公布日：2023.09.19
申请日：2023.06.01
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/461(2023.01)N;C02F1/30(2023.01)N;C02F1/
56(2023.01)N
摘要
本发明公开了一种水性漆生产废水的处理装置及处理方法。涉及废水处理技术领域。上述废水处理装置，包括依次连接的第一混凝沉淀池、pH调节池、铁碳微电解反应模块、芬顿反应模块和第二混凝沉淀池；上述铁碳微电解反应模块包括相互串联的第一铁碳微电解池和第二铁碳微电解池；上述芬顿反应模块包括相互并联的第一模块与第二模块；其中，第一模块包括相互串联的第一芬顿反应器和第三芬顿反应器。废水中的污染物在通过铁碳微电解反应模块和芬顿反应模块后，可得到充分破链破乳，水中难降解有机物得到充分去除，单COD去除率可达到70％以上。
权利要求书
1.一种废水处理装置，其特征在于：包括依次连接的第一混凝沉淀池(200)、pH调节池(300)、铁碳微电解反应模块(400)、芬顿反应模块(500)和第二混凝沉淀池(600)；所述铁碳微电解反应模块(400)包括相互串联的第一铁碳微电解池(450)和第二铁碳微电解池(460)；所述芬顿反应模块(500)包括相互并联的第一模块与第二模块；其中，第一模块包括相互串联的第一芬顿反应器(520)和第三芬顿反应器(530)；其中，第二模块包括相互串联的第二芬顿反应器(540)和第四芬顿反应器(550)；所述芬顿反应模块(500)中设有回流模块。
2.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于：所述装置中，靠近第一混凝沉淀池(200)的一端连接有集水池(100)，靠近第二混凝沉淀池(600)的一端连接有过滤器。
3.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于：所述第一铁碳微电解池(450)和第二铁碳微电解池(460)中皆设有支架(430)，支架(430)设置在距离池底20-30cm处。
4.根据权利要求3所述的废水处理装置，其特征在于：所述支架(430)上填充有铁碳填料(410)，所述铁碳填料(410)的粒径为12-18mm，所述铁碳填料(410)在第一铁碳微电解池(450)或第二铁碳微电解池(460)中容积占比为50-55％。
5.根据权利要求3所述的废水处理装置，其特征在于：所述支架(430)内设置若干筛网(440)，以将不同区域的铁碳填料(410)隔开。
6.根据权利要求5所述的废水处理装置，其特征在于：所述筛网(440)内沿竖直方向均匀设置有直径为50-70cm的多孔曝气管(420)。
7.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于：所述第一芬顿反应器(520)、第三芬顿反应器(530)、第二芬顿反应器(540)和第四芬顿反应器(540)的皆为圆柱体结构，所述圆柱体结构中心处设置有紫外灯(510)管，且圆柱体结构内壁的材质采用反光材质。
8.一种利用如权利要求1至7任一项所述的废水处理装置来处理水性漆生产废水的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1废水经收集后，流入第一混凝沉淀池(200)中，投加废水处理药剂；S2经过S1处理的废水依次进入pH调节池(300)、铁碳微电解反应模块(400)和芬顿反应模块(500)，其中，芬顿反应模块(500)中设有回流模块，以使得废水多次在芬顿反应模块(500)中进行处理；S3经过S2处理的废水进入第二混凝沉淀池(540)，经处理，得到合格的出水。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述废水处理药剂，包括以下组分：聚氯化铝和聚丙烯酰胺，其中，聚氯化铝和聚丙烯酰胺的重量份比为50-60：3-10。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述pH调节池(300)中，pH维持在2.5-3.5。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是：
提供一种水性漆生产废水的处理装置。
本发明所要解决的第二个技术问题是：
提供一种利用所述的装置来处理水性漆生产废水的方法。
本发明还提出一种水性漆生产废水的处理装置在汽车水性漆生产中的应用。
为了解决所述第一个技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种废水处理装置，包括依次连接的第一混凝沉淀池、pH调节池、铁碳微电解反应模块、芬顿反应模块和第二混凝沉淀池；
所述铁碳微电解反应模块包括相互串联的第一铁碳微电解池和第二铁碳微电解池；
所述芬顿反应模块包括相互并联的第一模块与第二模块；
其中，第一模块包括相互串联的第一芬顿反应器和第三芬顿反应器；
其中，第二模块包括相互串联的第二芬顿反应器和第四芬顿反应器；
芬顿反应模块中设有回流模块，以使得废水多次在芬顿反应模块中进行处理。
根据本发明的实施方式，所述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：
1、铁碳微电解池采用双池串联，可以将铁碳微电解去除目的污染物的效果达到最大化，实现1+1＞2的效果。
2、在光芬顿反应模块中采用回流模块，使反应停留时间大大增强，在光解作用下Fe3+还原为Fe2+重新参与芬顿反应，增加对芬顿试剂的催化作用，同时将试剂部分回流到铁碳微电解前端，增强对污染物质的去除，进一步的，还能够使整个系统可不需要额外增加Fe2+催化剂，减少药剂使用成本。
3、废水中的污染物在通过铁碳微电解反应模块和芬顿反应模块后，可得到充分破链破乳，水中难降解有机物得到充分去除，单COD去除率可达到70％以上。
根据本发明的一种实施方式，铁碳微电解反应模块和芬顿反应模块中的废水pH值保持一致，以促进两者的联用。
根据本发明的一种实施方式，铁碳微电解反应模块和芬顿反应模块中的废水pH为2.5-3.5，具体的，现有技术中光芬顿反应采用pH普遍较高，为4-5，本发明对此进行优化。
根据本发明的一种实施方式，铁碳微电解反应模块和芬顿反应模块中的废水pH选自以下任一种pH或者任两种pH构成的区间：2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4和3.5。
根据本发明的一种实施方式，所述废水处理装置中，靠近第一混凝沉淀池的一端连接有集水池，靠近第二混凝沉淀池的一端连接有过滤器。
根据本发明的一种实施方式，过滤器中还可以设置有分离件。分离件可以为滤网，也可以选用其他的过滤元件。
根据本发明的一种实施方式，所述第一铁碳微电解池和第二铁碳微电解池中皆设有支架，支架设置在距离池底20-30cm处，以充分考虑曝气装置的安装间距及检修。
根据本发明的一种实施方式，支架与池底之间的距离选自以下任一种距离或者任两种距离构成的区间：20cm、21cm、22cm、23cm、24cm、25cm、26cm、27cm、28cm、29cm和30cm。
根据本发明的一种实施方式，所述支架的材质包括聚丙烯。支架用于支撑筛网及填料。
根据本发明的一种实施方式，所述支架上填充有铁碳填料，所述铁碳填料的粒径为12-18mm，所述铁碳填料在第一铁碳微电解池或第二铁碳微电解池中容积占比为50-55％。
根据本发明的一种实施方式，铁碳填料的粒径选自以下任一种粒径或者任两种粒径构成的区间：12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm和18mm。
根据本发明的一种实施方式，铁碳填料在第一铁碳微电解池或第二铁碳微电解池中容积占比选自以下任一种容积占比或者任两种容积占比构成的区间：45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％和60％。
铁碳填料粒径12-18mm，该粒径下能平衡最大填料比表面积与填料抗板结之间的关系，避免铁碳填料过大比表面积导致填料板结，也避免了铁碳填料过小的比表面积导致废水处理效果变差。
根据本发明的一种实施方式，铁碳填料采用桑尼环保的铁碳微电解填料。
根据本发明的一种实施方式，所述支架内设置若干筛网，以将不同区域的铁碳填料隔开。不同筛网内为反应的独立个体。
根据本发明的一种实施方式，筛网用于避免铁碳填料的大面积板结，具体的，筛网为模块化产品，可依据水量不同而设置具体数目。
根据本发明的一种实施方式，所述筛网为占地50-60cm*50-60cm的筛网。
作为优选的，所述筛网为占地50cm*50cm的筛网。
根据本发明的一种实施方式，所述筛网内沿竖直方向均匀设置有直径为50-70cm的多孔曝气管，以进行曝气供氧，同时多孔曝气管也具有一定搅拌作用，防止填料板结。
根据本发明的一种实施方式，多孔曝气管的直径选自以下任一种直径或者任两种直径构成的区间：50cm、51cm、52cm、53cm、54cm、55cm、56cm、57cm、58cm、59cm、60cm、61cm、62cm、63cm、64cm、65cm、66cm、67cm、68cm、69cm和70cm。
根据本发明的一种实施方式，作为一种优选的，多孔曝气管的直径选自50cm。
根据本发明的一种实施方式，所述第一芬顿反应器、第三芬顿反应器、第二芬顿反应器和第四芬顿反应器的皆为圆柱体结构，所述圆柱体结构中心处设置有紫外灯管，且圆柱体结构内壁的材质采用反光材质。圆柱体结构可以最大化避免流体死区，使得反应溶液相均匀混合，增大与紫外线的接触面积。圆柱体结构内壁的材质采用反光材质，可以使芬顿反应溶液得到最大适度的光照。
根据本发明的一种实施方式，所述圆柱体结构中，设有接口，可以用于投加药剂。
根据本发明的一种实施方式，投加的药剂可以仅包括一种药剂或含有无需先后顺序的两种及以上药剂，此时可以设置一个接口进行药剂的投加。
根据本发明的一种实施方式，投加的药剂为多种需要分顺序加入的药剂，则可以设置多个依次连通的接口。
根据本发明的一种实施方式，还可以向芬顿反应器中投加双氧水。
根据本发明的一种实施方式，废水处理装置中，铁碳微电解反应模块和芬顿反应模块，在放置位置上，可以是平行放置的。也可以是非平行放置的，即铁碳微电解反应模块和芬顿反应模块的连通处的水平位置不同。比如，在其中一些实施例中，相邻的铁碳微电解反应模块和芬顿反应模块的连通处中的一个位于另一个的顶部，相邻的铁碳微电解反应模块和芬顿反应模块的连通处中的另一个位于底部。这样的设置可以使得废水原液在从一个模块移动至另一个模块时，两个模块之间具有阻流的效果，使得废水原液在移动过程中，与药剂的混合更加地均匀。
为了解决所述第二个技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种利用所述的废水处理来处理水性漆生产废水的方法，包括以下步骤：
S1废水经收集后，流入第一混凝沉淀池中，投加废水处理药剂，以去除废水中悬浮物质；
S2经过S1处理的废水依次进入pH调节池、铁碳微电解反应模块和芬顿反应模块，其中，芬顿反应模块中设有回流模块，以使得废水多次在芬顿反应模块中进行处理；
S3经过S2处理的废水进入第二混凝沉淀池，经处理，得到合格的出水。
根据本发明的一种实施方式，步骤S1中的废水，为水性漆生产废水，其水质为CODcr≤5000mg/L，SS≤800mg/L，其B/C比(BOD5/CODcr)＜0.2，可生化性差。
根据本发明的一种实施方式，所述废水处理药剂，包括以下组分：聚氯化铝和聚丙烯酰胺，其中，聚氯化铝和聚丙烯酰胺的重量份比为50-60：3-10。
根据本发明的一种实施方式，聚氯化铝和聚丙烯酰胺的重量份比包括但不限于：50：3、50：4、50：5、50：6、50：7、50：8、50：9和50：10。
根据本发明的一种实施方式，所述pH调节池中，pH维持在2.5-3.5。
根据本发明的一种实施方式，pH调节池中的pH选自以下任一种pH或者任两种pH构成的区间：2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4和3.5。
根据本发明的一种实施方式，所述铁碳微电解反应模块中的各铁碳微电解池的空床停留时间皆为2h-3h。
其中，空床停留时间为无填料时水在池中的停留时间。
根据本发明的一种实施方式，步骤S2中，回流模块的回流比为90-100％。
根据本发明的一种实施方式，步骤S2中，根据需要，也可以在回流模块中增设回流加热装置，通过回流加热装置可以对废水进行加热，当回流加热装置的热源选用水蒸气时，回流加热装置在热交换过程中获得液态水。
根据本发明的一种实施方式，回流加热装置可以选用加热器。回流加热装置一般具有进料端、出料端、进气端、出气端与出水端。一般而言，回流加热装置的进气端用于通入高温蒸汽。高温蒸汽可以为新鲜生产的高温水蒸气，也可以是前一蒸发模块中排出的水蒸气。
根据本发明的一种实施方式，步骤S3中，废水进入第二混凝沉淀池后，调节pH为2.5-3.5，并投加沉淀剂。
根据本发明的一种实施方式，第二混凝沉淀池中的pH选自以下任一种pH或者任两种pH构成的区间：2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4和3.5。
根据本发明的一种实施方式，步骤S3中，还包括向第二混凝沉淀池中投加碱。
本发明的另一个方面，还涉及所述废水处理装置在汽车水性漆生产中的应用。包括如上述第1方面实施例所述的废水处理装置。由于该应用采用了上述废水处理装置的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
（发明人：丁嘉培;何国钢;左青;吴镇江;吴幼娥;曾伟;赵会芳）