一種用于高含鹽難降解染料廢水治理的滲坑裝置的制作方法

本實用新型屬于環保技術領域。涉及一種用于高含鹽難降解染料廢水治理的滲坑裝置。

背景技術：

高含鹽工業廢水是指總含鹽質量分數1％以上的廢水。高含鹽工業廢水的產生途徑廣泛，而且水量也逐年增加，其主要來自煤化工、紡織、造紙、染料、石油和天然氣等生產加工行業。根據生產過程不同，高含鹽工業廢水的化學組成、有機物的種類及性質等差異較大，且含有部分難降解有機物。其中高含鹽廢水中的染料廢水生產原材料毒性大，排放廢水成分復雜，COD 值高、色度高，廢水間歇排放、水質水量隨時間變化較大，其中所含鹽類物質多為SO4^2-、Na⁺離子等，有機物種類較多，因此對環境造成的危害較大。

生物處理法具有經濟、高效、無害，運行穩定性、降解效率高，無二次污染等的特點常常受到人們的青睞。針對鹽度小于3.5%工業廢水的特點，目前一般采用采用生物法對此類廢水進行處理，對于鹽度大于3.5%工業廢水多數企業兌水后進行生物處理，但是隨著水環境壓力增加，兌水造成大量水資源浪費，同時給治理增加成本。同時，盡管目前關于生物法處理高含鹽工業廢水的研究較多，但生物法只能去除廢水中的有機物和氨氮等，對廢水中的無機鹽類沒有去除效果，對于大多數內陸地區，含鹽量太高也是外排廢水標準中限制指標，因此對高含鹽廢水需要進一步采用其他技術進行廢水脫鹽。本方法對滲坑污水和底泥實現了坑塘底泥的無害化處理，縮減了固體廢物填埋量，對廢水實現資源化回收，對社會、經濟和環境的效益得到顯著改善，為建設資源節約型、循環經濟型和環境友好型提供技術支持。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種用于高含鹽難降解染料廢水治理的滲坑裝置，通過物化法、微生物強化法與膜技術的耦合與協同作用，實現高含鹽工業廢水深度處理與脫鹽回用技術，該技術實現了高去除率，經濟適用，能夠穩定處理，無二次公害。

為實現上述目的，本實用新型公開了如下的技術方案：

一種用于高含鹽難降解染料廢水治理的滲坑裝置，其特征在于該滲坑裝置包括預處理酸堿調節池、fenton氧化塔、微生物強化作用池、活性碳吸附再生塔、碟管式反滲透膜、三效蒸發裝置、活性碳濾池、回轉式烘干機、熱解裝置；

其中預處理酸堿調節池1與Fenton池氧化塔2、微生物強化作用池3、活性碳吸附塔4、活性碳再生塔5、碟管式反滲透膜6、三效蒸發裝置7、冷卻塔8、活性碳濾池9依次相連；滲坑裝置同時與回轉式烘干機10、熱解裝置11依次相連接。

本實用新型公開的一種用于高含鹽難降解染料廢水治理的滲坑裝置與現有技術相比，所具有的積極效果在于：

（1）利用本實用新型的裝置可以降解水中的化學污染物，尤其是高含鹽難降解的有機污染物具有去除效率高、無二次污染的特點。

（2）本實用新型創造性地將簡單的方法進行技術集成，通過預處理，微生物強化、活性碳吸附再生的深度處理，蝶管式反滲透膜、三效蒸發結晶等技術集成，能有效的處理高含鹽廢水并使之達標成景觀水體。具有廢水回用、廢水價值組分循環利等優點。同時對滲坑底泥進行了回轉式烘干機干燥和熱解將底泥減量化和無害化，適合工業化應用和大規模推廣。

附圖說明

圖 1為染料廢水滲坑污水底泥處理工藝流程圖：

圖2為染料廢水滲坑污水底泥處理結構示意圖；其中

圖2中的數字含義如下：

預處理酸堿調節池1 Fenton池氧化塔2、 微生物強化作用池3、

活性碳吸附塔4、 活性碳再生塔5、 碟管式反滲透膜6、

三效蒸發裝置7、 冷卻塔8、 活性碳濾池9 、

回轉式烘干機10、 熱解裝置11。

具體實施方式

下面通過具體的實施方案敘述本實用新型。除非特別說明，本實用新型中所用的技術手段均為本領域技術人員所公知的方法。另外，實施方案應理解為說明性的，而非限制本實用新型的范圍，本實用新型的實質和范圍僅由權利要求書所限定。對于本領域技術人員而言，在不背離本實用新型實質和范圍的前提下，對這些實施方案中的物料成分和用量進行的各種改變或改動也屬于本實用新型的保護范圍。本實用新型所用原料及試劑均有市售。本實用新型所用到的蝶管式反滲透膜、火山泥市場有售； 本實用新型用到的芽孢桿菌的獲得方法，詳見文獻報道，文獻描述了枯草芽孢桿菌的獲得方法和生化特性。菌株保存完好，天津市環境保護科學研究院可以免費對外提供。實驗室獲得（見文獻1，2，3），（見專利ZL201520752010.0，一種黏膠廢水在內陸地區趨于零液排放的處理裝置，ZL201520752009.8，一種黏膠纖維工業廢水處理裝置），具體菌制劑制作方法見專利（一種多通道高效生物填料及其制備方法與應用：ZL 201410647541.3）。

實施例1

用于高含鹽難降解染料廢水治理的滲坑裝置（見圖2），首先將廢水滲坑一份為二，將一個滲坑廢水集中到另一個滲坑中，然后將滲坑中被污染的底泥清理并進行回轉式烘干機干燥和熱解，將熱解后的無污染物的污泥回到滲坑中,清空的滲坑底部鋪土工膜，用于儲存處理后的廢水，同理處理另一個滲坑水和底泥；

該滲坑裝置包括預處理酸堿調節池、fenton氧化塔、微生物強化作用池、活性碳吸附再生塔、碟管式反滲透膜、三效蒸發裝置、活性碳濾池、回轉式烘干機、熱解裝置；其中預處理酸堿調節池1與Fenton池氧化塔2、微生物強化作用池3、活性碳吸附塔4、活性碳再生塔5、碟管式反滲透膜6、三效蒸發裝置7、冷卻塔8、活性碳濾池9依次相連；滲坑底泥通過回轉式烘干機10、熱解裝置11依次相連接，其作用是對滲坑底泥進行無害化處理。

實施例2

強化微生物好氧生化處理,將高含鹽染料廢水的COD由3800mg/L到250-350mg/L左右；強化作用是向系統中投加高效菌種/菌劑，采用好氧活性污泥法的好氧池或者接觸氧化法進行生物處理，通過增強生物量提高污染物的降解，從而達到染料廢水有機污染物物質的去除效果；生物增強作用不僅可以有效地消除污泥膨脹，而且可減少污泥產量，可以改善出水水質，菌制劑進行高含鹽染料廢水的處理，可以減少池體面積太大，降低投資成本。

一次投加高效菌制劑是一天水量每噸水投加0.8Kg菌制劑，所述的菌制劑指的是：枯草芽孢桿菌干菌體+火山泥，重量配比為1:1；枯草芽孢桿菌濃度為1×10⁴個/ml的菌。

活性碳吸附方法使用的是連續活性炭吸附再生技術，將高含鹽染料廢水的COD由250-350mg/L到80-100mg/L左右原水從碳塔下部進入，通過與各段處于流動狀態的粒狀活性炭混合，對原水中的有機物質進行吸附和去除。活性炭從碳塔上部加入，從上往下依次和原水混合，最后從碳塔底部排出。原水和活性炭對流接觸，由于新碳是從上往下，而原水是從下往上，從而能夠一直獲得良好的水質。這樣獲得質量相當穩定的出水，可以對該出水進行二次利用，大幅減少需外排的廢水數量，同時節約大量的水消耗成本。

對吸附飽和的活性碳多段活性碳再生窯進行再生。廢炭儲槽中的活性炭經泵輸送至再生爐進料槽中，在多段再生爐中通過燃燒機精確控制再生所需的溫度。一般控制在氧氣含量在1%以下，碳爐排氣含高濃度CO與H₂，設置燃燒室再加溫至 750℃以上，使廢氣完全氧化為CO₂與H₂O。后燃燒室排出之高溫廢氣，以廢熱鍋爐回收蒸汽，蒸汽可提供三效蒸發使用。活性碳再生廢氣含有粉塵(炭粉)、硫化物(如使含硫燃油)等污染物、故設有洗滌塔等有效凈化設備，使尾氣排放符合環保法規。同時，通過蒸汽活化系統將蒸汽均勻的、適量的作用在活性炭表面上，以求達到最佳的活化效果。

經多段再生爐處理過的活性炭，與水混成炭漿狀態，輸送至再生爐上方供給槽，通過槽體下方出口側，落入多段再生爐第一層內。（見專利ZL201520752010.0，一種黏膠廢水在內陸地區趨于零液排放的處理裝置）

蝶管式反滲透膜只允許水分子透過，而不允許溶質通過。用高壓泵使處于半透膜一側的廢水壓力超過滲透壓時，廢水中的水分子就能夠透過膜進入另一側，從而獲得純凈水。而廢水中的溶解與非溶解的無機鹽，重金屬離子，有機物，菌體，膠體等物質無法通過半透膜，只能留在濃縮水。

濃縮的高含鹽廢水增加蒸發結晶工藝，結晶后的鹽晶體元明粉（Na₂SO₄·2H₂O）可以出售，蒸發出的水蒸汽低含鹽也含有COD，脫去鹽分的廢水可以回到前段生化處理系統，進行生化達標處理。

三效蒸發是目前鹽溶液濃縮脫鹽常用的方法，并采用并流流程方式。溶液和二次蒸汽同向依次通過各效。因為前效壓力高于后效，料液可借壓差流動。但末效溶液濃度高而溫度低，溶液粘度大，因此傳熱系數低。

三效蒸發，包括蒸發過程和結晶過程。在蒸發濃縮過程中，由于鹽度較高，采用高速循環的外循環加熱器，有利于蒸發濃縮系統的生產與運行。三效蒸發濃縮工藝，將三個蒸發器串聯運行的蒸發操作，使蒸汽熱能得到多次利用，從而提高熱能的利用率。從而提高熱能的利用率用，節約能源設計，符合目前倡導的節能減排、循環經濟發展的原則。第一蒸發器成為第一效，以生蒸汽作為加熱蒸汽，其余兩個成為第二效、第三效。均以其前一效的二次蒸汽作為加熱蒸汽，從而可大幅度減少生蒸汽的用量。多效蒸發流程可以分為并流流程、逆流流程、錯流流程。在無機鹽生產過程中，采用自動化工藝，減少工人勞動強度。包裝系統設有專用的吸塵系統以消除揚塵，減輕粉塵對工人身體的危害。

在處理工藝運行過程中，三效蒸發為封閉及微負壓運行狀態，末端尾氣有噴淋設施吸收尾氣；真空設備為蒸汽噴射泵設備，噴射出的氣體經過熱交換器冷凝回收，進行后端處理。因此在蒸發過程中沒有廢氣外排。脫去鹽分的蒸發出的低含鹽水蒸汽中含有COD，可以回到生化處理系統，進行生化達標處理。

實施例3

天津某區染料化工廠廢水坑塘，始用于1971年，廠內目前主要有兩個坑，一個用于儲存紅色廢渣，坑塘呈現不規則的矩形，約266米長，75米寬， 面積約20000平方米，廢渣約深2米，目前儲有污水約40000方，初期測試廢渣儲量約6000-8000方；另有一坑用于儲存深褐色廢渣，160米長，150米寬，占地24000平米，坑深約2米，儲有污水約為40000方，初期測試污泥約50000-62000方左右。對這二個滲坑治理之前首先將廢水坑塘一份為二，將一個坑塘廢水集中到另一個坑塘中；將清空的坑塘與被污染的底泥清理并進行回轉式烘干機干燥和熱解，熱解的污泥進行減量化和無害化后回填滲坑中；清空的坑塘底部鋪土工膜，用于儲存處理后的廢水，同理處理另一個坑塘水和底泥；坑塘底泥處理規模為40000m3，熱解后減少固體廢物填埋量1/3，蒸發結晶后回收無機鹽約352噸。滲坑污水COD一般在5000-8000 mg/L以上，相對而言，BOD較低，廢水BOD與COD的比值小于0.3。對該廢水首先進行預處理pH調節后除去鋅離子，通過fenton氧化提高廢水可生化性后進行微生物強化作用除去大部分廢水中COD和氨氮等有機污染物后進行活性碳吸附再生塔，出水COD達到95mg/L后進行蝶管式反滲透膜濃縮，濃液進行三效蒸發，膜出水和三效蒸發冷凝水集中后通過活性碳濾池，廢水COD達到38mg/L。Fenton氧化塔的廢渣回到滲坑底泥進行回轉式烘干機干燥和熱解無害化處理。工程處理廢水80000m³，工程COD減排624噸，將處理后的廢水放置于一個坑塘后形成景觀水體，靈一個坑塘將處理后無害化的底泥回填，擴展土地24000m²。通過集成技術，使污水、污泥、廢渣均得到了高效處理，實現了資源的有效回收，改善了坑塘周邊的生態環境。

實施例4

浙江某染料廠廢水，堿性玫瑰精紅色濾液色度高達 100-150 萬倍，染料、顏料生產的基本原料是苯、萘、蒽醌類有機物，芳族化合物苯環上的氫被鹵素、硝基、氨基取代以后生成的芳族鹵化物、芳族硝基化合物、芳族胺類化合物、聯苯等多苯環的取代化合物，有單環或多環芳香類化合物，雜環類化合物較多，毒性都是較大。廢水的 BOD/CODCr之比不足 0.01，各項指標為：pH 值為3.13，色度為 200 倍，含含鹽量為 3.14%，廢水 CODCr為 6511mg/L。通過一系列廢水處理后，出水其各項指標為：pH 值為 6.83，色度為 10 倍，含含鹽量為0.46%，廢水 CODCr為48mg/L。具體的每個單元的作用見下表：

以上是對本本實用新型滲坑污水處理及底泥處理集成技術。用于幫助理解本實用新型， 但是本實用新型的試驗方式并不受實施例的限制，其他的人和未背離本實用新型原理下所作的改變、 修飾、 替代、 組合、 簡化均應為等效的置換方式， 都包含在本實用新型的保護范圍之內。

參考文獻：

1、段云霞，鄭先強，呂晶華，等，甲苯降解菌的降解特性及生物強化作用的研究，環境污染與防治，2011，7（33）：50-53。

2、段云霞，韓振為，隋紅，李鑫鋼。生物通風技術中微生物對污染物甲苯二種形式降解的對比研究。農業環境科學學學報，2004, (3):475-478

3、呂晶華，段云霞，許丹宇.等.高效苯胺降解菌的分離鑒定及其降解特性，城市環境與城市生態 2016,29（1）：32-34。