申请日2013.12.12
公开(公告)日2014.05.21
IPC分类号C02F9/14; C02F103/30; C02F1/72
摘要
本实用新型公布了一种染料废水的复合处理系统。它包括高级氧化池处理子系统和生物膜处理子系统，其中高级氧化池处理子系统包括高级氧化池、搅拌器和酸度计;生物膜处理子系统包括两级生物膜系统、液位计、曝气机和澄清池;生物膜处理子系统中的两级生物膜系统由管道相连接，二级生物膜系统上安装有液位计，两级生物膜系统之间共用一个曝气机，通过管道与两个生物膜系统相连，二级生物膜系统与澄清池通过管道相连接，澄清池的底部有一管道与二级生物膜系统的底部相连接，用以将沉淀下的少量沉淀物返回生物膜系统处理。采用本实用新型的优点是：染料废水处理效果好;无二次污染;能量消耗低，水处理成本低;保护环境，有利于染化企业发展。
权利要求书
1.一种染料废水的复合处理系统，其特征在于：
(1)系统的构成：它包括高级氧化池处理子系统和生物膜处理子系统，其中高级氧化池处理子系统包括高级氧化池、搅拌器和酸度计，生物膜处理子系统包括两级生物膜系统、液位计、曝气机和澄清池;
(2)系统内部各部件、装置的连接方式：
①高级氧化池的搅拌器安装在氧化池的上方，搅拌头插入池内的废水中，酸度计的pH电极插入池中的废水中;
②生物膜处理子系统中的两级生物膜系统由管道相连接，第二级生物膜系统上安装有液位计，两级生物膜系统之间共用一个曝气机，通过管道与两个生物膜系统相连，第二级生物膜系统与澄清池通过管道相连接，澄清池的底部有一管道与第二级生物膜系统的底部相连接，用以将沉淀下的少量沉淀物返回生物膜系统处理;澄清池的上部有一出水口，将净化完毕的清水输出系统;第一级生物膜系统底部有一出口，通过管道将反冲洗出水排放出系统;
③高级氧化池通过管道接收染料污水，高级氧化池与生物膜系统通过管道相连接，中间加装一个流量计，以控制高级氧化池出水的流量。
说明书
一种染料废水的复合处理系统
技术领域
一种染料废水的复合处理系统，涉及环境保护技术，更具体地说是一种染料废水的处理装置。
背景技术
目前，染料企业主要生产酸性染料、中性染料、媒介染料以及染料中间体等产品。在染料生产过程中产生的废水为高COD、高色度、高含盐量和低BOD5/COD的母液和洗涤水的混合物，对环境和水资源造成极大的污染。COD为化学需氧量(Chemical Oxygen Demand)是指在一定的条件下，采用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂量;是表示水中还原性物质数量多少的指标，化学需氧量越大说明水体污染越严重。BOD是生化需氧量(Biochemical Oxygen Demand)是指微生物分解的需氧量。通常以BOD5/COD大于0.25做为判断废水是否适宜用生物法处理的指标。
染料废水具有以下特点：
(1)以芳烃和杂环化合物为母体且带有显色基团，容易被氧化产生醌式化合物产生较强的发色能力，给染料废水处理带来了极大的困难。
(2)有机物水溶性好、结构复杂且97%以上含有苯环结构，难以降解;随着染料产品的升级换代和染料新品种的出现，废水中的有机物结构更加复杂，给染料废水的处理带来了困难。
(3)此外，废水中常含有小苏打、乳化油、有机溶剂以及石油类物质，使废水稠度增加，并产生大量泡沫，增加了处理难度。
(4)染料母液废水中COD高达10000mg/L;色度高达12000倍;盐含量高达9000mg/L;废水可生化性极差(BOD5/COD为0.1);当与洗涤废水混合后其浓度有所降低，但若直接排放到水体中，对环境危害极大。
现有技术对于染料废水的处理主要有以下几种方法：
(1)絮凝沉淀法：这种方法的缺点是，由于染料废水为水溶性，絮凝沉淀效果差，且沉淀污泥处理难度大。
(2)吸附法：
A、活性炭吸附剂吸附，缺点是再生困难、成本太高。
B、生物活性炭吸附法，受到微生物浓度限制，微生物浓度低时降解效果差;微生物浓度高时堵塞活性炭孔道，造成吸附效果差。
C、微孔树脂吸附,吸附容量有限，不能满足染料废水的处理要求，而且吸附剂吸附饱和后，易形成二次污染。
(3)电化学分析法：如电氧化技术、光氧化技术、微波协同技术、电气浮以及微电解等，这些方法虽然具有处理效果好，不产生二次污染，占地面积小的优点，但是其缺点是能耗大，处理高含盐量的染料废水极易结垢堵塞，增加处理成本。
(4)生物处理法：生物处理法成本低，但在高含盐量的情况下，由于菌种驯化效果不理想，影响降解效果。
中国专利公开号：CN101659500A，介绍了“一种染料废水处理系统”，该系统中好氧池接高级氧化处理，尽管处理后出水可以达到指标，但是这种方法能耗大、处理成本高，而且操作麻烦。
中国专利公开号：CN101955303A，介绍了“一种染料废水的处理方法”，由本课题组研发，该方法采用“絮凝沉淀-水解酸化-好氧-去反色”主体工艺，尽管处理后出水可以达标排放，但是在实际运行中发现该工艺运行管理复杂、能耗较高。
迄今为止染料污水处理仍然是一个难以解决的技术问题。
因此发明一种处理高COD、高色度、高含盐量、低BOD5/COD的染料废水效果好、成本低、不会形成二次污染的染料废水处理新系统对于保护环境、降低染料成本、提高染料企业效率是染料工业十分重要的任务。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种处理高COD、高色度、高含盐量、低BOD5/COD的染料废水效果好、成本低、不会形成二次污染的染料废水处理新系统。
本实用新型是这样实现的：
1.一种染料废水的复合处理系统，其特征在于：
(1)系统的构成：它包括高级氧化池处理子系统和生物膜处理子系统，其中高 级氧化池处理子系统包括高级氧化池、搅拌器和酸度计，生物膜处理子系统包括两级生物膜系统、液位计、曝气机和澄清池;
(2)系统内部各部件、装置的连接方式：
①高级氧化池的搅拌器安装在氧化池的上方，搅拌头插入池内的废水中，酸度计的pH电极插入池中的废水中;
②生物膜处理子系统中的两级生物膜系统由管道相连接，第二级生物膜系统上安装有液位计，两级生物膜系统之间共用一个曝气机，通过管道与两个生物膜系统相连，第二级生物膜系统与澄清池通过管道相连接，澄清池的底部有一管道与第二级生物膜系统的底部相连接，用以将沉淀下的少量沉淀物返回生物膜系统处理;澄清池的上部有第一出水口，将净化完毕的清水输出系统;第一级生物膜系统底部有一出口，通过管道将反冲洗出水排放出系统。
③高级氧化池通过管道接收染料污水，高级氧化池与生物膜系统通过管道相连接，中间加装一个流量计，以控制高级氧化池出水的流量。
2.一种染料废水的复合处理系统的运行过程包括以下4个步骤：
(1)高级氧化池处理：
①染料废水进入高级氧化池;
②向调节池内加入盐酸溶液，调节pH值至3-4，最好为3.5±0.2;
③加入H2O2和Fe2+;
④搅拌反应45min后用氢氧化钠溶液将pH调节为7-8，最好为7.5±0.2;
⑤出水指标COD为430-480mg/L，最好为450mg/L;
(2)两级生物膜处理：
①高级氧化池出水(通过流量计控制)进入第一级生物膜反应系统，
②再自流向第二级生物膜系统;
③整个过程的液位通过液位计控制，水力停留时间为10-14h，最好为12h;
(3)澄清池处理：
①第二级生物膜反应系统出水进入到澄清池;
②静止20-40min后，最好为30min后;部分排放，部分用于反冲洗;
③出水为COD为100mg/L以下，最好为80mg/L以下;
④色度为80以下，最好为60mg/L以下;
(4)气水联合反冲洗：
①先关闭进水;
②气冲2-10min，最好为5min;
③气水冲6-10min，最好为8min;
④水冲12-15min，最好为10min;
⑤反冲洗周期100-150h，最好为120h。
本实用新型的要点是：
针对现有的染料废水处理系统(絮凝沉淀-水解酸化-好氧-去反色)进行工艺改造，采用H2O2/Fe2+高级氧化技术和两级生物膜系统组合工艺。H2O2/Fe2+高级氧化技术主要是利用Fe2+催化H2O2发生链式反应产生的·OH，具有强氧化作用，对难降解有机污染物具有很好的去除效果，同时可提高废水的可生化性，对后续的生物反应奠定基础。两级生物膜系统主要基于推流式高效反应器理论，将一个大的生物膜系统分解两个小生物膜系统，并串联起来，这将大大地提高了生物处理效果，确保水质达标排放和再循环利用。
本实用新型与国内外现有同类技术相比，其创造性在于以下几点：
1、将H2O2/Fe2+高级氧化技术与生物膜技术有机地耦合在一起;
2、利用生物膜技术代替了传统的活性污泥法，省去了污泥沉淀和回流系统;
3、将两级生物膜系统串联起来，起到了很好的推流式效果。
本实用新型与国内外现有技术的不同点在于：
1、采用H2O2/Fe2+高级氧化技术，而不采用能耗高的O3/UV和Fe/C微电解高级氧化技术;
2、采用生物膜技术，而不采用传统的活性污泥法;
3、将化工中的推流式高效反应器理论引入到该新工艺中，大大提高了处理效果。
本实用新型的优点是：
1、染料废水处理效果好。
2、能量消耗低，水处理成本低。
3、实际操作与运行管理方便。
4、保护水环境，利于染化企业发展。