申请日2017.02.28
公开(公告)日2017.06.20
IPC分类号C02F9/06; C02F103/30
摘要
本发明提供了一种印染废水智能脱色回用装置，包括电絮凝池、沉淀池、过滤池和储水池。该装置联合采用电化学絮凝反应，物理沉降和高效过滤配合在线监测系统循环处理印染废水等工艺，使其满足回用要求。该装置的废水脱色回用方法、工艺组合节能环保，无需借助额外添加的化学试剂就可以实现废水脱色回用，能够实现废水质量在线监测，并根据监测结果进行回用或循环处理的智能选择，还具备自动清洗过滤装置的功能，而且能在保证水资源重复利用的基础上，分别对各个阶段产生的污泥集中收集，方便后期处理。此外，本发明的整套系统操作简单方便，且装置的占地面积小，能够快速灵活的应用于多种初级处理系统之后，具有良好的经济和环境效益。
权利要求书
1.一种印染废水脱色回用装置，其特征在于：包括脉冲电絮凝池(15)、沉淀池(45)、过滤池(25)和储水池(27);
所述脉冲电絮凝池(15)设有连接废水处理系统的第一入水口(1)、第一排水口(7)，悬浮絮凝物排出口(6)以及底部设置的排渣口;在所述脉冲电絮凝池(15)池内安装有交错平行排布的金属铝板(4)，所述金属铝板(4)连接有脉冲电絮凝电源控制柜(10);
所述沉淀池(45)设有第二排水口(32)及与所述第一排水口(7)连接的第三入水口(43);在所述沉淀池(45)底部设有排渣口;
所述过滤池(25)的入水口与所述第二排水口(32)连接;在所述过滤池(25)底部设有排渣口;所述储水池(27)与过滤池(25)通过倾斜放置的过滤装置(18)连接;在所述储水池(27)侧面下部位置设有第三排水口(26)。
2.根据权利要求1所述的印染废水脱色回用装置，其特征在于：所述第一入水口(1)上级连接第二入水口(3)、悬浮絮凝物入口(2);所述第二入水口(3)连接上级废水处理系统;在所述脉冲电絮凝池(15)侧面设有悬浮絮凝物排出口(6);在所述的第一排水口(7)和悬浮絮凝物排出口(6)之间设有可上下调节的水平隔板(5);在所述悬浮絮凝物入口(2)与悬浮絮凝物排出口(6)之间通过第一循环水管(13)连接，在所述悬浮絮凝物排出口(6)连接有第一单向阀门(11);在所述第一循环水管(13)上设有提供悬浮絮凝物循环动力的第一水泵(12)。
3.根据权利要求1所述的印染废水脱色回用装置，其特征在于：所述第一入水口(1)上级还连接有第四入水口(46);所述第二排水口(32)连接有两个排出口，其中一个排出口与所述第四入水口(46)通过第二循环水管(31)连接;另一个排出口连接所述过滤池(25)的入水口;在所述第二排水口(32)连接有两个排出口上均设有阀门;在所述第二排水口(32)上连接有伸入所述沉淀池(45)池内的第二可伸缩水管(33);在所述第二可伸缩水管(33)上还设有废水在线监测系统(34);
所述废水在线监测系统(34)包括废水样本的采集器和调控器;所述采集器采集废水样本，通过其内置的色度分析仪与满足回用色度标准的清水对比,以获取色度信息,并将所述信息传输至调控器;所述调控器根据所述信息智能控制所述第二排水口(32)连接的两个排出口上所设的阀门的关闭或开启。
4.根据权利要求1所述的印染废水脱色回用装置，其特征在于：所述第一排水口(7)上连接有一伸入所述脉冲电絮凝池(15)池内，能够依据水位进行高低调节的第一可伸缩水管(16)。
5.根据权利要求1所述的印染废水脱色回用装置，其特征在于：所述沉淀池(45)内有一溢水板(41);所述沉淀池(45)底部的排渣口为两个，分别设置在所述溢水板(41)两侧。
6.根据权利要求1所述的印染废水脱色回用装置，其特征在于：所述过滤池(25)与所述储水池(27)为一体，通过倾斜放置的过滤装置(18)分割开。
7.根据权利要求1所述的印染废水脱色回用装置，其特征在于：所述过滤装置(18)包括双层不锈钢支架(22)及过滤布(23);所述双层不锈钢支架(22)呈倾斜状安装;所述过滤布(23)设置在所述双层不锈钢支架(22)上;在所述双层不锈钢支架(22)上安装有对所述过滤布(23)进行清洗的超声清洗探头(24)。
8.根据权利要求7所述的印染废水脱色回用装置，其特征在于：所述过滤布(23)为一斜面，且斜面倾向于过滤面一侧。
9.根据权利要求1所述的印染废水脱色回用装置，其特征在于：所述脉冲电絮凝池(15)底部的排渣口、所述的沉淀池(45)底部的排渣口以及所述过滤池(25)底部的排渣口(19)均为倒置三角形排渣口。
10.根据权利要求1所述的印染废水脱色回用装置，其特征在于：所述脉冲电絮凝池(15)底部的排渣口及所述过滤池(25)底部的排渣口均与排渣管连接，在排渣管末端设有储渣桶;在所述排渣管上设有阀门。
说明书
一种印染废水脱色回用装置
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及印染废水的脱色和中水回用。
背景技术
纺织工业是我国传统的支柱产业之一，已有一个多世纪的发展历史，是我国历史最悠久的产业之一。长期以来，纺织工业在满足我国人民衣着需要及产业用品的需求、增加出口创汇、增加社会就业、带动相关产业和促进区域经济发展中发挥了重要作用。印染行业在纺织工业中有着重要地位，印染行业是体现纺织产品经济价值和提高纺织品附加值的重要行业。最近年以来，虽然我国的印染技术水平有了较大进步，但是印染行业仍然是耗水、排污较大的行业。我国是一个水资源短缺的国家，人均水资源占有量仅为世界人均占有量的25%。严峻的水资源形势使得印染行业的发展越来越受到资源和环境的制约。印染废水进行必要的处理后再进行回收利用将会节约大量的净水。为了保持印染行业的持续快速发展，缓解印染行业用水紧张形势，实行印染废水的优化回用是必然途径。因此，在印染行业推行废水的脱色处理优化回用，减少废水的排放刻不容缓。废水脱色处理方法有，物理法，化学法，物化法，生化法等。然而各种方法的投入使用面临诸多问题。比如，化学法中由于化学试剂等物质的引入，会对环境造成污染，后期处理难度增加，同时总的处理成本增加，如陈楷翰等人的专利，含染料废水的补充脱色工艺申请专利号CN200710009022.4。还有传统的技术的投入使用需要专用设备的支持，，比如各种膜过滤设备，不仅经常后期维护，而且对入水要求高，且适用范围窄，有易结垢堵塞等缺点，如魏新时等人的专利，一种低成本印染废水中水回用处理工艺申请专利号CN201510704801.0，以至于目前还未能大面积推广使用。现有多数废水处理装置人机交互性差，不能够及时的反馈处理效果，比如郭利波等人的工业废水在线监测控制成套系统，申请专利号CN201620113228.6，仅能通过入水水质调整处理参数，并不能保证经过处理过后废水能够达到相应标准，更不能实现智能的自动控制废水流向。此外，生物法中的微生物对营养物质、温度等条件有一定的要求，且难以适应印染废水水质波动大、染料种类多、毒性高的特点，生物法只能降低印染废水中的BOD5，对于CODCr特别是有毒难降解有机物和色度的降低效果不明显(单国华和贾丽霞.印染废水及其处理方法研究进展[J].针织工业,2009,(07):62～67.);同时其他传统方式方法还存在一次性投入大，对色度去除率很低，而且也存在建造费用高，仅适用于少量污水的处理，占地面积大的缺点，不适用于推广应用(张莉莉.印染废水脱色处理技术的研究[D]：[硕士学位论文].苏州大学,2008.)。还有的装置复杂，不能够灵活安装拆分清理和移动，如凌明的专利，一种纺织印染废水处理及回用的工艺，申请专利号CN201510092957.8。尽管不限于上述文献和专利以及类似的技术、方法实现了几种处理方法的协同作用的过程，一定程度上提高了反应效率，但技术仍存在缺陷和不足。
首先，基于电化学方法的原理，电解极板产生絮凝体，进而使絮凝体与废水中有色基团结合抱团，在重力作用下共同沉积，以泥渣的形式沉积于处理装置底部。但是传统电化学絮凝法存在两个问题，①耗能大，传统电化学方法使用直流电，单位处理成本昂贵，而本发明采用脉冲式电源，在保证同等废水脱色效果的基础上大大节约电能，②不能有效利用絮凝体，电解产生的絮凝体有时来不及充分发挥其絮凝作用，就会被排入下一级反应池，进而通过过滤与废水分离，这不仅对絮凝体造成浪费，也使得后期处理成本增加，本发明在絮凝池的后部添加一块水平横板能有效的将未发挥作用的絮凝体通过循环装置输送至入水口，便于其充分发挥絮凝作用。
其次，传统的废水脱色处理方式是一过性的，而且没有实施设备及时的评价废水脱色的效果，这不仅增加的废水停留时间，还可能在废水不达标的情况下盲目排出反而污染环境及增加了后期处理成本。本发明在沉淀池后部排水口处设置了废水在线监测系统，能够及时的反馈废水脱色处理效果，并依据处理效果智能调节废水流向，通过控制不同的阀门分配废水进行循环再处理还是进行过滤及回用。
第三，传统的过滤装置对于废水的过滤方向，为垂直或者水平，水流方向为自上而下很容易造成过滤装置堵塞，若水流方向自下而上，必须通过额外的动力作为水过滤动力，水平过滤方式会使得过滤膜使用不均匀，也存在泥渣堆积在过滤膜之前造成其堵塞，这些过滤方式均降低过滤装置的寿命，增加了过滤成本。本发明将过滤装置设置为倾斜式，而且装置向过滤进水侧倾斜，倾斜面以下为倒置三角形泥渣收集处，这在保证有效过滤的同时，泥渣不会堆积在过滤装置上，而且便于泥渣的收集。
第四，传统的过滤装置使用一段时间后，会更换新的过滤膜或者反冲洗，但是更换新膜会大大增加处理成本，且传统的反冲洗操作一般借助其他动力系统来实现，这不仅增加处理成本，而且比较复杂，费时费力。本发明在过滤膜固定支架上安装有超声清洗器，可以随时开启对过滤膜清洗，此外，过滤装置下侧的进行泥渣收集的同时也会引发储水池中水反向流动，对过滤膜进行反冲洗，一举两得。
电絮凝可同时完成电絮凝、氧化和还原等过程，具有絮凝、吸附、架桥、卷扫、电沉积、电化学氧化还原等多种作用。电絮凝无需添加任何化学混凝剂，无二次污染，对印染废水有极好的脱色作用，便于废水的回用，脉冲电解采用了“供电-断电-供电”不断重复的供电方式，与一般电絮凝技术相比，脉冲电絮凝过程中施加的是脉冲信号，因而电极上发生的反应时断时续，有利于电极表面的扩散，从而大大降低了电极的浓差极化导致的电极钝化;由于脉冲间歇过程中，实际通电时间远小于电絮凝处理的总反应时间，同时脱色率与直流脉冲一致(陈意民,李金花和李龙海,等.脉冲电絮凝处理难降解印染废水的研究[J].环境科学与技术,2009,(09):144～147.)，大大节约处理成本。智能处理系统有良好的人机交互作用，及时反馈处理效果，并智能的处理分配处理流向。因此，以以上技术为出发点，并结合优化的废水流动，废水在线监测智能控制，泥渣收集及过滤系统等提出本发明。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种能够实现印染废水的优化回用在线监测的印染废水脱色回用装置。
技术方案：
一种印染废水脱色回用装置，包括脉冲电絮凝池、沉淀池、在线监测系统、过滤池和储水池;
所述脉冲电絮凝池设有连接废水处理系统的第一入水口、第一排水口，悬浮絮凝物排出口以及底部设置的排渣口;在所述脉冲电絮凝池池内安装有交错平行排布的金属铝板，所述金属铝板连接有脉冲电絮凝电源控制柜;
所述沉淀池设有第二排水口及与所述第一排水口连接的第三入水口;在所述沉淀池底部设有排渣口;
所述过滤池的入水口与所述第二排水口连接;在所述过滤池底部设有排渣口;所述储水池与过滤池通过倾斜放置的过滤装置连接;在所述储水池侧面下部位置设有第三排水口。
所述第一入水口上级连接第二入水口、悬浮絮凝物入口;所述第二入水口连接上级废水处理系统;在所述脉冲电絮凝池侧面设有悬浮絮凝物排出口;在所述的第一排水口和悬浮絮凝物排出口之间设有可上下调节的水平隔板;在所述悬浮絮凝物入口与悬浮絮凝物排出口之间通过第一循环水管连接，在所述悬浮絮凝物排出口连接有第一单向阀门;在所述第一循环水管上设有提供悬浮絮凝物循环动力的第一水泵。
所述第一入水口上级还连接有第四入水口;所述第二排水口连接有两个排出口，其中一个排出口与所述第四入水口通过第二循环水管连接;另一个排出口连接所述过滤池的入水口;在所述第二排水口连接有两个排出口上均设有阀门;在所述第二排水口上连接有伸入所述沉淀池池内的第二可伸缩水管;在所述第二可伸缩水管上还设有废水在线监测系统;
所述废水在线监测系统包括废水样本的采集器和调控器;所述采集器采集废水样本，通过其内置的色度分析仪与满足回用色度标准的清水对比,以获取色度信息,并将所述信息传输至调控器;所述调控器根据所述信息智能控制所述第二排水口连接的两个排出口上所设的阀门的关闭或开启。
所述第一排水口上连接有一伸入所述脉冲电絮凝池池内，能够依据水位进行高低调节的第一可伸缩水管。
所述沉淀池内有一溢水板;所述沉淀池底部的排渣口为两个，分别设置在所述溢水板两侧。
所述过滤池与所述储水池为一体，通过倾斜放置的过滤装置分割开。
所述过滤装置包括双层不锈钢支架及过滤布;所述双层不锈钢支架呈倾斜状安装;所述过滤布设置在所述双层不锈钢支架上;在所述双层不锈钢支架上安装有对所述过滤布进行清洗的超声清洗探头。
所述过滤布为一斜面，且斜面倾向于过滤面一侧。
所述脉冲电絮凝池底部的排渣口、所述的沉淀池底部的排渣口以及所述过滤池底部的排渣口均为倒置三角形排渣口。
所述脉冲电絮凝池底部的排渣口及所述过滤池底部的排渣口均与排渣管连接，在排渣管末端设有储渣桶;在所述排渣管上设有阀门。
有益效果：本发明的废水三级处理加工系统废水脱色处理工艺在有限的空间内，使废水在脉冲电絮凝池中呈“Z”字形流动，使得废水充分与絮凝体接触混合，通过横向隔板可使得未发挥作用的悬浮絮凝物与废水分离，循环装置将未发挥作用的悬浮絮凝体回抽至废水入口处再次充分反应，充分利用电解产生的絮凝体使其充分发挥絮凝脱色的能力。而且通过脉冲电絮凝技术大大降低了废水的处理电能消耗，从而降低了废水处理成本。废水在沉淀池内充分沉淀，沉淀池由溢水板分割为两部分，能够有效防止新排入的废水将沉淀物冲起;沉淀池末端废水排出口处设有废水在线监测系统，监测系统能够有效地控制阀门，根据废水是否达标判断是废水排出路径，如果未达标，则将废水重新处理，达标则排入过滤池进行过滤。达标的废水通过斜面过滤装置，该过滤装置依靠废水重力实现了印染废水的自动过滤，避免了外加动力等附加成本。同时，过滤后的残渣可以由于设计的斜面结构优势自动沉积在倒三角形排渣口附近。这样使得尽可能少的滤渣附着在过滤布上，而且过滤装置优化过后的过滤结构装置能够通过定期反冲洗手段清除过滤面残留的滤渣，因此降低了工人清除沉渣的劳动强度以及避免过滤布被介质阻塞孔隙的机会，并且提高了过滤布的使用寿命，进而使本发明可达到提升环保效果及降低生产成本的效果，使得出水水质稳定且能保证出水水质满足中水回用的标准，最终达到废水回收再利用及废水零排放的目的。本发明要解决的技术问题不仅是印染废水脱色排放，还实现了废水的在线监测智能处理达到中水回用的目的。本发明的整套系统操作简单方便，装置的占地面积小、污水处理智能高效，而且具有处理成本低等特点，因此可以实现哪里有印染废水的初级废水处理系统，哪里就可以接入该装置。