一種皮革廢水電吸附處理及回用的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種皮革廢水電吸附處理及回用的方法，解決皮革廢水難生物降解COD、毒害污染物、溶解性鹽去除難的問題，處理工藝主要包括以下步驟：皮革綜合廢水經(jīng)絮凝沉淀和一級生物預處理后，進行電吸附處理，出水可排放或回用；或者經(jīng)絮凝沉淀和一級生物預處理后，一級生物預處理出水與城市污水混合進入二級生物預處理，二級生物預處理出水進行電吸附處理，出水可排放或回用。本方法去除率高、達標穩(wěn)定性好、成本低、操作簡單。
【專利說明】—種皮革廢水電吸附處理及回用的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種皮革廢水處理及回用方法，特別是涉及基于活性炭材料電極的電吸附水處理技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]制革、毛皮加工工業(yè)是輕工行業(yè)繼造紙和釀造工業(yè)之后的第三大污染工業(yè)，制革廢水的污染是制革、毛皮工業(yè)主要污染源之一。能否有效地解決制革、毛皮工業(yè)的污染問題，已成為關(guān)系到我國制革、毛皮工業(yè)能否繼續(xù)生存、健康穩(wěn)定發(fā)展的瓶頸，也直接關(guān)系到我國皮革行業(yè)能否健康可持續(xù)發(fā)展。皮革生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水主要來自鞣前工段(包括浸水去肉、脫毛浸灰、脫灰軟化工序)、鞣制工段(包括浸酸、鞣制工序)、整飾工段(包括復鞣、中和、染色、加脂工序)。皮革廢水通常表現(xiàn)為高濃度的S2IP總鉻，C0D、B0D5濃度高、氨氮濃度高，可生化性較差，且含有大量的氯化物、硫酸鹽等。對皮革廢水的處理一般采用分段處理和綜合污水處理的方式。鉻鞣廢水主要污染物為總鉻，通過加堿沉淀、壓濾成鉻餅進行循環(huán)利用或單獨存放；脫毛浸灰廢水主要污染物為S2-，一般有化學沉淀、酸吸收或催化氧化等處理方法。經(jīng)過單獨處理，處理液去綜合污水處理池處理，綜合污水處理方法一般是物理法、化學法和生化法結(jié)合。物理處理法有篩濾截留、重力分離、離心分離，化學處理法有化學混凝、中和生化處理，生物法有活性污泥法(氧化溝、SBR)、生物膜法(生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、接觸氧化、硫化床)。以上手段可以去除大部分總鉻、S2_、氨氮、BOD5及COD中可生物降解的C0D，但由于皮革廢水中難生物降解的C0D、氯化物、硫酸鹽等可溶性固體濃度高，難生物降解COD可以達到200mg/L，對于從藍濕皮開始加工的企業(yè)更高，可以高達300mg/L左右，普通工藝組合很難達到相應排放標準。
[0003]皮革廢水處理主要的發(fā)明專利以生物處理系統(tǒng)為主，包括生物厭氧、好氧、膜生物、污泥處置、生物除臭等，如 CN201010293157.X、CN200910084397.6、CN201320480581.4、CN201310341311.X、CN201310144756.9、CN200910058607.4、CN200810117794.4、CN200910184424.7、CN201320297422.0、CN201210595501.X、CN200910105731.1、CN200380110273.1、CN201 1 10351782.X、CN201010520253.3、CN0213103 1.9、CN200910184424.7 ;含有濾毛、絮凝、板框過濾、脫硫、脫鉻等的綜合處理工藝主要包括以下專利:CN201310618575.5、CN201320426891.8、CN201310203150.8、CN201210487064.X、CN201110360078.0、CN201110360071.9、CN201310199228.3、CN201110149346.4、CN201310375031.0、CN201110426137.X、CN201210556332.9、CN201210595501.X 等；鑒于經(jīng)過物化處理、生物處理的皮革廢水較難直接達到排放標準，近年來深度處理，如吸附、海綿鐵、磁化微球、超臨界、膜、高效吹碳、納米催化電解、負載錳氧化物的凹土、電化學和超濾、芬頓等也有大量專利，如 CN201110139938.8、CN201320707516.0、CN201110175664.8、CN200910101374.1、CN200820145613.4、CN201020195185.3、CN201010522958.9、CN201020585696.6、CN201310394615.2、CN201110044405.1、CN201020681875.X、CN201010605706.2、CN201310438742.8等，同時，關(guān)于皮革廢水深度處理回用的專利也越來越多，主要包括:CN201320297380.0、CN201310388660.7、CN201310203115.6、CN201210015983.7、CN200810059651.2、CN201110044402.8、CN201120044430.5 等。
[0004]電吸附技術(shù)是利用帶電電極表面吸附水中離子及帶電粒子的現(xiàn)象，使水中溶解鹽類及其它帶電物質(zhì)在電極的表面富集濃縮而實現(xiàn)水的凈化/淡化的一種新型水處理技術(shù)，具有效果好(電容去離子速度快、容量大)、成本低(碳電極成本低、非法拉第過程耗電低)、再生簡單無二次污染(吸附解吸通過調(diào)控電位進行，無酸堿解吸再生二次污染)、通道式結(jié)構(gòu)不易堵塞、自動化程度高等優(yōu)點。改性活性炭具有發(fā)達的內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，吸附容量大、速度快，是最常用的吸附劑之一。基于碳材料的活性炭電極電吸附技術(shù)同時具備活性炭的吸附能力和電容去離子能力，可以有效去除不被生物降解的COD和無機鹽類污染物。電吸附的發(fā)明專利主要包括以下內(nèi)容:1、電吸附發(fā)明專利以電吸附電極為核心，主要專利如下:CN201210315573.4、CN201310188790.6、CN201310571390.3、CN200410016261.9、CN201010268473.1、CN200410084294.7、CN200310108593.5、CN201310456423.X、CN201210197297.6、CN201310552842.3、CN201410002925.X、CN201310715181.1、CN201410002926.4、CN201310585337.9、CN201110103243.4、CN200910049822.8、CN201210122816.2、CN201210197408.3、CN201210140003.6、CN201210161622.3、CN201210350544.1、CN201110122159.7、CN201310466165.3、CN200910047015.2、CN201110458493.X、CN201310717679.1 等；2、電吸附系統(tǒng)、電吸附模塊等，如 CN201220279990.3、CN201210191994.0、CN201210191991.7、CN201220279966.X、CN201210191940.4、CN201220280003.1、CN201220279970.6、CN201210191939.1、CN201210191992.1、CN201220279987.1、CN201010514982.8、CN201110075134.6、CN201120084990.3、CN201020571306.X 等；3、電吸附裝置與設備，包括 CN200920233815.9、CN201220679818.7、CN201220539803.0、CN201310158910.8、CN201310661643.6、CN200710181311.2、CN201210090212.4、CN201010543924.8、CN201220128473.6、CN200720193459.3、CN200610 172589.9、CN201210108930.X、CN01127147.7、CN201310177914.0、CN201010142772.0、CN200920170621.9 等；4、電吸附污水深度處理除鹽系統(tǒng)，CN200820079696.1、CN201120232225.1、CN201120256587.4、CN200810084171.1、CN201020202124.5、CN201210245441.9、CN200920056074.1、CN201220343298.2。電吸附具有優(yōu)越的除鹽、除C0D、毒害污染物的特點，近年來大量的廢水處理工藝應用了電吸附，主要專利設計棉漿造紙廢水、反滲透濃水、垃圾滲濾液、工業(yè)廢水深度除鹽回用、電鍍含氰廢水、含鹽廢水的近零排放、焦化廢水除鹽、冷軋廢水深度、染色廢水、電鍍和化學鍍廢水、高酸原油電脫鹽廢水、冷軋廢水、造紙制漿尾水、精制棉黑液處理、高含鹽有機廢水等，具體轉(zhuǎn)主要包括 CN201310078784.5、CN201210358493.7、CN201210156227.6、CN201010515220.X、CN201210233274.6、CN201310310857.9、CN201220269495.4、CN200810207227.8、CN201210089579.4、CN201220203675.2、CN201220111467.X、CN201210483533.0、CN200810207228.2、CN201310310793.2、CN201310553819.6、CN201210241485.4、CN201320229307.X、 CN201220128236.X、 CN201020588896.7、 CN201010187458.4、CN201210304611.6、CN201110159069.5 等。
[0005]皮革廢水中的S2-和總鉻一般通過化學沉淀法等方法去除，皮革廢水的COD與氨氮類物質(zhì)通常一般采用生化的方法予以部分去除，難降解污染物通過深度處理，最終達到排放標準。上述工藝多數(shù)成本高、達標穩(wěn)定性差，而且，多數(shù)情況下，所含溶解性鹽在現(xiàn)有處理工藝中很少被考慮。鑒于電吸附工藝是脫鹽、去除污染有機物的高效技術(shù)，本發(fā)明以脫鹽、去除COD、脫毒為目標，結(jié)合廢水處理的脫氮除磷工藝，綜合考慮成本與操作便捷性及穩(wěn)定性等，提出了本發(fā)明涉及一種皮革廢水處理及回用方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對皮革廢水所面臨的難生物降解C0D、溶解性鹽難去除等問題，本發(fā)明提供了一種皮革廢水電吸附處理及回用方法。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:1)絮凝沉淀預處理:各工段含鹽皮革廢水混合進入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)pH值并均質(zhì)，pH控制在7?12，經(jīng)絮凝沉淀，去除1 %?50 %的COD、60 %?99%的S2_，60%?99%的總鉻，絮凝沉淀預處理的絮凝藥劑包括生石灰、氫氧化鈉、硫酸亞鐵、氯化亞鐵、聚鐵、聚鋁、聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化銨；2)生物預處理:包括一級生物預處理或一級和二級生物預處理，一級生物預處理為接絮凝沉淀出水，經(jīng)厭氧?好氧生物工藝處理，厭氧生物處理出水COD控制在800?400mg/L，好氧生物處理出水COD控制在400?100mg/L ;二級生物預處理為將一級生物預處理出水與城市污水混合，進入生物工藝處理，工藝包括厭氧選擇器、A/0、A2/0、氧化溝、膜生物處理或上述組合工藝，生物處理出水COD控制在50?120mg/L ；3)電吸附處理:為接一級生物預處理或二級生物預處理出7JC,出水可排放或回用，電極為擴孔活性炭抗污電極，極板間距2?10mm，電壓1.2?2.0V,電吸附處理解吸為濃水循環(huán)解吸。
[0008]采用的電吸附電極為擴孔活性炭抗污電極，改性活性炭具有發(fā)達的內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，吸附容量大、速度快，可以有效吸附廢水中的難生物降解COD、溶解性鹽，電吸附組建、系統(tǒng)、工藝參數(shù)根據(jù)廢水水質(zhì)和波動情況以及出水水質(zhì)要求確定。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0010](I)采用基于改性活性炭材料的電極進行電吸附，同時具備良好的脫鹽性能、吸附性，去除效率高。
[0011](2)利用濃水進行電吸附電極的脫附再生，提高工藝產(chǎn)水率。
[0012](3)電吸附和脫附再生過程無需添加其他化學試劑，無二次污染。
[0013](4)電吸附所需電位低，耗能低，運行成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0015]實施案例1:
[0016]制革各工段排放含鹽綜合廢水，水質(zhì)C0D3080mg/L，硫化物37.50mg/L,總鉻4.12mg/L,氨氮 192.68mg/L, SS658mg/L,溶解性鹽 8900mg/L,硫酸根 1400mg/L,總氮 398mg/L，pH8.02，混合投加生石灰進入調(diào)節(jié)池使混合均勻，調(diào)節(jié)pH在10?11 ;絮凝過程加入500?2000mg/L硫酸亞鐵和I?5mg/L聚丙烯酰胺，沉淀，出水水質(zhì)C0D1900?2800mg/L,硫化物 0.25 ?0.5mg/L,總鉻 0.035 ?0.5mg/L,氨氮 182.3 ?190.18mg/L,溶解性鹽8900 ?11000mg/L,硫酸根 1400 ?1600mg/L,總氮 312 ?372mg/L, ρΗ6.8 ?8.I。絮凝沉淀出水進入一級生物預處理階段，一級生物預處理為厭氧?好氧生物處理工藝，調(diào)節(jié)參數(shù)使厭氧生物處理出水COD控制在800?400mg/L，好氧生物處理出水COD控制在400?200mg/L，氨氮20mg/L以下；一級生物預處理出水進入電吸附段進行處理，電吸附段設5?10個電吸附單元，電吸附單元電極間距為2?10mm，電壓設定為每個電極電位為1.2?2.0V,吸附時間為20?240min吸附完成后，向電吸附單元通入濃水同時使電吸附電容電極放電，進行濃水解吸，解吸時間為10?240min，電吸附單元解吸后可循環(huán)使用，出水水質(zhì)水質(zhì)C0D60mg/L以下,硫化物0.2mg/L以下，總鉻0.5mg/L以下，六價鉻0.05mg/L以下，氨氮15mg/L以下，SS10mg/L以下，氯離子1000mg/L以下，總氮20mg/L以下，pH6?9,經(jīng)相應處理，可用于排放。
[0017]實施案例2:
[0018]制革各工段排放含鹽綜合廢水，水質(zhì)C0D3080mg/L，硫化物37.50mg/L,總鉻4.12mg/L,氨氮 192.68mg/L, SS658mg/L,溶解性鹽 8900mg/L,硫酸根 1400mg/L,總氮 398mg/L，pH8.02，混合投加生石灰進入調(diào)節(jié)池使混合均勻，調(diào)節(jié)pH在10?11 ;絮凝過程加入500?2000mg/L硫酸亞鐵和I?5mg/L聚丙烯酰胺，沉淀，出水水質(zhì)C0D1900?2800mg/L,硫化物 0.25 ?0.5mg/L,總鉻 0.035 ?0.5mg/L,氨氮 182.3 ?190.18mg/L,溶解性鹽8900 ?11000mg/L,硫酸根 1400 ?1600mg/L,總氮 312 ?372mg/L, ρΗ6.8 ?8.I。絮凝沉淀出水進入一級生物預處理階段，一級生物預處理為厭氧?好氧生物處理工藝，調(diào)節(jié)參數(shù)使厭氧生物處理出水COD控制在800?400mg/L，好氧生物處理出水COD控制在400?200mg/L，氨氮2?10mg/L以下；一級生物預處理出水進入電吸附段進行處理，電吸附段設5?15個電吸附單元，電吸附單元電極間距為2?1mm,電壓設定為每個電極電位為1.2?2.0V，解吸時間為20?240min吸附完成后，向電吸附單元通入濃水同時使電吸附電容電極放電，進行濃水解吸，解吸時間為10?240min，電吸附單元解吸后可循環(huán)使用，出水水質(zhì)水質(zhì)C0D40mg/L以下,硫化物0.5mg/L以下，總鉻0.2mg/L以下,六價鉻0.05mg/L以下，氨氮5mg/L以下，SS3mg/L以下，總?cè)芙庑怨腆w1000mg/L以下，總氮10mg/L以下，pH6?9,經(jīng)相應處理，用于回用。
[0019]實施案例3
[0020]制革各工段排放含鹽綜合廢水，水質(zhì)C0D3080mg/L，硫化物37.50mg/L,總鉻4.12mg/L,氨氮 192.68mg/L, SS658mg/L,溶解性鹽 8900mg/L,硫酸根 1400mg/L,總氮 398mg/L，pH8.02，混合投加生石灰進入調(diào)節(jié)池使混合均勻，調(diào)節(jié)pH在10?11 ;絮凝過程加入500?2000mg/L硫酸亞鐵和I?5mg/L聚丙烯酰胺，沉淀，出水水質(zhì)C0D1900?2800mg/L，硫化物 0.25 ?0.36mg/L,總鉻 0.035 ?0.115mg/L,氨氮 182.3 ?190.18mg/L,溶解性鹽8900 ?11000mg/L，硫酸根 1400 ?1600mg/L,總氮 312 ?372mg/L，pH6.8 ?8.1。絮凝沉淀出水進入一級生物預處理階段，一級生物預處理為厭氧?好氧生物處理工藝，調(diào)節(jié)參數(shù)使厭氧生物處理出水COD控制在800?400mg/L，好氧生物處理出水COD控制在400?10mg/L，氨氮25?70mg/L 級生物預處理出水，混入3:1?1:3的城市廢水，進入二級生物預處理，二級生物預處理采用厭氧選擇器和氧化溝組合工藝，二級生物預處理COD控制在120?50mg/L ;二級生物預處理出水進入電吸附段進行處理，電吸附段設3?10個電吸附單元，電吸附單元電極間距為2?1mm,電壓設定為每個電極電位為1.2?2.0V,吸附時間為20?120min吸附完成后，向電吸附單元通入濃水同時使電吸附電容電極放電,進行濃水解吸,解吸時間為10?60min,電吸附單元解吸后可循環(huán)使用，出水水質(zhì)水質(zhì)C0D50mg/L以下,硫化物1.0mg/L以下,總鉻0.5mg/L以下,六價鉻0.05mg/L以下,氨氮5mg/L以下,SS10mg/L以下，總?cè)芙庑怨腆w1000mg/L以下，總氮15mg/L以下，pH6?9,經(jīng)相應處理,可用于排放。
[0021]實施案例4
[0022]制革各工段排放含鹽綜合廢水，水質(zhì)C0D3080mg/L，硫化物37.50mg/L,總鉻4.12mg/L,氨氮 192.68mg/L, SS658mg/L,溶解性鹽 8900mg/L,硫酸根 1400mg/L,總氮 398mg/L，pH8.02，混合投加生石灰進入調(diào)節(jié)池使混合均勻，調(diào)節(jié)pH在10?11 ;絮凝過程加入500?2000mg/L硫酸亞鐵和I?5mg/L聚丙烯酰胺，沉淀，出水水質(zhì)C0D1900?2800mg/L,硫化物 0.25 ?0.5mg/L,總鉻 0.035 ?0.5mg/L,氨氮 182.3 ?190.18mg/L,溶解性鹽8900 ?11000mg/L，硫酸根 1400 ?1600mg/L,總氮 312 ?372mg/L，pH6.8 ?8.1。絮凝沉淀出水進入一級生物預處理階段，一級生物預處理為厭氧?好氧生物處理工藝，調(diào)節(jié)參數(shù)使厭氧生物處理出水COD控制在800?400mg/L，好氧生物處理出水COD控制在400?10mg/L，氨氮25?70mg/L 級生物預處理出水，混入3:1?1:3的城市廢水，進入二級生物預處理，二級生物預處理采用厭氧選擇器和氧化溝組合工藝，二級生物預處理COD控制在120?50mg/L ;二級生物預處理出水進入電吸附段進行處理，電吸附段設3?10個電吸附單元，電吸附單元電極間距為2?1mm,電壓設定為每個電極電位為1.2?2.0V,吸附時間為20?240min吸附完成后，向電吸附單元通入濃水同時使電吸附電容電極放電,進行濃水解吸,解吸時間為10?240min，電吸附單元解吸后可循環(huán)使用，出水水質(zhì)水質(zhì)C0D40mg/L以下，硫化物0.5mg/L以下，總鉻0.5mg/L以下，六價鉻0.05mg/L以下，氨氮2mg/L以下，SS10mg/L以下，總?cè)芙庑怨腆w1000mg/L以下，總氮10mg/L以下，pH6?9,經(jīng)相應處理,可作再生水。
【權(quán)利要求】
1.一種含鹽皮革廢水電吸附處理及回用的方法，其包括以下步驟: 1)絮凝沉淀預處理:各工段含鹽皮革廢水混合進入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)PH值并均質(zhì)，pH控制在7?12，經(jīng)絮凝沉淀，去除10%?50%的C0D、60%?99%的S2、60%?99%的總鉻； 2)生物預處理:包括一級生物預處理或一級和二級生物預處理； 3)電吸附處理:出水可排放或回用。
2.如權(quán)利要求1所述的一種含鹽皮革廢水電吸附處理及回用的方法，其特征在于絮凝沉淀預處理的絮凝藥劑包括生石灰、氫氧化鈉、硫酸亞鐵、氯化亞鐵、聚鐵、聚鋁、聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化銨。
3.如權(quán)利要求1所述的一種含鹽皮革廢水電吸附處理及回用的方法，其特征在于生物預處理的一級生物預處理為接絮凝沉淀出水，經(jīng)厭氧?好氧生物工藝處理，厭氧生物處理出水COD控制在800?400mg/L，好氧生物處理出水COD控制在400?100mg/L。
4.如權(quán)利要求1所述的一種含鹽皮革廢水電吸附處理及回用的方法，其特征在于生物預處理的二級生物預處理為將一級生物預處理出水與城市污水混合，進入生物工藝處理，工藝包括厭氧選擇器、Α/0、Α2/0、氧化溝、膜生物處理或上述組合工藝，生物處理出水COD控制在 50 ?120mg/L。
5.如權(quán)利要求1所述的一種含鹽皮革廢水電吸附處理及回用的方法，其特征在于電吸附處理為接一級生物預處理或二級生物預處理出水，出水可排放或回用。
6.如權(quán)利要求1所述的一種含鹽皮革廢水電吸附處理及回用的方法，其特征在于電吸附處理電極為擴孔活性炭抗污電極，極板間距2?10mm，電壓1.2?2.0V。
7.如權(quán)利要求1所述的一種含鹽皮革廢水電吸附處理及回用的方法，其特征在于電吸附處理解吸為濃水循環(huán)解吸。
【文檔編號】C02F1/469GK104310696SQ201410194136
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】田秉暉, 畢慧芝, 辛麗花, 李曉琳 申請人:中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心