皮革废水深度处理系统及方法与流程

本发明涉及废水处理的环保领域，特别是涉及一种皮革废水深度处理系统及方法。

背景技术：

制革废水污染负荷高，废水成分复杂，不仅味臭、色度、悬浮物、氨氮、耗氧物污染大，而且含有重金属离子和硫化物等有毒物质。制革废水处理工艺常采用先物化后生化相结合的方式，然而多数工程实践证明，采用先物化后生化相结合的方式处理皮革废水，出水COD一般在200mg/L以上，虽然采用了较长的生化停留时间来换取系统的相对稳定运行，但难以去除废水中一些难降解有机物，仅可勉强达到《制革及毛皮加工工业水污染物排放标准》(GB30486-2013)的间接排放标准。

国内外在废水的深度处理领域有不少相关技术付诸应用，如混凝沉淀、臭氧氧化法、活性炭吸附法、膜-反渗透法等。但在运行费用一致的情况下，皮革废水深度处理的去除效率较低。

技术实现要素：

基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种皮革废水深度处理系统及方法，能低成本、高效深度处理皮革废水，处理效果好。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种皮革废水深度处理系统，包括：

一号絮凝反应池、一号斜管沉淀池、缓冲池、调酸池、配水装置、催化氧化塔、脱气池、调碱池、二号絮凝反应池、二号斜管沉淀池、PAC投加装置、PAM投加装置、催化及药剂投加装置、酸投加装置、碱投加装置和鼓风机；其中，

所述一号絮凝反应池与一号斜管沉淀池、缓冲池、调酸池、配水装置、催化氧化塔、脱气池、调碱池、二号絮凝反应池和二号斜管沉淀池顺次连接；

所述一号絮凝反应池设置引入皮革废水生化出水的废水进水管；

所述二号斜管沉淀池设置废水达标排放的排放管；

所述PAC投加装置与所述一号絮凝反应池连接；

所述PAM投加装置分别与所述一号絮凝反应池和所述二号絮凝反应池连接；

所述FeSO₄投加装置和H₂O₂投加装置均与所述催化氧化塔连接；

所述酸投加装置与所述调酸池连接；

所述碱投加装置与所述调碱池连接；

所述鼓风机分别与所述脱气池、调酸池和调碱池连接。

本发明实施方式还提供一种皮革废水深度处理方法，采用本发明所述的皮革废水深度处理系统，包括以下步骤：

生化池之后的二沉池出水为所处理的皮革废水生化出水，该皮革废水生化出水重力自流经进水管进入所述处理系统的一号絮凝反应池，与所述一号絮凝反应池内投加的PAC、PAM通过搅拌混合，经过三级絮凝反应形成大粒径絮体，进入一号斜管沉淀池内进行固液分离，降低SS；

所述一号斜管沉淀池的出水重力自流入缓冲池，在所述缓冲池进行水质与水量均化后，所述缓冲池出水自流进入调酸池，在所述调酸池内经鼓风机的空气搅拌，污水与酸快速混合，pH调节至5～6；

所述调酸池出水经泵送入配水装置，所述配水装置根据催化氧化塔的数量进行水量分配，分配后的出水通过重力流管路进入所述催化氧化塔；

污水以布水方式进入所述催化氧化反应塔，在催化氧化反应塔内与流化状态的催化剂进行催化氧化发生羟基反应去除水中有机污染物后，与回流水配水后出水；

所述催化氧化塔的出水通过重力自流进入脱气池；

污水在所述脱气池内通过空气搅拌脱除氧化反应过程产生的气体；

所述脱气池出水通过重力自流进入调碱池，在调碱池内通过空气搅拌，污水与碱快速混合，pH回调至中性；

所述调碱池出水通过重力自流进入二号絮凝反应池，污水与PAM通过搅拌混合，经过絮凝反应，形成大粒径絮体；

所述二号絮凝反应池的出水进入二号斜管沉淀池进行固液分离后，经排放管达标排放。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的皮革废水深度处理系统及方法，其有益效果为：

该深度处理系统采用絮凝沉淀加非均相Fenton处理，相对于其他化学氧化技术而言，具有操作过程简单，反应迅速、无需复杂设备的特点；相对于均相Fenton技术而言，①提高了催化剂的使用率，减少了硫酸亚铁和双氧水的投加，处理成本相对减少；②化学污泥量相对减少；③反应条件更温和，pH值的范围更广；④出水盐度和电导率明显改善，反色现象不明显，更有利于回用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的皮革废水深度处理系统示意图；

图1中：1-一号絮凝反应池；2-一号斜管沉淀池；3-缓冲池；4-调酸池；5-配水装置；6-催化氧化塔；7-脱气池；8-调碱池；9-二号絮凝反应池；10-二号斜管沉淀池；11-PAC投加装置；12-PAM投加装置；13-FeSO₄投加装置；14-H₂O₂投加装置；15-酸投加装置；16-碱投加装置；17-原污泥处理装置；A-进水管；B-排放管。

图2为本发明实施例提供的催化氧化塔构造示意图；

图2中：20-反应器主体；21-废水进水口；22-布水器；23-流化床；24-出水口；25-回流管；26-催化剂投加口。

具体实施方式

下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

如图1所示，本发明实施例提供一种皮革废水深度处理系统，是一种絮凝沉淀加非均相Fenton的处理系统，包括：

一号絮凝反应池、一号斜管沉淀池、缓冲池、调酸池、配水装置、催化氧化塔、脱气池、调碱池、二号絮凝反应池、二号斜管沉淀池、PAC投加装置、PAM投加装置、催化及药剂投加装置、酸投加装置、碱投加装置和鼓风机；其中，

所述一号絮凝反应池与一号斜管沉淀池、缓冲池、调酸池、配水装置、催化氧化塔、脱气池、调碱池、二号絮凝反应池和二号斜管沉淀池顺次连接；

所述一号絮凝反应池设置引入皮革废水生化出水的废水进水管；

所述二号斜管沉淀池设置废水达标排放的排放管；

所述PAC投加装置与所述一号絮凝反应池连接；

所述PAM投加装置分别与所述一号絮凝反应池和所述二号絮凝反应池连接；

所述FeSO₄投加装置和H₂O₂投加装置均与所述催化氧化塔连接；

所述酸投加装置与所述调酸池连接；

所述碱投加装置与所述调碱池连接；

所述鼓风机分别与所述脱气池、调酸池和调碱池连接。

上述深度处理系统，所述一号絮凝反应池底部的排泥管和二号絮凝反应池底部的排泥管分别与原皮革废水的原始污泥处理装置连接。

上述深度处理系统还包括：加药间和鼓风机房，所述PAC投加装置、PAM投加装置、催化及药剂投加装置、酸投加装置和碱投加装置均设在所述加药间内；

所述催化及药剂投加装置包括：FeSO₄投加装置、H₂O₂投加装置和催化剂投加装置；

所述鼓风机设在所述鼓风机房内。

上述深度处理系统中，PAC投加装置、PAM投加装置、催化及药剂投加装置、酸投加装置和碱投加装置均由药剂储罐，与该药剂储罐连接的加药管，和设置在所述加药管上的加药泵构成。

如图2所示，上述深度处理系统中，催化氧化反应塔包括：

反应器主体，其下部设置废水进水口，该反应器主体内从下至上依次设置布水器、流化床，该反应器主体的上部设置出水口；

该反应器主体的上部设有回流口，该回流口经设有循环泵的回流管与所述布水器连接，形成回流与出水的自动配水系统；

所述反应器主体内填充有固态催化剂，该反应器主体下部设置催化剂投加口。

上述深度处理系统中，一号絮凝反应池和二号絮凝反应池内均设有机械搅拌装置。

上述深度处理系统中，配水装置，位于所述的催化氧化塔的顶端，对催化氧化塔进行水量分配。

本发明实施例还提供一种皮革废水深度处理方法，采用本发明所述的皮革废水深度处理系统，包括以下步骤：

生化池之后的二沉池出水为所处理的皮革废水生化出水，该皮革废水生化出水重力自流经进水管进入所述处理系统的一号絮凝反应池，与所述一号絮凝反应池内投加的PAC、PAM通过搅拌混合，经过三级絮凝反应形成大粒径絮体，进入一号斜管沉淀池内进行固液分离，降低SS；

所述一号斜管沉淀池的出水重力自流入缓冲池，在所述缓冲池进行水质与水量均化后，所述缓冲池出水自流进入调酸池，在所述调酸池内经鼓风机的空气搅拌，污水与酸快速混合，pH调节至5～6；

所述调酸池出水经泵送入配水装置，所述配水装置根据催化氧化塔的数量进行水量分配，分配后的出水通过重力流管路进入所述催化氧化塔；

污水以布水方式进入所述催化氧化反应塔，在催化氧化反应塔内与流化状态的催化剂进行催化氧化发生羟基反应去除水中有机污染物后，与回流水配水后出水；

所述催化氧化塔的出水通过重力自流进入脱气池；

污水在所述脱气池内通过空气搅拌脱除氧化反应过程产生的气体；

所述脱气池出水通过重力自流进入调碱池，在调碱池内通过空气搅拌，污水与碱快速混合，pH回调至中性；

所述调碱池出水通过重力自流进入二号絮凝反应池，污水与PAM通过搅拌混合，经过絮凝反应，形成大粒径絮体；

所述二号絮凝反应池的出水进入二号斜管沉淀池进行固液分离后，经排放管达标排放。

上述皮革废水深度处理系统采用絮凝沉淀加非均相Fenton处理皮革废水，处理效果可靠，出水可以满足《制革及毛皮加工工业水污染物排放标准》(GB30486-2013)的直接排放标准。

下面对本发明实施例具体作进一步地详细描述。

如图1所示，本实施例的皮革废水深度处理系统，是一种絮凝沉淀加非均相Fenton的系统，包括：一号絮凝反应池、一号斜管沉淀池、缓冲池、调酸池、配水装置、催化氧化塔、脱气池、调碱池、二号絮凝反应池、二号斜管沉淀池、加药间和鼓风机房，其中，加药间内设置各药剂投加装置、鼓风机房内设置鼓风机；通过该深度处理系统可使皮革废水达到《制革及毛皮加工工业水污染物排放标准》(GB30486-2013)的直接排放标准。具体的，该深度处理系统中，一号絮凝反应池通过重力流管路连接生化池之后的二沉池，一号絮凝反应池内设置三级机械搅拌，一号絮凝反应池通过重力流管路接至一号斜管沉淀池；加药间内设置PAC、PAM投加装置，药剂通过泵送至一号絮凝反应池；

一号斜管沉淀池通过重力流管路接至缓冲池；一号斜管沉淀池底部设有排泥管，污泥通过泵送至皮革废水原污泥处理系统；

缓冲池通过孔洞与调酸池连接。

调酸池通过泵送至配水装置；加药间内设置酸投加装置，药剂通过泵送至调酸池。

配水装置通过重力流管路接至催化氧化塔。

催化氧化塔通过重力流管路接至脱气池；催化氧化塔内部设有布水装置、承托层、出水装置，外部设有取样管、泄空管、回流管；加药间内设置硫酸亚铁、双氧水、催化及药剂投加装置，药剂通过泵送至催化氧化塔。

脱气池通过重力流管路接至调碱池；鼓风机房内设置鼓风机，气通过鼓风机送至脱气池，并进行空气吹脱。

调碱池通过重力流管路接至二号絮凝反应池；加药间内设置碱投加装置，药剂通过泵送至调碱池；鼓风机房内设置鼓风机，气通过鼓风机送至脱气池，并进行空气搅拌。

二号絮凝反应池，经过机械搅拌，通过重力流管路接至二号斜管沉淀池；加药间内设置PAM投加装置，药剂通过泵送至二号絮凝反应池。

二号斜管沉淀池通过重力流管路接至排放点；二号斜管沉淀池底部设有排泥管，污泥通过泵送至皮革废水原污泥处理系统。

加药间内设置酸、碱、硫酸亚铁、双氧水、催化剂、PAC和PAM的投加装置，投加装置含加药泵(可采用螺杆泵)、储药罐和计量泵，或配药装置和计量泵，药剂通过计量泵或螺杆泵送至对应的反应单元。

鼓风机房内设置鼓风机，通过管路送至对应的反应单元。

本发明的皮革废水深度处理系统，处理皮革废水的步骤如下：

步骤1：生化池之后的二沉池出水，COD在300mg/L左右，SS在30mg/L左右，重力自流入所述的一号絮凝反应池，与PAC、PAM通过机械搅拌混合，经过三级絮凝反应，形成较大粒径的絮体，并在所述的一号斜管沉淀池内进行固液分离。作为优选，PAC投加量在50mg/L左右，PAM投加量在0.5mg/L左右，三级絮凝的搅拌速率分别为：8rpm、5.2rpm、3.8rpm。斜管沉淀池的表面负荷为1.5m³/m²·h，斜管孔径宜大于80mm，管斜长宜取1000mm，斜角宜为60°。出水COD在280mg/L左右，SS在15mg/L左右。

步骤2：进一步降低SS后，出水重力自流入所述的缓冲池，水质、水量均化后，穿过孔洞自流入所述的调酸池。池内设空气搅拌，污水与酸快速混合，pH调整到5.5左右，通过泵送至所述的配水装置。缓冲池、调酸池有效池容分别为1h、5min，空气搅拌强度不宜小于0.6m³/m³·h。

步骤3：所述的配水装置，位于所述的催化氧化塔的顶端，出水通过重力流管路接至所述的催化氧化塔。一般配水装置有效容积为1min。

步骤4：所述的催化氧化反应塔，使催化剂在流化状态下与Fe²⁺实现协同反应，共同催化和激发H₂O₂发生羟基反应，快速生成更大量的具有强氧化能力的羟基自由基物质HO·，HO·氧化废水中的有机污染物，最终转化为CO₂和H₂O等，实现COD的进一步去除。出水通过重力流管路接至所述的脱气池。反应塔有效池容为1h，塔高12m。27.5％的双氧水投加量为1kg/m³水，硫酸亚铁(FeSO₄·H₂O)投加量为2kg/m³水。

步骤5：所述的脱气池，采用空气搅拌，出水通过重力流管路接至所述的调碱池。有效池容分别为10min，空气搅拌强度不宜小于0.6m³/m³·h。

步骤6：所述的调碱池，采用空气搅拌，pH回调至中性，出水通过重力流管路接至所述的二号絮凝反应池。有效池容分别为5min，空气搅拌强度不宜小于0.6m³/m³·h。

步骤7：所述的二号絮凝反应池，污水与PAM通过机械搅拌混合，经过絮凝反应，形成较大粒径的絮体，并在所述的二号斜管沉淀池内进行固液分离。作为优选，PAM投加量在1mg/L左右，絮凝的搅拌速率分别为：3.8rpm。斜管沉淀池的表面负荷为1.5m³/m²·h，斜管孔径宜大于80mm，管斜长宜取1000mm，斜角宜为60°。出水COD小于100mg/L，SS小于10mg/L。

本发明的深度处理系统，采用絮凝沉淀加非均相Fenton处理，处理效果可靠，出水可以满足《制革及毛皮加工工业水污染物排放标准》(GB30486-2013)的直接排放标准。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。