申请日2014.07.24
公开(公告)日2016.01.27
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明提供了一种应用于小型洗车场的洗车废水处理方法及其设备，处理过程包括用混凝剂在设有斜板的混凝沉淀箱澄清，采用纤维束滤料进行除浊、吸油，滤料失效后采用加入清洗剂的方法进行气水合洗，对滤料的有机物残留，采用先药剂浸泡，再进行清洗的方法处理，采用硅藻土与活性炭对有机物和表面活性剂等进行吸附。应用于该方法的设备包括采用模块化组合设计的混凝沉淀箱、纤维过滤箱及吸附箱，配套水泵、小型空压机，废水收集箱、清水箱可埋于地下。设备体积小、造价低、操作简单、维修方便、运行费用少、出水效果好。处理后水质可达到《生活杂用水水质标准》(CJ/T48-1999)，具有广阔的推广前景。
权利要求书
1.一种应用于小型洗车场的废水处理方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
(1)废水中加入1～100mg/L的混凝剂后，在设有斜板的混凝沉淀箱澄清;
(2)用纤维束滤料进行除浊、吸油、去除部分有机物;
(3)纤维束滤料失效后，采用加入表面活性剂与NaCl混合而成的清洗剂进行清洗，或采用NaOH溶液浸泡后，再进行清洗;
(4)用硅藻土、活性炭进行吸附。
2.根据权利要求1所述的洗车废水处理方法，其特征在于所述的混凝剂为聚合氯化铝、聚合氯化铁或聚丙烯酰胺中的一种，斜板为新型环保PVC材质，所述纤维滤料为聚丙烯纤维长丝，活性炭选用优质椰壳活性炭，硅藻土选用吉林长白硅藻土。
3.根据权利要求1所述的洗车废水处理方法，其特征在于所述的纤维束滤料反洗过程中，采用加入0.1～1%表面活性剂与1～5%NaCl混合的清洗剂进行气水联合清洗的方法，解决纤维束滤料对截留油污的清洗难题，对纤维束滤料上积聚的有机物残留，采用1～5%NaOH溶液浸泡24小时，再进行气水联合清洗的方式清除。
4.一种用于权利要求1至3中的任一项所述的洗车废水处理方法的设备，其特征在于该设备包括：模块化组合设计的混凝沉淀箱6、纤维过滤箱19及吸附箱28，配套的废水收集箱1、清水箱31可埋于地下，所述的混凝沉淀箱6外部设有混凝剂加药槽5，内部设有斜板7，所述的纤维过滤箱19外部设有清洗剂加药槽13，内部设有纤维束滤料12，安装于孔板20上，下部设有布气装置21，可接小型空压机33，所述的吸附箱28内部装填吸附填料硅藻土24、活性炭34。
5.根据权利要求4所述的洗车废水处理设备，其特征在于所述的纤维原丝采用聚丙烯纤维长丝,纤维密度为0.91g/cm3,纤维丝直径为60μm，纤维丝断面形状为圆形,纤维束滤料净长度取200～400mm，丙纶丝重量与滤池内纤维束滤料体积比150kg/m2，膨化度为10～30%。
6.根据权利要求4所述的洗车废水处理设备，其特征在于所述的纤维束滤料12下端安装在孔板20上，纤维束上端无任何限位装置，置于自由状态，维滤料为软性材料，密度小，底端固定，上端自由，水流速大的部位纤维密度随之增大，自动形成滤料密度沿水流动方向由小到大变化的无级变孔隙滤层，这样的滤层结构截污容量大，过滤精度高，并避免了壁流、偏流现象，纤维束滤料不存在绑扎节点，清洗时处于完全放松状态，清洗更彻底。
7.根据权利要求4所述的洗车废水处理设备，其特征在于所述的安装于纤维过滤箱19下部的孔板20选用厚度5mm不锈钢板，开孔率20%，孔径5mm。
8.根据权利要求4所述的洗车废水处理设备，其特征在于所述的纤维过滤箱19底部设布气装置21，在干管和支管上开孔，孔径5mm，既能气水单洗，又能气水合洗。
9.根据权利要求4所述的洗车废水处理设备，其特征在于所述的混凝沉淀箱6、纤维过滤箱19和吸附箱28均采用模块化组合设计，可分别单独运行也可组合使用，模块之间通过连接插件32进行组合和拆卸，有利于制造和检修。
说明书
一种洗车废水处理方法及设备
技术领域
本发明涉及一种洗车废水处理方法及其设备，尤其是一种应用于小型洗车场的废水处理方法及其一体化设备。
背景技术
近几年来，随着我国经济的快速发展，人民群众生活水平大幅提高，城市汽车保有量不断攀升，伴随而来的汽车洗车行业也迅猛涌现，一方面大量的洗车水加剧了用水紧张，另一方面排放的污水又造成了对环境的污染，同时高额的商业用水价格使洗车业的成本居高不下，利润降低，对顾客的服务成本上升。因此，研制洗车废水回用设备，循环处理使用洗车废水，是解决洗车行业水资源浪费，减少环境污染的有效措施。
国外有很多厂家研制生产洗车废水回用设备，其工艺较先进，自动化程度高，废水回收率高，适用于大型洗车场，且售价昂贵。另外，由于水质污染程度及污染物成分不同，有些运行参数有较大差别，使用和维修不方便，不适合我国国情。
国内洗车业大多数是小型洗车场。小型洗车场用水量小，可用的空间少，资金相对薄弱，目前，国内各种小型回用装置的处理技术可以分以下几类。
1.传统处理工艺。
传统的洗车废水回用装置多采用以下工艺：洗车废水进入装置后，先经网栅、粗滤器去除较大的杂物及砂粒，再进入除油区(一般专设除油隔间)。除油区利用除油海绵、吸油毡吸附油污，吸油海绵或吸油毡定期清除。清除杂物和油污后的污水进人混凝区，混凝剂投加的方法有多种。混凝后的污水进人沉淀区，沉淀区采用多组斜板，使形成的絮体快速沉淀。最后进入过滤系统，过滤系统对保证水质有很大的作用。过滤系统有砂滤，活性炭层过滤吸附，夹滤棉，有的是超滤膜组件。
采用上述系统成本较低，设备可靠性较高，连续处理能力强，出水水质基本不受温度影响，但也存在设备体积大，工艺流程环节较多等缺点。如若不采用过滤措施，出水水质难以保证，表面活性剂的去除率极低，导致循环水中可溶性污染物积累超标，出水水质恶化。若采用活性炭吸附过滤，出水水质好。但如果原水水质差，活性炭会很快饱和，活性炭层、滤芯等必须经常更换或再生，操作难度及处理成本增加。
2.混凝十气浮(除油)+(过滤)。
此工艺前段基本与传统工艺相同。洗车废水经滤网去除大的杂物和砂粒后，加人絮凝剂，产生絮体，进入气浮室进行气浮处理，固体悬浮物、油污及洗涤剂由气浮槽上部的排渣口排出，处理水可视水质考虑是否进行过滤处理。由于气浮有除油作用，可不采用除油布。此工艺出水处理效果稳定，洗车废水中悬浮物和阴离子表面活性剂的去除率可达95%以上，处理运行成本低，污染物分离彻底。
目前，此工艺的主要不足之处是系统造价相对较高，一次性投资大，设备较复杂，运行费用较高。
3.膜生物反应器。
由于小型洗车行受处理空间和成本限制，生化法处理采用传统活性污泥法基本不可能。目前，国内外生化法主要采用膜生物反应器(MBR)作处理装置的主体工艺。膜生物反应器将分离工程中的膜技术应用于好氧活性污泥处理系统，由膜组件取代传统生化处理技术中的二次沉淀池和砂滤池，用膜分离技术代替传统方法中的重力式沉淀泥水分离技术方式，具有适应性强、降解效率高、HRT和SRT可分别控制、装置紧凑、简洁等优点。
膜生物反应器也存在不少问题，首先，膜生物反应器需要连续不断运行保持其活性污泥的活性，不适应小型洗车行废水量小，水量波动大的具体状况。同时，冬季我国大部分地区平均气温较低，而生物活性、膜的透水率同温度密切相关，低温时透水率和污泥活性都较差。
综合以上几种洗车废水处理工艺方法，都存在一些局限性，特别是在污水处理的关键环节过滤工艺上，基本沿用传统的颗粒状滤料，滤速低，效果差，设备体积大，因此急需进一步探索研究适应我国小型洗车场较多，气候条件多样，占地面积小，处理效果好，造价运行费用低，操作简单的新工艺、设备。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种应用于小型洗车场的废水处理方法及其设备，以解决现有技术中存在的出水水质不稳定，处理量小，设备占地面积大的缺点。
本发明所要解决的技术问题之一是提供一种应用于小型洗车场的废水处理方法，该方法包括如下步骤：
(1)废水中加入1～100mg/L的混凝剂后，在设有斜板的混凝沉淀箱澄清;
(2)采用纤维束滤料进行除浊、吸油、去除部分有机物;
(3)滤料失效后，采用加入0.1～1%表面活性剂与1～5%NaCl混合的清洗剂进行气水合洗或1～5%NaOH溶液浸泡后，再进行气水合洗;
(4)用硅藻土、活性炭进行吸附。
其中所述的混凝剂为聚合氯化铝、聚合氯化铁或聚丙烯酰胺中的一种，斜板为新型环保PVC材质，所述纤维滤料为聚丙烯纤维长丝，活性炭选用优质椰壳活性炭，硅藻土选用吉林长白硅藻土。
本发明所要解决的另一技术问题是：提供一种用于上述洗车废水处理方法的小型一体化设备，该设备包括采用模块化组合设计的混凝沉淀箱6、纤维过滤箱19及吸附箱28，可分别单独运行也可组合使用，配套的废水收集箱1、清水箱31可埋于地下。
所述的混凝沉淀箱6外部设有混凝剂加药槽5，通过混凝剂加药阀4与混凝沉淀箱和废水进水阀3连接，废水进水阀3通过废水提升泵2连接于废水收集箱1。混凝沉淀箱6内部设有斜板7、溢流槽8，溢流槽8通过自流管9与滤池进水槽11连接。混凝沉淀箱6底部设有排泥阀10，下端通过连接插件32与纤维过滤箱19组合在一起。
所述的纤维过滤箱19外部设有清洗剂加药槽13通过清洗剂加药阀14与纤维过滤箱19、过滤箱反洗进水阀15及过滤箱清水出水阀16连接，过滤箱反洗进水阀15通过清水泵30连接于清水箱31，过滤箱清水出水阀16连接于吸附箱进水槽23，纤维过滤箱19内部设有纤维束滤料12，安装于孔板20上，上部设有过滤箱反洗排水槽17与反洗排水阀18相连，下部设有布气装置21与反洗进气阀22连接，可接小型空压机33。
所述的吸附箱28与纤维过滤箱19组合方式与前述相同，吸附箱28内部装填吸附填料硅藻土24，活性炭34，上部吸附箱反洗溢流槽26连接于吸附箱反洗排水阀27，吸附箱28通过底部吸附箱清水出水阀25连接于清水箱31，通过吸附箱反洗进水阀29连接清水泵30与清水箱相连。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是。
(1)混凝沉淀箱内部设置斜板，斜板为新型环保PVC材质，可显著提高沉淀速度，增强澄清效果。
(2)采用的纤维束滤料由特制的丙纶纤维长丝(聚丙烯)制作而成，属微米级滤料(砂滤料属毫米级)，该滤料的特点为：①化学稳定性好，过滤过程中不发生任何化学反应;②无论反洗强度多大，不会发生破损和流失跑料;③单丝直径几十微米，具有巨大的比表面积和表面自由能(单丝直径60微米纤维滤层比表面积：80000m2/m3;直径为1毫米的砂滤层比表面积：6000m2/m3)，大大增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会及滤料的吸附能力，可显著提高过滤效率和截污容量;④纤维束滤料不掉毛、不流失、不缠绕、易清洗，纤维滤料寿命可达10年以上，运行成本低，基本免维护。具有过滤效果好，滤速快，截污量大，使用寿命长等特点。聚丙烯纤维滤料经中国预防医学科学院环境卫生监测所对聚丙烯树脂进行急性经口毒性试验、蓄积性毒性试验、Ames试验、CHL细胞染色体畸变试验和有害物含量检测，结果为无毒、无明显蓄积性、无致突变性，符合我国有关食品卫生标准的规定。
(3)根据过滤箱深度，纤维束滤料净长度取200～400mm。丙纶丝重量与滤池内纤维束滤料体积比150kg/m2。纤维原丝采用聚丙烯纤维长丝,纤维丝直径为60μm，纤维密度为0.91g/cm3,纤维丝断面形状为圆形,膨化度为10～30%。
(4)束状纤维滤料下端式安装在孔板上，纤维束上端无任何限位装置，置于自由状态。纤维滤料为软性材料，密度小，底端固定，上端自由，水流速大的部位纤维密度随之增大，自动形成滤料密度沿水流动方向由小到大变化的无级变孔隙滤层，这样的滤层结构截污容量大，过滤精度高，并避免了壁流、偏流现象。纤维束滤料不存在绑扎节点，清洗时处于完全放松状态，清洗更彻底。
(5)安装于纤维过滤箱下部的孔板选用厚度5mm不锈钢板，开孔率20%，孔径5mm。
(6)纤维过滤箱底部设布气装置，在干管和支管上开孔，孔径5mm，既能气水单洗，又能气水合洗。
(7)本发明中通过在反洗过程中加入0.1～1%表面活性剂与1～5%NaCl混合的清洗剂的方法解决了纤维滤料对截留油污的清洗难题，通常采用气水联合清洗。对纤维束滤料上积聚的有机物残留，采用1～5%NaOH溶液浸泡的方式清除。
(8)吸附填料硅藻土是一种天然含结晶水非晶质二氧化硅的蛋白石，具有吸附强，纳米微孔等特性，与活性炭联合使用可以有效去除异味、色度、表面活性剂，降低COD，总P，SS。
(9)混凝沉淀箱、纤维过滤箱和吸附箱均采用模块化设计，模块之间通过连接插件进行组合和拆卸，有利于制造和检修。
(10)小型空气压缩机(容积流量为20～40L/min)，一般小型洗车场均配备，用于洗车后吹扫，可共用。
本发明的有益效果是：通过混凝设备中设置斜板，过滤设备采用纤维束滤料等技术有效增加了废水处理量，提高了对有机物的去除率，对后置的吸附设备有一定的保护作用，其中的纤维滤料对悬浮物去除率接近100%，对水中的油污去除率可达99%，针对纤维滤料截留油污的清洗难题，本发明采用加入清洗剂，并进行气水联合清洗的方法予以解决。对于设备长期运行，纤维滤料表面积聚的有机物残留，采用先用药剂浸泡，再进行气水合洗的方法进行处理。硅藻土与活性炭联合使用对有机物和表面活性剂等有很好的处理效果。在此基础上设备的模块化、一体化、小型化的设计，实现了设备体积小、造价低、操作简单、维修方便、运行费用少、出水效果好等目标。
本发明适用于小型洗车场，设计处理水量为1～20t/h，处理后水质可达到《生活杂用水水质标准》(CJ/T48-1999)，具有广阔的推广前景。