申请日2016.05.31
公开(公告)日2016.11.23
IPC分类号C02F9/04
摘要
本实用新型公开了一种毛发生产浸酸工序废水处理装置，属于浸酸液废水处理技术领域。本实用新型的技术方案要点为：一种毛发生产浸酸工序废水处理装置包括酸洗废液池、冲洗废水池、浸酸液废水池、调节池、筛网过滤装置、储液箱、增压泵、自清洗过滤器、抑菌改性光催化超滤膜装置、过酸液储液箱和冲洗液储液箱，采用调节池沉淀‑筛网过滤‑自清洗过滤‑抑菌改性光催化超滤集成工艺，实现浸酸液废水经过原位水质提升后即可回用，浸酸液重复利用率≥60%，降低新鲜水的用量和酸料的消耗，并保证产品质量，降低了运行成本且减小了环保压力。
摘要附图
权利要求书
1.一种毛发生产浸酸工序废水处理装置，其特征在于包括酸洗废液池、冲洗废水池、浸酸液废水池、调节池、筛网过滤装置、储液箱、增压泵、自清洗过滤器、抑菌改性光催化超滤膜装置、过酸液储液箱和冲洗液储液箱，其中酸洗废液池的进液口与酸洗机的出液口相连接，冲洗废水池的进液口与冲洗装置的出液口相连接，酸洗废液池的出液口和冲洗废水池的出液口分别与浸酸液废水池的进液口相连接，浸酸液废水池的出液口与调节池的进液口相连接，调节池的出液口与筛分过滤装置的进夜口相连接，筛分过滤装置的出液口与储液箱的进液口相连接，储液箱的出液口通过增压泵与自清洗过滤器的进液口相连接，自清洗过滤器的出液口与抑菌改性光催化超滤膜装置的进液口相连接，抑菌改性光催化超滤膜装置的出液口分别与过酸液储液箱的进液口和冲洗液储液箱的进液口相连接，过酸液储液箱的出液口与酸洗机的进液口相连接，该过酸液储液箱通过加药泵与酸洗药物储药罐相连接，冲洗液储液箱的出液口与冲洗装置的进液口相连接，该冲洗液储液箱通过水泵与清水池相连接。
2.根据权利要求1所述的毛发生产浸酸工序废水处理装置，其特征在于：所述的筛网过滤装置从上到下依次设有布水器、转刷捞毛机和曲面筛网，布水器与筛网过滤装置的进液口相连通，转刷捞毛机的扫毛弧度与曲面筛网的弧度相一致，曲面筛网的开孔直径为1-3mm，开孔率为5%-20%。
3.根据权利要求1所述的毛发生产浸酸工序废水处理装置，其特征在于：所述的自清洗过滤器为过滤盘面≤20μm的叠片式自清洗过滤器，其材质为耐酸塑料，该叠片式自清洗过滤器用于去除进水中粒径≥20μm的悬浮颗粒物胶体。
4.根据权利要求1所述的毛发生产浸酸工序废水处理装置，其特征在于：所述的抑菌改性光催化超滤膜装置中的抑菌改性光催化超滤膜是采用抑菌性纳米材料载银纳米二氧化钛与聚丙烯腈共混合成的非对称结构中空纤维超滤膜，纳米材料载银纳米二氧化钛均匀分布于超滤膜中。
说明书
一种毛发生产浸酸工序废水处理装置
技术领域
本实用新型属于浸酸液废水处理技术领域，具体涉及一种毛发生产浸酸工序废水处理装置。
背景技术
假发加工过程中使用了大量的化学药剂，这些化学品成分复杂且种类繁多。目前大多数假发生产厂家往往对生产过程中产生的废水没有进行有效的净化处理便予以排放，而这些排放废水中的大多数成分对水体生物有毒害作用，严重污染环境。针对发制品行业废水间歇性排放、酸碱度变化大、高色度且成分复杂、氨氮含量高、碳氮比低、可生化性差、水质水量稳定性低和水温高等特点，从减少生产过程中用水量、提高生产原料利用率、加强工序内废水水质提升与回用率以及实现工序间废水梯级回用等几个方面开展节水减排研究，以“少输入-多回用-少排放”(两少一多原则)为目标开展发制品行业生产过程中的节水减排技术研究是十分重要的。发制品行业废水的产生主要来自浸酸、中和、冲洗、漂洗、煮净、染色和后处理工序，如图1所示。
由于在酸洗工段过程中投加大量NaClO、(浓)H2SO4、H2O2和焦磷酸钠等，同时人体毛发在加工过程中会脱落发胶、油脂、胶蛋白和维生素等，因此浸酸液成分复杂且可生化性差，有些物质对微生物可能有毒害作用，抑制微生物的生长。过酸后直接用清水冲洗，废水产生量大，资料显示，酸洗工段浸酸液(包括过酸废液和冲洗废水)排水占发制品废液总排放比例为12.2%，而在发制品行业现有酸洗工段中，过酸废液采用一次使用后废弃排放，在消耗大量水资源和化学品生产原料的同时，又要排放大量重度化学污染的废水，间或含有以碎毛发为主的固体废弃物。冲洗环节用水龙头直接冲洗，水资源消耗量大，废水产生量大，没有考虑废水综合利用。这对水资源相对紧缺的地区来说，在产业经济发展的同时，却导致了资源的过度消耗和浪费，环境受到严重污染，从而使工业发展丧失后劲和难以持续。根据发制品行业现有生产工艺涉水、涉污现状问题诊断结果，特别是酸洗工段内浸酸液废水的排放特征，集成以抑菌改性膜技术为基础，构建保障产品品质前提下的发制品行业浸酸液水质原位提升与回用工艺技术方案，具有十分重要的经济效益和环境效益。目前在发制品领域，相关的资料文献中检索不到浸酸液废水回用技术的相关文献。公开号为CN103663752A的专利公开了一种毛皮浸酸液循环回用处理装置及工艺，提出浸酸液泵入废液循环处理机的过滤系统，先将废液中的毛皮屑等杂质滤出，滤后废液流入储液箱，部分废液与溶气混合，再经配水系统分配，流入另一划槽，气浮完成后以划槽搅拌桨刮渣，去除废水中的油脂、残余软化酶和悬浮物等杂质，经检测、调制后的浸酸液用于下一批毛皮的浸酸。该工艺具有可实现浸酸液的零排放，降低化料的消耗，并保证产品质量等优点。但如果该方法处理发制品行业浸酸液时，机理上难以对构成色度、CODCr、氨氮和BOD5主要来源中粒径≤0.45μm的有机物、微生物和细菌等杂质实现有效去除，从而导致在发制品浸酸液中水回用后，不能实现保障产品品质的目的。目前我国发制品生产废水的处理工艺有混凝-气浮-水解酸化-序批式活性污泥法(SBR)-过滤-臭氧氧化法、混凝沉淀-水解酸化-生物接触氧化-砂滤法和水解酸化-生物接触氧化-混凝-气浮法。但上述工艺处理效果波动性大、化学药剂添加量大且处理后直接排放，不符合清洁生产要求。
发明内容
本实用新型为解决现有发制品行业浸酸液废水中浸酸液一次使用后废弃，既浪费生产原料，又对环境产生不利影响等问题，提供了一种毛发生产浸酸工序废水处理装置，其采用调节池沉淀-筛网过滤-自清洗过滤-抑菌改性光催化超滤集成工艺，实现浸酸液废水经过原位水质提升后即可回用，浸酸液重复利用率≥60%，降低新鲜水的用量和酸料的消耗，并保证产品质量。
本实用新型为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种毛发生产浸酸工序废水处理装置，其特征在于包括酸洗废液池、冲洗废水池、浸酸液废水池、调节池、筛网过滤装置、储液箱、增压泵、自清洗过滤器、抑菌改性光催化超滤膜装置、过酸液储液箱和冲洗液储液箱，其中酸洗废液池的进液口与酸洗机的出液口相连接，冲洗废水池的进液口与冲洗装置的出液口相连接，酸洗废液池的出液口和冲洗废水池的出液口分别与浸酸液废水池的进液口相连接，浸酸液废水池的出液口与调节池的进液口相连接，调节池的出液口与筛分过滤装置的进夜口相连接，筛分过滤装置的出液口与储液箱的进液口相连接，储液箱的出液口通过增压泵与自清洗过滤器的进液口相连接，自清洗过滤器的出液口与抑菌改性光催化超滤膜装置的进液口相连接，抑菌改性光催化超滤膜装置的出液口分别与过酸液储液箱的进液口和冲洗液储液箱的进液口相连接，过酸液储液箱的出液口与酸洗机的进液口相连接，该过酸液储液箱通过加药泵与酸洗药物储药罐相连接，冲洗液储液箱的出液口与冲洗装置的进液口相连接，该冲洗液储液箱通过水泵与清水池相连接。
进一步优选，所述的筛网过滤装置从上到下依次设有布水器、转刷捞毛机和曲面筛网，布水器与筛网过滤装置的进液口相连通，转刷捞毛机的扫毛弧度与曲面筛网的弧度相一致，曲面筛网的开孔直径为1-3mm，开孔率为5%-20%。
进一步优选，所述的自清洗过滤器为过滤盘面≤20μm的叠片式自清洗过滤器，其材质为耐酸塑料，该叠片式自清洗过滤器用于去除进水中粒径≥20μm的悬浮颗粒物胶体。
进一步优选，所述的抑菌改性光催化超滤膜装置中的抑菌改性光催化超滤膜是采用抑菌性纳米材料载银纳米二氧化钛与聚丙烯腈共混合成的非对称结构中空纤维超滤膜，纳米材料载银纳米二氧化钛均匀分布于超滤膜中。
本实用新型所述的毛发生产浸酸工序废水处理装置的运行方法，其特征在于具体运行过程为：
步骤(1)，将生发加工装置中的原料生发平铺放入酸洗机内，浸泡于浸酸液中2-5min，过酸后置于冲洗装置中用清水冲洗，酸洗机产生的酸洗废液进入酸洗废液池，冲洗装置产生的冲洗废水进入冲洗废水池，酸洗废液池中的酸洗废液和冲洗废水池中的冲洗废水进入浸酸液废水池中;
步骤(2)，浸酸液废水池中的浸酸液废水通过对角线的进水方法进入调节池，浸酸液废水在调节池中的停留时间为3-24h，用于沉淀浸酸液废水中的残渣，澄清后的调节池出水通过水泵由筛网过滤装置上部的布水器进入筛网过滤装置，用于滤除调节池出水中的油脂和毛渣类悬浮物，滤后废水进入储液箱;
步骤(3)，储液箱中的滤后废水经增压泵进入自清洗过滤器，该自清洗过滤器的过滤盘面≤20μm，用于去除进水中粒径≥20μm的悬浮颗粒物胶体;
步骤(4)，自清洗过滤器出水进入抑菌改性光催化超滤膜装置，该抑菌改性光催化超滤膜装置采用错流操作方式，操作压力为0.05-0.12MPa，膜产水通量≥100L/(m2·h)，抑菌改性光催化超滤膜装置中的抑菌改性光催化超滤膜是采用抑菌性纳米材料载银纳米二氧化钛与聚丙烯腈共混合成的非对称结构中空纤维超滤膜，纳米材料载银纳米二氧化钛均匀分布于超滤膜中，抑菌改性光催化超滤膜的截留分子为≥10000道尔顿，用于去除清洗过滤器出水中的悬浮物、细菌和大分子量有机物，抑菌改性光催化超滤膜的出水色度<5.0，浊度<0.1NTU;
步骤(5)，抑菌改性光催化超滤膜装置一部分出水进入过酸液储液箱中，并通过加药泵添加酸洗药物调节后直接或与浸酸液混合后作为浸酸工段过酸步骤给水，用于下一批次发制品的浸酸处理，抑菌改性光催化超滤膜装置另一部分出水进入冲洗液储液箱，并通过水泵添加清水调节后直接或与清水冲洗液混合后作为浸酸工段冲洗步骤给水，用于下一批次发制品的冲洗处理，冲洗液储液箱冲洗过程剩余液体进入下一道处理工序进行处理。
进一步优选，所述的浸酸液废水来自于动物毛发或化学纤维进行假发加工的发制品酸洗工段，具体包括过酸步骤的酸洗废液和冲洗步骤的冲洗废水，浸酸液废水的色度和pH值分别为5-100和1.0-4.0，浸酸液废水中悬浮物、CODCr、氨氮和BOD5的含量分别为10-500mg/L、100-2000mg/L、5-100mg/L和5-500mg/L，BOD5/CODCr为0.05-0.3。
进一步优选，所述的抑菌改性光催化超滤膜装置的进水细菌浓度为103-106CFU/mL，抑菌改性光催化超滤膜的抑菌率≥50%，对进水中CODCr、BOD5、色度和悬浮物的去除率分别≥80%、≥80%、≥90%和≥90%，出水pH为1-4。所述的抑菌改性光催化超滤膜进行抑菌性能测试时，选择革兰氏阴性菌大肠杆菌为指示菌株，将剪成5mm圆片的膜加入细菌浓度为106CFU/mL的菌悬液中，在摇床中(200r/min)于37℃下培养18h后，采用逐级稀释法稀释101-106倍，并用倒平板法进行活菌计数。抑菌率计算公式为： ，其中Y为膜对大肠杆菌的抑菌率，%;Wt为不加膜样品的空白对照品平板菌落数;Qt为实验样品平板菌落数。
进一步优选，所述的毛发生产浸酸工序废水处理装置的单个循环运行过程浸酸液的重复利用率≥60%。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
1、减少对环境的影响，传统处理工艺需要在每批次的浸酸液制备中加入大量酸性化学试剂(如次氯酸、硫酸等)，且最终随浓水排放，无论哪种排放方案，或多或少均会对环境产生不利影响，采用超滤技术后，加酸量将大幅度减少，从而减轻环境压力;
2、成本降低，浸酸液造水总成本分别由抑菌改性光催化超滤膜设备折旧费、电费、药剂清洗费用、人工费用和设备维护费组成，各项费用成本分别为≤0.487元/m3、≤0.066元/m3、0≤.058元/m3、≤0.125元/m3和≤0.731元/m3，浸酸液造水总成本≤1.47元/m3;
3、本实用新型的毛发生产浸酸工序废水处理装置对浸酸液废水经原位水质提升后回用，可实现浸酸液的重复利用率≥60%，有效节省新鲜水用量，减少污染物的排放，降低化料的消耗，并保证产品品质;
4、本实用新型毛发生产浸酸工序废水处理装置的主体和配套设备结构紧凑，功能齐全，易操作维修，排列方式可以灵活组合，所述的抑菌改性光催化超滤膜装置可取代传统处理工艺中的多个步骤，空间利用率高，与传统处理工艺相比，可节省约50%的空间，并且操作工艺简单可靠，管理方便。