专利名称：一种制革深度处理废水循环利用装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种废水处理，尤其是涉及一种基于纳米催化电解技术与电渗析技术 的制革深度处理废水的循环利用装置及其方法。
背景技术：
据统计，我国制革行业每年向环境排放废水达10000万t以上，约占我国工业废 水排放总量的0. 3% ；皮革工业万元产值排污量在轻工行业居第3位，仅次于造纸和酿造行 业，可见，制革工业不仅每年消耗大量的淡水资源，同时也排放了大量的废水，对人类健康 和整个社会的可持续发展造成了严重威胁。因此应加大制革废水的治理力度，开展制革废 水处理和中水回用无论是从节约淡水资源角度还是从环保角度而言都是十分必要的，具有 重要的现实意义和战略意义。制革工业排放的废水存在有机污染浓度高、悬浮物质多、水量大、废水成份复杂等 问题，其中含有有毒物质硫与铬。按照生产工艺过程，制革工业废水由七部分组成高浓度 氯化物的原皮洗涤水和酸浸水、含石灰与硫化钠的强碱性脱毛浸灰废水、含三价铬的兰色 铬鞣废水、含丹宁与没食子酸的茶褐色植鞣废水、含油脂及其皂化物的脱脂废水、加脂染色 废水和各工段冲洗废水。其中，以脱脂废水，脱毛浸灰废水、铬鞣废水污染最为严重。(1)脱脂废水我国猪皮生产占制革生产的80%，在猪皮生产的脱脂废水中，油脂 含量高达10000 (mg/L)，C0DCr20000 (mg/L)。油脂废水占总废水4%，但油脂废水的耗氧负 荷却占到总负荷的30 % 40 %。( 脱水浸灰废水脱毛浸灰废水是硫化物的污染源。废水C0DCr20000 40000 (mg/L)，B0D54000 (mg/L)，硫化钠 1200 1500 (mg/L)，pH 为 12，脱毛浸灰废水占总废 水的10%，而耗氧负荷占总负荷40%。(3)铬鞣废水铬鞣废水是三价铬的污染源。铬鞣过程，铬盐的附着率60% 70 %，即有 30 % 40 % 的铬盐进入废水。铬鞣度水 Cr3+3000-4000 (mg/L)，CODCr 10000 (mg/ L)，B0D52000mg/L。传统的制革废水处理技术是将各工序废水收集混合，一起纳入污水处理系统，但 由于废水中含有大量的硫化物和铬离子，极易对微生物产生抑制作用。所以目前比较合理 的是“原液单独处理、综合废水统一处理”的工艺路线[8]，将脱脂废水、浸灰脱毛废水、铬鞣 废水分别进行处理并回收有价值的资源，然后与其它废水混合统一处理。制革厂的各路废水集中后，称为制革综合废水制革废水中有机物含量及硫化物、 铬化物含量高，耗氧量大，其废水的污染情况十分严重，主要表现在以下几个方面(1)色度皮革废水色度较大，主要由植鞣、染色、铬鞣和灰碱废液造成；(2)碱性皮革废水总体上呈碱性，综合废水pH值在8 12之间。其碱性主要来 自于脱毛等工序用的石灰、烧碱和硫化钠；(3)硫化物制革废水中的硫化物主要来自于灰碱法脱毛废液，少部分来自于硫 化物助软的浸水废液及蛋白质的分解产物。含硫废液遇酸易产生气体，含硫污泥在厌氧条件下也会释放出气体；(4)铬离子制革废水中的铬离子主要以Cr3+形态存在，含量一般在100 3000mg/L。通常是先经过中和沉淀，过滤后汇入综合废水池中；(5)有机污染物制革废水中蛋白质等有机物含量较高，又含有一定量的还原性 物质，所以B0D5和CODCr很高。制革过程中各个工段排放的废水水质相差很大，各工段排放的废水汇集后的综合 废水pH在8 12之间，色度、CODCr、SS、B0D5浓度都很高，有毒、有害物质及盐类的浓度也
很高，制革行业综合废水水质(测试平均值)参见下表。
权利要求
1.一种制革深度处理废水循环利用装置，其特征在于设有纳米催化电解系统、浸没式 超滤膜过滤分离系统、超滤膜清洗系统和电渗析系统；所述纳米催化电解系统用于纳米催化电解、沉淀和过滤处理，纳米催化电解系统设有 第1截止阀、水泵、纳米催化电解机、沉淀罐和过滤装置；第1截止阀的进口外接制革废水生 化处理系统的二沉池排水口，水泵的进口接第1截止阀的出口，水泵的出口接纳米催化电 解机的进口，纳米催化电解机的出口接沉淀罐的进口，过滤装置的进口接沉淀罐的出口 ；所述浸没式超滤膜过滤分离系统用于将纳米催化电解系统所得制革净化废水过滤、分 离得透析水和浓缩水，浸没式超滤膜过滤分离系统设有第2截止阀、浸没式超滤膜池、鼓风 机、曝气器、超滤膜系统、抽吸泵和透析液贮罐，所述浸没式超滤膜池经进水管和第2截止 阀与纳米催化电解系统的沉淀罐出口连接，超滤膜系统的超滤膜浸没在浸没式超滤膜池中 的制革净化废水中，抽吸泵从超滤膜内侧将水负压抽吸过膜壁，产生的透析水通过抽吸泵 收集到透析液贮罐用于进一步经过电渗析脱盐得供生产上循环利用的再生水，浸没式超滤 膜池的出口依次经过抽吸泵、第3截止阀接透析液贮罐；所述超滤膜清洗系统用于清洗超滤膜过滤分离系统，超滤膜清洗系统设有清洗液罐、 反冲洗泵、第4截止阀和联接管道，清洗液罐的出口接反冲洗泵的进口，反冲洗泵的出口接 第4截止阀的进口，第4截止阀的出口接浸没式超滤膜过滤分离系统的超滤膜系统；所述电渗析系统设有第5截止阀、电渗析机、透析液贮罐和浓缩水贮罐，第5截止阀的 出口接浸没式超滤膜过滤分离系统的浸没式超滤膜池的出口，电渗析机的进水口接第5截 止阀的出口，电渗析机的透析水出口接透析液贮罐，电渗析机的浓缩水出口接浓缩水贮罐。
2.如权利要求1所述的一种制革深度处理废水循环利用装置，其特征在于所述过滤采 用砂滤、多介质过滤或微滤。
3.如权利要求1所述的一种制革深度处理废水循环利用装置，其特征在于所述浸没式 超滤膜过滤系统的工作条件是常温 45°C，工作压力为3 50kPa。
4.如权利要求1所述的一种制革深度处理废水循环利用装置，其特征在于所述电渗析 系统采用倒极电渗析系统、液膜电渗析系统、填充电渗析系统、双极性电渗析系统或无极水 电渗析系统。
5.如权利要求1所述的一种制革深度处理废水循环利用装置，其特征在于所述电渗析 系统的工作条件是0. 5 3. Okg/cm2，操作电压50 250V，电流强度1 3A。
6.如权利要求1所述的一种制革深度处理废水循环利用装置，其特征在于所述电渗析 系统采用一段电渗析系统、二段电渗析系统、三段电渗析系统和四段电渗析系统。
7.制革深度处理废水循环利用方法，其特征在于，采用如权利要求1所述制革深度处理废水循环利用装置，所述方法包括以下步骤1)纳米催化电解将经过生化处理后二沉池的制革深度处理废水经水泵提取后，输入 纳米催化电解机中进行纳米催化电解，再经过阀门进入沉淀罐沉淀，然后输入过滤装置过 滤，除去废水中因纳米催化电解产生的固体杂质、浮游生物、细菌、胶体得净化废水；2)浸没式超滤过滤将经过纳米催化电解系统系处理后的净化制革废水经管道流入 浸没式超滤系统进行超滤膜过滤处理，得透析水；3)电渗析将经过浸没式超滤系统处理所得的净化制革废水经过水泵送入电渗析系 统，进行电渗析脱盐，得脱盐水和浓缩水。
8.如权利要求7所述的制革深度处理废水循环利用方法，其特征在于在步骤1)中，所 述纳米催化电解的工作电压为2 250V，相邻两个电极间的电压为2 18V，相邻两个电极 间的最佳电压为3 8V，电流密度为10 280mA/cm2，电流密度最佳为50 230mA/cm2，制 革深度处理废水经过电解后经阀门流入沉淀罐中。
9.如权利要求7所述的制革深度处理废水循环利用方法，其特征在于在步骤幻中，所 述超滤膜过滤的工作条件为常温 45°C，工作压力3 50kPa。
10.如权利要求7所述的制革深度处理废水循环利用方法，其特征在于在步骤；3)中，所 述电渗析系统的工作条件为0. 5 3. Okg/cm2，操作电压50 250V，电流强度1 3A。
全文摘要
一种制革深度处理废水循环利用装置及其方法，涉及一种废水处理。装置设纳米催化电解系统、浸没式超滤膜过滤分离系统、超滤膜清洗系统和电渗析系统；纳米催化电解系统设第1截止阀、水泵、纳米催化电解机、沉淀罐和过滤装置；浸没式超滤膜过滤分离系统设第2截止阀、浸没式超滤膜池、鼓风机、曝气器、超滤膜系统、抽吸泵和透析液贮罐；超滤膜清洗系统设清洗液罐、反冲洗泵、第4截止阀和联接管道；电渗析系统设第5截止阀、电渗析机、透析液贮罐和浓缩水贮罐。方法是先纳米催化电解，再浸没式超滤过滤，最后电渗析。基于纳米催化电解技术、浸没式超滤技术与电渗析技术相结合应用，且成本较低，效能较高，达到废水再生循环利用。
文档编号C02F103/24GK102145949SQ20111004440
公开日2011年8月10日 申请日期2011年2月22日 优先权日2011年2月22日
发明者张世文, 王峰 申请人:波鹰(厦门)科技有限公司