专利名称：预处理高盐染料废水的新方法
技术领域：
本发明涉及到高效、低耗预处理高盐染料废水的新方法。
背景技术：
染料废水具有高色度、成分复杂、难生物降解和含无机盐量高等特点，将其直接排放会严重危害水生环境和人类健康。为此，深入探究高效、低耗、安全、经济地处理高盐染料废水的新方法是发展现代化水处理技术的必然趋势。目前，处理高盐染料废水的方法主要包括光催化氧化、电催化、混凝沉淀、Fenton氧化、膜技术和微电解及其强化法(如微波、超声与曝气强化，Fenton、臭氧与电解耦合)等，但是上述诸方法在处理效率、能耗和经济性等方面均存在不同缺陷和问题。因此，优先开发高效、安全、低耗和经济性好的高盐染料废水处理新方法，对水环境污染治理及确保水资源可持续利用具有十分重要的现实意义和实用价值。
发明内容
高效、低耗废水处理技术是当前发展的趋势，本发明的目的是基于微电解法顺应了该主流发展，但在应用中仍面临如填料板结、沟流和铁料钝化等而导致处理效率降低的现实问题，提供一项高效、低能耗去除高含盐染料废水的色度和化学需氧量(COD)，实现其可生化、达标排放或膜分离等预处理高盐染料废水的新方法。本发明的预处理高盐染料废水新方法，其主要过程如下:(I)在一体化微电解反应器中调节固液比为25.0 50.0%，将某体积高盐染料废水连续地注入反应器内，相继开启回流泵和气泵，使废水在填料塔与回流池之间形成循环流，从而导致填料呈悬浮态；(2)将直流电源正负极分别连接到电极对上，调节输入电压，经一定运行时间后完成高盐染料废水的氧化还原处理；(3)对上述处理后的出水实施混凝沉淀，完成达标排放或可生化性或循环再利用等;(4)整体运行过程为序批式处理。本发明与现行技术相比，凸显下列优势:
(1)所用一体化微电解反应器是将电解与微电解巧妙地集约成一体，凸显了占地面积小、成本 与能耗低、操作简单、安全好以及效率高等。
(2)在循环水流协同曝气和外电场的耦合作用下，降低了污染物在填料层的蓄积概率，缓解了板结与污染；
(3)高盐染料废水的脱色率接近100.0%，COD去除率可达65.0-90.0%，且操作简单易
行；
(4)呈现处理效率高、能耗低、运行安全和成本低等特点。
图1为本发明预处理高盐废水的新方法工艺流程示意 图中1-进水口 ；2_填料塔；3_电极对；4_回流池；5_回流泵；6_液体流量计；7-气泵；8-时间继电器；9_气体流量计；10-沉淀池；11-出水口 ； 12-加药口 ； 13-排泥口 ；14_压滤机；15-污泥外运。图2为图1所示方法中填料塔的结构示意图。
具体实施例方式结合附图和实例对本发明予以详细地阐述。参见附图1，本发明预处理高盐染料废水的新方法主要包含以下过程:(I)调节固液比为25 50%，将某一体积含盐染料废水通过进水口 I连续地注入一体化微电解反应器的填料塔2和回流池4中，相继开启回流泵5和气泵7，回流液与气体从各设施底部进入填料塔2和回流池4中实现水气完全混合，且通过时间继电器8交替调控，同时回流比和曝气量分别使用液体流量计6和气体流量计9调节；(2)将直流电源的正负极分别连接电极对3上，选择输入电压在3.0 30.0V内，经一定停留时间后通过测定出水色度和化学需氧量(COD)，判定该高盐染料废水的处理效果；(3)经上述(I)和(2)处理后，出水经回流池出口4进入沉淀池10，借助加药口 12完成混凝沉淀处理，经排泥口 13外运污泥，而出水由沉淀池出口 11外排，经水质分析(色度和化学需氧量(COD))，判断其达标排放或可生化性或循环再利用等可能的出路。上述处理过程为序批式。曝气量为80.0L/h，回流流速16.0L/h。据拟处理高盐染料废水的化学需氧量(COD)，调控固液比和停留时间(5.0 48.0小时)。 实施例1:
利用一体化微电解反应器处理天津某企业实际皮革染料废水，其水质为:外观呈深黑色，色度^ 100,000(稀释倍数)；含盐量(以NaCl计)=9.0 10.0%;C0D = 4200.0 4500.0mg/L ；pH = 5.5 6.0 ;SS = 1800.0 1900.0mg/L。在固液比=50.0%、曝气量=80.0L/h、回流量=16.0L/h、负载电压=20.0v以及停留时间=24h等工艺条件下，其出水水质:色度 200 (稀释倍数)，色度去除率为99.8% ;C0D在700.0mg/L以内，染料去除率达83.9% ;能量消耗(ECcqd) ^ 21.9 (kWh kg—1 COD)。该出水可进入后续生化池完成深度处理而达标排放。实施例2:
利用一体化微电解反应器处理天津某染料企业实际废水，其水质为:外观呈深红色，色度& 2000(稀释倍数);含盐量(以 NaCl 计)^ 5.0% ；C0D = 1500.0 1600.0mg/L ；pH=5.5 7.5 ;SS = 0.38 0.44mg/L。在固液比=50.0%、曝气量=80.0L/h、回流量=
16.0L/h、负载电压=9.0v以及停留时间=5h等工艺条件下，其出水水质:色度 50(稀释倍数)，色度去除率达97.5% ;C0D在185.0mg/L以内，染料去除率达88.1% ;能量消耗(ECcod) ^2.1S(Whkg-1COD)0该出水可适度稀释后排放或进入后续膜分离单元实现回用。实施例3:
利用一体化微电解反应器处理天津某染料企业实际废水，其水质为:外观深暗红色，色度& 130,000 140，000(稀释倍数)；含盐量(以NaCl计)^ 13.0 14.0% ；COD =28，000.0 30，000.0mg/L ；pH = 5.0 6.0 ;SS = 800.0 900.0mg/L ;TDS = 1700.0
1800.0mg/Lo在固液比=50.0%、曝气量=80.0L/h、回流量=16.0L/h、负载电压=18.0v以及停留时间=42h等工艺条件下，该出水水质:色度 500 (稀释倍数)，色度去除率达99.5% ;C0D 在 10050.0mg/L 以内，染料去除率达 64.1% ;能量消耗(ECcod) ^ 47.9 (kWhkg^COD)。该出水稀释后进入后续膜分离单元实施深度处理。
由此可见，本发明的预处理高盐染料废水新方法，与现行微电解或强化微电解法相比，呈现出高效率和低能耗的主流发展理念，具有十分广阔的应用前景。
权利要求
1.一项预处理高盐染料废水的新方法，其特征在于涵盖如下内容(1)在一体化微电解反应器中调节固液比为25. O 50. 0%，即将某一体积含盐染料废水连续地注入上述反应器中，相继开启回流泵和气泵，使废水在填料塔与回流池之间形成循环流，从而导致填料呈悬浮态；(2)将直流电源的正负极分别连接到电极对上，调节输入电压在3. O 30. OV内，经一定停留时间后，测定出水色度和化学需氧量(COD)，判定该高盐染料废水的处理效果；(3)对上述(2)出水实施混凝沉淀，完成达标排放或可生化性或循环再利用等。
2.根据权利要求I所述预处理高盐染料废水的新方法，其特征在于所用一体化微电解反应器是将电解与微电解巧妙地集约成一体，凸显了占地面积小、成本和能耗低、操作简单、安全性好以及效率高等优点。
3.根据权利要求I所述预处理高盐染料废水的新方法，其特征在于填料由海绵铁/活性炭混合而成，其体积比为O. 5 2 I ;填料与废水的体积比(固液比)控制在25. O 50. 0%。
4.根据权利要求I所述预处理高盐染料废水的新方法，其特征在于借助时间继电器控制曝气与回流量交替实施，其曝气强度在I. 6 36. OmVh范围内；回流量是总进水流量的20 200倍。
5.根据权利要求I所述预处理高盐染料废水的新方法，其特征在于负载于填料塔上中下的电极对，其间距在3. O 5. O厘米之间。
6.根据权利要求I所述预处理高盐染料废水的新方法，其特征在于处理过程为序批式。
7.根据权利要求I所述预处理高盐染料废水的新方法，其特征在于可用于处理垃圾渗滤液、石化、制药、制革和印染等难生物降解工业废水。
全文摘要
本发明公开一项预处理高盐染料废水的新方法将一定体积高盐染料废水注入一体化微电解器中，相继开启水泵和气泵，借循环水流和曝气的双重推力，使铁/碳填料呈悬浮态；接通直流电，据废水的化学需氧量(COD)调控输入电压，经某一停留时间后测定出水的色度和COD，判定其水质；对上述出水实施混凝沉淀，完成达标排放或可生化性等；该处理过程为序批式。其特征在于在循环水流协同曝气和外电场的耦合作用下，其高盐染料废水的脱色率接近100.0％，COD去除率达65.0-90.0％。本方法不仅有效地去除高盐染料废水的色度和COD，而且操作简单、能耗低，比现行的微电解或复合微电解法凸显高效率和低能耗的主流发展理念。
文档编号C02F1/461GK103214066SQ20131018606
公开日2013年7月24日 申请日期2013年5月20日 优先权日2013年5月20日
发明者文晨, 杨志清, 余曦 申请人:天津工业大学