專利名稱：日化廢水的處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種含陰離子表面活性劑、石油類和苯胺類的日用化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)廢水或表面活性劑廢水的處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
在日用化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，由于同一生產(chǎn)線經(jīng)常更換生產(chǎn)產(chǎn)品類型，產(chǎn)生大量各種日化產(chǎn)品混合的洗鍋水，含有較高COD (化學(xué)需氧量)、表面活性劑、石油類和苯胺類等污染物。在多次對(duì)日化行業(yè)的取樣中發(fā)現(xiàn)，石油類和陰離子表面活性劑是較常見的，苯胺類的含量相當(dāng)?shù)突蛑辉诜浅Ｌ厥獾娜栈袠I(yè)生產(chǎn)中才會(huì)出現(xiàn)。目前《化妝品工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》征求意見稿已經(jīng)發(fā)布，對(duì)日用化工行業(yè) 生產(chǎn)廢水中C0D、陰離子表面活性劑和石油類等污染物做了嚴(yán)格的限定，規(guī)定新建企業(yè)COD ( 100mg/L,陰離子表面活性劑彡3mg/L，石油類彡5mg/L。因此，必須研究經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法解決日用化工行業(yè)生產(chǎn)廢水C0D、陰離子表面活性劑和石油類的同時(shí)達(dá)標(biāo)問(wèn)題。常規(guī)的日化廢水處理方法有混凝沉淀法、泡沫分離法和生化法等?；炷恋矸ǖ娜秉c(diǎn)是加藥量難以控制，水質(zhì)變化對(duì)加藥量影響大，產(chǎn)生的化學(xué)污泥量大；而且當(dāng)廢水中含有石油類時(shí)，即使加大混凝劑用量對(duì)石油類的去除也很有限。泡沫分離法用來(lái)分離日化廢水中的表面活性劑，但是對(duì)連續(xù)產(chǎn)生的表面活性劑廢水的處理有一定的局限，而且泡沫濃縮液回收利用價(jià)值不大，若未經(jīng)最終處理將造成二次污染。生化法是指生物化學(xué)法去除有機(jī)物的方法，是微生物以水中有機(jī)物為食物，將其轉(zhuǎn)化為自身的細(xì)胞并產(chǎn)生能量維持生命活動(dòng)的過(guò)程。根據(jù)微生物的種類不同，分類不同。使用厭氧微生物是厭氧法，使用好氧微生物則是好氧法。通過(guò)在活性污泥法反應(yīng)器內(nèi)增設(shè)膜組件，以膜組件取代傳統(tǒng)生物處理技術(shù)末端二沉池，在生物反應(yīng)器中保持高活性污泥濃度，提高生物處理有機(jī)負(fù)荷的方法叫做膜生物反應(yīng)器(Membrane Biological Reactor, MBR)。隨著表面活性劑行業(yè)的發(fā)展,多數(shù)表面活性劑的可生化性大大提高,但含有石油類濃度較高的日化廢水由于厭氧降解速度緩慢，反應(yīng)器容積過(guò)大，限制了生化法的廣泛應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種日化廢水的處理設(shè)備，以處理具有C0D、表面活性劑和石油類污染物的日化廢水。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題而采用的技術(shù)方案是提出一種日化廢水的處理設(shè)備，包括芬頓反應(yīng)槽、沉淀池、氣浮池、和膜生物反應(yīng)器。芬頓反應(yīng)槽用于輸入日化廢水并使用芬頓法處理日化廢水。沉淀池連接該芬頓反應(yīng)槽，用于輸入芬頓反應(yīng)后的廢水并進(jìn)行沉淀。氣浮池連接該沉淀池，用于輸入沉淀池的上清液并分離溶液中的油粒和微小顆粒。膜生物反應(yīng)器的前端為厭氧池，后端為好氧池，該膜生物反應(yīng)器用于輸入氣浮池的下層溶液并經(jīng)過(guò)生化法處理后輸出。[0009]在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述芬頓反應(yīng)槽中反應(yīng)的時(shí)間為1-3個(gè)小時(shí)。在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述膜生物反應(yīng)器中，厭氧池的廢水停留時(shí)間為
0.5-2 天。在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述膜生物反應(yīng)器中，好氧池的停留時(shí)間為0.5-5小時(shí)。在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述膜生物反應(yīng)器中，厭氧池的污泥濃度為15_20g/L0在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述膜生物反應(yīng)器中，好氧池27的污泥濃度為8-12g/L。本實(shí)用新型由于采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)芬頓法、氣浮法和厭氧、好氧聯(lián)用的膜生物反應(yīng)法的相互配合來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)含有C0D、表面活性劑和油類的日化廢水的有效處理。其中芬頓法能夠?qū)⒋蠓肿拥年庪x子表面活性劑和油類物質(zhì)變?yōu)榉肿恿肯鄬?duì)較小的有機(jī)物，提高了廢水的可生化性，并且利用鐵離子的混凝沉淀作用將固體顆粒去除，氣浮法能夠去除粘附于固體顆粒上的比重較小的油類物質(zhì)，而得益于前述步驟，尤其是芬頓法的處理，可以厭氧、好氧聯(lián)用的膜生物反應(yīng)法，充分發(fā)揮厭氧水解對(duì)大分子有機(jī)物的分解作用，并進(jìn)一步有機(jī)物在好氧池中完全降解，并通過(guò)膜組件過(guò)濾出水，提高出水水質(zhì)。

為讓本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說(shuō)明，其中圖I示出本實(shí)用新型一實(shí)施例的日化廢水處理流程。圖2示出本實(shí)用新型一實(shí)施例的日化廢水處理設(shè)備。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的下述實(shí)施例描述能夠有效處理日化廢水中的C0D、表面活性劑、石油類等污染物的設(shè)備。本實(shí)用新型的設(shè)備的實(shí)施例將主要基于生化法。生化法是指生物化學(xué)法去除有機(jī)物的方法，是微生物以水中有機(jī)物為食物，將其轉(zhuǎn)化為自身的細(xì)胞并產(chǎn)生能量維持生命活動(dòng)的過(guò)程。在生化法中，膜生物反應(yīng)器能夠使微生物完全被截留在生物反應(yīng)器內(nèi)，使活性污泥系統(tǒng)內(nèi)微生物的濃度保持在較高水平，且反應(yīng)器對(duì)進(jìn)水負(fù)荷的各種變化具有很好的適應(yīng)性，耐沖擊負(fù)荷，能夠穩(wěn)定獲得優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)。因此膜生物反應(yīng)器是實(shí)施生化法的較佳選擇。然而，在含有石油類污染物的日化廢水中實(shí)施生化法的主要障礙在于，石油類的存在將影響微生物的呼吸作用，使用厭氧法固然可以避開這一問(wèn)題，但是厭氧降解速度緩慢，反應(yīng)器容積過(guò)大，導(dǎo)致其實(shí)用效果不佳。進(jìn)一步，使用膜生物反應(yīng)器的主要障礙是日化行業(yè)廢水中表面活性劑等分子量高、分子較大的有機(jī)物含量高，不易通過(guò)微生物的細(xì)胞膜，因此較難為細(xì)菌直接利用。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，將引入芬頓法來(lái)預(yù)先處理日化廢水中的陰離子表面活性劑和油類物質(zhì)。芬頓法是使用一定比例的硫酸亞鐵(FeSO4)和過(guò)氧化氫(H2O2),在酸性條件下產(chǎn)生大量強(qiáng)氧化性的羥基自由基，能夠?qū)⒋蠓肿拥年庪x子表面活性劑和油類物質(zhì)變?yōu)榉肿恿肯鄬?duì)較小的有機(jī)物，提高廢水的可生化性；并且利用鐵離子(Fe3+)的混凝沉淀作用將固體顆粒去除。圖I示出本實(shí)用新型一實(shí)施例的日化廢水處理流程。圖2示出本實(shí)用新型一實(shí)施例的日化廢水處理設(shè)備。這一設(shè)備適用于日化行業(yè)生產(chǎn)廢水，日化產(chǎn)品通常通過(guò)簡(jiǎn)單的物理混合過(guò)程而非化學(xué)反應(yīng)，因此，日化廢水多為洗鍋水。洗滌類日化產(chǎn)品中含有大量的陰離子表面活性劑，膏霜類產(chǎn)品中含有大量的石油類，染發(fā)劑等特殊日化行業(yè)產(chǎn)品中含有苯胺類物質(zhì)，根據(jù)生產(chǎn)車間生產(chǎn)日化產(chǎn)品的類別，日化行業(yè)生產(chǎn)廢水中可能含有陰離子表面活性劑、石油類、苯胺類或同時(shí)含有多種物質(zhì)。通常日化廢水中陰離子表面活性劑的濃度為10 200mg/L，日化廢水中石油類和苯胺類物質(zhì)的濃度范圍缺乏廣泛研究，可類比的其他行業(yè)廢水中石油類 或苯胺類大概十幾到幾十mg/L。舉例來(lái)說(shuō),某洗漆類產(chǎn)品廢水COD為6810mg/L,陰離子表面活性劑1630mg/L,石油類3. 62mg/L,幾乎不含苯胺類物質(zhì)。參照?qǐng)DI和圖2所示，流程包括以下步驟首先在步驟10，使用芬頓法處理日化廢水。例如使廢水21進(jìn)入芬頓反應(yīng)槽22，添加一定比例的硫酸亞鐵(FeSO4)和過(guò)氧化氫(H2O2),并將溶液調(diào)節(jié)為酸性。對(duì)含有石油類的日化行業(yè)生產(chǎn)廢水，F(xiàn)e2+的添加量與添加H2O2的比例可以根據(jù)廢水的實(shí)際情況確定。pH = 3為芬頓反應(yīng)的最佳pH值條件，實(shí)際的pH值可在pH = 2-4左右浮動(dòng)。反應(yīng)時(shí)間可在I 3小時(shí)，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定。較佳地，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)。之后，可以再次調(diào)節(jié)pH值至中性范圍，例如7。日化行業(yè)生產(chǎn)廢水中主要包含洗滌類和膏霜類兩種廢水，洗滌類廢水中大量使用了表面活性劑，其中陰離子表面活性劑在水中解離后生成憎水性陰離子。膏霜類日化廢水中石油類成分較多，COD高，利用FeSO4和H2O2組成的具有極強(qiáng)氧化性的芬頓反應(yīng)中，I摩爾(mol)的Fe2+和I摩爾的H2O2反應(yīng)生成I摩爾的0H*自由基。利用芬頓反應(yīng)的強(qiáng)氧化能力，持久性有機(jī)物，特別是通常的試劑難以氧化的芳香族化合物及一些雜環(huán)類化合物，在芬頓試劑面前全部被無(wú)選擇氧化降解掉。當(dāng)再次調(diào)節(jié)pH值至7后，芬頓反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的Fe3+離子發(fā)生水解，同時(shí)，產(chǎn)生的Fe3+離子發(fā)生水解，產(chǎn)生一系列含有羥基的簡(jiǎn)單單核配離子。它們進(jìn)一步發(fā)生高分子縮聚反應(yīng)形成以羥基架橋聯(lián)結(jié)的帶有高電荷的多核離子，并向膠體型轉(zhuǎn)化，最終形成大顆粒的大量的Fe(OH)3沉淀。在這一過(guò)程中，多核配離子不僅對(duì)膠粒產(chǎn)生電性中和作用，降低了 I電位，發(fā)生聚集，而且它的鏈狀線性結(jié)構(gòu)可以在已經(jīng)中和的膠粒之間起粘接架橋作用，使它們很快凝成較大的絮體，加速沉淀，網(wǎng)捕卷掃了陰離子表面活性劑等微小沉淀顆粒，提高了去除率。在步驟20，將芬頓反應(yīng)后的廢水輸入沉淀池進(jìn)行沉淀。例如，將廢水輸入到圖2的沉淀池23，在此，之前形成的Fe(OH)3沉淀以及其他絮體將得到沉淀，上層清液輸出。反應(yīng)的時(shí)間范圍在I. 5小時(shí)-3小時(shí)，通常控制在< 2小時(shí)。在步驟30，將沉淀池的上清液輸入氣浮池24以分離油粒和微小顆粒。 在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，氣浮池24中的停留時(shí)間約為30分鐘，設(shè)計(jì)停留時(shí)間不宜> I小時(shí)。較佳地，在氣浮池進(jìn)水端添加聚合氯化鋁(PAC)和助凝劑聚丙烯酰胺(PAM)，加藥量根據(jù)水質(zhì)確定，通常PAC添加量< 500mg/L，PAM加藥量0. 5_5mg/L。氣浮法也稱浮選法，其是設(shè)法使水中產(chǎn)生大量的微氣泡，以形成水、氣及被去除物質(zhì)的三相混合體，在界面張力、氣泡上升浮力和靜水壓力差等多種力的共同作用下，促進(jìn)微細(xì)氣泡粘附在被去除物質(zhì)上后，因粘合體密度小于水而上浮到水面，從而被分離去除。經(jīng)過(guò)沉淀后殘留的粘附于固體顆粒上的油類物質(zhì)由于比重較小，通常漂浮于溶液表層。在本實(shí)施例中為進(jìn)一步去除水中的石油類、苯胺類和芬頓反應(yīng)沉淀后的懸浮顆粒，使用氣浮法，利用微小氣泡的浮力，將懸浮顆粒和粘附著的油珠裹挾到水面，由氣浮池24的刮泥板25去除并收集。與其他方法相比，使用氣浮法的優(yōu)勢(shì)在于只需提供很小的浮力即可將懸浮油?；蝾w粒分離，所需的能源很小。在步驟40，將氣浮池24的下層溶液輸入膜生物反應(yīng)器。在本實(shí)施例中，生化法為好氧和厭氧聯(lián)用。也就是說(shuō)膜生物反應(yīng)器包括厭氧池26和好氧池27，其中厭氧池26在前端，好氧池27在后端。膜生物反應(yīng)器的厭氧池26的污泥濃度約15-20g/L，好氧池27的污泥濃度約為8-12g/L，厭氧池26的廢水停留時(shí)間約為0. 5-2天，好氧池27的停留時(shí)間0. 5-5小時(shí)，也可根據(jù)實(shí)際水質(zhì)情況確定最佳停留時(shí)間。盡管與厭氧微生物相比，好氧微生物的降解更為完全而且反應(yīng)時(shí)間更短，但是能夠直接用于好氧微生物降解的有機(jī)物有限。在本實(shí)施例中，充分利用了厭氧水解對(duì)較大分子有機(jī)物的分解作用，將這些較大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)，使其能夠溶解于水并透過(guò)細(xì)胞膜為細(xì)菌所利用。再通過(guò)好氧池27中的活性污泥對(duì)有機(jī)物的降解作用進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)COD的去除。有利的是，由于步驟10的芬頓法已經(jīng)將大分子的陰離子表面活性劑和油類物質(zhì)變?yōu)榉肿恿肯鄬?duì)較小的有機(jī)物，給厭氧法提供了充分的條件，只要在分子量相對(duì)較小的有機(jī)物的基礎(chǔ)上進(jìn)一步分解成小分子物質(zhì)，這可以降低有機(jī)物在厭氧池中降解成可被好氧池進(jìn)一步降解的小分子物質(zhì)的反應(yīng)時(shí)間。在較佳實(shí)施例中，在膜生物反應(yīng)器的好氧池27可以使用曝氣裝置28來(lái)提供氧氣。在步驟50，從膜生物反應(yīng)器輸出處理完畢的出水29?；谏鲜?，本實(shí)用新型的實(shí)施例通過(guò)芬頓法、氣浮法和厭氧、好氧聯(lián)用的膜生物反應(yīng)法的相互配合來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)含有C0D、表面活性劑和油類的日化廢水的有效處理。具體地說(shuō)，芬頓法能夠?qū)⒋蠓肿拥年庪x子表面活性劑和油類物質(zhì)變?yōu)榉肿恿肯鄬?duì)較小的有機(jī)物，提高了廢水的可生化性，并且利用鐵離子的混凝沉淀作用將固體顆粒去除，氣浮法能夠去除粘附于固體顆粒上的比重較小的油類物質(zhì)，而得益于前述步驟，尤其是芬頓法的處理，可以厭氧、好氧聯(lián)用的膜生物反應(yīng)法，充分發(fā)揮厭氧水解對(duì)大分子有機(jī)物的分解作用，并進(jìn)一步有機(jī)物在好氧池中完全降解，并通過(guò)膜組件過(guò)濾出水，提高出水水質(zhì)。經(jīng)過(guò)處理，可使出水陰離子表面活性劑< 3mg/L,石油類< lmg/L,苯胺類< 0. 5mg/L,C0D ( 100mg/L,達(dá)到國(guó)家化妝品工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(征求意見稿)。此外，膜生物反應(yīng)器的膜組件完成固液分離，節(jié)省了二沉池，使出水及其清澈，懸浮物和濁度接近于零?？稍黾与y降解有機(jī)物在活性污泥系統(tǒng)內(nèi)的水里停留時(shí)間，提高了難降解有機(jī)物的去除效率。雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種日化廢水的處理設(shè)備，包括 芬頓反應(yīng)槽，用于輸入日化廢水并使用芬頓法處理日化廢水； 沉淀池，連接該芬頓反應(yīng)槽，用于輸入芬頓反應(yīng)后的廢水并進(jìn)行沉淀； 氣浮池，連接該沉淀池，用于輸入沉淀池的上清液并分離溶液中的油粒和微小顆粒；以及 膜生物反應(yīng)器，該膜生物反應(yīng)器的前端為厭氧池，后端為好氧池，該膜生物反應(yīng)器用于輸入氣浮池的下層溶液并經(jīng)過(guò)生化法處理后輸出。
2.如權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述芬頓反應(yīng)槽中反應(yīng)的PH值為2-4。
3.如權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述芬頓反應(yīng)槽中反應(yīng)的時(shí)間為1-3個(gè)小時(shí)。
4.如權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述膜生物反應(yīng)器中，厭氧池的廢水停留時(shí)間為0. 5-2天。
5.如權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述膜生物反應(yīng)器中，好氧池的停留時(shí)間為.0.5-5小時(shí)。
6.如權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述膜生物反應(yīng)器中，厭氧池的污泥濃度為.15-20g/L。
7.如權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述膜生物反應(yīng)器中，好氧池27的污泥濃度為 8-12g/L。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種日化廢水的處理設(shè)備，可以處理具有COD、表面活性劑和石油類污染物的日化廢水。這一處理設(shè)備包括芬頓反應(yīng)槽、沉淀池、氣浮池、和膜生物反應(yīng)器。芬頓反應(yīng)槽用于輸入日化廢水并使用芬頓法處理日化廢水。沉淀池連接該芬頓反應(yīng)槽，用于輸入芬頓反應(yīng)后的廢水并進(jìn)行沉淀。氣浮池連接該沉淀池，用于輸入沉淀池的上清液并分離溶液中的油粒和微小顆粒。膜生物反應(yīng)器的前端為厭氧池，后端為好氧池，該膜生物反應(yīng)器用于輸入氣浮池的下層溶液并經(jīng)過(guò)生化法處理后輸出。
文檔編號(hào)C02F3/30GK202482169SQ20112057119
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者李冰璟 申請(qǐng)人:上海輕工業(yè)研究所有限公司