處理；(3)對上述處理后的出水實施混凝沉淀，完成達標排放或可生化性或循環再利用等;(4)整體運行過程為序批式處理。本發明與現行技術相比，凸顯下列優勢:
(1)所用一體化微電解反應器是將電解與微電解巧妙地集約成一體，凸顯了占地面積小、成本 與能耗低、操作簡單、安全好以及效率高等。
(2)在循環水流協同曝氣和外電場的耦合作用下，降低了污染物在填料層的蓄積概率，緩解了板結與污染；
(3)高鹽染料廢水的脫色率接近100.0%，COD去除率可達65.0-90.0%，且操作簡單易
行；
(4)呈現處理效率高、能耗低、運行安全和成本低等特點。
圖1為本發明預處理高鹽廢水的新方法工藝流程示意 圖中1-進水口 ；2_填料塔；3_電極對；4_回流池；5_回流泵；6_液體流量計；7-氣泵；8-時間繼電器；9_氣體流量計；10-沉淀池；11-出水口 ； 12-加藥口 ； 13-排泥口 ；14_壓濾機；15-污泥外運。圖2為圖1所示方法中填料塔的結構示意圖。
具體實施例方式結合附圖和實例對本發明予以詳細地闡述。參見附圖1，本發明預處理高鹽染料廢水的新方法主要包含以下過程:(I)調節固液比為25 50%，將某一體積含鹽染料廢水通過進水口 I連續地注入一體化微電解反應器的填料塔2和回流池4中，相繼開啟回流泵5和氣泵7，回流液與氣體從各設施底部進入填料塔2和回流池4中實現水氣完全混合，且通過時間繼電器8交替調控，同時回流比和曝氣量分別使用液體流量計6和氣體流量計9調節；(2)將直流電源的正負極分別連接電極對3上，選擇輸入電壓在3.0 30.0V內，經一定停留時間后通過測定出水色度和化學需氧量(COD)，判定該高鹽染料廢水的處理效果；(3)經上述(I)和(2)處理后，出水經回流池出口4進入沉淀池10，借助加藥口 12完成混凝沉淀處理，經排泥口 13外運污泥，而出水由沉淀池出口 11外排，經水質分析(色度和化學需氧量(COD))，判斷其達標排放或可生化性或循環再利用等可能的出路。上述處理過程為序批式。曝氣量為80.0L/h，回流流速16.0L/h。據擬處理高鹽染料廢水的化學需氧量(COD)，調控固液比和停留時間(5.0 48.0小時)。 實施例1:
利用一體化微電解反應器處理天津某企業實際皮革染料廢水，其水質為:外觀呈深黑色，色度^ 100,000(稀釋倍數)；含鹽量(以NaCl計)=9.0 10.0%;C0D = 4200.0 4500.0mg/L ；pH = 5.5 6.0 ;SS = 1800.0 1900.0mg/L。在固液比=50.0%、曝氣量=80.0L/h、回流量=16.0L/h、負載電壓=20.0v以及停留時間=24h等工藝條件下，其出水水質:色度 200 (稀釋倍數)，色度去除率為99.8% ;C0D在700.0mg/L以內，染料去除率達83.9% ;能量消耗(ECcqd) ^ 21.9 (kWh kg—1 COD)。該出水可進入后續生化池完成深度處理而達標排放。實施例2:
利用一體化微電解反應器處理天津某染料企業實際廢水，其水質為:外觀呈深紅色，色度& 2000(稀釋倍數);含鹽量(以 NaCl 計)^ 5.0% ；C0D = 1500.0 1600.0mg/L ；pH=5.5 7.5 ;SS = 0.38 0.44mg/L。在固液比=50.0%、曝氣量=80.0L/h、回流量=
16.0L/h、負載電壓=9.0v以及停留時間=5h等工藝條件下，其出水水質:色度 50(稀釋倍數)，色度去除率達97.5% ;C0D在185.0mg/L以內，染料去除率達88.1% ;能量消耗(ECcod) ^2.1S(Whkg-1COD)0該出水可適度稀釋后排放或進入后續膜分離單元實現回用。實施例3:
利用一體化微電解反應器處理天津某染料企業實際廢水，其水質為:外觀深暗紅色，色度& 130,000 140，000(稀釋倍數)；含鹽量(以NaCl計)^ 13.0 14.0% ；COD =28，000.0 30，000.0mg/L ；pH = 5.0 6.0 ;SS = 800.0 900.0mg/L ;TDS = 1700.0
1800.0mg/Lo在固液比=50.0%、曝氣量=80.0L/h、回流量=16.0L/h、負載電壓=18.0v以及停留時間=42h等工藝條件下，該出水水質:色度 500 (稀釋倍數)，色度去除率達99.5% ;C0D 在 10050.0mg/L 以內，染料去除率達 64.1% ;能量消耗(ECcod) ^ 47.9 (kWhkg^COD)。該出水稀釋后進入后續膜分離單元實施深度處理。
由此可見，本發明的預處理高鹽染料廢水新方法，與現行微電解或強化微電解法相比，呈現出高效率和低能耗的主流發展理念，具有十分廣闊的應用前景。
權利要求
1.一項預處理高鹽染料廢水的新方法，其特征在于涵蓋如下內容(1)在一體化微電解反應器中調節固液比為25. O 50. 0%，即將某一體積含鹽染料廢水連續地注入上述反應器中，相繼開啟回流泵和氣泵，使廢水在填料塔與回流池之間形成循環流，從而導致填料呈懸浮態；(2)將直流電源的正負極分別連接到電極對上，調節輸入電壓在3. O 30. OV內，經一定停留時間后，測定出水色度和化學需氧量(COD)，判定該高鹽染料廢水的處理效果；(3)對上述(2)出水實施混凝沉淀，完成達標排放或可生化性或循環再利用等。
2.根據權利要求I所述預處理高鹽染料廢水的新方法，其特征在于所用一體化微電解反應器是將電解與微電解巧妙地集約成一體，凸顯了占地面積小、成本和能耗低、操作簡單、安全性好以及效率高等優點。
3.根據權利要求I所述預處理高鹽染料廢水的新方法，其特征在于填料由海綿鐵/活性炭混合而成，其體積比為O. 5 2 I ;填料與廢水的體積比(固液比)控制在25. O 50. 0%。
4.根據權利要求I所述預處理高鹽染料廢水的新方法，其特征在于借助時間繼電器控制曝氣與回流量交替實施，其曝氣強度在I. 6 36. OmVh范圍內；回流量是總進水流量的20 200倍。
5.根據權利要求I所述預處理高鹽染料廢水的新方法，其特征在于負載于填料塔上中下的電極對，其間距在3. O 5. O厘米之間。
6.根據權利要求I所述預處理高鹽染料廢水的新方法，其特征在于處理過程為序批式。
7.根據權利要求I所述預處理高鹽染料廢水的新方法，其特征在于可用于處理垃圾滲濾液、石化、制藥、制革和印染等難生物降解工業廢水。
全文摘要
本發明公開一項預處理高鹽染料廢水的新方法將一定體積高鹽染料廢水注入一體化微電解器中，相繼開啟水泵和氣泵，借循環水流和曝氣的雙重推力，使鐵/碳填料呈懸浮態；接通直流電，據廢水的化學需氧量(COD)調控輸入電壓，經某一停留時間后測定出水的色度和COD，判定其水質；對上述出水實施混凝沉淀，完成達標排放或可生化性等；該處理過程為序批式。其特征在于在循環水流協同曝氣和外電場的耦合作用下，其高鹽染料廢水的脫色率接近100.0％，COD去除率達65.0-90.0％。本方法不僅有效地去除高鹽染料廢水的色度和COD，而且操作簡單、能耗低，比現行的微電解或復合微電解法凸顯高效率和低能耗的主流發展理念。
文檔編號C02F1/461GK103214066SQ20131018606
公開日2013年7月24日 申請日期2013年5月20日 優先權日2013年5月20日
發明者文晨, 楊志清, 余曦 申請人:天津工業大學