專(zhuān)利名稱(chēng)：廢水cod處理工藝和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境技術(shù)和水處理領(lǐng)域，尤其是涉及一種廢水COD處理工藝和設(shè)備。
背景技術(shù)：
電鍍是通用性強(qiáng)、應(yīng)用面廣的工業(yè)行業(yè)之一，幾乎所有的工業(yè)部門(mén)都有一定范圍 的電鍍加工。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，使電鍍廠(chǎng)從各級(jí)工業(yè)城市向市郊和農(nóng)村擴(kuò)散，給治理和 控制污染帶來(lái)了更多的困難，電鍍污染問(wèn)題日益嚴(yán)重。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003年全國(guó)電鍍廠(chǎng)約 有1萬(wàn)多家，每年排放出的廢水達(dá)到了 4. 0X109t。傳統(tǒng)上，環(huán)境工程者都把電鍍廢水中污染物重點(diǎn)放在重金屬離子和氰化物上。 對(duì)于重金屬離子和氰化物的去除研究的較多，而對(duì)電鍍廢水中的C0D(ChemiCal Oxygen Demand，化學(xué)需氧量)去除研究缺乏足夠的重視。而正是COD的富集導(dǎo)致在2007年爆發(fā)了 太湖的藍(lán)藻事件。因此使廢水中的COD達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)成為廢水處理的目標(biāo)之一。另一方面，在廢水要求達(dá)標(biāo)排放的同時(shí)，企業(yè)的用水量也需要嚴(yán)格控制以應(yīng)對(duì)在 中國(guó)日益嚴(yán)峻的水危機(jī)，因此必須實(shí)行有效的節(jié)水和廢水回用措施。在廢水回用過(guò)程中，廢 水中的COD對(duì)于反滲透膜的使用壽命影響非常大。因此必須進(jìn)一步降低COD以達(dá)到反滲透 的進(jìn)水要求，延長(zhǎng)反滲透膜的使用壽命。電鍍廢水中的有機(jī)物，一般都是一些電鍍添加劑，比如光亮劑，次光亮劑，表面活 性劑等。這些有機(jī)物的生化性都比較差，而且電鍍廢水中的重金屬含量較高，對(duì)微生物具有 毒性，因此，生物處理方法難以適用電鍍廢水。而臭氧作為一種高效的氧化劑，在水處理領(lǐng) 域應(yīng)用廣泛，可以氧化降解廢水中的有機(jī)物，但是難以將有機(jī)物徹底氧化成二氧化碳和水。 活性炭吸附對(duì)各高、低濃度廢水均適用，但吸附飽和后，需頻繁更換或再生，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高效、合理的廢水COD處理工藝，對(duì)諸如 電鍍廢水等富含有機(jī)物的廢水進(jìn)行處理，使處理后的廢水滿(mǎn)足廢水COD的排放標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明另提出一種廢水COD處理設(shè)備，對(duì)廢水、尤其是電鍍廢水進(jìn)行處理，使處理 后的廢水滿(mǎn)足廢水COD的排放標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題而采用的技術(shù)方案是提供一種廢水COD處理工藝，包 括以下步驟使廢水進(jìn)入鐵碳反應(yīng)器，在該鐵碳反應(yīng)器中使廢水與鐵原料進(jìn)行反應(yīng)，且向反應(yīng) 器中通入含氧氣的氣體；將鐵碳反應(yīng)器輸出的廢水的PH值控制在8. 5-9. 5之間；廢水進(jìn)入混凝沉淀池，投入助凝劑進(jìn)行混凝沉淀；使混凝沉淀池中的上層清液進(jìn)入臭氧反應(yīng)器進(jìn)行臭氧氧化。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，廢水進(jìn)入該鐵碳反應(yīng)器之前還包括將廢水的pH值調(diào)節(jié) 至 3-5。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該鐵原料為鐵刨花。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該鐵原料為螺旋狀鐵刨花，刨花直徑為5-40毫米。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，廢水在該鐵碳反應(yīng)器中停留時(shí)間為45-90分鐘，廢水在 該混凝沉淀池中停留時(shí)間為15-120分鐘，廢水在臭氧反應(yīng)器中停留時(shí)間為30-60分鐘。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述工藝還包括使經(jīng)過(guò)臭氧氧化的廢水經(jīng)過(guò)活性炭過(guò) 濾器進(jìn)行過(guò)濾。本發(fā)明還提出一種廢水COD處理設(shè)備，包括鐵碳反應(yīng)器、第二 pH調(diào)節(jié)器、沉淀池、 以及臭氧反應(yīng)器。鐵碳反應(yīng)器中鋪設(shè)一層鐵原料，用以與進(jìn)入的廢水進(jìn)行反應(yīng)，該反應(yīng)器還 包含向反應(yīng)器中通入含氧氣的氣體的曝氣裝置。第二 PH調(diào)節(jié)器將鐵碳反應(yīng)器輸出的廢水 的PH值控制在8. 5-9. 5之間。沉淀池輸入來(lái)自第二 pH調(diào)節(jié)器的廢水，用以投入助凝劑進(jìn) 行混凝沉淀。臭氧反應(yīng)器輸入來(lái)自沉淀池的上層清液，進(jìn)行臭氧氧化。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述設(shè)備還包括第一 pH調(diào)節(jié)器，連接在鐵碳反應(yīng)器之 前，用以將廢水的PH值調(diào)節(jié)至3-5后送入鐵碳反應(yīng)器。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該曝氣裝置設(shè)在該鐵碳反應(yīng)器底部，該鐵原料層鋪設(shè)在 曝氣裝置上方，廢水從底部進(jìn)入鐵碳反應(yīng)器，經(jīng)過(guò)該曝氣裝置及該鐵原料層后從頂部輸出。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述設(shè)備還包括活性炭過(guò)濾器，用以過(guò)濾自該臭氧反應(yīng) 器輸出的水。本發(fā)明的廢水COD處理工藝結(jié)合了多種處理技術(shù)，與現(xiàn)有的單純的生物處理方 法、臭氧處理方法或活性炭處理方法相比，本發(fā)明更多地從電鍍廢水中的COD特性出發(fā)，具 有工藝簡(jiǎn)單，出水效果好，運(yùn)行成本低的特點(diǎn)。


為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具 體實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明，其中圖1示出本發(fā)明一實(shí)施例的廢水COD處理設(shè)備示意圖。圖2示出本發(fā)明另一實(shí)施例的廢水COD處理設(shè)備示意圖。圖3示出本發(fā)明一實(shí)施例的廢水COD處理方法流程圖。圖4示出本發(fā)明一實(shí)施例的鐵碳微電解反應(yīng)器結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例是為了處理電鍍廢水中的COD。針對(duì)電鍍廢水中的組分特性，本 實(shí)施例設(shè)計(jì)出一個(gè)高效、合理的處理工藝。電鍍廢水經(jīng)本工藝處理后，COD濃度可以達(dá)到 50mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)以下。在下面的描述中，COD濃度采用重鉻酸鉀(K2Cr2O7)法測(cè)量。圖1示出本發(fā)明一實(shí)施例的廢水COD處理設(shè)備示意圖。此設(shè)備按照次序依次包含 有鐵碳反應(yīng)器101、第二 pH調(diào)節(jié)器102、沉淀池104、攪拌器103、泵105、臭氧反應(yīng)器106、 以及活性炭過(guò)濾器107。圖4示出本發(fā)明一實(shí)施例的鐵碳反應(yīng)器結(jié)構(gòu)圖。參照?qǐng)D4所示，在鐵碳反應(yīng)器101 中，底部設(shè)有曝氣裝置101a，反應(yīng)時(shí)持續(xù)向反應(yīng)器中通入含氧氣的氣體(如壓縮空氣)，在 曝氣裝置上方鋪設(shè)一層鐵原料101b，總體積約占容器容積的1/2 3/4。
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在一實(shí)施例中，鐵原料來(lái)源主要是使用鋼鐵廠(chǎng)或鐵制品加工廠(chǎng)產(chǎn)生的廢棄的鐵刨 花，成分與普通常見(jiàn)的碳鋼一致。由于工藝因素，鐵刨花形態(tài)不定，在一較佳實(shí)施例中，可 選用螺旋狀的鐵刨花，尺寸為Φ (1 8mm)* (2 20mm)，螺旋后的近圓柱的刨花直徑約為 Φ (5 40mm)。攪拌器1 03配置在第二 pH調(diào)節(jié)器102中，第二 pH調(diào)節(jié)器102將鐵碳反應(yīng)器101 的出水PH值控制在8. 5 9. 5之間。泵105是連接在沉淀池104與臭氧反應(yīng)器106之間， 用以將沉淀池104的出水泵到臭氧反應(yīng)器106中。臭氧反應(yīng)器106從底部輸入臭氧，在容器內(nèi)進(jìn)行臭氧氧化反應(yīng)后，尾氣從頂部排
出ο可選地，參照?qǐng)D2所示實(shí)施例，COD處理設(shè)備還包含第一 pH調(diào)節(jié)器100，用以將原 水PH值調(diào)節(jié)到3-5之間。圖3示出本發(fā)明一實(shí)施例的廢水COD處理方法流程圖。參照?qǐng)D1-圖3所示，處理 工藝包括以下步驟于步驟Si，未被處理過(guò)的原水經(jīng)pH調(diào)節(jié)到pH值為3_5之間。當(dāng)然，如果原水的 PH值本來(lái)就介于3-5之間，則步驟Sl可以省略。在一實(shí)施例中，可以通過(guò)pH傳感器來(lái)實(shí)時(shí) 檢測(cè)經(jīng)pH調(diào)節(jié)的出水，使之保持在上述區(qū)間內(nèi)。于步驟S2，廢水進(jìn)入鐵碳反應(yīng)器101，在鐵碳反應(yīng)器101中進(jìn)行氧化和/或還原反 應(yīng)，廢水在鐵碳反應(yīng)器停留45-90min (分鐘)。對(duì)廢水中的COD與鐵的反應(yīng)機(jī)理尚無(wú)統(tǒng)一的 結(jié)論，但一般認(rèn)為會(huì)在反應(yīng)器的陰極進(jìn)行還原反應(yīng)，而在陽(yáng)極進(jìn)行氧化反應(yīng)，這對(duì)COD的后 續(xù)處理有著明顯的積極效果。舉例來(lái)說(shuō)，一些難以氧化的基團(tuán)被還原成容易氧化的基團(tuán)，比 如苯環(huán)上的硝基可以被還原成氨基，可以更容易被后續(xù)的臭氧氧化。同時(shí)經(jīng)過(guò)反應(yīng)后，廢水 中溶入了較多的鐵離子，可以作為后續(xù)混凝沉淀步驟的混凝劑，可以節(jié)約鐵鹽用量，節(jié)省水 處理藥劑費(fèi)用。廢水經(jīng)過(guò)鐵碳反應(yīng)器后，COD去除率可以達(dá)到10 30%左右。于步驟S3，廢水進(jìn)入第二 pH值調(diào)節(jié)器102，pH值控制在8. 5 9. 5之間。第二 pH 值調(diào)節(jié)器102配備有攪拌器103。于步驟S4，廢水進(jìn)入沉淀池104，投加混凝劑，如聚丙烯酰胺(PAM)，以先前反應(yīng)中 溶入的鐵離子在堿性條件下產(chǎn)生的氫氧化鐵作為混凝劑進(jìn)行混凝沉淀。廢水在沉淀池停留 15-120min。混凝沉淀可以去除廢水中懸浮物和大分子有機(jī)物，可以顯著降低廢水中的COD 濃度，此處COD的去除率大約可以達(dá)到30% -50%。此外，還包括將混凝沉淀池104中的污 泥去除，在步驟S4a，含水污泥可經(jīng)過(guò)污泥脫水后外運(yùn)。于步驟S5，經(jīng)過(guò)混凝沉淀后，廢水的上層清液經(jīng)過(guò)泵105的動(dòng)力從底部進(jìn)入臭氧 反應(yīng)器106，其中進(jìn)入臭氧反應(yīng)器的混凝出水pH值約8. 5-9. 5，呈弱堿性。臭氧在弱堿性條 件下的氧化效果較好，因此混凝出水再經(jīng)臭氧氧化，一方面混凝出水可以提供臭氧的氧化 的較佳的工藝條件，另一方面，混凝出水可以去除一部分C0D，這樣臭氧的用量可以集中在 混凝不能去除的C0D，降低了臭氧的使用量，節(jié)約了成本。同時(shí)，廢水經(jīng)反應(yīng)后，一些難以氧 化的物質(zhì)也轉(zhuǎn)化成容易氧化的物質(zhì)，臭氧氧化的效果也大大增加。臭氧反應(yīng)器106的COD 去除率在30% -50%左右。在一個(gè)實(shí)施例中，廢水在臭氧反應(yīng)器106中停留30min-60min。于步驟S6，臭氧氧化出水進(jìn)入活性炭過(guò)濾器107，再經(jīng)活性炭層過(guò)濾，COD又可以 去除30-70%左右。因?yàn)榻?jīng)臭氧氧化后，水中大分子進(jìn)一步變成小分子，水中有機(jī)物的組分也相對(duì)穩(wěn)定，可以選擇合適的活性炭吸附，而且經(jīng)過(guò)前述的的預(yù)處理，COD濃度也大大降低， 不會(huì)因?yàn)镃OD過(guò)高而造成活性炭迅速吸附飽和失效。在這里活性炭層主要起過(guò)濾和終端處 理作用，因?yàn)榛钚蕴康氖褂脡勖^長(zhǎng)，不用經(jīng)常更換，而且處理的水是臭氧氧化出水，對(duì)活 性炭吸附的有機(jī)物也有一定的再生功能。下面給出本發(fā)明的多個(gè)具體的處理實(shí)例。實(shí)施例1 取某廠(chǎng)水樣，COD為206mg/L，pH值為2. 6，按照本發(fā)明的方法將廢水pH值調(diào)至3， 進(jìn)入鐵碳反應(yīng)器101反應(yīng)60min后，出水調(diào)節(jié)pH值至9. 5，加入PAM混凝沉降15min，過(guò)濾 后上清液的COD濃度降低至132mg/L，將上清液泵入臭氧反應(yīng)器106進(jìn)行臭氧氧化60min， 溶液PH值從9. 5下降至8. 1，COD濃度降解至60mg/L，已經(jīng)達(dá)到最新的國(guó)標(biāo)要求的新建企 業(yè)水污染物排放限值(80mg/L)要求。出水再經(jīng)過(guò)活性炭的過(guò)濾后COD濃度降低至18mg/L， 這一指標(biāo)已經(jīng)高于國(guó)家對(duì)部分地區(qū)(如太湖)實(shí)行的最嚴(yán)格排放限值(50mg/L)。實(shí)施例2 針對(duì)某些企業(yè)電鍍廢水混合水樣，現(xiàn)場(chǎng)安裝該工藝的相關(guān)設(shè)備，原水COD濃度為 385mg/L, pH值為強(qiáng)酸性1. 76.。在強(qiáng)酸性的環(huán)境下進(jìn)行反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致鐵原料的消耗過(guò)大，因 此將原水進(jìn)行PH調(diào)節(jié)至3左右進(jìn)行鐵碳反應(yīng)45min。反應(yīng)后pH值變?yōu)?. 84，絮狀沉淀增 多，在PH調(diào)至9. 5后，產(chǎn)生大量黃綠色沉淀，加入PAM混凝沉降45min，過(guò)濾后溶液微黃，測(cè) 試COD為133mg/L。將該溶液倒入臭氧反應(yīng)器106反應(yīng)45min后，變成無(wú)色清澈溶液，pH值 變?yōu)?. 03，測(cè)試COD值為69mg/L，達(dá)到最新的國(guó)標(biāo)要求的新建企業(yè)水污染物排放限值要求。 進(jìn)行活性炭吸附后，COD降低至30mg/L以下，去除率達(dá)到90%以上，這一指標(biāo)已經(jīng)高于國(guó)家 對(duì)部分地區(qū)(如太湖)實(shí)行的最嚴(yán)格排放限值(50mg/L)。在上述實(shí)施例中，由于臭氧氧化步驟之后，COD值已經(jīng)達(dá)到最新的國(guó)標(biāo)要求的新建 企業(yè)水污染物排放限值要求，因此在某些要求不十分嚴(yán)格的應(yīng)用中，活性炭過(guò)濾的步驟可 以省略。綜上所述，本發(fā)明的實(shí)施例主要是從電鍍廢水中的COD特性出發(fā)，經(jīng)過(guò)鐵碳反應(yīng)、 混凝、臭氧氧化、活性炭吸附等工藝處理，具有工藝簡(jiǎn)單，出水效果好，運(yùn)行成本低的特點(diǎn)。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技 術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護(hù)范 圍當(dāng)以權(quán)利要求書(shū)所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種廢水COD處理工藝，包括以下步驟使廢水進(jìn)入鐵碳反應(yīng)器，在該鐵碳反應(yīng)器中使廢水與鐵原料進(jìn)行反應(yīng)，且向反應(yīng)器中通入含氧氣的氣體；將鐵碳反應(yīng)器輸出的廢水的pH值控制在8.5 9.5之間；廢水進(jìn)入混凝沉淀池，投入助凝劑進(jìn)行混凝沉淀；以及使混凝沉淀池中的上層清液進(jìn)入臭氧反應(yīng)器進(jìn)行臭氧氧化。
2.如權(quán)利要求1所述的廢水COD處理工藝，其特征在于，廢水進(jìn)入該鐵碳反應(yīng)器之前還 包括將廢水的PH值調(diào)節(jié)至3-5。
3.如權(quán)利要求1所述的廢水COD處理工藝，其特征在于，該鐵原料為鐵刨花。
4.如權(quán)利要求1所述的廢水COD處理工藝，其特征在于，該鐵原料為螺旋狀鐵刨花，刨 花直徑為5-40毫米。
5.如權(quán)利要求1所述的廢水COD處理工藝，其特征在于，廢水在該鐵碳反應(yīng)器中停留時(shí) 間為45-90分鐘，廢水在該混凝沉淀池中停留時(shí)間為15-120分鐘，廢水在臭氧反應(yīng)器中停 留時(shí)間為30-60分鐘。
6.如權(quán)利要求1所述的廢水COD處理工藝，其特征在于，還包括使經(jīng)過(guò)臭氧氧化的廢 水經(jīng)過(guò)活性炭過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾。
7.一種廢水COD處理設(shè)備，包括鐵碳反應(yīng)器，該反應(yīng)器中鋪設(shè)一層鐵原料，用以與進(jìn)入的廢水進(jìn)行反應(yīng)，該反應(yīng)器還包 含向反應(yīng)器中通入含氧氣的氣體的曝氣裝置；第二 pH調(diào)節(jié)器，將鐵碳反應(yīng)器輸出的廢水的pH值控制在8. 5-9. 5之間；沉淀池，輸入來(lái)自第二 PH調(diào)節(jié)器的廢水，用以投入助凝劑進(jìn)行混凝沉淀；以及臭氧反應(yīng)器，輸入來(lái)自沉淀池的上層清液，進(jìn)行臭氧氧化。
8.如權(quán)利要求7所述的廢水COD處理設(shè)備，其特征在于，還包括第一pH調(diào)節(jié)器，連接在 鐵碳反應(yīng)器之前，用以將廢水的pH值調(diào)節(jié)至3-5后送入鐵碳反應(yīng)器。
9.如權(quán)利要求7所述的廢水COD處理設(shè)備，其特征在于，該曝氣裝置設(shè)在該鐵碳反應(yīng)器 底部，該鐵原料層鋪設(shè)在曝氣裝置上方，廢水從底部進(jìn)入鐵碳反應(yīng)器，經(jīng)過(guò)該曝氣裝置及該 鐵原料層后從頂部輸出。
10.如權(quán)利要求7所述的廢水COD處理設(shè)備，其特征在于，還包括活性炭過(guò)濾器，用以過(guò) 濾自該臭氧反應(yīng)器輸出的水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種廢水COD處理工藝和設(shè)備。該處理工藝包括以下步驟。使廢水進(jìn)入鐵碳反應(yīng)器，在該鐵碳反應(yīng)器中使廢水與鐵原料進(jìn)行反應(yīng)，且向反應(yīng)器中通入含氧氣的氣體；將鐵碳反應(yīng)器輸出的廢水的pH值控制在8.5-9.5之間；廢水進(jìn)入混凝沉淀池，投入助凝劑進(jìn)行混凝沉淀；使混凝沉淀池中的上層清液進(jìn)入臭氧反應(yīng)器進(jìn)行臭氧氧化。本發(fā)明可對(duì)諸如電鍍廢水等富含有機(jī)物的廢水進(jìn)行處理，使處理后的廢水滿(mǎn)足廢水COD的排放標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)C02F1/72GK101962241SQ20091005535
公開(kāi)日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者傅堅(jiān)亮, 邱真真, 高飛 申請(qǐng)人:上海輕工業(yè)研究所有限公司