申請(qǐng)日2015.06.10
公開(公告)日2015.09.09
IPC分類號(hào)C02F9/14
摘要
本發(fā)明公開了一種光催化膜蒸餾印染廢水處理回用系統(tǒng)及工藝，其中處理工藝是：將印染廢水輸入光催化降解反應(yīng)池的曝氣區(qū)進(jìn)行曝氣，曝氣后的污水進(jìn)行微波無(wú)極紫外光催化反應(yīng);反應(yīng)后的污水由第二污水泵入膜蒸餾生物反應(yīng)池曝氣，曝氣后的污水經(jīng)過(guò)蒸餾膜組件脫鹽，通過(guò)第一循環(huán)泵和冷凝器循環(huán)冷卻反復(fù)曝氣、脫鹽，合格的水體經(jīng)清水池流出。本發(fā)明對(duì)廢水中COD的去除率達(dá)到了99%以上，脫色率和脫鹽率達(dá)到99%以上，實(shí)現(xiàn)水的高度純化，水的回收利用率達(dá)到80%以上。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.光催化膜蒸餾印染廢水處理回用系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的進(jìn)水池(1)、光催化降解反應(yīng)池(3)、膜蒸餾生物反應(yīng)池(10)、清水池(17)，光催化降解反應(yīng)池(3)的上部和膜蒸餾生物反應(yīng)池(10)的底部之間的連接管道上設(shè)有第二污水泵(9)，光催化降解反應(yīng)池(3)的底部和膜蒸餾生物反應(yīng)池(10)的底部之間的連接管道上設(shè)有第二循環(huán)泵(20)，光催化降解反應(yīng)池(3)與膜蒸餾生物反應(yīng)池(10)經(jīng)第二污水泵(9)、第二循環(huán)泵(20)構(gòu)成循環(huán)系統(tǒng);清水池(17)和膜蒸餾生物反應(yīng)池(10)經(jīng)兩個(gè)連接管道連接成循環(huán)結(jié)構(gòu)，兩個(gè)連接管道上分別設(shè)有第一循環(huán)泵(15)和冷凝器(14);光催化降解反應(yīng)池(3)的底部設(shè)有布水板(5)，布水板(5)下面設(shè)有曝氣區(qū)，光催化降解反應(yīng)池(3)的頂部設(shè)有微波無(wú)極紫外光燈(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化膜蒸餾印染廢水處理回用系統(tǒng)，其特征在于，微波無(wú)極紫外光燈(7)設(shè)在石英燈罩(6)內(nèi)，石英燈罩(6)外壁均勻涂抹有粉末狀TiO2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化膜蒸餾印染廢水處理回用系統(tǒng)，其特征在于，光催化降解池(3)上部還設(shè)置臭氧分解裝置(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化膜蒸餾印染廢水處理回用系統(tǒng)，其特征在于，膜蒸餾生物反應(yīng)池(10)內(nèi)的集熱器(11)連接至太陽(yáng)能吸收裝置(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化膜蒸餾印染廢水處理回用系統(tǒng)，其特征在于，光催化降解反應(yīng)池(3)和膜蒸餾生物反應(yīng)池(10)底部的第一微孔曝氣頭(4)、第二微孔曝氣頭(12)均與風(fēng)機(jī)(21)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化膜蒸餾印染廢水處理回用系統(tǒng)，其特征在于，光催化降解反應(yīng)池(3)內(nèi)設(shè)有溫度傳感器、pH傳感器和液位控制器，膜蒸餾生物反應(yīng)池(10)內(nèi)設(shè)有溫度傳感器和pH傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化膜蒸餾印染廢水處理回用系統(tǒng)，其特征在于，微波無(wú)極紫外光燈(7)內(nèi)的填充有金屬汞和惰性氣體，微波放電的頻率為2450-5000 MHz。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化膜蒸餾印染廢水處理回用系統(tǒng)，其特征在于，蒸餾膜組件(13)采用聚四氟乙烯膜或者聚丙烯膜，膜孔徑為0.1～0.4μm。
9.基于權(quán)利要求1所述的光催化膜蒸餾印染廢水處理回用系統(tǒng)的工藝，其特征在于，包括以下步驟：
進(jìn)水池(1)的印染廢水在第一污水泵(2)的作用下，經(jīng)管道輸入光催化降解反應(yīng)池(3)內(nèi);
在光催化降解反應(yīng)池(3)的曝氣區(qū)內(nèi)，在風(fēng)機(jī)(21)的作用下對(duì)污水進(jìn)行曝氣，曝氣后的污水利用微波無(wú)極紫外光燈(7)進(jìn)行微波無(wú)極紫外光催化反應(yīng);
經(jīng)過(guò)微波無(wú)極紫外光催化反應(yīng)后的污水由第二污水泵(9)從光催化降解反應(yīng)池(3)的上部泵入膜蒸餾生物反應(yīng)池(10)的底部的曝氣區(qū)曝氣，曝氣后的污水經(jīng)過(guò)蒸餾膜組件(13)脫鹽;
經(jīng)過(guò)曝氣、脫鹽的污水在第一循環(huán)泵(15)的作用下，在清水池(17)和膜蒸餾生物反應(yīng)池(10)之間循環(huán)，并在冷凝器(14)的作用下冷卻，合格的清水最后經(jīng)清水池(17)流出。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光催化膜蒸餾印染廢水處理回用系統(tǒng)的工藝，其特征在于，光催化降解反應(yīng)池(3)內(nèi)的pH值為6.5～7.5。
說(shuō)明書
光催化膜蒸餾印染廢水處理回用系統(tǒng)和工藝
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于印染廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種光催化膜蒸餾印染廢水處理回用系統(tǒng)和工藝。
背景技術(shù)
水資源可持續(xù)發(fā)展和回用水工程的發(fā)展，極大推動(dòng)了水回用技術(shù)的發(fā)展，尤其是印染廢水的回用，水質(zhì)和回用指標(biāo)不盡相同。對(duì)于印染廢水回用，其主要去除懸浮顆粒物(SS)、有機(jī)物(COD/BOD)，氮磷化合物(N/P)、無(wú)機(jī)離子和金屬離子、鹽和病毒細(xì)菌等。
生物曝氣濾池(BAF)是20世紀(jì)80年代末發(fā)展起來(lái)的廣泛運(yùn)用于水回用系統(tǒng)的工藝。生物曝氣濾池主要對(duì)廢水中的有機(jī)碳污染物、氨氮、磷等進(jìn)行深度處理，隨著濾料填料材料、兼氧好氧工藝組合方式的發(fā)展，目前BAF已經(jīng)發(fā)展去除SS、COD、而且還具有較強(qiáng)的硝化反硝化、脫氮除磷和去除有害物質(zhì)(AOX)等功能。
膜技術(shù)由于其獨(dú)特的選擇性分離能力，隨著近年來(lái)技術(shù)的成熟，以及膜制造成本的下降，出現(xiàn)了以膜生物反應(yīng)器(MBR)和雙膜法(UF+R0)為代表的膜技術(shù)水回用技術(shù)，特別是在難降解有機(jī)物、高含鹽、色度等廢水領(lǐng)域有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。但是，出水率低、截留性能差、高能耗仍是制約當(dāng)前反滲透膜廣泛應(yīng)用的重要因素。
膜蒸餾技術(shù)是膜分離技術(shù)與蒸餾過(guò)程的一種結(jié)合，其有蒸發(fā)面積大，產(chǎn)水純度高，設(shè)備簡(jiǎn)單，常用來(lái)來(lái)處理高濃度的水溶液;膜分離還與光催化技術(shù)相結(jié)合形成光催化膜分離技術(shù)，膜分離與傳統(tǒng)的生化處理形成了目前最值得推廣的膜生物反應(yīng)器(MBR)技術(shù)。但是如何提高同步脫氮除磷效果，如果合理設(shè)置反沖洗系統(tǒng)、如何有效的在BAF系統(tǒng)中創(chuàng)造出合理的好氧區(qū)、缺氧區(qū)、厭氧區(qū)環(huán)境仍有待進(jìn)一步探索。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供了一種光催化膜蒸餾印染廢水處理回用系統(tǒng)和工藝。該系統(tǒng)對(duì)廢水水中COD的去除率達(dá)到了99%以上，脫色率和脫鹽率達(dá)到99%以上，實(shí)現(xiàn)了水的純化和回用，水的回收利用率達(dá)到80%以上，有效的節(jié)約了水資源，同時(shí)利用了清潔能源，降低了能耗。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
光催化膜蒸餾印染廢水處理回用系統(tǒng)，包括依次連接的進(jìn)水池、光催化降解反應(yīng)池、膜蒸餾生物反應(yīng)池、清水池，光催化降解反應(yīng)池的上部和膜蒸餾生物反應(yīng)池的底部之間的連接管道上設(shè)有第二污水泵，光催化降解反應(yīng)池的底部和膜蒸餾生物反應(yīng)池的底部之間的連接管道上設(shè)有第二循環(huán)泵，光催化降解反應(yīng)池與膜蒸餾生物反應(yīng)池經(jīng)第二污水泵、第二循環(huán)泵構(gòu)成循環(huán)系統(tǒng);清水池和膜蒸餾生物反應(yīng)池經(jīng)兩個(gè)連接管道連接成循環(huán)結(jié)構(gòu)，兩個(gè)連接管道上分別設(shè)有第一循環(huán)泵和冷凝器;光催化降解反應(yīng)池的底部設(shè)有布水板，布水板下面設(shè)有曝氣區(qū)，光催化降解反應(yīng)池的頂部設(shè)有微波無(wú)極紫外光燈。
本發(fā)明通過(guò)將TiO2微波無(wú)極紫外光催化技術(shù)和膜蒸餾技術(shù)進(jìn)行科學(xué)組合，通過(guò)光催化氧化、吸附催化氧化、微波解吸附及加速氧化協(xié)同作用，將廢水中的有機(jī)物迅速降解為CO2、H2O等無(wú)毒無(wú)害小分子物，同時(shí)利用蒸餾膜技術(shù)對(duì)降解后溶液進(jìn)行脫鹽，對(duì)廢水水中COD的去除率達(dá)到了99%以上，脫色率和脫鹽率達(dá)到99%以上，實(shí)現(xiàn)水的高度純化，水的回收利用率達(dá)到80%以上。此外，進(jìn)行多次循環(huán)處理的污水，可以減少下一步反應(yīng)過(guò)程中的膜污染。
作為優(yōu)選，微波無(wú)極紫外光燈設(shè)在石英燈罩內(nèi)，石英燈罩外壁均勻涂抹有粉末狀TiO2。
作為優(yōu)選，光催化降解池上部還設(shè)置臭氧分解裝置。
作為優(yōu)選，膜蒸餾生物反應(yīng)池內(nèi)的集熱器連接至太陽(yáng)能吸收裝置。實(shí)現(xiàn)了清潔能源的再利用，大大降低了能源消耗，節(jié)約了成本。
作為優(yōu)選，光催化降解反應(yīng)池和膜蒸餾生物反應(yīng)池底部的第一微孔曝氣頭、第二微孔曝氣頭均與風(fēng)機(jī)相連。
作為優(yōu)選，光催化降解反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有溫度傳感器、pH傳感器和液位控制器，膜蒸餾生物反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有溫度傳感器和pH傳感器。
作為優(yōu)選，微波無(wú)極紫外光燈內(nèi)的填充有金屬汞和惰性氣體，微波放電的頻率為2450-5000 MHz。
作為優(yōu)選，蒸餾膜組件采用聚四氟乙烯膜或者聚丙烯膜，膜孔徑為0.1～0.4μm。
光催化膜蒸餾印染廢水處理回用系統(tǒng)的工藝，包括以下步驟：
進(jìn)水池的印染廢水在第一污水泵的作用下，經(jīng)管道輸入光催化降解反應(yīng)池內(nèi);
在光催化降解反應(yīng)池的曝氣區(qū)內(nèi)，在風(fēng)機(jī)的作用下對(duì)污水進(jìn)行曝氣，曝氣后的污水利用微波無(wú)極紫外光燈進(jìn)行微波無(wú)極紫外光催化反應(yīng);
經(jīng)過(guò)微波無(wú)極紫外光催化反應(yīng)后的污水由第二污水泵從光催化降解反應(yīng)池的上部泵入膜蒸餾生物反應(yīng)池的底部的曝氣區(qū)曝氣，曝氣后的污水經(jīng)過(guò)蒸餾膜組件脫鹽;
經(jīng)過(guò)曝氣、脫鹽的污水在第一循環(huán)泵的作用下，在清水池和膜蒸餾生物反應(yīng)池之間循環(huán)，并在冷凝器的作用下冷卻，合格的清水最后經(jīng)清水池流出。
作為優(yōu)選，光催化降解反應(yīng)池內(nèi)的pH值為6.5～7.5。
作為優(yōu)選，清水池內(nèi)溫度為15～20℃。
作為優(yōu)選，蒸餾膜生物反應(yīng)池中的溫度為50-60℃。對(duì)于印染廢水等高熱源污水尤為適用。
本發(fā)明具有以下有益效果：采用TiO2微波無(wú)極紫外光催化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了光催化氧化、吸附催化氧化、微波解吸附及加速氧化協(xié)同作用，提升了氧化速率和效果，同時(shí)，光強(qiáng)大，壽命長(zhǎng)，降低投資和運(yùn)行成本;采用膜蒸餾技術(shù)，設(shè)備簡(jiǎn)單，出水純度高，與此同時(shí)，避免了雙膜法(UF+R0)組合裝置的高能耗，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗。本發(fā)明反應(yīng)池占地面積小，工藝簡(jiǎn)單，維護(hù)方便,高效的節(jié)約了成本，易于自動(dòng)化控制。
