公布日：2023.09.19
申請日：2023.06.01
分類號：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
本發明公開了一種水性漆生產廢水的處理裝置及處理方法。涉及廢水處理技術領域。上述廢水處理裝置，包括依次連接的第一混凝沉淀池、pH調節池、鐵碳微電解反應模塊、芬頓反應模塊和第二混凝沉淀池；上述鐵碳微電解反應模塊包括相互串聯的第一鐵碳微電解池和第二鐵碳微電解池；上述芬頓反應模塊包括相互并聯的第一模塊與第二模塊；其中，第一模塊包括相互串聯的第一芬頓反應器和第三芬頓反應器。廢水中的污染物在通過鐵碳微電解反應模塊和芬頓反應模塊后，可得到充分破鏈破乳，水中難降解有機物得到充分去除，單COD去除率可達到70％以上。
權利要求書
1.一種廢水處理裝置，其特征在于：包括依次連接的第一混凝沉淀池(200)、pH調節池(300)、鐵碳微電解反應模塊(400)、芬頓反應模塊(500)和第二混凝沉淀池(600)；所述鐵碳微電解反應模塊(400)包括相互串聯的第一鐵碳微電解池(450)和第二鐵碳微電解池(460)；所述芬頓反應模塊(500)包括相互并聯的第一模塊與第二模塊；其中，第一模塊包括相互串聯的第一芬頓反應器(520)和第三芬頓反應器(530)；其中，第二模塊包括相互串聯的第二芬頓反應器(540)和第四芬頓反應器(550)；所述芬頓反應模塊(500)中設有回流模塊。
2.根據權利要求1所述的廢水處理裝置，其特征在于：所述裝置中，靠近第一混凝沉淀池(200)的一端連接有集水池(100)，靠近第二混凝沉淀池(600)的一端連接有過濾器。
3.根據權利要求1所述的廢水處理裝置，其特征在于：所述第一鐵碳微電解池(450)和第二鐵碳微電解池(460)中皆設有支架(430)，支架(430)設置在距離池底20-30cm處。
4.根據權利要求3所述的廢水處理裝置，其特征在于：所述支架(430)上填充有鐵碳填料(410)，所述鐵碳填料(410)的粒徑為12-18mm，所述鐵碳填料(410)在第一鐵碳微電解池(450)或第二鐵碳微電解池(460)中容積占比為50-55％。
5.根據權利要求3所述的廢水處理裝置，其特征在于：所述支架(430)內設置若干篩網(440)，以將不同區域的鐵碳填料(410)隔開。
6.根據權利要求5所述的廢水處理裝置，其特征在于：所述篩網(440)內沿豎直方向均勻設置有直徑為50-70cm的多孔曝氣管(420)。
7.根據權利要求1所述的廢水處理裝置，其特征在于：所述第一芬頓反應器(520)、第三芬頓反應器(530)、第二芬頓反應器(540)和第四芬頓反應器(540)的皆為圓柱體結構，所述圓柱體結構中心處設置有紫外燈(510)管，且圓柱體結構內壁的材質采用反光材質。
8.一種利用如權利要求1至7任一項所述的廢水處理裝置來處理水性漆生產廢水的方法，其特征在于：包括以下步驟：S1廢水經收集后，流入第一混凝沉淀池(200)中，投加廢水處理藥劑；S2經過S1處理的廢水依次進入pH調節池(300)、鐵碳微電解反應模塊(400)和芬頓反應模塊(500)，其中，芬頓反應模塊(500)中設有回流模塊，以使得廢水多次在芬頓反應模塊(500)中進行處理；S3經過S2處理的廢水進入第二混凝沉淀池(540)，經處理，得到合格的出水。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于：所述廢水處理藥劑，包括以下組分：聚氯化鋁和聚丙烯酰胺，其中，聚氯化鋁和聚丙烯酰胺的重量份比為50-60：3-10。
10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于：所述pH調節池(300)中，pH維持在2.5-3.5。
發明內容
本發明所要解決的第一個技術問題是：
提供一種水性漆生產廢水的處理裝置。
本發明所要解決的第二個技術問題是：
提供一種利用所述的裝置來處理水性漆生產廢水的方法。
本發明還提出一種水性漆生產廢水的處理裝置在汽車水性漆生產中的應用。
為了解決所述第一個技術問題，本發明采用的技術方案為：
一種廢水處理裝置，包括依次連接的第一混凝沉淀池、pH調節池、鐵碳微電解反應模塊、芬頓反應模塊和第二混凝沉淀池；
所述鐵碳微電解反應模塊包括相互串聯的第一鐵碳微電解池和第二鐵碳微電解池；
所述芬頓反應模塊包括相互并聯的第一模塊與第二模塊；
其中，第一模塊包括相互串聯的第一芬頓反應器和第三芬頓反應器；
其中，第二模塊包括相互串聯的第二芬頓反應器和第四芬頓反應器；
芬頓反應模塊中設有回流模塊，以使得廢水多次在芬頓反應模塊中進行處理。
根據本發明的實施方式，所述技術方案中的一個技術方案至少具有如下優點或有益效果之一：
1、鐵碳微電解池采用雙池串聯，可以將鐵碳微電解去除目的污染物的效果達到最大化，實現1+1＞2的效果。
2、在光芬頓反應模塊中采用回流模塊，使反應停留時間大大增強，在光解作用下Fe3+還原為Fe2+重新參與芬頓反應，增加對芬頓試劑的催化作用，同時將試劑部分回流到鐵碳微電解前端，增強對污染物質的去除，進一步的，還能夠使整個系統可不需要額外增加Fe2+催化劑，減少藥劑使用成本。
3、廢水中的污染物在通過鐵碳微電解反應模塊和芬頓反應模塊后，可得到充分破鏈破乳，水中難降解有機物得到充分去除，單COD去除率可達到70％以上。
根據本發明的一種實施方式，鐵碳微電解反應模塊和芬頓反應模塊中的廢水pH值保持一致，以促進兩者的聯用。
根據本發明的一種實施方式，鐵碳微電解反應模塊和芬頓反應模塊中的廢水pH為2.5-3.5，具體的，現有技術中光芬頓反應采用pH普遍較高，為4-5，本發明對此進行優化。
根據本發明的一種實施方式，鐵碳微電解反應模塊和芬頓反應模塊中的廢水pH選自以下任一種pH或者任兩種pH構成的區間：2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4和3.5。
根據本發明的一種實施方式，所述廢水處理裝置中，靠近第一混凝沉淀池的一端連接有集水池，靠近第二混凝沉淀池的一端連接有過濾器。
根據本發明的一種實施方式，過濾器中還可以設置有分離件。分離件可以為濾網，也可以選用其他的過濾元件。
根據本發明的一種實施方式，所述第一鐵碳微電解池和第二鐵碳微電解池中皆設有支架，支架設置在距離池底20-30cm處，以充分考慮曝氣裝置的安裝間距及檢修。
根據本發明的一種實施方式，支架與池底之間的距離選自以下任一種距離或者任兩種距離構成的區間：20cm、21cm、22cm、23cm、24cm、25cm、26cm、27cm、28cm、29cm和30cm。
根據本發明的一種實施方式，所述支架的材質包括聚丙烯。支架用于支撐篩網及填料。
根據本發明的一種實施方式，所述支架上填充有鐵碳填料，所述鐵碳填料的粒徑為12-18mm，所述鐵碳填料在第一鐵碳微電解池或第二鐵碳微電解池中容積占比為50-55％。
根據本發明的一種實施方式，鐵碳填料的粒徑選自以下任一種粒徑或者任兩種粒徑構成的區間：12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm和18mm。
根據本發明的一種實施方式，鐵碳填料在第一鐵碳微電解池或第二鐵碳微電解池中容積占比選自以下任一種容積占比或者任兩種容積占比構成的區間：45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％和60％。
鐵碳填料粒徑12-18mm，該粒徑下能平衡最大填料比表面積與填料抗板結之間的關系，避免鐵碳填料過大比表面積導致填料板結，也避免了鐵碳填料過小的比表面積導致廢水處理效果變差。
根據本發明的一種實施方式，鐵碳填料采用桑尼環保的鐵碳微電解填料。
根據本發明的一種實施方式，所述支架內設置若干篩網，以將不同區域的鐵碳填料隔開。不同篩網內為反應的獨立個體。
根據本發明的一種實施方式，篩網用于避免鐵碳填料的大面積板結，具體的，篩網為模塊化產品，可依據水量不同而設置具體數目。
根據本發明的一種實施方式，所述篩網為占地50-60cm*50-60cm的篩網。
作為優選的，所述篩網為占地50cm*50cm的篩網。
根據本發明的一種實施方式，所述篩網內沿豎直方向均勻設置有直徑為50-70cm的多孔曝氣管，以進行曝氣供氧，同時多孔曝氣管也具有一定攪拌作用，防止填料板結。
根據本發明的一種實施方式，多孔曝氣管的直徑選自以下任一種直徑或者任兩種直徑構成的區間：50cm、51cm、52cm、53cm、54cm、55cm、56cm、57cm、58cm、59cm、60cm、61cm、62cm、63cm、64cm、65cm、66cm、67cm、68cm、69cm和70cm。
根據本發明的一種實施方式，作為一種優選的，多孔曝氣管的直徑選自50cm。
根據本發明的一種實施方式，所述第一芬頓反應器、第三芬頓反應器、第二芬頓反應器和第四芬頓反應器的皆為圓柱體結構，所述圓柱體結構中心處設置有紫外燈管，且圓柱體結構內壁的材質采用反光材質。圓柱體結構可以最大化避免流體死區，使得反應溶液相均勻混合，增大與紫外線的接觸面積。圓柱體結構內壁的材質采用反光材質，可以使芬頓反應溶液得到最大適度的光照。
根據本發明的一種實施方式，所述圓柱體結構中，設有接口，可以用于投加藥劑。
根據本發明的一種實施方式，投加的藥劑可以僅包括一種藥劑或含有無需先后順序的兩種及以上藥劑，此時可以設置一個接口進行藥劑的投加。
根據本發明的一種實施方式，投加的藥劑為多種需要分順序加入的藥劑，則可以設置多個依次連通的接口。
根據本發明的一種實施方式，還可以向芬頓反應器中投加雙氧水。
根據本發明的一種實施方式，廢水處理裝置中，鐵碳微電解反應模塊和芬頓反應模塊，在放置位置上，可以是平行放置的。也可以是非平行放置的，即鐵碳微電解反應模塊和芬頓反應模塊的連通處的水平位置不同。比如，在其中一些實施例中，相鄰的鐵碳微電解反應模塊和芬頓反應模塊的連通處中的一個位于另一個的頂部，相鄰的鐵碳微電解反應模塊和芬頓反應模塊的連通處中的另一個位于底部。這樣的設置可以使得廢水原液在從一個模塊移動至另一個模塊時，兩個模塊之間具有阻流的效果，使得廢水原液在移動過程中，與藥劑的混合更加地均勻。
為了解決所述第二個技術問題，本發明采用的技術方案為：
一種利用所述的廢水處理來處理水性漆生產廢水的方法，包括以下步驟：
S1廢水經收集后，流入第一混凝沉淀池中，投加廢水處理藥劑，以去除廢水中懸浮物質；
S2經過S1處理的廢水依次進入pH調節池、鐵碳微電解反應模塊和芬頓反應模塊，其中，芬頓反應模塊中設有回流模塊，以使得廢水多次在芬頓反應模塊中進行處理；
S3經過S2處理的廢水進入第二混凝沉淀池，經處理，得到合格的出水。
根據本發明的一種實施方式，步驟S1中的廢水，為水性漆生產廢水，其水質為CODcr≤5000mg/L，SS≤800mg/L，其B/C比(BOD5/CODcr)＜0.2，可生化性差。
根據本發明的一種實施方式，所述廢水處理藥劑，包括以下組分：聚氯化鋁和聚丙烯酰胺，其中，聚氯化鋁和聚丙烯酰胺的重量份比為50-60：3-10。
根據本發明的一種實施方式，聚氯化鋁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。
根據本發明的一種實施方式，所述pH調節池中，pH維持在2.5-3.5。
根據本發明的一種實施方式，pH調節池中的pH選自以下任一種pH或者任兩種pH構成的區間：2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4和3.5。
根據本發明的一種實施方式，所述鐵碳微電解反應模塊中的各鐵碳微電解池的空床停留時間皆為2h-3h。
其中，空床停留時間為無填料時水在池中的停留時間。
根據本發明的一種實施方式，步驟S2中，回流模塊的回流比為90-100％。
根據本發明的一種實施方式，步驟S2中，根據需要，也可以在回流模塊中增設回流加熱裝置，通過回流加熱裝置可以對廢水進行加熱，當回流加熱裝置的熱源選用水蒸氣時，回流加熱裝置在熱交換過程中獲得液態水。
根據本發明的一種實施方式，回流加熱裝置可以選用加熱器�；亓骷訜嵫b置一般具有進料端、出料端、進氣端、出氣端與出水端。一般而言，回流加熱裝置的進氣端用于通入高溫蒸汽。高溫蒸汽可以為新鮮生產的高溫水蒸氣，也可以是前一蒸發模塊中排出的水蒸氣。
根據本發明的一種實施方式，步驟S3中，廢水進入第二混凝沉淀池后，調節pH為2.5-3.5，并投加沉淀劑。
根據本發明的一種實施方式，第二混凝沉淀池中的pH選自以下任一種pH或者任兩種pH構成的區間：2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4和3.5。
根據本發明的一種實施方式，步驟S3中，還包括向第二混凝沉淀池中投加堿。
本發明的另一個方面，還涉及所述廢水處理裝置在汽車水性漆生產中的應用。包括如上述第1方面實施例所述的廢水處理裝置。由于該應用采用了上述廢水處理裝置的全部技術方案，因此至少具有上述實施例的技術方案所帶來的所有有益效果。
（發明人：丁嘉培;何國鋼;左青;吳鎮江;吳幼娥;曾偉;趙會芳）
