一种处理高浓染料废水的装置及处理方法与流程

本发明属于污水处理技术领域，主要涉及一种处理高浓染料废水的装置及处理方法，用于处理高浓染料废水。

背景技术：

我国的染料工业具有小批量、多品种的特点，大部分是间歇操作，废水间断性排放，水质水量变化范围大，在染料生产过程中如磺化、硝化、重氮化、还原、氧化以及酸（盐）析等工序中都有大量的污染物产生。导致这些印染废水具有污染物浓度高、废水成分复杂，含有大量的有机物和盐分、cod高、色泽深、酸碱性强、可生化性差及毒性强的特点。

废水中的有机污染物大部分数以苯、萘、蒽、醌类有机物形式存在，当苯环上的氢被取代后会产生毒性更大的化合物。染料结构中含有些生物毒性较强的重金属元素，对人类和环境均造成严重的危害。另外，大部分的偶氮染料废水也具有生物毒性，对微生物的活性有抑制作用，在环境中会进行累积后对生物及人类健康造成严重危害。废水中残存的染料、颜料组分，即使浓度很低，排入水体亦会造成透光率的降低，而最终导致水体生态系统的破坏。

臭氧具有很强的氧化能力，其在水中的氧化还原电位为2.08v。臭氧氧化能使染料发色基团的双价键断裂，同时破坏构成发色基团的苯、萘、蒽等环状化合物，从而使废水脱色，降低cod的同时提高废水的可生化性。臭氧氧化具有选择性，单独使用氧化效率不高，但臭氧在水中不稳定，会生成氧化能力极强的单原子氧和羟基等，羟基自由基可以在水中引发一系列自由基链反应，无选择性的降解、矿化水中的各种有机物。除此之外，单独使用还存在臭氧投加量较高、占地面积较大、投资运行成本较高等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种处理高浓染料废水的装置及处理方法，采用“微电解-臭氧-超声波”体系，通过铁碳填料和超声波的协同作用、臭氧尾气的循环利用等，极大提高臭氧的利用率，降低臭氧和填料的投加量，减少设备占地面积。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种处理高浓染料废水的装置，包括：ph调节池；混凝沉淀池，混凝沉淀池的进水端与ph调节池的出水端相连；主体反应池，主体反应池进水端与混凝沉淀池出水端相连；无油空压机；吸附干燥机，吸附干燥机进气端与无油空压机出气端相连，无油空压机和吸附干燥机之间设有空气过滤器；臭氧发生器，臭氧发生器进气端与吸附干燥机出气端相连，臭氧发生器出气端通过管道与主体反应池底部的曝气管相连。

进一步地，所述ph调节池进水管路上设有污水提升泵和进水流量计。

进一步地，所述混凝沉淀池和主体反应池之间设有第一阀门和射流器。

进一步地，所述主体反应池的废水出水的40%~60%输送入废水循环管路，其余废水出水通过第四阀门排出，所述废水循环管路上设有污水循环泵和循环流量计，循环流量计的出水通过三通管路连接于第一阀门和射流器之间，循环流量计出水管路上设有第二阀门。

进一步地，所述主体反应池左侧设有双氧水加药罐，双氧水加药罐和主体反应池之间设有电磁式计量泵。

进一步地，所述主体反应池顶部通过尾气收集管路连接安全阀，安全阀出口管路连接于射流器。

进一步地，所述主体反应池底部设有曝气管，曝气管上水平排列设有若干臭氧曝气头，臭氧曝气头上方设有填料承托板，填料承托板上放置铁碳填料；所述主体反应池外侧位置安装有若干个超声波振子，每个超声波振子均与超声波发生器连接。

进一步地，所述超声波振子频率为20khz或40khz。

进一步地，所述臭氧发生器和主体反应池之间设有臭氧流量计和第三阀门。

一种处理高浓染料废水的装置的处理方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、在ph调节池中将废水的ph值调节至弱碱性；

步骤二、将步骤一处理得到的废水引入混凝沉淀池中；

步骤三、将步骤二处理得到的废水引入主体反应池中，主体反应池内填充铁碳填料，主体反应池底部不断进行臭氧曝气，臭氧气体在主体反应器内自下而上移动；主体反应池外侧安装的若干超声波振子开启；

步骤四、臭氧曝气过程中，主体反应池内部压力不断增大，当池内压力超过安全阀开启压力时，安全阀开始释放臭氧尾气，臭氧尾气通过管路送入射流器与废水混合；当主体反应池内部压力降低至安全阀回座压力时，安全阀关闭；

步骤五、将步骤三处理得到的一部分废水从出口处排出，另一部分废水与臭氧尾气混合后回流至主体反应池中。

进一步地，所述步骤一的ph值为7.5~8.5。

进一步地，所述的混凝沉淀池中加入的混凝剂为as、pfs、pac，投加量分别为210mg/l、135mg/l、80mg/l。

进一步地，所述的主体反应池反应期间，按照质量比h2o2:cod=0.05~0.1:1加入双氧水。

进一步地，所述的主体反应池反应期间，臭氧曝气量为100~200mg/l。

进一步地，所述的主体反应池中填充铁碳填料，铁碳填料质量与废水的体积比为1:3，铁碳填料为球状结构，填料内径为2~4cm。

进一步地，所述的主体反应池部分废水出水的废水循环比为4~6。

进一步地，所述的安全阀开启压力为0.2~0.3mpa，回座压力为0.12~0.14mpa。

进一步地，所述的混凝沉淀池内废水的停留时间为40min。

进一步地，所述的主体反应池内废水的停留时间为60min。

优点及效果：本发明的处理高浓染料废水的装置，通过微电解填料强化臭氧的传质效果，溶出的铁离子对臭氧具有催化作用，臭氧的存在降低了铁碳填料的的消耗；超声波与臭氧氧化技术结合使臭氧充分分散与溶解，在减少臭氧的投加量同时提高其氧化能力，借助于超声空化效应及其产生的物化作用来强化臭氧的分解，并产生大量的自由基；臭氧尾气的循环利用等，极大提高臭氧的利用率，减少臭氧和填料的投加量。本装置具有结构紧凑、空间利用率高、经济性好、处理效率高等优点。

附图说明

图1是本发明一种处理高浓染料废水的装置的结构示意图。

图2是主体反应池的结构示意图。

图中：1、污水提升泵；2、进水流量计；3、ph调节池；4、混凝沉淀池；5、第一阀门；6、射流器；7、主体反应池；8、电磁式计量泵；9、双氧水加药罐；10、安全阀；11、污水循环泵；12、循环流量计；13、第二阀门；14、无油空压机；15、空气过滤器；16、吸附干燥机；17、臭氧发生器；18、臭氧流量计；19、第三阀门；20、第四阀门；21、曝气管；22、臭氧曝气头；23、超声波振子；24、填料承托板；25、铁碳填料；26、超声波发生器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明加做进一步的说明。

实施例：如图1、图2所示，一种处理高浓染料废水的装置，包括：ph调节池3；混凝沉淀池4，混凝沉淀池4的进水端与ph调节池3的出水端相连；主体反应池7，主体反应池7进水端与混凝沉淀池4出水端相连；无油空压机14；吸附干燥机16，吸附干燥机16进气端与无油空压机14出气端相连，无油空压机14和吸附干燥机16之间设有空气过滤器15；臭氧发生器17，臭氧发生器17进气端与吸附干燥机16出气端相连，臭氧发生器17出气端通过管道与主体反应池7底部的曝气管21相连。ph调节池3进水管路上设有污水提升泵1和进水流量计2。混凝沉淀池4和主体反应池7之间设有第一阀门5和射流器6。主体反应池7的一部分废水出水输送入废水循环管路，另一部分废水出水通过第四阀门20排出，废水循环管路上设有污水循环泵11和循环流量计12，循环流量计12的出水通过三通管路连接于第一阀门5和射流器6之间，循环流量计12出水管路上设有第二阀门13。主体反应池7左侧设有双氧水加药罐9，双氧水加药罐9和主体反应池7之间设有电磁式计量泵8。主体反应池7顶部通过尾气收集管路连接安全阀10，安全阀10出口管路连接于射流器6。主体反应池7底部设有曝气管21，曝气管21上水平排列设有若干臭氧曝气头22，臭氧曝气头22上方设有填料承托板24，填料承托板24上放置铁碳填料25；所述主体反应池外侧位置安装有若干个超声波振子23，每个超声波振子23均与超声波发生器26连接。臭氧发生器17和主体反应池7之间设有臭氧流量计18和第三阀门19。

一种处理高浓染料废水的装置及处理方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、在ph调节池中将废水的ph值调节至弱碱性；

步骤二、将步骤一处理得到的废水引入混凝沉淀池中；

步骤三、将步骤二处理得到的废水引入主体反应池中，主体反应池内填充铁碳填料，主体反应池底部不断进行臭氧曝气，臭氧气体在主体反应池内自下而上移动；主体反应池外侧安装的若干超声波振子开启；

步骤四、臭氧曝气过程中，主体反应池内部压力不断增大，当池内压力超过安全阀开启压力时，安全阀开始释放臭氧尾气，臭氧尾气通过管路送入射流器与废水混合；当主体反应池内部压力降低至安全阀回座压力时，安全阀关闭；

步骤五、将步骤三处理得到的一部分废水从出口处排出，另一部分废水与臭氧尾气混合后回流至主体反应池中。

以初始浓度为4000mg/l的实际染料废水为例，废水在ph调节池3内将ph值调整至8左右，进入混凝沉淀池4，在混凝沉淀池4中加入60mg/l的pac，混凝沉淀池4中废水停留时间为40min，后进入主体反应池7中，在主体反应池7中加入200mg/l的双氧水，臭氧曝气量为100mg/l，主体反应池7中废水停留时间为60min，主体反应池7出水的40%回流后与臭氧尾气混合进入主体反应池7中，不断循环过程中，一部分废水排放。染料废水的cod去除率为82%，脱色率为90%。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。