一种用于高含盐难降解染料废水治理的渗坑装置的制作方法

本实用新型属于环保技术领域。涉及一种用于高含盐难降解染料废水治理的渗坑装置。

背景技术：

高含盐工业废水是指总含盐质量分数1％以上的废水。高含盐工业废水的产生途径广泛，而且水量也逐年增加，其主要来自煤化工、纺织、造纸、染料、石油和天然气等生产加工行业。根据生产过程不同，高含盐工业废水的化学组成、有机物的种类及性质等差异较大，且含有部分难降解有机物。其中高含盐废水中的染料废水生产原材料毒性大，排放废水成分复杂，COD 值高、色度高，废水间歇排放、水质水量随时间变化较大，其中所含盐类物质多为SO4^2-、Na⁺离子等，有机物种类较多，因此对环境造成的危害较大。

生物处理法具有经济、高效、无害，运行稳定性、降解效率高，无二次污染等的特点常常受到人们的青睐。针对盐度小于3.5%工业废水的特点，目前一般采用采用生物法对此类废水进行处理，对于盐度大于3.5%工业废水多数企业兑水后进行生物处理，但是随着水环境压力增加，兑水造成大量水资源浪费，同时给治理增加成本。同时，尽管目前关于生物法处理高含盐工业废水的研究较多，但生物法只能去除废水中的有机物和氨氮等，对废水中的无机盐类没有去除效果，对于大多数内陆地区，含盐量太高也是外排废水标准中限制指标，因此对高含盐废水需要进一步采用其他技术进行废水脱盐。本方法对渗坑污水和底泥实现了坑塘底泥的无害化处理，缩减了固体废物填埋量，对废水实现资源化回收，对社会、经济和环境的效益得到显著改善，为建设资源节约型、循环经济型和环境友好型提供技术支持。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种用于高含盐难降解染料废水治理的渗坑装置，通过物化法、微生物强化法与膜技术的耦合与协同作用，实现高含盐工业废水深度处理与脱盐回用技术，该技术实现了高去除率，经济适用，能够稳定处理，无二次公害。

为实现上述目的，本实用新型公开了如下的技术方案：

一种用于高含盐难降解染料废水治理的渗坑装置，其特征在于该渗坑装置包括预处理酸碱调节池、fenton氧化塔、微生物强化作用池、活性碳吸附再生塔、碟管式反渗透膜、三效蒸发装置、活性碳滤池、回转式烘干机、热解装置；

其中预处理酸碱调节池1与Fenton池氧化塔2、微生物强化作用池3、活性碳吸附塔4、活性碳再生塔5、碟管式反渗透膜6、三效蒸发装置7、冷却塔8、活性碳滤池9依次相连；渗坑装置同时与回转式烘干机10、热解装置11依次相连接。

本实用新型公开的一种用于高含盐难降解染料废水治理的渗坑装置与现有技术相比，所具有的积极效果在于：

（1）利用本实用新型的装置可以降解水中的化学污染物，尤其是高含盐难降解的有机污染物具有去除效率高、无二次污染的特点。

（2）本实用新型创造性地将简单的方法进行技术集成，通过预处理，微生物强化、活性碳吸附再生的深度处理，蝶管式反渗透膜、三效蒸发结晶等技术集成，能有效的处理高含盐废水并使之达标成景观水体。具有废水回用、废水价值组分循环利等优点。同时对渗坑底泥进行了回转式烘干机干燥和热解将底泥减量化和无害化，适合工业化应用和大规模推广。

附图说明

图 1为染料废水渗坑污水底泥处理工艺流程图：

图2为染料废水渗坑污水底泥处理结构示意图；其中

图2中的数字含义如下：

预处理酸碱调节池1 Fenton池氧化塔2、 微生物强化作用池3、

活性碳吸附塔4、 活性碳再生塔5、 碟管式反渗透膜6、

三效蒸发装置7、 冷却塔8、 活性碳滤池9 、

回转式烘干机10、 热解装置11。

具体实施方式

下面通过具体的实施方案叙述本实用新型。除非特别说明，本实用新型中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本实用新型的范围，本实用新型的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本实用新型实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本实用新型的保护范围。本实用新型所用原料及试剂均有市售。本实用新型所用到的蝶管式反渗透膜、火山泥市场有售； 本实用新型用到的芽孢杆菌的获得方法，详见文献报道，文献描述了枯草芽孢杆菌的获得方法和生化特性。菌株保存完好，天津市环境保护科学研究院可以免费对外提供。实验室获得（见文献1，2，3），（见专利ZL201520752010.0，一种黏胶废水在内陆地区趋于零液排放的处理装置，ZL201520752009.8，一种黏胶纤维工业废水处理装置），具体菌制剂制作方法见专利（一种多通道高效生物填料及其制备方法与应用：ZL 201410647541.3）。

实施例1

用于高含盐难降解染料废水治理的渗坑装置（见图2），首先将废水渗坑一份为二，将一个渗坑废水集中到另一个渗坑中，然后将渗坑中被污染的底泥清理并进行回转式烘干机干燥和热解，将热解后的无污染物的污泥回到渗坑中,清空的渗坑底部铺土工膜，用于储存处理后的废水，同理处理另一个渗坑水和底泥；

该渗坑装置包括预处理酸碱调节池、fenton氧化塔、微生物强化作用池、活性碳吸附再生塔、碟管式反渗透膜、三效蒸发装置、活性碳滤池、回转式烘干机、热解装置；其中预处理酸碱调节池1与Fenton池氧化塔2、微生物强化作用池3、活性碳吸附塔4、活性碳再生塔5、碟管式反渗透膜6、三效蒸发装置7、冷却塔8、活性碳滤池9依次相连；渗坑底泥通过回转式烘干机10、热解装置11依次相连接，其作用是对渗坑底泥进行无害化处理。

实施例2

强化微生物好氧生化处理,将高含盐染料废水的COD由3800mg/L到250-350mg/L左右；强化作用是向系统中投加高效菌种/菌剂，采用好氧活性污泥法的好氧池或者接触氧化法进行生物处理，通过增强生物量提高污染物的降解，从而达到染料废水有机污染物物质的去除效果；生物增强作用不仅可以有效地消除污泥膨胀，而且可减少污泥产量，可以改善出水水质，菌制剂进行高含盐染料废水的处理，可以减少池体面积太大，降低投资成本。

一次投加高效菌制剂是一天水量每吨水投加0.8Kg菌制剂，所述的菌制剂指的是：枯草芽孢杆菌干菌体+火山泥，重量配比为1:1；枯草芽孢杆菌浓度为1×10⁴个/ml的菌。

活性碳吸附方法使用的是连续活性炭吸附再生技术，将高含盐染料废水的COD由250-350mg/L到80-100mg/L左右原水从碳塔下部进入，通过与各段处于流动状态的粒状活性炭混合，对原水中的有机物质进行吸附和去除。活性炭从碳塔上部加入，从上往下依次和原水混合，最后从碳塔底部排出。原水和活性炭对流接触，由于新碳是从上往下，而原水是从下往上，从而能够一直获得良好的水质。这样获得质量相当稳定的出水，可以对该出水进行二次利用，大幅减少需外排的废水数量，同时节约大量的水消耗成本。

对吸附饱和的活性碳多段活性碳再生窑进行再生。废炭储槽中的活性炭经泵输送至再生炉进料槽中，在多段再生炉中通过燃烧机精确控制再生所需的温度。一般控制在氧气含量在1%以下，碳炉排气含高浓度CO与H₂，设置燃烧室再加温至 750℃以上，使废气完全氧化为CO₂与H₂O。后燃烧室排出之高温废气，以废热锅炉回收蒸汽，蒸汽可提供三效蒸发使用。活性碳再生废气含有粉尘(炭粉)、硫化物(如使含硫燃油)等污染物、故设有洗涤塔等有效净化设备，使尾气排放符合环保法规。同时，通过蒸汽活化系统将蒸汽均匀的、适量的作用在活性炭表面上，以求达到最佳的活化效果。

经多段再生炉处理过的活性炭，与水混成炭浆状态，输送至再生炉上方供给槽，通过槽体下方出口侧，落入多段再生炉第一层内。（见专利ZL201520752010.0，一种黏胶废水在内陆地区趋于零液排放的处理装置）

蝶管式反渗透膜只允许水分子透过，而不允许溶质通过。用高压泵使处于半透膜一侧的废水压力超过渗透压时，废水中的水分子就能够透过膜进入另一侧，从而获得纯净水。而废水中的溶解与非溶解的无机盐，重金属离子，有机物，菌体，胶体等物质无法通过半透膜，只能留在浓缩水。

浓缩的高含盐废水增加蒸发结晶工艺，结晶后的盐晶体元明粉（Na₂SO₄·2H₂O）可以出售，蒸发出的水蒸汽低含盐也含有COD，脱去盐分的废水可以回到前段生化处理系统，进行生化达标处理。

三效蒸发是目前盐溶液浓缩脱盐常用的方法，并采用并流流程方式。溶液和二次蒸汽同向依次通过各效。因为前效压力高于后效，料液可借压差流动。但末效溶液浓度高而温度低，溶液粘度大，因此传热系数低。

三效蒸发，包括蒸发过程和结晶过程。在蒸发浓缩过程中，由于盐度较高，采用高速循环的外循环加热器，有利于蒸发浓缩系统的生产与运行。三效蒸发浓缩工艺，将三个蒸发器串联运行的蒸发操作，使蒸汽热能得到多次利用，从而提高热能的利用率。从而提高热能的利用率用，节约能源设计，符合目前倡导的节能减排、循环经济发展的原则。第一蒸发器成为第一效，以生蒸汽作为加热蒸汽，其余两个成为第二效、第三效。均以其前一效的二次蒸汽作为加热蒸汽，从而可大幅度减少生蒸汽的用量。多效蒸发流程可以分为并流流程、逆流流程、错流流程。在无机盐生产过程中，采用自动化工艺，减少工人劳动强度。包装系统设有专用的吸尘系统以消除扬尘，减轻粉尘对工人身体的危害。

在处理工艺运行过程中，三效蒸发为封闭及微负压运行状态，末端尾气有喷淋设施吸收尾气；真空设备为蒸汽喷射泵设备，喷射出的气体经过热交换器冷凝回收，进行后端处理。因此在蒸发过程中没有废气外排。脱去盐分的蒸发出的低含盐水蒸汽中含有COD，可以回到生化处理系统，进行生化达标处理。

实施例3

天津某区染料化工厂废水坑塘，始用于1971年，厂内目前主要有两个坑，一个用于储存红色废渣，坑塘呈现不规则的矩形，约266米长，75米宽， 面积约20000平方米，废渣约深2米，目前储有污水约40000方，初期测试废渣储量约6000-8000方；另有一坑用于储存深褐色废渣，160米长，150米宽，占地24000平米，坑深约2米，储有污水约为40000方，初期测试污泥约50000-62000方左右。对这二个渗坑治理之前首先将废水坑塘一份为二，将一个坑塘废水集中到另一个坑塘中；将清空的坑塘与被污染的底泥清理并进行回转式烘干机干燥和热解，热解的污泥进行减量化和无害化后回填渗坑中；清空的坑塘底部铺土工膜，用于储存处理后的废水，同理处理另一个坑塘水和底泥；坑塘底泥处理规模为40000m3，热解后减少固体废物填埋量1/3，蒸发结晶后回收无机盐约352吨。渗坑污水COD一般在5000-8000 mg/L以上，相对而言，BOD较低，废水BOD与COD的比值小于0.3。对该废水首先进行预处理pH调节后除去锌离子，通过fenton氧化提高废水可生化性后进行微生物强化作用除去大部分废水中COD和氨氮等有机污染物后进行活性碳吸附再生塔，出水COD达到95mg/L后进行蝶管式反渗透膜浓缩，浓液进行三效蒸发，膜出水和三效蒸发冷凝水集中后通过活性碳滤池，废水COD达到38mg/L。Fenton氧化塔的废渣回到渗坑底泥进行回转式烘干机干燥和热解无害化处理。工程处理废水80000m³，工程COD减排624吨，将处理后的废水放置于一个坑塘后形成景观水体，灵一个坑塘将处理后无害化的底泥回填，扩展土地24000m²。通过集成技术，使污水、污泥、废渣均得到了高效处理，实现了资源的有效回收，改善了坑塘周边的生态环境。

实施例4

浙江某染料厂废水，碱性玫瑰精红色滤液色度高达 100-150 万倍，染料、颜料生产的基本原料是苯、萘、蒽醌类有机物，芳族化合物苯环上的氢被卤素、硝基、氨基取代以后生成的芳族卤化物、芳族硝基化合物、芳族胺类化合物、联苯等多苯环的取代化合物，有单环或多环芳香类化合物，杂环类化合物较多，毒性都是较大。废水的 BOD/CODCr之比不足 0.01，各项指标为：pH 值为3.13，色度为 200 倍，含含盐量为 3.14%，废水 CODCr为 6511mg/L。通过一系列废水处理后，出水其各项指标为：pH 值为 6.83，色度为 10 倍，含含盐量为0.46%，废水 CODCr为48mg/L。具体的每个单元的作用见下表：

以上是对本本实用新型渗坑污水处理及底泥处理集成技术。用于帮助理解本实用新型， 但是本实用新型的试验方式并不受实施例的限制，其他的人和未背离本实用新型原理下所作的改变、 修饰、 替代、 组合、 简化均应为等效的置换方式， 都包含在本实用新型的保护范围之内。

参考文献：

1、段云霞，郑先强，吕晶华，等，甲苯降解菌的降解特性及生物强化作用的研究，环境污染与防治，2011，7（33）：50-53。

2、段云霞，韩振为，隋红，李鑫钢。生物通风技术中微生物对污染物甲苯二种形式降解的对比研究。农业环境科学学学报，2004, (3):475-478

3、吕晶华，段云霞，许丹宇.等.高效苯胺降解菌的分离鉴定及其降解特性，城市环境与城市生态 2016,29（1）：32-34。