一种电解电容器及电极箔废水处理方法及处理系统与流程

本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种电解电容器及电极箔废水处理方法及处理系统。

背景技术：

近年来，随着我国铝电解电容器产业的成倍增长，我国电容器用铝箔行业也迅速跨越式成长。全世界铝箔的年生产量和消费量已从1995年的1万吨左右发展到目前约10万吨的水平。产业市场前景广阔，但同时也伴随着该行业排放废水的不断增加，处理该类废水的任务也越来越重。

该行业主要设置有三条生产线，低压腐蚀生产线、化成生产线和净水剂生产线。其中腐蚀生产线分为一次腐蚀和二次腐蚀，用到的主要原材料有：20％盐酸、8％硫酸、3％磷酸、3％硝酸等，在交流电的作用下首先进行一次腐蚀使光箔表面形成初始蚀孔，再进行二次腐蚀使蚀孔进一步活化、扩孔，使其形成更多的海绵状孔洞，以扩大铝箔的有效面积。最后在通过几次清洗步骤，清洗掉铝箔表面残留的腐蚀液和孔洞内的杂质，这一步工序会产生大量含高浓度硝酸根、磷酸根的清洗废水。

化成生产线主要采用1％～5％的己二酸铵作为原材料，配合5％磷酸，采用直流电源，以铝箔为正极，电极板为负极，在电场作用下，使铝箔表面生成三氧化二铝氧化膜介质，通过五级化成步骤以控制氧化膜的厚度，制成各种耐电压(vf)规格的化成箔。此工序产生含高磷酸根、高有机物含量的冲洗废水。

净水剂生产线主要废水产生为净水剂车间的地面冲洗废水、设备冲洗废水以及喷淋塔废水。

除上述介绍的三条生产线外，另外附带生活污水及食堂废水，形成污染物种类不同，指标不同、浓度不同、水量不同的各股废水，需找寻有针对性的处理工艺，对各股废水进行区分整理，相应预处理后再综合处理的模式使处理废水做到达标排放。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电解电容器及电极箔废水处理方法及处理系统，以解决上述现有技术存在的问题，实现铝箔行业废水中的有机物彻底降解、总氮、总磷的有效去除，并且整个工艺的产泥量小，大部分能够在系统内消化污泥，有效减少了污泥处理的投资及运行费用，具有运行成本低、操作管理简单等优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种电解电容器及电极箔废水处理方法，包括如下步骤：

s1：高磷废水、高氮废水、高cod废水、低浓度废水、生活污水分别进入对应收集池均质废水水质，并分别进行曝气搅拌，曝气强度为2～4m³/(m²·h)；

s2：将所述高磷废水经过除磷反应池，通过添加除磷药剂使废水中的磷发生絮凝反应；

s3：将发生絮凝反应后的高磷废水接入除磷沉淀池进行泥水分离，污泥排入污泥浓缩池，上清液接入综合处理系统的a/o处理池内；

s4：将所述高氮废水通入脱氮反应池和硝化池进行脱氮预处理，出水接入综合处理系统的a/o处理池内；

s5：将所述低浓度废水泵入气浮处理系统，通过添加药剂，在气浮池中废水中的悬浮颗粒、油渍以及其他脂肪类污染物通过水中释放的微气泡，附着在微气泡上随着微气泡的上升而上浮来到液体表面后通过刮渣系统刮除；出水接入综合处理系统的a/o处理池内；

s6：将所述高cod废水和生活污水直接泵入综合处理系统的a/o处理池内；

s7：将所述预处理后的高磷废水、高氮废水、低浓度废水及高cod废水和低浓度废水在a/o处理池中收集并均匀混合；

s8：在所述a/o处理池内进行鼓风曝气，降解废水中的有机污染物并脱氮除磷；

s9：a/o处理池出水自流入二沉池，污泥在底部沉降，部分回流a/o处理池内，部分定期排入污泥浓缩池，上清液进入物化处理系统的反应池内；

s10：所述反应池添加絮凝剂使废水中的有机物、悬浮物进一步混凝反应；

s11：将所述混凝反应后废水进入物化沉淀池进行泥水分离，清水排入清水池达标外排，沉淀污泥排入污泥浓缩池；

s12：所述污泥浓缩池中的污泥经过压滤，泥饼外运处置。

可选的，所述步骤s2中，加碱调节废水ph值为9～10，添加石灰和pam；所述石灰的添加量为1～3kg/m³废水，所述pam的添加量为0.005～0.01kg/m³废水

可选的，所述步骤s4中，高cod废水能够部分接入脱氮反应器内，以补充反硝化反应碳源；反硝化反应池设有三相分离器，能够将气、液、固三相有效分离；反硝化反应池反应器的水力停留时间1.5～2.0d，反应器内部反应温度控制在35～38℃；硝化池设置鼓风曝气，曝气量为5～6m³/(m²·h)。

可选的，所述步骤s5中添加碱调节ph至9～10，再添加自产净水剂pac及pam药剂，所述自产净水剂pac为，所述自产净水剂pac的添加量为0.15～0.3kg/m³废水，所述pam的添加量为0.005～0.01kg/m³废水；浮渣及底部沉泥均排污污泥浓缩池中。

可选的，在所述步骤s8好氧处理前，调节ph值为7.5～8.5；所述a/o处理池内缺氧、好氧综合处理过程中，缺氧处理的溶解氧≤0.2mg/l，碳氮比为4：1～5:1，缺氧处理的曝气量为0.5～1.0m³/(m²·h)；好氧处理的溶解氧为3～5mg/l，好氧处理的曝气量为5～6m³/(m²·h)；将好氧处理后的泥水混合液按回流比为330～450％，回流至a/o处理池的缺氧池中。

可选的，将所述步骤s9中二沉池的沉淀污泥按回流比为150％～300％，回流至缺氧处理和好氧处理过程中。

可选的，步骤s10中所述混凝反应过程中添加自产净水剂pac和pam；所述自产净水剂pac的添加量为0.15～0.3kg/m³废水，所述pam的添加量为0.005～0.01kg/m³废水；混凝反应过程中调节ph值为7～8；物化沉淀处理后还得到物化沉淀污泥，将所述物化沉淀污泥排污污泥浓缩池后进行压滤浓缩处理。

可选的，步骤s12中通过添加阳离子pam调节污泥性状，所述阳离子pam添加量为0.002～0.0005kg/m³污泥。

本发明还提供一种电解电容器及电极箔废水处理系统，包括依次并行设置的高磷废水收集池、高氮废水收集池、高cod废水收集池、低浓度废水收集池和生活污水收集池；所述高磷废水收集池通过串行连接的除磷反应池和除磷沉淀池连接有综合处理系统，所述高氮废水收集池通过串行连接的反硝化反应池和硝化池与所述综合处理系统连接，所述低浓度废水收集池通过气浮处理系统后与所述综合处理系统连接，所述高cod废水收集池和生活污水收集池通过管道与所述综合处理系统连接，所述综合处理系统连接有清水池；所述除磷沉淀池、气浮处理系统和综合处理系统分别与污泥浓缩池连通。

可选的，综合处理系统包括经管道依次连通的a/o处理池、二沉池、物化反应池和物化沉淀池；a/o处理池包括连通的缺氧池和好氧池；所述好氧池与二沉池连通；所述好氧池与缺氧池之间设置有硝化液回流装置；所述二沉池与缺氧池和好氧池之间设置有污泥回流装置，所述二沉池连通有污泥浓缩池；所述的除磷沉淀池、气浮处理系统、二沉池及物化沉淀池均分别设置有与所述污泥浓缩池连通的排泥管及排泥泵。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明针对电解电容器及电极箔废水高磷高氮高有机物的特点，进行废水依其污染物指标及浓度分类整理，以物化预处理为前段处理工艺路线；采用“a/o处理池+二沉池+混凝沉淀”的综合处理工艺为核心，其中，缺氧、好氧综合处理能够同步进行脱氮除磷以及去除cod、降低色度，有效解决了废水中氮、磷难处理等问题；本发明能够将电解电容及电极箔废水中的cod从5000mg/l降低至500mg/l以下，将废水中的磷酸盐从1500mg/l降低至5mg/l以下，同时将废水中的氨氮含量从200mg/l降低至25mg/l以下。出水可以达到《污水排入城镇下水道水质标准》(gb/t31962-2015)中c等级标准(cod≤500mg/l、氨氮≤25mg/l，总氮≤70mg/l，p≤5mg/l)，且整个工艺的产泥量小，有效减少了污泥处理的投资及运行费用，具有动力消耗低、运行成本低、操作管理简单、运行稳定等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为电解电容器及电极箔废水处理系统位置连接关系示意图；

其中，1为高磷废水收集池、2为高氮废水收集池、3为高cod废水收集池、4为低浓度废水收集池、5为生活污水收集池、6为除磷反应池、7为反硝化反应池、8为除磷沉淀池、9为硝化池、10为气浮处理系统、11为a/o处理池、12为二沉池、13为物化反应池、14为物化沉淀池、15为清水池、16为污泥浓缩池。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种电解电容器及电极箔废水处理方法及处理系统，以解决上述现有技术存在的问题，实现铝箔行业废水中的有机物彻底降解、总氮、总磷的有效去除，并且整个工艺的产泥量小，大部分能够在系统内消化污泥，有效减少了污泥处理的投资及运行费用，具有运行成本低、操作管理简单等优点。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明的目的在于针对现有技术之不足，主要采用先分类整理各股废水，分为高磷废水、高氮废水、高cod废水，低浓度废水及生活污水五大类，再对各类废水进行预处理。其中高磷废水采用物化除磷工艺，高氮废水采用脱氮反应器预先脱氮，低浓度废水采用气浮装置去除部分有机物和杂质，预处理后再进入综合处理系统继续处理，高cod废水和生活污水直接进入综合处理系统。综合处理采用“a/o处理池+二沉池+混凝沉淀池”为主的工艺路线。

本发明方法能够针对性对的氮、磷等高浓度污染物做预先去除，降低或尽量避免对后续综合生化处理系统的影响，随后再一并进行综合好氧生化处理。该工艺能够有效解决行业废水中氮磷含量高、有机物浓度高且难处理的难题。实现铝箔行业废水中的有机物彻底降解、总氮、总磷的有效去除，并且整个工艺的产泥量小，大部分能够在系统内消化污泥，有效减少了污泥处理的投资及运行费用，具有运行成本低、操作管理简单等优点。

本发明提供一种电解电容器及电极箔废水处理方法，如图1所示，具体包括如下步骤：

s1：高磷废水、高氮废水、高cod废水、低浓度废水、生活污水分别进入各自对应的高磷废水收集池1、高氮废水收集池2、高cod废水收集池3、低浓度废水收集池4和生活污水收集池5均质废水水质；

s2：将高磷废水经过除磷反应池6，通过添加除磷药剂使废水中的磷发生絮凝反应；

s3：将发生絮凝反应后的高磷废水接入除磷沉淀池8进行泥水分离，污泥排入污泥浓缩池16，上清液接入综合处理系统的a/o处理池11内；

s4：将高氮废水进行脱氮预处理，即反硝化反应池7(detn)和硝化池9。反硝化反应池7在缺氧条件下，利用不同梯度的反硝化菌群，有机物为电子供体，硝化池9回流的硝酸根为电子受体，在菌群异养过程中将硝酸根最终转化为n2排出水体，实现废水的高效脱氮。出水接入综合处理系统的a/o处理池11内；

s5：将低浓度废水泵入气浮处理系统10。通过添加药剂，在气浮处理系统10中废水中的悬浮颗粒、油渍以及其他脂肪类污染物通过水中释放的微气泡，附着在微气泡上随着微气泡的上升而上浮来到液体表面后通过刮渣系统刮除。出水接入综合处理系统的a/o处理池11内；

s6：将高cod废水和生活污水直接泵入综合处理系统；

s7：将预处理后的高磷废水、高氮废水、低浓度废水及高cod废水和低浓度废水在a/o处理池11中收集并均匀混合；

s8：在a/o处理池11内进行鼓风曝气，降解废水中的大部分有机污染物并脱氮除磷；

s9：a/o处理池11出水自流入二沉池12，污泥在底部沉降，部分回流好氧池内，部分定期排入污泥浓缩池16。上清液进入物化处理系统的物化反应池13内；

s10：物化反应池13添加絮凝剂使废水中的有机物、悬浮物进一步混凝反应；

s11：将混凝反应后废水进入物化沉淀池14进行泥水分离，清水排入清水池15达标外排，沉淀污泥排入污泥浓缩池16；

s12：污泥浓缩池16中的污泥经过压滤，泥饼外运处置。

综合处理系统包括串联的a/o好氧生化处理和物化深度处理。

步骤s1中收集池都配套曝气搅拌系统，曝气强度为2～4m³/(m²·h)。步骤s2中，加碱调节废水ph值为9～10，添加石灰和pam；石灰的添加量为1～3kg/m³废水，pam的添加量为0.005～0.01kg/m³废水；步骤s3中，除磷沉淀池优选为辐流式沉淀池，所选刮泥机的线速度为2～3m/min，转速为1～3r/h；

步骤s4中，高cod废水可以部分接入脱氮反应器内，以补充反硝化反应碳源；反硝化反应池(detn)设有三相分离器，将气、液、固三相有效分离；其反应器的水力停留时间优选为4d，反应器内部反应温度控制在35～38℃；硝化池设置鼓风曝气，曝气量为5～6m³/(m²·h)，硝化池停留时间优选为4d；将硝化处理后的泥水混合液按回流比为330～450％，回流至反硝化脱氮池中。

步骤s5中添加碱调节ph至9～10，再添加自产净水剂pac及pam药剂，自产净水剂pac的添加量为0.15～0.3kg/m³废水，pam的添加量为0.005～0.01kg/m³废水；将沉淀池浮渣及底部沉泥均排污污泥浓缩池中；经过气浮分离大部分含油物质及部分悬浮物，降低浮油对后续处理的影响；本发明对气浮的参数没有特殊限定，采用本领域常规的气浮参数即可。

在步骤s8好氧处理前，调节ph值为7.5～8.5；缺氧、好氧(a/o)综合处理过程中，缺氧处理的溶解氧≤0.2mg/l，碳氮比为(4～5):1，缺氧处理的曝气量为0.5～1.0m³/(m²·h)；好氧处理的溶解氧为3～5mg/l，好氧处理的曝气量为5～6m³/(m²·h)。在本发明中，缺氧、好氧处理的总的水力停留时间优选为2天，各处理阶段的水力停留时间优选的相等。在本发明中，缺氧、好氧综合处理的污泥沉降比(sv30)优选为70％～80％；在本发明中，优选的将好氧处理中产生的硝化液，回流至缺氧处理过程中。本发明优选将硝化液按回流比为330～450％，更优选为350～400％。本发明优选在上述回流比条件下将硝化液回流至缺氧处理过程中，有利于满足缺氧条件下异氧菌反硝化作用对no3-的需求，且有利于降低能耗。将步骤s9中二沉池的沉淀污泥按回流比为150％～300％，回流至缺氧处理和好氧处理过程中；二沉池的表面负荷优选为0.7m³/(m²·h)。

本发明在生化处理后，将生化处理后的废水进行絮凝、泥水分离获得达标出水。在本发明中，絮凝处理过程中优选的向废水中投加絮凝剂和混凝剂；本发明对于絮凝剂和混凝剂的种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的试剂即可，在本发明的实施例中，优选的采用聚合氯化铝(自产净水剂pac)絮凝剂和阴离子聚丙烯酰胺(pam)混凝剂，自产净水剂pac絮凝剂中al2o3含量优选为24％，pam混凝剂的分子量优选为1200万。在本发明中，自产净水剂pac的添加量为0.15～0.3kg/m³废水，pam的添加量为0.005～0.01kg/m³废水；混凝反应过程中加碱调节ph值为7～8；本发明通过絮凝处理，去除废水中的悬浮物(ss)、进一步降低cod并降低色度。

在本发明中，物化沉淀处理的目的是实现泥水分离，使出水更加清澈，避免污泥流失。本发明对于泥水分离的具体操作条件没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的操作条件即可。本发明在物化沉淀处理后，所得出水即达到排放标准，可以直接排放。物化沉淀处理后还得到物化沉淀污泥，将物化沉淀污泥排污污泥浓缩池后进行压滤浓缩处理。

步骤s12中，污泥压滤机优选为板框压滤，通过添加阳离子pam调节污泥性状，阳离子pam添加量为0.002～0.0005kg/m³污泥。

本发明还提供一种电解电容器及电极箔废水处理系统，该系统中涉及的各个收集池、沉淀池以及处理池的结构均是现有已知的，本发明保护的主要是其布置和连接方式，具体的，其连接关系如图1所示，包括依次并行设置的高磷废水收集池1、高氮废水收集池2、高cod废水收集池3、低浓度废水收集池4和生活污水收集池5；高磷废水收集池1通过串行的管道连接除磷反应池6和除磷沉淀池8，并最终通过管道连接有综合处理系统，高氮废水收集池2通过串行的管道连接有反硝化反应池7和硝化池9，并最终与综合处理系统通过管道连接，低浓度废水收集池4通过管道与气浮处理系统10连通后，气浮处理系统10与综合处理系统通过管道连接，高cod废水收集池3和生活污水收集池5通过管道与综合处理系统连接，综合处理系统通过管道连接有清水池15；除磷沉淀池8、气浮处理系统10和综合处理系统分别与污泥浓缩池16连通。附图1中，除磷反应池6、气浮处理系统10和物化反应池13上方的箭头表示各自添加相应药剂的位置。

综合处理系统包括经管道依次连通的a/o处理池11、二沉池12、物化反应池13和物化沉淀池14；a/o处理池11包括通过管道连通的缺氧池和好氧池，好氧池与二沉池12连通；好氧池与缺氧池之间设置有硝化液回流装置；二沉池12与缺氧池和好氧池之间设置有污泥回流装置，二沉池12连通有污泥浓缩池16。除磷沉淀池8、气浮处理系统10、二沉池12及物化沉淀池14均设置有排泥管及排泥泵连通污泥浓缩池16。

本发明针对电解电容器及电极箔废水高磷高氮高有机物的特点，进行废水依其污染物指标及浓度分类整理，以物化预处理为前段处理工艺路线；采用“a/o处理池+二沉池+混凝沉淀”的综合处理工艺为核心，其中，缺氧、好氧综合处理能够同步进行脱氮除磷以及去除cod、降低色度，有效解决了废水中氮、磷难处理等问题；本发明能够将电解电容及电极箔废水中的cod从5000mg/l降低至500mg/l以下，将废水中的磷酸盐从1500mg/l降低至5mg/l以下，同时将废水中的氨氮含量从200mg/l降低至25mg/l以下。出水可以达到《污水排入城镇下水道水质标准》(gb/t31962-2015)中c等级标准(cod≤500mg/l、氨氮≤25mg/l，总氮≤70mg/l，p≤5mg/l)，且整个工艺的产泥量小，有效减少了污泥处理的投资及运行费用，具有动力消耗低、运行成本低、操作管理简单、运行稳定等优点。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。