一种水性涂料废水处理系统
阅读：424发布：2024-02-03
专利汇可以提供一种水性涂料废水处理系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种 水 性涂料废 水处理 系统，包括依次相连的物化处理系统、膜分离系统、 生物 处理系统，物化处理系统用于去除所述 废水 中的 树脂 、颜料，初步降低所述废水的 化学需 氧 量 ；膜分离系统用于进一步降低来自所述物化处理系统的废水的化学需氧量，以满足所述生物处理系统的生化处理负荷要求；生物处理系统用于进一步降低来自所述膜分离系统的废水的化学需氧量。本实用新型通过在生物处理系统之前设置膜分离系统，预先降低水性涂料废液的COD，从而使得待处理废液满足生物处理系统的处理负荷要求，使得生物处理系统能够有效处理废液，降低COD，达到纳管排放标准，获得稳定的处理效果，且运行成本低。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利，下面是一种水性涂料废水处理系统专利的具体信息内容。
1.一种水性涂料废水处理系统，其特征在于，包括物化处理系统、膜分离系统、生物处理系统；
所述物化处理系统用于去除废水中的树脂、颜料，初步降低废水的化学需氧量；
所述膜分离系统用于进一步降低来自所述物化处理系统的废水的化学需氧量，以满足所述生物处理系统的生化处理负荷要求；
所述生物处理系统用于进一步降低来自所述膜分离系统的废水的化学需氧量；
所述物化处理系统、膜分离系统、生物处理系统通过管路依次连通。
2.如权利要求1所述的水性涂料废水处理系统，其特征在于，所述物化处理系统包括依次管路连接的集水池、pH调节池、混凝反应池、固液分离器。
3.如权利要求2所述的水性涂料废水处理系统，其特征在于，所述固液分离器为沉淀池或板框压滤机。
4.如权利要求2所述的水性涂料废水处理系统，其特征在于，所述物化处理系统还包括加药系统，所述加药系统用于向pH调节池中添加pH调节剂，以及向混凝反应池中添加混凝剂和絮凝剂。
5.如权利要求2所述的水性涂料废水处理系统，其特征在于，所述膜分离系统包括带加热装置的水箱、膜组件、真空泵、冷凝装置、中间水池，
所述加热装置的水箱废水进口与所述固液分离器的分离液出口相连，所述加热装置的水箱废水出口与所述膜组件废水进口相连；
所述膜组件装配有亲水性选择性透过膜，所述膜组件蒸汽出口与所述冷凝装置蒸汽入口相连；
所述真空泵用于在所述膜组件的膜透过侧抽真空以形成负压环境；
所述冷凝装置的冷凝水出口与所述中间水池的进水口相连。
6.如权利要求5所述的水性涂料废水处理系统，其特征在于，所述亲水性选择性透过膜为聚乙烯醇薄膜。
7.如权利要求5所述的水性涂料废水处理系统，其特征在于，所述加热装置的热源为工厂锅炉余热。
8.如权利要求1所述的水性涂料废水处理系统，其特征在于，所述生物处理系统包括依次通过管路连接的升流式厌氧污泥床反应器、膜生物反应器。
9.如权利要求1-8任一权利要求所述的水性涂料废水处理系统，其特征在于，还包括污泥泵、板框压滤机，所述物化处理系统和生物处理系统的固相排出口均经过所述污泥泵与所述板框压滤机管路连接，所述板框压滤机的滤液出口与所述物化处理系统的废水进口相连。
一种水性涂料废水处理系统
技术领域
[0001] 本实用新型属于废水处理技术领域，特别涉及一种水性涂料废水处理系统。
背景技术
[0002] 近几年，随着水性涂料产品进入市场，相应的废水问题同时开始暴露，涂料行业主要产生于洗涤反应器或涂装等过程中废水，水性涂料废液特点水量小，高化学需氧量(Chemical Oxygen Demand，以下简称COD)，处理工艺尚处于探讨阶段，传统涂料企业产生废水的处理过程为：废水—隔油—混凝—中和沉淀—气浮—生物法—砂滤—活性炭吸附—排放/ 回收，然而有部分水性涂料废水因高COD而无法满足此工艺，甚至需要稀释处理达到要求或者直接作为危废委外处置。
[0003] 一般水性涂料废水主要含有树脂，溶剂，助剂，颜料等有机物， COD超过100000mg/L。目前已有的一些水性涂料废水处理方法，仅适合低浓度COD的涂料废水，超过100000mg/L的涂料废水用传统方法难以处理。专利文献CN207361992U、CN102583877A以及CN108264194A均提供了一套物化处理及生化处理的解决方案，根据经验设计混凝的目的主要去除树脂和颜料等，设计高级氧化技术或厌氧生物主要处理废水中溶剂降低COD负荷和提高可生化性，设计好氧、接触氧化或者膜生物反应器主要是利用微生物将废水中有机物代谢或吸附氧化，从而达到排放要求。然而，在高浓度COD的水性涂料废水，混凝后COD仍超过100000mg/L，厌氧微生物无法适应如此高的进水负荷，采用高级氧化技术运行经济成本又将非常高，因此无法实现对该类水性涂料废水的处理。
[0005] 为了克服现有技术中针对高COD水性涂料废水直接生化处理时，处理难度较大，无法满足处理负荷要求的技术问题，
[0006] 本实用新型公开了一种水性涂料废水处理系统，包括物化处理系统、膜分离系统、生物处理系统；
[0007] 物化处理系统用于去除废水中的树脂、颜料，初步降低废水的COD；
[0008] 膜分离系统用于进一步降低来自物化处理系统的废水的COD，以满足生物处理系统的生化处理负荷要求；
[0009] 生物处理系统用于进一步降低来自膜分离系统的废水的COD；
[0010] 物化处理系统、膜分离系统、生物处理系统通过管路依次连通。
[0011] 进一步地，物化处理系统包括依次管路连接的集水池、pH调节池、混凝反应池、固液分离器。
[0012] 进一步地，固液分离器为沉淀池或板框压滤机。当选用沉淀池时，则沉淀池的上清液出口与膜分离系统进液口相连，底物沉淀的污泥则通过污泥泵泵出进入后续的污泥脱水处理，脱除的水可以循环处理；当选用板框压滤机时，滤除液进入膜分离系统，由于脱水效果较好，产生的固体残渣可以不需要再脱水。
[0013] 进一步地，物化处理系统还包括加药系统，加药系统用于向pH调节池中添加pH调节剂，以及向混凝反应池中添加混凝剂和絮凝剂。
[0014] 进一步地，膜分离系统包括带加热装置的水箱、膜组件、真空泵、冷凝装置、中间水池，
[0015] 加热装置的水箱废水进口与固液分离器的分离液出口相连，加热装置的水箱废水出口与膜组件废水进口相连；
[0016] 膜组件装配有亲水性选择性透过膜，膜组件蒸汽出口与冷凝装置蒸汽入口相连；
[0018] 冷凝装置的冷凝水出口与中间水池的进水口相连。
[0019] 通过提升泵将水箱中的废水提升至膜组件与膜一侧接触，在膜透过侧持续负压作用下，该膜组件中的膜会优先将蒸汽分离至膜透过侧，而留下废水的有机物，从而实现快速降低废水中的COD。
[0020] 进一步地，亲水性选择性透过膜为聚乙烯醇(PVA)薄膜。
[0022] 进一步地，生物处理系统包括依次通过管路连接的升流式厌氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket，以下简称UASB)反应器、膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor，以下简称MBR)。
[0023] 中间水池中的废水由泵提升至UASB反应器中，反应器内污泥为特种颗粒或絮状污泥，具有较好COD去除能力，出水直接进入MBR反应器内，反应器内设有曝气，进一步降解废水中COD，出水由MBR反应器内膜组件抽吸出。
[0024] 进一步地，还包括污泥泵、板框压滤机，物化处理系统和生物处理系统的固相排出口均经过污泥泵与板框压滤机管路连接，板框压滤机的滤液出口与物化处理系统的废水进口相连。这使得在工艺过程中没能得到有效处理的废液能循环至集水池重新进行处理。脱水后产生的固体废物可以进一步处理或委外处置。
[0025] 上述水性涂料废水处理系统的使用方法，包括以下步骤：
[0026] S1：物化处理阶段，通过物化处理、形成沉淀的方式去除废水中的树脂、颜料；
[0027] S2：膜分离阶段，对物化处理阶段排出的废水进行膜分离，以满足生物处理系统处理的生化处理负荷要求；
[0028] S3：生物处理阶段，通过生物处理处理来自膜分离阶段的废水。
[0029] 进一步地，物化处理阶段S1具体包括以下步骤：
[0030] S11：将集水池中的水性涂料废水引入pH调节池,投加pH值调节剂进行pH值调节；
[0031] S12：将完成pH值调节的废水引入混凝反应池，向混凝反应池中加入混凝剂，在搅拌下进行混凝反应。在这一阶段，搅拌速度要相对较快，在混凝反应池中形成湍流促进混合、反应。待充分反应后加入絮凝剂，在相对较慢的速度下进行搅拌，进行充分的絮凝反应，形成矾花絮体；
[0032] S13：对混有矾花絮体的废水进行固液分离，分离液进入后续处理步骤。
[0033] 进一步地，S13具体为：混有矾花絮体的废水在沉淀池中自由沉降，上清液进入后续处理步骤；
[0034] 或将混有矾花絮体的废水引入板框压滤机进行固液分离，分离液进入后续处理步骤。
[0037] 进一步地，膜分离阶段具体包括以下步骤：
[0038] S21：将来自物化处理阶段的废水引入带加热装置的水箱进行加热；
[0039] S22：将加热后的废水通过装配有亲水性选择性透过膜的膜组件进行膜分离，分离出蒸汽；
[0040] S23：将分离出的蒸汽在冷凝设备中冷凝后并引入中间水池。
[0041] 进一步地，在S21中，加热装置的热源为工厂锅炉余热，加热温度为30℃-70℃，在保证蒸发效果的同时，尽可能地降低能耗；在S23中，冷凝温度为0℃-5℃，温度过高则会降低冷凝效果，影响出水量。
[0042] 进一步地，生物处理阶段包括以下步骤：将来自膜分离系统的废水依次在UASB反应器和MBR中进行生物处理。由于MBR反应器对进液的 COD要求较为苛刻，尤其当进液COD高于5000mg/L时，不宜直接进入 MBR进行有氧生物处理。因此将来自膜分离系统的废水(一般COD大于 10000mg/L)先进入UASB反应器进行厌氧生物处理是较为合理的设计。
[0043] 进一步地，UASB反应器中的污泥为特种颗粒或絮状污泥，MBR中的污泥浓度维持在6000mg/L以上。在这一浓度范围内，可以防止因污泥浓度过低造成处理效率低的问题。
[0044] 进一步地，物化处理阶段和生物处理阶段产生的固相通过污泥泵送至板框压滤机进行固液分离，分离液送至集水池。这使得在工艺过程中没能得到有效处理的废液能循环至集水池重新进行处理。
[0045] 与现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有如下优点：
[0046] 第一，针对高浓度COD的水性涂料废水本实用新型通过在生物处理系统之前设置膜分离系统，预先降低水性涂料废液的COD，从而使得待处理废液满足生物处理系统的处理负荷要求，使得生物处理系统能够有效处理废液，降低COD，达到纳管排放标准，获得稳定的处理效果，且运行成本低；
[0047] 第二，本实用新型采用具有选择透水性较好的PVA膜材料，实现废水减压蒸馏，快速降低COD，使废水达到生化法可处理的进水指标；
[0050] 图1是水性涂料废水处理系统示意图。
[0051] 附图标记说明
[0052] 1-集水池，2-pH调节池，3-混凝反应池，4-沉淀池，5-加药系统， 6-带加热装置的水箱，7-膜组件，8-真空泵，9-冷凝装置，10-中间水池，11-UASB反应器，12-MBR反应器，13-污泥泵，14-板框压滤机
具体实施方式
[0053] 下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施例。然而，本实用新型并不局限于以下描述的实施方式。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合，且本实用新型的技术理念可以与其他公知技术或与那些公知技术相同的其他技术组合实施。
[0054] 实施例1
[0055] 本实用新型实施例1提供了一种水性涂料废水处理系统，包括物化处理系统、膜分离系统、生物处理系统，物化处理系统、膜分离系统、生物处理系统通过管路依次连通。
[0056] 物化处理系统用于去除废水中的树脂、颜料，初步降低废水的COD。
[0057] 物化处理系统具体包括依次管路连接的集水池1、pH调节池2、混凝反应池3、固液分离器。
[0058] 本实施例中，固液分离器为沉淀池4。
[0059] 物化处理系统还包括加药系统5，加药系统5用于向pH调节池2 中添加pH调节剂，以及向混凝反应池3中添加混凝剂PAC和絮凝剂PAM。
[0060] 膜分离系统用于进一步降低来自物化处理系统的废水的COD，以满足生物处理系统的生化处理负荷要求。
[0061] 膜分离系统包括带加热装置的水箱6、膜组件7、真空泵8、冷凝装置9、中间水池10。
[0062] 加热装置的水箱废水进口与固液分离器的分离液出口相连，加热装置的水箱废水出口与膜组件7废水进口相连。
[0063] 膜组件7蒸汽出口与冷凝装置9蒸汽入口相连。
[0064] 真空泵8用于在膜组件7的膜透过侧抽真空以形成负压环境。
[0065] 冷凝装置9的冷凝水出口与中间水池10的进水口相连。
[0066] 本实施例中，膜组件7装配有亲水性选择性透过膜为PVA膜。
[0067] 本实施例中，加热装置的热源为工厂锅炉余热。
[0068] 生物处理系统用于进一步降低来自膜分离系统的废水的COD。
[0069] 生物处理系统包括依次通过管路连接的UASB反应器11、MBR反应器12。中间水池10中的废水由泵提升至UASB反应器11中，反应器内污泥为特种颗粒或絮状污泥，具有较好COD去除能力，出水直接进入MBR 反应器12内，反应器内设有曝气，进一步降解废水中COD，出水由MBR 反应器12内膜组件7抽吸出。
[0070] 如此，经过上述处理系统的处理，能有效降低水性涂料废水的COD，达到纳管排放标准。同时能保证一定的经济性和系统稳定性。
[0071] 实施例2
[0072] 本实用新型实施例2提供了一种水性涂料废水处理系统，相较于上述实施例1，实施例2还包括用于污泥处理的污泥泵13和板框压滤机 14，沉淀池4污泥沉积的底部和UASB反应器11、MBR反应器12的固相排出口均经过污泥泵13与板框压滤机14管路连接，板框压滤机14的滤液出口与集水池1的废水进口相连。这使得在工艺过程中没能得到有效处理的废液能循环至集水池1重新进行处理。
[0073] 实施例3
[0074] 本实用新型实施例3提供了一种水性涂料废水处理系统，相较于上述实施例1、2，实施例3中采用的固液分离器为板框压滤机14。即省略了沉淀池4，板框压滤机14的滤液出口连接膜分离系统中的带加热装置的水箱6。而固体排出口则无需再进一步进行脱水处理。需要说明的是，作为固液分离器的板框压滤机14与接收UASB反应器11、MBR反应器12的污泥进行处理的板框压滤机14为不同的板框压滤机14。
[0075] 实施例1水性涂料废水处理系统的使用方法，针对某汽车厂涂装车间产生水性涂料废水，COD约为500000mg/L，经过上述实施例1的水性涂料废水处理系统处理后，COD低于500mg/L。包括以下步骤：
[0076] S1：物化处理阶段，通过物化处理、形成沉淀的方式去除废水中的树脂、颜料；
[0077] S1具体步骤为：
[0078] S11：将集水池1中的水性涂料废水引入pH调节池2,投加pH值调节剂进行pH值调节，将pH值调节至8-9；pH值调节剂可以是氢氧化钠、硫酸、盐酸中的一种或多种。
[0079] S12：将完成pH值调节的废水引入混凝反应池3，向混凝反应池3 中加入混凝剂PAC，在搅拌下进行混凝反应。在这一阶段，搅拌速度要相对较快(如100r/min)，在混凝反应池3中形成湍流促进混合、反应。待充分反应后加入絮凝剂PAM，在相对较慢的速度(如30r/min)下进行搅拌，在搅拌下进行充分的絮凝反应，形成矾花絮体；
[0080] S13：对混有矾花絮体的废水沉淀池4中自由沉降，进行固液分离，分离液进入后续膜分离阶段的处理步骤。此时，分离液的COD约为 200000mg/L。
[0081] S2：膜分离阶段，对物化处理阶段沉淀池4的排出的废水进行膜分离，以满足生物处理系统处理的生化处理负荷要求；
[0082] S2具体步骤为：
[0083] S21：将来自物化处理阶段的废水即沉淀池4的分离液通过泵引入带加热装置的水箱6进行加热至30℃-70℃，优选50℃；
[0084] 优选地，加热装置的热源为工厂锅炉余热；
[0085] S22：将加热后的废水通过装配有亲水性选择性透过膜的膜组件7 进行膜分离，通过在透过侧抽真空而形成负压环境，使得废水中的蒸汽优先透过膜，从而分离出蒸汽；
[0086] 优选地，亲水性选择性透过膜为PVA膜；
[0087] S23：将分离出的蒸汽在冷凝设备中冷凝后并引入中间水池10，冷凝温度为0℃-5℃，优选5℃。冷凝水的COD约为20000mg/L,产水率约为90％；
[0088] S2：生物处理阶段，通过生物处理处理来自膜分离阶段的废水。
[0089] 物化处理阶段具体包括以下步骤：
[0090] 将来自膜分离系统的废水依次在UASB反应器11和MBR中进行生物处理。即中间水池10中的废水由泵提升至UASB反应器11中，反应器内污泥为特种颗粒或絮状污泥，出水COD约为3000mg/L，出水直接进入MBR反应器12内，反应器内设有曝气，反应器内污泥浓度维持在 6000mg/L以上，反应24h后出水由MBR反应器12内膜组件7抽吸出，出水COD约为400mg/L，达到纳管排放要求。
[0091] 针对实施例2的水性涂料废水处理系统，其使用方法还包括污泥处理步骤：
[0092] 将物化处理阶段沉淀池4底物的污泥和生物处理阶段UASB反应器 11和MBR反应器12中产生的固相通过污泥泵13送至板框压滤机14进行固液分离，分离液通过泵送至物化阶段的集水池1，进行循环处理。这使得在工艺过程中没能得到有效处理的废液能循环至集水池1重新进行处理。
[0093] 针对实施例3水性涂料废水处理系统，其使用方法中S13为：将混有矾花絮体的废水引入板框压滤机14进行固液分离，分离液进入后续膜分离阶段的处理步骤。
[0094] 如无特别说明，本文中出现的类似于“第一”、“第二”的限定语并非是指对时间顺序、数量、或者重要性的限定，而仅仅是为了将本技术方案中的一个技术特征与另一个技术特征相区分。同样地，本文中在数词前出现的类似于“大约”、“近似地”的修饰语通常包含本数，并且其具体的含义应当结合上下文意理解。同样地，除非是有特定的数量量词修饰的名词，否则在本文中应当视作即包含单数形式又包含复数形式，在该技术方案中既可以包括单数个该技术特征，也可以包括复数个该技术特征。
[0095] 在以上具体实施例的说明中，方位术语“上”、“下”、”左”、“右”、“顶”、“底”、“竖向”、“横向”和“侧向”等的使用仅仅出于便于描述的目的，而不应视为是限制性的。例如，…。
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