本實(shí)用新型涉及一種污水處理裝置，尤其涉及一種粘膠纖維污水深度處理裝置。

背景技術(shù)：

粘膠短纖維是指從木材和植物藁桿等纖維素原料中提取的纖維素，或以棉短絨為原料，經(jīng)加工成紡絲原液，再經(jīng)濕法紡絲制成的人造纖維。它屬于再生纖維素纖維，是以天然纖維素為原料，經(jīng)堿化、老化、磺化等諸多工序制成可溶性纖維素磺酸酯，再溶于稀堿液制成粘膠，經(jīng)濕法紡絲而制成。

在當(dāng)前石油資源緊張的形勢下，粘膠短纖維產(chǎn)量日趨增加，已成為主要的化纖品種之一。目前我國粘膠短纖維年產(chǎn)能350萬t，占全球總產(chǎn)量的60％。粘膠短纖維的生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的酸、堿廢水。酸性酸性廢水主要由紡練紡絲工段和精煉酸洗工段產(chǎn)生,主要含堿纖維素、硫酸鹽、稀硫酸、鋅離子、硫化物。堿性廢水主要由原液車間過濾工序拆裝和洗布工段產(chǎn)生，主要含纖維素磺酸酯、燒堿、纖維素、硫化物等。這些污水如直接排放將造成嚴(yán)重的水污染和大量纖維資源的流失浪費(fèi)。

目前，目前國內(nèi)外粘膠纖維生產(chǎn)廢水預(yù)處理系統(tǒng)大都采用酸堿中和法處理。生化處理采用傳統(tǒng)活性污泥法、CASS等工藝。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)典型的粘膠纖維企業(yè)的污水經(jīng)過以上典型的物化一級處理和生物二級處理后排放COD可大致控制在80～120mg/l范圍內(nèi)，隨著地方及行業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，大部分污水距離達(dá)到新的排放標(biāo)準(zhǔn)具有一定差距，需進(jìn)一步深度處理。

當(dāng)前研究和應(yīng)用較多的污水深度處理技術(shù)有膜分離法、吸附法、催化氧化法、Fenton氧化法等工藝，根據(jù)污水回用要求和水質(zhì)特點(diǎn)，常常選擇以上一種或幾種技術(shù)聯(lián)合使用。

粘膠纖維污水處理出水中含有未經(jīng)處理完全的纖維素、半纖維素、游離菌膠團(tuán)及膠體顆粒等物質(zhì)，由于帶有同種電荷，因此上述顆粒間存在靜電斥力、表面水化學(xué)作用、膠體布朗運(yùn)動(dòng)等，使其在水中具有分散穩(wěn)定性，難以通過自然沉淀得以去除，進(jìn)而導(dǎo)致水中COD含量偏高。

混凝沉淀技術(shù)介紹：

在工業(yè)廢水和生活廢水處理中，混凝沉淀技術(shù)是一種很重要的物化處理方法，通過向水中投加一些藥劑(通常稱為混凝劑及助凝劑)，混凝劑在水中通過電離和水解等化學(xué)作用使水中難以沉淀的膠體顆粒能互相聚合而形成膠體，然后通過膠體的壓縮雙電層作用、吸附電性中和、吸附架橋作用和沉析物網(wǎng)捕作用等與水體中的雜質(zhì)和有機(jī)物膠體結(jié)合形成更大的顆粒絮體，顆粒絮體在水的紊流中彼此易碰撞吸附，形成絮凝體(亦稱絨體或礬花)。絮凝體具有強(qiáng)大吸附力，不僅能吸附懸浮物，還能吸附部分細(xì)菌和溶解性物質(zhì)。絮凝體通過吸附，體積增大而下沉。

傳統(tǒng)的混凝機(jī)理主要包括以下幾個(gè)方面：

1)壓縮雙電層作用：

廢水中的懸浮粒子一般帶有負(fù)電荷，使顆粒問互相排斥。粒子越大或比表面積越大，對粒子表面電荷的影響也越大，因而粒子間不能互相接近，也不能凝聚，處于穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)。當(dāng)加入某種帶有相反電荷的藥劑后，反粒子濃度的增加使膠體擴(kuò)散層厚度減小，靜電排斥勢能逐漸降低，當(dāng)排斥勢能降為0時(shí)，膠體就失去穩(wěn)定性，膠粒與膠粒就可以進(jìn)行碰撞凝聚，使膠體脫穩(wěn)，形成大塊的顆粒最終沉淀下來。

2)吸附-電中和作用：

天然或合成的高分子化合物，或由高價(jià)電解質(zhì)，如鐵鹽、鋁鹽等，在水質(zhì)經(jīng)水解縮聚而形成高分子物質(zhì)，具有強(qiáng)烈的吸附作用。研究認(rèn)為高分子的吸附驅(qū)動(dòng)力包括氫鍵、共價(jià)鍵、極性鍵、靜電引力和范德華引力等等。具體特性由高分子物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)和膠體特性決定。

帶有負(fù)電荷的膠體溶液中加入帶有正電荷的膠體溶液后，產(chǎn)生了電中和作用。導(dǎo)致膠粒表面的電位降低，懸浮膠體的排斥勢能降低，膠體間的引力增加，從而相互凝聚、脫穩(wěn)最后沉淀下來。

3)吸附-架橋作用：

高分子與膠粒間發(fā)生強(qiáng)烈吸附后，同一個(gè)高分子可以和不同的膠體連在一起產(chǎn)生架橋連接作用，從而促使粒子變大而易于沉淀。然而，當(dāng)高分子過多時(shí)，膠粒表面被高分子所覆蓋，接近的膠粒受到壓縮變形而具有排斥勢能，或者由于帶電高分子的互相排斥，使膠粒不能凝聚，這種作用稱為膠體保護(hù)作用。

4)網(wǎng)捕-卷掃作用：

加入混凝劑形成較大的沉淀顆粒后，沉淀的膠體顆粒可以網(wǎng)捕、卷帶水中的細(xì)小膠粒形成更大的絮狀物一起沉淀。這是一種機(jī)械作用，水中的膠體雜質(zhì)的多少?zèng)Q定所需混凝劑的量。

次氯酸鈉氧化技術(shù)介紹：

次氯酸鈉有與氯氣有相同的氧化消毒作用，其機(jī)理是次氯酸鈉在溶液中水解后生成的次氯酸(HClO)，HClO分子極不穩(wěn)定，分解生成OCl-在被還原的過程中，極易得到電子而具有極強(qiáng)的氧化性，同時(shí)HClO還能分解生成具有強(qiáng)氧化作用的新生態(tài)氧[O]，這就使得次氯酸鈉具有很強(qiáng)的氧化性，所以次氯酸鈉既能氧化大多數(shù)有機(jī)物也能氧化無機(jī)物。它能與飽和脂肪酸、含活性氫、還原性氫和易氧化官能團(tuán)(不飽和官能團(tuán)、雙鍵)的有機(jī)物反應(yīng)，從而去除COD。

另外次氯酸鈉的強(qiáng)氧化性能破壞有色基團(tuán)碳碳雙鍵、羧基、偶氮基、硝基、硫化羧基等，使這些發(fā)色基團(tuán)發(fā)生斷裂或改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而脫除廢水的顏色。

該技術(shù)去除效率率高，抗沖擊能力強(qiáng)，運(yùn)行處理成本相對低廉，在粘膠纖維污水深度處理領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢。

FENTON氧化工藝介紹：

Fenton法是發(fā)現(xiàn)最早和研究成果最多的高級氧化法，F(xiàn)enton反應(yīng)體系是利用Fe2+的均相催化作用使強(qiáng)氧化劑H2O2催化分解產(chǎn)生羥基自由基(·OH)氧化有機(jī)物分子，并使其降解成為小分子有機(jī)物或礦化為CO2、H2O等無機(jī)物質(zhì)的反應(yīng)過程。

近年來，為進(jìn)一步提高H2O2催化分解產(chǎn)生·OH的效率，將紫外線(UV)、光能(Photo)、超聲(US)、微波(MW)和電能(Electro)等能量源引入Fenton法之中，形成了與Fenton法反應(yīng)機(jī)理相近的改進(jìn)Fenton法或稱類Fenton法，如H2O2+UV、Photo-Fenton、US-Fenton、MW-Fenton及Electro-Fenton試劑法等。Fenton法主要影響因素為污水水質(zhì)、pH、H2O2與Fe2+用量及摩爾比、反應(yīng)時(shí)間等。類Fenton還要考慮UV、US、電場等因素對反應(yīng)的影響。pH一般在2～4范圍內(nèi)，有利于該反應(yīng)的進(jìn)行。

Fenton法或類Fenton法具有氧化能力強(qiáng)、反應(yīng)速率快、反應(yīng)條件溫和及適用范圍廣的特點(diǎn)，能有效降低污水中污染物濃度，并生成了易于生物降解的中間產(chǎn)物，為后續(xù)的生化系統(tǒng)提供易于處理的水質(zhì)條件，但也存在藥劑消耗量大、產(chǎn)生污泥量大和出水含大量鐵離子等問題。

現(xiàn)有技術(shù)中的方法如圖1所示，首先污水進(jìn)入ph調(diào)節(jié)池，通過投加硫酸，控制ph在3～4，然后進(jìn)入快速混合池，在該池內(nèi)投加反應(yīng)藥劑雙氧水和硫酸亞鐵，然后進(jìn)入FENTON反應(yīng)池進(jìn)行化學(xué)氧化反應(yīng)，以去除大部分的有機(jī)污染物，反應(yīng)池出水進(jìn)入ph中和池，通過投加氫氧化鈉溶液進(jìn)行酸堿中和，為了消除fenton反應(yīng)中未反應(yīng)完全的雙氧水，以減少其對后續(xù)沉淀的不利影響，還需進(jìn)入脫氣池，并投加助凝劑，起到脫氣和絮凝反應(yīng)目的，最后進(jìn)入沉淀池進(jìn)行泥水分離，達(dá)標(biāo)外排。

上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是：

1、用反推法，根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)來找對應(yīng)的缺點(diǎn)；

1、藥劑消耗大，工作勞動(dòng)強(qiáng)度大、運(yùn)行成本高。

2、雙氧水存在運(yùn)輸儲存過程中安全問題，不宜規(guī)?；褂?。

3、使用過程中，外加酸堿及鹽量較多，導(dǎo)致外排水含鹽量較高，難以滿足日后環(huán)保要求。

4、反應(yīng)單元負(fù)責(zé)，操作控制難度較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種處理效果穩(wěn)定、成本低廉、操作簡便易于管理的粘膠纖維污水深度處理裝置。

本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本實(shí)用新型的粘膠纖維污水深度處理裝置，包括混凝沉淀單元和次氯酸鈉氧化單元；

所述混凝沉淀單元包括依次連接的快混池、絮凝反應(yīng)池、沉淀池，所述次氯酸鈉氧化單元包括化學(xué)氧化池，所述沉淀池與所述化學(xué)氧化池連接；

所述快混池設(shè)有絮凝劑添加裝置，所述絮凝反應(yīng)池設(shè)有助凝劑添加裝置，所述化學(xué)氧化池設(shè)有次氯酸鈉添加裝置。

由上述本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的粘膠纖維污水深度處理裝置，通過“混凝沉淀+化學(xué)氧化”的聯(lián)合使用，在滿足最新國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求同時(shí)，降低運(yùn)行費(fèi)用；減少占地；降低操作強(qiáng)度，控制簡便。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的粘膠纖維污水深度處理裝置的工藝流程示意圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的粘膠纖維污水深度處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將對本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

本實(shí)用新型的粘膠纖維污水深度處理裝置，其較佳的具體實(shí)施方式是：

包括混凝沉淀單元和次氯酸鈉氧化單元；

所述混凝沉淀單元包括依次連接的快混池、絮凝反應(yīng)池、沉淀池，所述次氯酸鈉氧化單元包括化學(xué)氧化池，所述沉淀池與所述化學(xué)氧化池連接；

所述快混池設(shè)有絮凝劑添加裝置，所述絮凝反應(yīng)池設(shè)有助凝劑添加裝置，所述化學(xué)氧化池設(shè)有次氯酸鈉添加裝置。

所述沉淀池底部連接有污泥濃縮脫水單元。

所述化學(xué)氧化池連接有檢測水池。

本實(shí)用新型針對粘膠纖維污水深度處理的要求，提供一種處理效果穩(wěn)定、成本低廉、操作簡便易于管理的粘膠纖維污水深度處理裝置，通過“混凝沉淀+化學(xué)氧化”的聯(lián)合使用，在滿足最新國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求同時(shí)，降低運(yùn)行費(fèi)用；減少占地；降低操作強(qiáng)度，控制簡便。

本實(shí)用新型包括混凝沉淀單元和次氯酸鈉氧化單元。

粘膠纖維污水經(jīng)過二級生化處理的出水進(jìn)入混凝反應(yīng)沉淀池。混凝劑可采用PAC、硫酸亞鐵等，通過控制反應(yīng)pH、混凝劑投加量及反應(yīng)沉淀時(shí)間取得較好的去除效果。

混凝反應(yīng)沉淀池出水進(jìn)入化學(xué)氧化池，通過控制pH、氧化劑投加量及反應(yīng)時(shí)間來最終滿足出水水質(zhì)要求。

相對于其他技術(shù)(如臭氧催化氧化技術(shù)和Fenton氧化技術(shù))，本實(shí)用新型工藝流程簡單，出水效果良好，投資和運(yùn)行成本低廉。經(jīng)試驗(yàn)證明，該工藝方案用于粘膠纖維污水的深度處理，可以將出水COD降低至50mg/l以下，完全可以達(dá)到地方和行業(yè)新的排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。

具體實(shí)施例：

如圖2、圖3所示，處理污水為粘膠纖維二級生物處理出水，工藝流程參照圖1，該方法包括混凝沉淀工藝和次氯酸鈉化學(xué)氧化工藝。

二級生化處理出水進(jìn)入快混池，在此投加PAC約100～150mg/l，投加PAM約0.5～1mg/l，控制反應(yīng)pH在7～9.5，經(jīng)混凝反應(yīng)沉淀，上清液進(jìn)入后續(xù)單元，沉淀下來的物化污泥進(jìn)入污泥濃縮脫水單元進(jìn)一步處理。

混凝沉淀池出水進(jìn)入化學(xué)氧化池。經(jīng)次氯酸鈉的氧化降解，進(jìn)一步去除COD、氨氮、硫化物和色度等污染物質(zhì)。

經(jīng)過本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案處理該實(shí)例中的污水，在進(jìn)水COD≤150mg/l，懸浮物≤100mg/l情況下，處理后出水COD≤50mg/L、懸浮物≤20mg/L。

本實(shí)用新型通過混凝沉淀和次氯化鈉化學(xué)氧化相結(jié)合，可以滿足最新排放標(biāo)準(zhǔn)要求，不僅減少了環(huán)境污染，而且降低運(yùn)行費(fèi)用，減少工作操作強(qiáng)度，提高使用安全，自動(dòng)化程度高、使用效果好。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。