申请日2013.12.18
公开(公告)日2014.06.11
IPC分类号C02F9/14
摘要
本实用新型公开一种冷轧PSA废水处理系统，该系统包括调节池、铁碳微电解反应器、催化反应池、中和絮凝沉淀装置、生化反应装置、一级沉淀池和污水浓缩池。调节池上设置有PSA废水排入管、空气排入管和液位仪;调节池的下端输出口与铁碳微电解反应器的下端输入口连通，铁碳微电解反应器上端输出口与催化反应池连通，中和絮凝沉淀装置依次包括中和池、絮凝池和沉淀池，催化反应池输出口与中和池连通，沉淀池的输出口与生化反应装置相连，生化反应装置包括生化池，生化池与一级沉淀池相连。本实用新型改变传统物化处理阶段，有机物开环、断链不彻底的弊病，采用铁碳微电解反应装置大大提高开环、断链的效果，降低后端处理负荷，提高处理效果。
权利要求书
1.一种冷轧PSA废水处理系统，包括调节池(1)、铁碳微电解 反应器(2)、催化反应池(3)、中和絮凝沉淀装置(4)、生化反应装 置(5)、一级沉淀池(6)和污水浓缩池(7)，其特征在于：
所述调节池(1)上设置有PSA废水排入管(1.1)、空气排入管 (11)和液位仪(1.2);所述调节池(1)的下端输出口与铁碳微电 解反应器(2)的下端输入口连通，所述调节池(1)与铁碳微电解反 应器(2)之间的管道上设置有分流阀(8)和调节池提升泵(9);
所述铁碳微电解反应器(2)上端输出口与催化反应池(3)连通， 所述催化反应池(3)上设置有硫酸排入管(3.1)、双氧水排入管(3.2)、 硫酸化亚铁排入管(3.3)和搅拌机(10);
所述中和絮凝沉淀装置(4)依次包括中和池(4.1)、絮凝池(4.2) 和沉淀池(4.3)，所述中和池(4.1)和絮凝池(4.2)内都设置有搅 拌机(10)，所述中和池(4.1)上设置有石灰乳排入管(4.11)，所述 絮凝池(4.2)上设置有PAM排入管(4.21);
所述催化反应池(3)输出口与中和池(4.1)连通，所述沉淀池 (4.3)的输出口与生化反应装置(5)相连，所述生化反应装置(5) 包括生化池(5.1)和设置在生化池(5.1)上的空气排入管(11)，所 述生化池(5.1)与一级沉淀池(6)相连，所述一级沉淀池(6)与 污水浓缩池(7)连通，所述一级沉淀池(6)上设置有达标排水管(6.1)， 所述污水浓缩池(7)上污泥脱水管(7.1)。
2.根据权利要求1所述的冷轧PSA废水处理系统，其特征在于： 所述分流阀(8)与调节池(1)的液位仪(1.2)连通。
3.根据权利要求1或2所述的冷轧PSA废水处理系统，其特征 在于：所述催化反应池(3)的第二输出口与调节池(1)之间设置有 管道，所述催化反应池(3)上还设置有pH计(12)，所述硫酸排入 管(3.1)、双氧水排入管(3.2)、硫酸化亚铁排入管(3.3)上设置开 关阀(13)、所述硫酸排入管(3.1)上的开关阀(13)与pH计(12) 连通。
4.根据权利要求1或2所述的冷轧PSA废水处理系统，其特征 在于：所述中和池(4.1)上设置有pH计(12)，所述石灰乳排入管 (4.11)上设置有开关阀(13)，所述石灰乳排入管(4.11)上的开关 阀(13)与pH计(12)连通。
5.根据权利要求1或2所述的冷轧PSA废水处理系统，其特征 在于：所述沉淀池(4.3)和生化池(5.1)分别与污水浓缩池(7)连 通。
6.根据权利要求1或2所述的冷轧PSA废水处理系统，其特征 在于：所述污水浓缩池(7)的上端输出口与调节池(1)连通。
7.根据权利要求1或2所述的冷轧PSA废水处理系统，其特征 在于：所述分流阀(8)有两个且并联设置。
8.根据权利要求1或2所述的冷轧PSA废水处理系统，其特征 在于：所述铁碳微电解反应器(2)、催化反应池(3)和生化反应装 置(5)设有两个且都并联设置。
9.根据权利要求1或2所述的冷轧PSA废水处理系统，其特征 在于：所述铁碳微电解反应器(2)内设置有由铁、碳和金属催化剂 构成的多孔填料层(2.1)。
说明书
冷轧PSA废水处理系统
技术领域
本实用新型涉及冷轧镀锡、化工、印染废水等高浓度废水领域， 具体地指一种冷轧PSA废水处理系统。
背景技术
PSA(苯酚磺酸)是重要的化工原料，也是冷轧镀锡常用电镀液 的主要成分之一，在其生产和应用中会产生大量的PSA废水。PSA废 水具有有机污染浓度高，含苯酚类等难降解有机物等特点。采用传统 的物化方法处理效率很低，而且这些基团(-OH、-SO3H)对微生物 具有强烈的毒性，采用单一生化法也难以奏效。
随着环保排放要求的提高及废水深度处理回用要求，针对高浓度 废水有必要提出处理效果更加稳定的处理工艺。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种冷轧 PSA废水处理系统。该系统处理后出水能稳定达到GB13456-2012出 水标准，COD≤80mg/l。
为实现上述目的，本实用新型所设计的冷轧PSA废水处理系统， 包括调节池、铁碳微电解反应器、催化反应池、中和絮凝沉淀装置、 生化反应装置、一级沉淀池和污水浓缩池，
所述调节池上设置有PSA废水排入管、空气排入管和液位仪; 所述调节池的下端输出口与铁碳微电解反应器的下端输入口连通，所 述调节池与铁碳微电解反应器之间的管道上设置有分流阀和调节池 提升泵;
所述铁碳微电解反应器上端输出口与催化反应池连通，所述催化 反应池上设置有硫酸排入管、双氧水排入管、硫酸化亚铁排入管和搅 拌机;
所述中和絮凝沉淀装置依次包括中和池、絮凝池和沉淀池，所述 中和池和絮凝池内都设置有搅拌机，所述中和池上设置有石灰乳排入 管，所述絮凝池上设置有PAM排入管;
所述催化反应池输出口与中和池连通，所述沉淀池的输出口与生 化反应装置相连，所述生化反应装置包括生化池和设置在生化池上的 空气排入管，所述生化池与一级沉淀池相连，所述一级沉淀池与污水 浓缩池连通，所述一级沉淀池上设置有达标排水管，所述污水浓缩池 上污泥脱水管。
进一步地，所述分流阀与调节池的液位仪连通。
再进一步地，所述催化反应池的第二输出口与调节池之间设置有 管道，所述催化反应池上还设置有pH计，所述硫酸排入管、双氧水 排入管、硫酸化亚铁排入管上设置开关阀、所述硫酸排入管上的开关 阀与pH计连通。
再进一步地，所述中和池上设置有pH计，所述石灰乳排入管上 设置有开关阀，所述石灰乳排入管上的开关阀与pH计连通。
再进一步地，所述沉淀池和生化池分别与污水浓缩池连通。
再进一步地，所述污水浓缩池的上端输出口与调节池连通。
再进一步地，所述分流阀有两个且并联设置。
再进一步地，所述铁碳微电解反应器、催化反应池和生化反应装 置设有两个且都并联设置。
再进一步地，所述铁碳微电解反应器内设置有由铁、碳和金属催 化剂构成的多孔填料层。
本实用新型的工作原理：
冷轧PSA废水处理系统主要包括铁碳微电解反应器、催化氧化 反应池、中和絮凝沉淀装置、生化反应装置。其特点是铁碳和催化氧 化反应阶段效果稳定，生化处理负荷均匀，出水指标稳定达标。
(一)铁碳微电解反应器原理：当将铁屑和碳粒浸没在酸性废水 中时，由于铁和碳之间的电极电位差(1.2V)，废水中会行程无数个 微原电池。其中电位低的铁成为阳极，电位高的碳成为阴极，在酸性 充氧条件下发生电化学反应，其反应过程如下：
阳极(Fe)：Fe-2e→Fe2+
阴极(C)：2H++2e→2H→H2，
从反应中看出，产生的了初生态的Fe2+和原子H，它们具有高化学 活性，能改变废水中许多有机物的结构和特性，使有机物发生断链， 开环等作用。若有曝气，还会发生下面的反应：
O2+4H++4e→2H2O
O2+2H2O+4e→4OH-
2Fe2++O2+4H+→2H2O+Fe3+
铁碳微电解反应器必须保证停留时间3-4h，增加曝气充氧，即可 防止铁碳填料的板结，还可产生Fe3+，水解产生Fe(OH)3胶体，可 以有效吸附、凝聚水中污染物，增强对废水的净化效果。
反应停留时间：3-4h
(二)氧化反应池
经过铁碳微电解反应器后的废水经过开环、断链后更易于通过催 化氧化而彻底降解。氧化反应池内通过投加硫酸控制反应pH值 3.0～4.0，投加H2O2作为氧化剂，FeSO4作为催化剂。保证H2O2、FeSO4投加量及投加比例，反应时间2～3h。氧化反应池分成2级，池内壁 需设置防腐。
(三)中和絮凝及沉淀
通过氧化池后的废水COD得到降解，但需对其进行pH回调， 去除铁、锡等金属离子，实行固液分离后达到生化进水条件。
中和阶段投加石灰乳调节pH值7～9，反应时间5-10min。
絮凝阶段投加PAM，使反应生成的絮凝物凝聚成大的矾花，提 高沉淀性能，反应时间3～5min
沉淀阶段实现沉淀物与废水的分离，出水达到生化进水阶段，沉 淀可采用斜管沉淀。
(四)生化阶段
经过催化氧化后的出水可生化性进一步提高，经过生化去除降解 COD,保证出水达标。
生化反应停留时间不小于20h，采用接触氧化，内设生物填料， 反应池内DO控制为2～4mg/l。
(五)二沉池
采用澄清池或斜管沉淀池，经过泥水分离后，出水达标排放，表 面负荷0.8～0.9
本实用新型的有益效果：
(1)本实用新型改变传统物化处理阶段，有机物开环、断链不 彻底的弊病，采用铁碳微电解反应装置大大提高开环、断链的效果， 降低后端处理负荷，提高处理效果。
(2)本实用新型采用芬顿强氧化技术，能保证稳定的COD去除 效率，和生化组合后整体处理效果佳。
(3)本实用新型工艺适用范围广，可同时应用于印染等其他高 难有机废水处理。
(4)本实用新型增加生化处理系统能使出水很好达到新的排放 标准。根据现有工程实例的运行出水分析，单纯经过铁碳反应器、中 和沉淀后的出水COD很难达到排放标准，一般出水在2000mg/l左右， 与现行GB13456-2012标准有很大差距，所以需增加生化处理单元， 彻底降解COD。同时，本工艺还研究了PSA废水中Sn等金属离子 对生物的抑制作用，提出对中和絮凝沉淀需要控制达到的水平及生化 的控制要求。
(5)铁碳微电解反应器采用下入上出结构解决了铁碳反应滤料 板结问题。