一种粘胶纤维污水深度处理装置的制作方法

本实用新型涉及一种污水处理装置，尤其涉及一种粘胶纤维污水深度处理装置。

背景技术：

粘胶短纤维是指从木材和植物藁杆等纤维素原料中提取的纤维素，或以棉短绒为原料，经加工成纺丝原液，再经湿法纺丝制成的人造纤维。它属于再生纤维素纤维，是以天然纤维素为原料，经碱化、老化、磺化等诸多工序制成可溶性纤维素磺酸酯，再溶于稀碱液制成粘胶，经湿法纺丝而制成。

在当前石油资源紧张的形势下，粘胶短纤维产量日趋增加，已成为主要的化纤品种之一。目前我国粘胶短纤维年产能350万t，占全球总产量的60％。粘胶短纤维的生产过程中会产生大量的酸、碱废水。酸性酸性废水主要由纺练纺丝工段和精炼酸洗工段产生,主要含碱纤维素、硫酸盐、稀硫酸、锌离子、硫化物。碱性废水主要由原液车间过滤工序拆装和洗布工段产生，主要含纤维素磺酸酯、烧碱、纤维素、硫化物等。这些污水如直接排放将造成严重的水污染和大量纤维资源的流失浪费。

目前，目前国内外粘胶纤维生产废水预处理系统大都采用酸碱中和法处理。生化处理采用传统活性污泥法、CASS等工艺。据统计，国内典型的粘胶纤维企业的污水经过以上典型的物化一级处理和生物二级处理后排放COD可大致控制在80～120mg/l范围内，随着地方及行业污水排放标准的不断提高，大部分污水距离达到新的排放标准具有一定差距，需进一步深度处理。

当前研究和应用较多的污水深度处理技术有膜分离法、吸附法、催化氧化法、Fenton氧化法等工艺，根据污水回用要求和水质特点，常常选择以上一种或几种技术联合使用。

粘胶纤维污水处理出水中含有未经处理完全的纤维素、半纤维素、游离菌胶团及胶体颗粒等物质，由于带有同种电荷，因此上述颗粒间存在静电斥力、表面水化学作用、胶体布朗运动等，使其在水中具有分散稳定性，难以通过自然沉淀得以去除，进而导致水中COD含量偏高。

混凝沉淀技术介绍：

在工业废水和生活废水处理中，混凝沉淀技术是一种很重要的物化处理方法，通过向水中投加一些药剂(通常称为混凝剂及助凝剂)，混凝剂在水中通过电离和水解等化学作用使水中难以沉淀的胶体颗粒能互相聚合而形成胶体，然后通过胶体的压缩双电层作用、吸附电性中和、吸附架桥作用和沉析物网捕作用等与水体中的杂质和有机物胶体结合形成更大的颗粒絮体，颗粒絮体在水的紊流中彼此易碰撞吸附，形成絮凝体(亦称绒体或矾花)。絮凝体具有强大吸附力，不仅能吸附悬浮物，还能吸附部分细菌和溶解性物质。絮凝体通过吸附，体积增大而下沉。

传统的混凝机理主要包括以下几个方面：

1)压缩双电层作用：

废水中的悬浮粒子一般带有负电荷，使颗粒问互相排斥。粒子越大或比表面积越大，对粒子表面电荷的影响也越大，因而粒子间不能互相接近，也不能凝聚，处于稳定的悬浮状态。当加入某种带有相反电荷的药剂后，反粒子浓度的增加使胶体扩散层厚度减小，静电排斥势能逐渐降低，当排斥势能降为0时，胶体就失去稳定性，胶粒与胶粒就可以进行碰撞凝聚，使胶体脱稳，形成大块的颗粒最终沉淀下来。

2)吸附-电中和作用：

天然或合成的高分子化合物，或由高价电解质，如铁盐、铝盐等，在水质经水解缩聚而形成高分子物质，具有强烈的吸附作用。研究认为高分子的吸附驱动力包括氢键、共价键、极性键、静电引力和范德华引力等等。具体特性由高分子物质本身的结构和胶体特性决定。

带有负电荷的胶体溶液中加入带有正电荷的胶体溶液后，产生了电中和作用。导致胶粒表面的电位降低，悬浮胶体的排斥势能降低，胶体间的引力增加，从而相互凝聚、脱稳最后沉淀下来。

3)吸附-架桥作用：

高分子与胶粒间发生强烈吸附后，同一个高分子可以和不同的胶体连在一起产生架桥连接作用，从而促使粒子变大而易于沉淀。然而，当高分子过多时，胶粒表面被高分子所覆盖，接近的胶粒受到压缩变形而具有排斥势能，或者由于带电高分子的互相排斥，使胶粒不能凝聚，这种作用称为胶体保护作用。

4)网捕-卷扫作用：

加入混凝剂形成较大的沉淀颗粒后，沉淀的胶体颗粒可以网捕、卷带水中的细小胶粒形成更大的絮状物一起沉淀。这是一种机械作用，水中的胶体杂质的多少决定所需混凝剂的量。

次氯酸钠氧化技术介绍：

次氯酸钠有与氯气有相同的氧化消毒作用，其机理是次氯酸钠在溶液中水解后生成的次氯酸(HClO)，HClO分子极不稳定，分解生成OCl-在被还原的过程中，极易得到电子而具有极强的氧化性，同时HClO还能分解生成具有强氧化作用的新生态氧[O]，这就使得次氯酸钠具有很强的氧化性，所以次氯酸钠既能氧化大多数有机物也能氧化无机物。它能与饱和脂肪酸、含活性氢、还原性氢和易氧化官能团(不饱和官能团、双键)的有机物反应，从而去除COD。

另外次氯酸钠的强氧化性能破坏有色基团碳碳双键、羧基、偶氮基、硝基、硫化羧基等，使这些发色基团发生断裂或改变其化学结构，从而脱除废水的颜色。

该技术去除效率率高，抗冲击能力强，运行处理成本相对低廉，在粘胶纤维污水深度处理领域具有明显的优势。

FENTON氧化工艺介绍：

Fenton法是发现最早和研究成果最多的高级氧化法，Fenton反应体系是利用Fe2+的均相催化作用使强氧化剂H2O2催化分解产生羟基自由基(·OH)氧化有机物分子，并使其降解成为小分子有机物或矿化为CO2、H2O等无机物质的反应过程。

近年来，为进一步提高H2O2催化分解产生·OH的效率，将紫外线(UV)、光能(Photo)、超声(US)、微波(MW)和电能(Electro)等能量源引入Fenton法之中，形成了与Fenton法反应机理相近的改进Fenton法或称类Fenton法，如H2O2+UV、Photo-Fenton、US-Fenton、MW-Fenton及Electro-Fenton试剂法等。Fenton法主要影响因素为污水水质、pH、H2O2与Fe2+用量及摩尔比、反应时间等。类Fenton还要考虑UV、US、电场等因素对反应的影响。pH一般在2～4范围内，有利于该反应的进行。

Fenton法或类Fenton法具有氧化能力强、反应速率快、反应条件温和及适用范围广的特点，能有效降低污水中污染物浓度，并生成了易于生物降解的中间产物，为后续的生化系统提供易于处理的水质条件，但也存在药剂消耗量大、产生污泥量大和出水含大量铁离子等问题。

现有技术中的方法如图1所示，首先污水进入ph调节池，通过投加硫酸，控制ph在3～4，然后进入快速混合池，在该池内投加反应药剂双氧水和硫酸亚铁，然后进入FENTON反应池进行化学氧化反应，以去除大部分的有机污染物，反应池出水进入ph中和池，通过投加氢氧化钠溶液进行酸碱中和，为了消除fenton反应中未反应完全的双氧水，以减少其对后续沉淀的不利影响，还需进入脱气池，并投加助凝剂，起到脱气和絮凝反应目的，最后进入沉淀池进行泥水分离，达标外排。

上述现有技术的缺点是：

1、用反推法，根据本实用新型的优点来找对应的缺点；

1、药剂消耗大，工作劳动强度大、运行成本高。

2、双氧水存在运输储存过程中安全问题，不宜规模化使用。

3、使用过程中，外加酸碱及盐量较多，导致外排水含盐量较高，难以满足日后环保要求。

4、反应单元负责，操作控制难度较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种处理效果稳定、成本低廉、操作简便易于管理的粘胶纤维污水深度处理装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的粘胶纤维污水深度处理装置，包括混凝沉淀单元和次氯酸钠氧化单元；

所述混凝沉淀单元包括依次连接的快混池、絮凝反应池、沉淀池，所述次氯酸钠氧化单元包括化学氧化池，所述沉淀池与所述化学氧化池连接；

所述快混池设有絮凝剂添加装置，所述絮凝反应池设有助凝剂添加装置，所述化学氧化池设有次氯酸钠添加装置。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的粘胶纤维污水深度处理装置，通过“混凝沉淀+化学氧化”的联合使用，在满足最新国家排放标准要求同时，降低运行费用；减少占地；降低操作强度，控制简便。

附图说明

图1为现有技术中处理装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的粘胶纤维污水深度处理装置的工艺流程示意图。

图3为本实用新型实施例提供的粘胶纤维污水深度处理装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。

本实用新型的粘胶纤维污水深度处理装置，其较佳的具体实施方式是：

包括混凝沉淀单元和次氯酸钠氧化单元；

所述混凝沉淀单元包括依次连接的快混池、絮凝反应池、沉淀池，所述次氯酸钠氧化单元包括化学氧化池，所述沉淀池与所述化学氧化池连接；

所述快混池设有絮凝剂添加装置，所述絮凝反应池设有助凝剂添加装置，所述化学氧化池设有次氯酸钠添加装置。

所述沉淀池底部连接有污泥浓缩脱水单元。

所述化学氧化池连接有检测水池。

本实用新型针对粘胶纤维污水深度处理的要求，提供一种处理效果稳定、成本低廉、操作简便易于管理的粘胶纤维污水深度处理装置，通过“混凝沉淀+化学氧化”的联合使用，在满足最新国家排放标准要求同时，降低运行费用；减少占地；降低操作强度，控制简便。

本实用新型包括混凝沉淀单元和次氯酸钠氧化单元。

粘胶纤维污水经过二级生化处理的出水进入混凝反应沉淀池。混凝剂可采用PAC、硫酸亚铁等，通过控制反应pH、混凝剂投加量及反应沉淀时间取得较好的去除效果。

混凝反应沉淀池出水进入化学氧化池，通过控制pH、氧化剂投加量及反应时间来最终满足出水水质要求。

相对于其他技术(如臭氧催化氧化技术和Fenton氧化技术)，本实用新型工艺流程简单，出水效果良好，投资和运行成本低廉。经试验证明，该工艺方案用于粘胶纤维污水的深度处理，可以将出水COD降低至50mg/l以下，完全可以达到地方和行业新的排放标准的要求。

具体实施例：

如图2、图3所示，处理污水为粘胶纤维二级生物处理出水，工艺流程参照图1，该方法包括混凝沉淀工艺和次氯酸钠化学氧化工艺。

二级生化处理出水进入快混池，在此投加PAC约100～150mg/l，投加PAM约0.5～1mg/l，控制反应pH在7～9.5，经混凝反应沉淀，上清液进入后续单元，沉淀下来的物化污泥进入污泥浓缩脱水单元进一步处理。

混凝沉淀池出水进入化学氧化池。经次氯酸钠的氧化降解，进一步去除COD、氨氮、硫化物和色度等污染物质。

经过本实用新型所提供的技术方案处理该实例中的污水，在进水COD≤150mg/l，悬浮物≤100mg/l情况下，处理后出水COD≤50mg/L、悬浮物≤20mg/L。

本实用新型通过混凝沉淀和次氯化钠化学氧化相结合，可以满足最新排放标准要求，不仅减少了环境污染，而且降低运行费用，减少工作操作强度，提高使用安全，自动化程度高、使用效果好。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。