專利名稱：高硬高濁工業(yè)污水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高硬高濁工業(yè)污水處理方法，主要適應(yīng)于具有高硬度、高濁度以及高COD等其他污染的工業(yè)污水的處理，特別是需要對工業(yè)污水進(jìn)行深度處理后回用的場
八
口 o
背景技術(shù)：
隨著水資源的短缺、環(huán)境的嚴(yán)重污染和國家節(jié)能減排政策的深化實(shí)施，作為用水排水大戶的各大工業(yè)企業(yè)成為節(jié)水的重點(diǎn)。工業(yè)廢水處理后僅達(dá)標(biāo)排放已經(jīng)成為過去，正在逐步形成比較完善的工業(yè)污水深度處理回用工藝體系。脫鹽工藝作為深度處理中最后一·道必經(jīng)工藝，目前最常用脫鹽技術(shù)為的電滲析和反滲透脫鹽。但是在工業(yè)企業(yè)循環(huán)排污水與達(dá)標(biāo)污水回用中，高硬度、高濁度增了脫鹽設(shè)備的結(jié)垢及腐蝕速度，此技術(shù)集中解決了高硬、高濁對脫鹽設(shè)備及其他設(shè)備的危害問題，與傳統(tǒng)工藝相比，該專利具有運(yùn)行費(fèi)用低、操作簡單、操作環(huán)境好、占地面積小、集成化程度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠從根本上解決污水高硬度、高濁度水弓I起的結(jié)垢腐蝕問題。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種高硬高濁工業(yè)污水處理方法，其目的在于解決高硬、高濁問題，使處理后的水質(zhì)符合工業(yè)企業(yè)循環(huán)冷卻水水質(zhì)要求，同時(shí)滿足后續(xù)脫鹽設(shè)備的進(jìn)水水質(zhì)要求。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種高硬高濁工業(yè)污水處理方法，其包括先后順序進(jìn)行的下列步驟(I)電活性絮凝處理采用電極反應(yīng)器進(jìn)行處理，所述電極反應(yīng)器中設(shè)有相互對應(yīng)的陰極和陽極，所述陰極和陽極中至少所述陽極由含鐵金屬制成，所述電極反應(yīng)器通電后對水產(chǎn)生電解效應(yīng)并在陽極處生成大量Fe2+，F(xiàn)e2+經(jīng)氧化后生成Fe3+，所述Fe3+與水中的OF結(jié)合生成Fe (OH) 3，進(jìn)而形成Fe (OH) 3及其聚合物等高活性絮體；(2)沉淀處理；(3)過濾處理。所述含鐵金屬通?？梢詾殍F或者鐵合金。所述陽極和陰極通常均可以為三維結(jié)構(gòu)，可以采用相同的材料制成，也可以采用不同的材料制成。通常，應(yīng)控制所述電極反應(yīng)器中陰、陽兩極之間的電壓，使在該電壓作用下所述陽極釋放出大量的Fe2+，在由該電壓形成的電場作用下所述水離解生成H+、OH' 0H，所述H+和OH—在所述電場作用下分別向陰、陽兩極定向移動，并在陰、陽兩極處分別生成H2和O2的微小氣泡。優(yōu)選地，所述電活性絮凝處理后的出水進(jìn)入多功能混合池并加入NaOH，使水在堿性條件下進(jìn)一步反應(yīng)。
優(yōu)選地，在進(jìn)行所述電活性絮凝處理時(shí)，通過曝氣裝置在所述電極反應(yīng)器底部進(jìn)行曝氣，使相應(yīng)的反應(yīng)在曝氣條件下進(jìn)行。優(yōu)選地，當(dāng)水在所述多功能混合池中進(jìn)行進(jìn)一步反應(yīng)時(shí)，通過曝氣裝置在所述多功能混合池底部進(jìn)行曝氣，使相應(yīng)的反應(yīng)在曝氣條件下進(jìn)行。優(yōu)選地，待處理的水經(jīng)過荷葉式布水板向所述電極反應(yīng)器中均勻補(bǔ)水，進(jìn)入所述電極反應(yīng)器之前進(jìn)行預(yù)處理或者不進(jìn)行預(yù)處理。所述沉淀可以為斜管沉降，在斜管沉淀池中進(jìn)行。所述過濾可以為多介質(zhì)過濾，在多介質(zhì)過濾池中進(jìn)行，所述多介質(zhì)過濾池設(shè)有上下分層分布的多種過濾介質(zhì)，水在所述多介質(zhì)過濾池中的流動方式為升流式。本發(fā)明的有益效果是實(shí)現(xiàn)了不同除硬、除濁技術(shù)的優(yōu)勢互補(bǔ)，劣勢互堵，經(jīng)過本發(fā)明處理后，污水中的硬度、濁度等指標(biāo)得到降低，出水水質(zhì)條件能達(dá)到循環(huán)水補(bǔ)水回用要 求及后續(xù)脫鹽處理的進(jìn)水要求，構(gòu)成硬度、濁度污染的物質(zhì)最后以沉淀形式排出，實(shí)現(xiàn)了提高水資源利用率的目標(biāo)，是節(jié)能減排的有效途徑。同時(shí)本發(fā)明處理出水的水質(zhì)穩(wěn)定，無二次污染，同時(shí)處理成本低，盡管根據(jù)不同水質(zhì)、加電量及投藥量成本有所波動，但一般情況下，噸水處理成本僅為0. 1-0. 3元。


圖I是本發(fā)明涉及的主要處理過程的工作原理示意圖；圖2是本發(fā)明涉及的絮體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參見圖I和圖2，本發(fā)明的方法可以用于處理高硬、高濁工業(yè)污水及其他類似污水，其主要工作過程污水經(jīng)荷葉式布水板進(jìn)入多功能、高活性、半封閉式的電極反應(yīng)器中，同時(shí)所述電極反應(yīng)器通電，荷葉式布水板具有均勻補(bǔ)水，混合水質(zhì)，穩(wěn)定處理效果的作用，多功能、高活性、半封閉式電極反應(yīng)器電極采用三維結(jié)構(gòu)的Fe電極。電極反應(yīng)器通電后，陽極處產(chǎn)生大量的Fe2+金屬離子，陰極處產(chǎn)生少量的0H_。多功能、高活性、半封閉式的電極反應(yīng)器電極電解水，產(chǎn)生大量的 OH與陽極處產(chǎn)生的Fe2+等相結(jié)合創(chuàng)造了 Fenton高級氧化的反應(yīng)環(huán)境，在進(jìn)行高級氧化反應(yīng)過程中在產(chǎn)生一定量的Fe (OH) 3高活性絮體及其聚合物。優(yōu)選地，采用外加空氣源向電極反應(yīng)器中曝氣，以增大水的擾動性，使其混合均勻，同時(shí)由于水電解產(chǎn)生大量微小氣泡，在反應(yīng)器內(nèi)創(chuàng)造微氧化環(huán)境，使產(chǎn)生的金屬離子和0H_離子混合均勻，金屬離子與氫氧根結(jié)合生成氫氧化物絮體。外加空氣源曝氣和微小氣泡強(qiáng)化了 Fenton高級氧化反應(yīng)產(chǎn)生的Fe (OH) 3高活性絮體及其聚合物與氫氧化物絮體的網(wǎng)捕、卷掃作用。經(jīng)過電極反應(yīng)器電極處理后，處理水進(jìn)入多功能混合池中，根據(jù)污水的硬度和HC03_堿度指標(biāo)，向處理水中連續(xù)投加適量的NaOH，使水中的Ca2+、Mg2+等硬度物質(zhì)與水中的CO廣、OF生成CaC03、Mg (OH) 2沉淀，此時(shí)CaC03、Mg (OH) 2絮體與水中的膠體、懸浮物等與Fe (OH) 3絮體通過網(wǎng)捕、吸附架橋等作用，形成大體積、大質(zhì)量的絮體，并且共同下沉，去除。
經(jīng)過多功能混合池后，可以利用淺池沉淀(例如斜管沉淀)、多介質(zhì)過濾原理去除沉淀后水中殘余的微小絮體，保證出水的硬度及濁度。根據(jù)申請人的實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明在多個(gè)石化和化工項(xiàng)目工程的應(yīng)用中，污水的硬度可去除60%以上，濁度可去除90%以上。本發(fā)明的作用原理主要包括
(I)電活性絮凝在多功能、高活性、半封閉式的電極反應(yīng)器內(nèi)放置三維金屬鐵、鋁或合金材料復(fù)合電極，通過對極板加電，使極板電解消耗析出Fe3+進(jìn)入水中，與水中溶解的0H_結(jié)合生成Fe(OH)3以及其它單核羥基配合物、多核羥基配合物和聚合物等，形成的配合物作為一種高活性的吸附基團(tuán)，有著極強(qiáng)的吸附性，再利用吸附架橋作用和網(wǎng)捕卷掃作用吸附水中的膠體顆粒、懸浮物、高分子有機(jī)物、重金屬等雜質(zhì)共同沉降。隨水質(zhì)情況而定，利用NaOH調(diào)節(jié)水質(zhì)的PH值，使水中的鈣鎂結(jié)垢性離子形成不溶化合物，被電解產(chǎn)生的高活性吸附基團(tuán)吸附去除。通過電活性絮凝作用，可以有效降低水中的總硬度、總堿度、濁度、懸浮物、C0D、膠體、重金屬離子等。由于向水中投加的OIT在反應(yīng)過程中全部消耗，Ca2+、Mg2+離子的沉淀消耗了水中原有CO32' HCO3-等物質(zhì)，使總堿度降低。(2)電氣浮氧化用于電活性絮凝的電極反應(yīng)池內(nèi)放置有鐵電極，通過對極板加電在電場作用下，水分子離解產(chǎn)生H+和0H_并發(fā)生定向遷移，在陰陽兩極分別生成H2和02。反應(yīng)產(chǎn)生的H2和O2是非常微小的氣泡，其直徑僅為幾微米 幾十微米，它們可以作為非常良好的載體攜帶水中的顆粒雜質(zhì)、油等共同上浮至反應(yīng)池表面，從而具有高效的氣浮作用。同時(shí)，在陽極板表面發(fā)生反應(yīng)生成的-OH,這種自由基狀態(tài)的-OH有著極強(qiáng)的氧化作用，可以氧化分解水中部分有機(jī)物，從而能夠協(xié)同絮凝作用進(jìn)一步降低水中的COD含量。(3)多功能混合反應(yīng)由于在電極反應(yīng)器中，電極加電后在反應(yīng)器中形成大量的Fe3+，因此向多功能混合池的污水中投加NaOH，形成堿性的進(jìn)一步反應(yīng)條件，可以促進(jìn)Fe (OH)3的形成和沉淀，OH-使水中HC03_解離形成CO廣，進(jìn)而形成CaCO3沉淀，同時(shí)形成Mg (OH) 2沉淀，通過網(wǎng)捕、吸附等作用，F(xiàn)e (OH) 3、CaC03、Mg (OH) 2膠體、懸浮物等結(jié)合成大體積的絮體，進(jìn)而依靠重力沉至池底,將硬度、濁度等物質(zhì)去除。(4)沉淀和過濾效果電絮凝反應(yīng)池反應(yīng)產(chǎn)生的大量絮體進(jìn)入斜板沉淀池進(jìn)行沉淀分離,沉淀池上清液出水進(jìn)入多介質(zhì)過濾池,進(jìn)一步濾除水中的懸浮物及膠體顆粒等雜質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種高硬高濁工業(yè)污水處理方法，其特征在于包括先后順序進(jìn)行的下列步驟 (1)電活性絮凝處理采用電極反應(yīng)器進(jìn)行處理，所述電極反應(yīng)器中設(shè)有相互對應(yīng)的陰極和陽極，所述陰極和陽極中至少所述陽極由含鐵金屬制成，所述電極反應(yīng)器通電后對水產(chǎn)生電解效應(yīng)并在陽極處生成大量Fe2+，F(xiàn)e2+經(jīng)氧化后生成Fe3+，所述Fe3+與水中的0H_結(jié)合生成Fe (OH) 3，進(jìn)而形成Fe (OH) 3，及其聚合物等高活性絮體； (2)沉淀處理； (3)過濾處理。
2.如權(quán)利要求I所述的高硬高濁工業(yè)污水處理方法，其特征在于所述含鐵金屬為鐵或者鐵合金。
3.如權(quán)利要求2所述的高硬高濁工業(yè)污水處理方法，其特征在于所述陽極和陰極均為三維結(jié)構(gòu)，采用相同的材料制成或者不同的材料制成。、
4.如權(quán)利要求3所述的高硬高濁工業(yè)污水處理方法，其特征在于控制所述電極反應(yīng)器中陰、陽兩極之間的電壓，使在該電壓作用下所述陽極釋放出大量的Fe2+，在由該電壓形成的電場作用下所述水離解生成H+、OH' 0H，所述H+和OH—在所述電場作用下分別向陰、陽兩極定向移動，并在陰、陽兩極處分別生成H2和O2的微小氣泡。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的高硬高濁工業(yè)污水處理方法，其特征在于所述電活性絮凝處理后的出水進(jìn)入多功能混合池并加入NaOH，使水在堿性條件下進(jìn)一步反應(yīng)。
6.如權(quán)利要求5所述的高硬高濁工業(yè)污水處理方法，其特征在于在進(jìn)行所述電活性絮凝處理時(shí)，通過曝氣裝置在所述電極反應(yīng)器底部進(jìn)行曝氣，使相應(yīng)的反應(yīng)在曝氣條件下進(jìn)行。
7.如權(quán)利要求6所述的高硬高濁工業(yè)污水處理方法，其特征在于當(dāng)水在所述多功能混合池中進(jìn)行進(jìn)一步反應(yīng)時(shí)，通過曝氣裝置在所述多功能混合池底部進(jìn)行曝氣，使相應(yīng)的反應(yīng)在曝氣條件下進(jìn)行。
8.如權(quán)利要求7所述的高硬高濁工業(yè)污水處理方法，其特征在于待處理的水經(jīng)過荷葉式布水板向所述電極反應(yīng)器中均勻補(bǔ)水，進(jìn)入所述電極反應(yīng)器之前進(jìn)行預(yù)處理或者不進(jìn)行預(yù)處理。
9.如權(quán)利要求8所述的高硬高濁工業(yè)污水處理方法，其特征在于所述沉淀為斜管沉降，在斜管沉淀池中進(jìn)行。
10.如權(quán)利要求9所述的高硬高濁工業(yè)污水處理方法，其特征在于所述過濾為多介質(zhì)過濾，在多介質(zhì)過濾池中進(jìn)行，所述多介質(zhì)過濾池設(shè)有上下分層分布的多種過濾介質(zhì)，水在所述多介質(zhì)過濾池中的流動方式為升流式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高硬高濁工業(yè)污水處理方法，其包括先后順序進(jìn)行的下列步驟(1)電活性絮凝處理采用電極反應(yīng)器進(jìn)行處理，其陽極由含鐵金屬制成，所述電極反應(yīng)器通電后對水產(chǎn)生電解效應(yīng)并在陽極處生成大量Fe2+，F(xiàn)e2+氧化生成Fe3+，所述Fe3+與水中的0H-結(jié)合生成Fe(0H)3，進(jìn)而形成Fe(0H)3及其聚合物等高活性絮體；(2)沉淀處理；(3)過濾處理。所述電活性絮凝處理后的出水進(jìn)入多功能混合池并加入Na0H，使水在堿性條件下進(jìn)一步反應(yīng)，所述電活性絮凝處理時(shí)，通過曝氣裝置在所述電極反應(yīng)器底部進(jìn)行曝氣。本發(fā)明處理效果好，成本低，主要適應(yīng)于具有高硬度以及C0D等其他污染的工業(yè)污水的處理，特別是需要對工業(yè)污水進(jìn)行深度處理后回用的場合。
文檔編號C02F9/06GK102730888SQ201210216948
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者殷進(jìn), 肖東 申請人:北京京潤新技術(shù)發(fā)展有限責(zé)任公司