专利名称：基于电化学和超滤的制革废水循环利用装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种制革废水的处理，尤其是涉及一种基于电化学和超滤的制革废水 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、脱毛浸灰废水和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)，C0D&20000(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%。(2)脱水浸灰废水脱毛浸灰废水是硫化物的污染源。废水C0D&20000 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)，CODcrIOOOO (mg/ L)，B0D52000mg/Lo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，因此目前比较合理 的是“原液单独处理、综合废水统一处理”的工艺路线，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BOD5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、BOD5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.基于电化学和超滤的制革废水循环利用装置，其特征在于设有格栅过滤机、调节池、 水力筛、絮凝反应池、纳米催化电解絮凝机、沉淀池、气浮装置、生化池、二沉池、二次纳米催 化电解絮凝机、过滤器和压滤机；所述格栅过滤机的废水入口外接综合废水水源，格栅过滤 机的过滤废水出口接调节池的入口，水力筛的入口接调节池的废水出口，絮凝反应池的入 口接水力筛的出口，絮凝反应池的沉淀出口经管道和泵接压滤机，纳米催化电解絮凝机的 入口接絮凝反应池的废水出口，纳米催化电解絮凝机的出口接沉淀池的入口，沉淀池的废 水出口接气浮装置的入口，沉淀池的沉淀出口经管道和泵接压滤机，气浮装置的渣出口经 管道和泵接压滤机，气浮装置的废水出口经泵接生化池，生化池的出口接二沉池的入口，二 沉池的生化处理后废水出口接二次纳米催化电解絮凝机的入口，二沉池的沉淀出口经管道 和泵接压滤机，二次纳米催化电解絮凝机的废水出口接过滤器的入口，过滤器的出水口接 超滤系统，超滤系统的透析液出口接再生循环水水池，超滤系统的浓缩液出口接废水排放 口，压滤机的滤液出口接生化池入口，压滤机的滤渣经传送带接污泥池。
2.如权利要求1所述的基于电化学和超滤的制革废水循环利用装置，其特征在于所述 气浮装置的渣出口设在气浮装置上部，所述气浮装置的废水出口设在气浮装置下部。
3.如权利要求1所述的基于电化学和超滤的制革废水循环利用装置，其特征在于所述 二沉池的生化处理后废水出口设在二沉池上部，所述二沉池的沉淀出口设在二沉池底部。
4.如权利要求1所述的基于电化学和超滤的制革废水循环利用装置，其特征在于所述 纳米催化电解机的阳极为以钛为基板，在基板表面覆盖有晶粒为15 32nm的纳米催化涂 层的惰性电极，所述纳米催化电解机的阴极为铁阴极、铝阴极、不锈钢阴极、钛或锌阴极。
5.基于电化学和超滤的制革废水循环利用方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的基于电化学和超滤的制革废水循环利用装置；所述方法包括如下步骤1)絮凝沉淀制革综合废水进入格栅过滤机过滤，除去大颗粒固体物后流入调节池混合，再将调节 池的废水泵入水力筛过滤脱毛发等杂质后流入絮凝反应池，加入絮凝剂和碱，进行絮凝反 应，沉淀经过泵和管道送入压滤机压滤，废水进入纳米催化电解絮凝机；2)纳米催化电解将经步骤1)絮凝沉淀处理的废水泵入纳米催化电解絮凝机电解；3)沉淀将经步骤2、纳米催化电解絮凝机电解处理后的废水流入沉淀池，沉淀池下部沉淀经 管道泵入压滤机过滤分离成滤液和污泥；4)气浮将步骤幻沉淀池上部废水流入气浮装置进行气浮分离，气浮装置上部分离的渣经管 道泵入压滤机过滤分离成滤液和污泥，滤液经管道流入生化池，气浮装置下部的废水泵入 生化池中；5)生化处理将经过步骤4)气浮装置下部的废水泵入生化池中，经过好氧或厌氧和好氧的处理，再 经二沉池沉淀分离，二沉池上部流出生化处理后废水，二沉池底部的沉淀经管道泵入压滤 机过滤分离成滤液和污泥，滤液经管道流入生化池，经过生化处理，从二沉池沉淀分离得生化处理废水；6)二次催化电解将经过步骤幻生化处理后二沉池上部流出的生化处理废水送入二次纳米催化电解机 絮凝机电解；7)过滤将经过步骤6) 二次催化电解机絮凝机电解所得废水经过滤器过滤，滤渣经管道泵入 压滤机过滤分离成滤液和污泥，滤液经管道进入超滤系统；8)超滤将经过步骤7)过滤所得废水经过超滤系统过滤得透析液和浓缩液，透析液出口接再 生循环水水池，超滤系统的浓缩液出口接废水排放口。
6.如权利要求5所述的基于电化学和超滤的制革废水循环利用方法，其特征在于在步 骤1)中，所述絮凝剂选自硫酸亚铁、硫酸铁、氯化铁、聚合硫酸铁中的一种；所述碱选自石 灰、氢氧化钠、碳酸纳中的一种。
7.如权利要求5所述的基于电化学和超滤的制革废水循环利用方法，其特征在于在步 骤2)中，所述电解的工作电压为2 500V，两电极间的电压为2 8V，电解密度为10 300mA/cm2，保持废水在纳米催化电解机中的停留时间为5 15min。
8.如权利要求5所述的基于电化学和超滤的制革废水循环利用方法，其特征在于在步 骤6)中，所述电解的工作电压为2 400V，两电极间的电压为2 8V，电流密度为10 300mA/cm2，废水在电解机内的停留时间为2 6min，废水的电解程度控制为0. 7 1. 0度 /m3。
9.如权利要求5所述的基于电化学和超滤的制革废水循环利用方法，其特征在于在步 骤7)中，所述过滤器采用砂滤机、多介质过滤机或微滤膜系统。
10.如权利要求5所述的基于电化学和超滤的制革废水循环利用方法，其特征在于在 步骤8)中，所述超滤为浸没式超滤、管式超滤或卷式超滤，所述浸没式超滤的截留分子量 为1000 100000MWC0，工作条件是常温 45°C，工作压力为3 20kPa，所述管式超滤或 卷式超滤的超滤膜的膜材料为陶瓷膜、金属膜、有机膜中的一种；所述管式超滤或卷式超滤 的超滤膜的膜材料的截留分子量为1000 100000MWC0，进压为3. 0 12. Obar,出压2. 0 11. Obar，压差 1. 0 2. Obar0
全文摘要
基于电化学和超滤的制革废水循环利用装置及其方法，涉及一种制革废水的处理。提供一种CODCr去除率高、化学药剂消耗少、产生污泥少、处理比较彻底、水回用率高的基于电化学和超滤的制革废水循环利用装置及其方法。装置设有格栅过滤机、调节池、水力筛、絮凝反应池、纳米催化电解絮凝机、沉淀池、气浮装置、生化池、二沉池、二次纳米催化电解絮凝机、过滤器和压滤机。方法包括絮凝沉淀、纳米催化电解、沉淀、气浮、生化处理、二次催化电解、过滤和超滤。
文档编号C02F103/24GK102145961SQ20111004440
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