染料废水处理方法及处理系统技术领域
本发明创造涉及污水处理技术领域，具体涉及染料废水处理方法及处理系统。
背景技术
染料废水色度深、有机污染物含量高、成分复杂、重金属和生物毒性大生物难降
解，染料抗光解、抗氧化性强，且含有多种具有生物毒性或导致“三致”(致癌、致畸、致突变)
性能的有机物，对环境污染的危害非常大。
1、染料废水中色度对环境的污染：废水中的染料能吸收光线，降低水体的透明度，
大量消耗水中的氧，造成水体缺氧，影响水生生物和微生物生长，破坏水体自净，同时易造
成视觉上的污染。
2、染料废水中毒性对环境的污染：染料是有机芳香族化合物苯环上的氢被卤素、
硝基、胺基取代以后生成的芳香族卤化物、芳香族硝基化合物、芳香族胺类化学物、联苯等
多苯环取代化合物，生物毒性都较大，有的还是“三致”物质。
3、染料废水中重金属对环境的污染：染料中存在的重金属废水中的铬、铅、汞、砷、
锌等重金属盐类无法生物降解，他们在自然环境中能长期存在，并且会通过食物链不断传
递，在人体内积累。在日本就曾发生过重金属汞污染而造成的“水俣病”等公害事件。
4、废水中有机物含量高，成分复杂，有害物质含量高。
染料废水具有高COD、高色度、重金属含量高、有毒性等特点，从而造成此类废水难
以处理。
现有技术中，企业一般通过传统方法处理(芬顿、微电解、絮凝沉淀法及生化法)后
很难达到国家所要求的排放标准，如果再增加多种后续组合方法处理的话，工艺复杂、流程
长、成本较高，且处理效果不尽理想。
发明内容
本发明创造为解决背景技术中所述产品存在的问题，提供染料废水处理方法及处
理系统，该设备使用方便，成本易于控制，具有突出的规模化应用前景。
为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：染料废水处理方法及处理
系统，包括顺次连接的均质池、迷宫1#、中间池1#、SEPT-EMFR1#、中间池2#、SEPT-HECAF1#、
迷宫2#、中间池3#、SEPT-HECAF2#、迷宫3#、中间池4#、SEPT-HECAF3#、迷宫4#、中间池5#、
SEPT-EMFR2#、中间池6#、SEPT-LVER1#、中间池7#、SEPT-LVER2#、迷宫5#、中间池8#、SEPT-
EMFR2#、中间池9#、迷宫6#、清水池。在上述流程工艺中，SEPT-EMFR1#、SEPT-EMFR2#、SEPT-
EMFR3#结构相同，SEPT-HECAF1#、SEPT-HECAF2#、SEPT-HECAF3#结构相同，SEPT-LVER1#、
SEPT-LVER2#结构相同。
进一步，所述SEPT-EMFR1#/SEPT-EMFR2#/SEPT-EMFR3#包括废水室，以及位于所述
废水室一侧的淡水室，所述废水室与淡水室间由离子膜分隔，该两室内均装有填料；
所述废水室内设有气提装置，该机构包括至少一中心管、至少一中心管支架、至少
一气提管和至少一气提管支管，所述中心管支架固设于所述废水室内壁上部，所述中心管
悬吊于所述废水室内，其上端部由所述中心管支架固定，所述气提管与所述气提管支管连
通，所述气提管支管与所述中心管一一对应，所述气提管支管的自由端部伸入所述中心管
内；所述废水室和淡水室的大小比例为2:1；
所述淡水室及废水室内均固定设有曝气管、进水管、排污管及出水管。
进一步，所述中心管支架为两块条形板，该两块条形板相对设置，其两端与所述废
水室的两侧壁固定连接，所述中心管的上端部卡接在两块所述条形板间。
进一步，所述曝气管的进气口与进水管的进水口位于同一高度，所述排污管的出
水口位于所述进水管的下方，所述出水管的出水口与所述进水管的进水口相对设置，所述
曝气管上的曝气孔朝下设置。
进一步，所述进水管的出水口位于该两室的上部。
进一步，所述废水室的气提管的进气口位于所述曝气管的进气口的上方。
进一步，该脱盐装置由单独的所述废水室和单独的所述淡水室组装而成，该两室
间设有两层胶垫及位于该两层胶垫间的离子膜，该两室的边框、胶垫及离子膜通过螺栓拧
紧固定。
进一步，位于所述废水室内的曝气管包括一段垂直弯管及与该垂直弯管底端连通
的H型管，所述H型管所在水平面高于所述排污管所在水平面，所述H型管间设有若干连通短
管。
进一步，位于所述淡水室内的曝气管包括一段垂直弯管及与该垂直弯管底端连通
的一字型管，所述一字型管所在水平面高于所述排污管所在水平面。
进一步，所述淡水室和废水室相对的侧面内侧设有固定电极板的凹槽和隔离肋
条。
本发明创造具有的优点和积极效果是：本工艺流程中的设备都是独立个体，占地
面积小，所涉及的用电设备均采用直流电，电压小于48V，运行费用低，每一段产生的污泥量
极少，不存在二次污染，设备处理效果稳定。
附图说明
图1是本发明创造的工艺流程图；
图2是本发明创造的SEPT-EMFR1#俯视结构示意图；
图3是本发明创造的SEPT-EMFR1#废水室内部结构示意图；
图4是本发明创造的SEPT-EMFR1#侧视结构示意图；
图5是图4的局部放大结构示意图。
图中：
A、均质池，B、迷宫1#，C、中间池1#，D、SEPT-EMFR1#，E、中间池2#，F、SEPT-HECAF1#，
G、迷宫2#，H、中间池3#，I、SEPT-HECAF2#，J、迷宫3#，K、中间池4#，L、SEPT-HECAF3#，M、迷宫
4#，N、中间池5#，O、SEPT-EMFR2#，P、中间池6#，Q、SEPT-LVER1#，R、中间池7#，S、SEPT-
LVER2#，T、迷宫5#，U、中间池8#，V、SEPT-EMFR3#，W、中间池9#，X、迷宫6#，Y、清水池；
1、废水室，2、淡水室，3、胶垫，4、离子膜，5、螺栓，6、曝气管，7、进水管，8、排污管，
9、出水管，10、中心管，11、中心管支架，12、气提管，13、气提管支管，14、凹槽，15、肋板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明创造的具体实施例做详细说明。
如图1所示，一种染料废水处理方法及处理系统，染料原水在该系统中各步骤的处
理过程如下：
1、均质池，均质池能够向处理系统不间断的输入废水，维持处理系统连续稳定地
运行，对进水进行均质，防止高浓度酸、碱及有毒物质进入处理系统，控制pH值的大幅度波
动，避免了对处理设备的损害。
2、迷宫1#，中间池1#
均质池出来的废水会先进入迷宫1#，迷宫1#即为沉降池，主要用于固液分离，该沉
降池的沉渣浓液由设备的底部排出，经压滤机压干，渣饼送填埋或焚烧等再作进一步处理。
迷宫1#出来的液体会先进入中间池1，中间池1即为蓄水桶，主要用于调节下一阶段的废水
进水量，防止水量过高或是过低影响污水处理的效果，保证废水处理的稳定。
3、SEPT-EMFR1#，中间池2#
中间池1#出来的废水进入SEPT-EMFR1#，SEPT-EMFR为离子膜电催化氧化脱盐装
置；本工艺段设置为两段，分别是SEPT-EMFR(阴膜)和SEPT-EMFR(阳膜)，分别除去废水中的
阴阳离子，达到废水除盐的效果；本段SEPT-EMFR阴膜除去阴离子出水显碱性，阳膜除去阳
离子出水显酸性，两股废水汇入中间池2#；
SEPT-EMFR1#的具体结构如图2-5所示，本设备总体长1600mm，宽500mm，高500mm，
由一废水室1和一淡水室2组装而成，该废水室1和淡水室2的大小比例为2:1，设备外部，废
水室1长边可以安装电箱，用来放置电源，该两室间设有两层胶垫3及位于该两层胶垫3间的
离子膜4，该两室的边框、胶垫3及离子膜4通过螺栓5拧紧固定，其中胶垫3主要起到密封防
漏的作用，另外可以有效保护离子膜4的边沿处；
本装置内的曝气管6、进水管7、排污管8及出水管9设置如下：
所述淡水室2及废水室1内均固定设有曝气管6、进水管7、排污管8及出水管9，所述
曝气管6上的曝气孔朝下设置；所述曝气管6的进气口与进水管7的进水口位于同一高度，所
述进水管7延伸至设备中上部，所述曝气管6一直延伸至设备底部，所述排污管8的出水口位
于所述进水管7的下方，所述出水管9的出水口与所述进水管7的进水口相对设置，所述排污
管8的出水口及出水管9的出水口处均设有用以防止填料外流的滤网。
其中，位于所述废水室1内的曝气管6包括一段垂直弯管及与该垂直弯管底端连通
的H型管，所述H型管所在水平面高于所述排污管8所在水平面，所述H型管间设有若干连通
短管。
其中，位于所述淡水室2内的曝气管6包括一段垂直弯管及与该垂直弯管底端连通
的一字型管，所述一字型管所在水平面高于所述排污管8所在水平面。
另外，该两室内均装有填料，填料高度略低于进水管7进水口的高度，为了防止填
料板结，尤其是为防止废水室1内的填料板结，废水室1内设有气提装置，该装置包括3根中
心管10、3个中心管支架11、1根气提管12和3根气提管支管13，该3根中心管10一字排开，相
邻两根之间的间距为500mm，该中心管10的直径设置为100mm，距离设备底端80mm，里面同样
装满填料；中心管支架11为两块条形板，该两块条形板相对设置，其两端与所述废水室1的
两侧壁固定连接，所述中心管10的上端部卡接在两块所述条形板间，该固定后的中心管10
上端部略低于进水管7的高度；气提管12的进气口位于曝气管6的进气口的上方，该气提管
12外部连接气泵，内部与各气提管支管13连通，各气提管支管13与所述中心管10一一对应，
直径为20mm，该气提管支管13的自由端部由对应的中心管10底端伸入中心管10的中下部，
气提管支管13位于中心管10内部的端口有滤网，防止填料进入气提管支管13内。
4、SEPT-HECAF1#，迷宫2#，中间池3#，SEPT-HECAF2#，迷宫3#，中间池4#，SEPT-
HECAF3#，迷宫4#，中间池5#
中间池2#出来的废水进入SEPT-HECAF1#，SEPT-HECAF为气浮絮凝池，该絮凝池的
结构已经被专利CN201521141692.8公开，具体见该专利中HECAF1#结构及相关附图，不再赘
述。
废水由设备下方的进水口进入，流经絮凝床时，与目标污染物发生一系列的物理
化学反应，产生一种或多种初生态的混凝剂及氧化剂，通过絮凝、吸附催化氧化分解、置换
等多种物化作用，使废水中的污染物迅速去除。同时装置要不停曝气，使反应更加的充分。
这种水处理技术装置由于集多种物理化学作用于一体，因而具有高效、快速、污泥量特别
少、投资省、占地面积小、运行费用低、适用范围广、能同时去除多种无机和有机物等特点。
废水会经过三段的SEPT-HECAF、迷宫以及中间池装置，分别是SEPT-HECAF1#，迷宫
2#，中间池3#，SEPT-HECAF2#，迷宫3#，中间池4#，SEPT-HECAF3#，迷宫4#，中间池5#，通过
SEPT-HECAF的废水会产生大量的污泥和絮凝物，必须设置迷宫装置将污泥沉淀排除系统，
防止后续设备的堵塞及损坏，设置三段SEPT-HECAF模块，目的是使废水中的油类以及表面
活性剂，有机溶剂等完全去除，保证后续进水的水质。
5、SEPT-EMFR2#，中间池6#，SEPT-LVER1#，中间池7#，SEPT-LVER2#，迷宫5#，中间池
8#，SEPT-EMFR3#，中间池9#，迷宫6#
经过三段SEPT-HECAF后，从中间池5#出来的废水进入SEPT-EMFR2#，继续除去废水
中的盐分及COD，然后废水经中间池6#进入到SEPT-LVER1#。
SEPT-LVER是低压电催化氧化装置，利用三位电极电化学技术与催化氧化技术的
耦合，从三维电极的原理出发，以炭等作载体，无机氧化物为引发剂，以电能作激发能，电源
为脉冲直流电。在较低的安全直流电压下(<50V)，利用空气中的氧气，通过一系列的化学反
应机制形成初生态的H2O2，随之进一步分解产生具有极强氧化性的羟基自由基(·OH)。羟基
自由基能够迅速氧化多环或杂环芳烃类，使之被降解为易被微生物进一步分解的小分子有
机物，甚至被羟基自由基彻底矿化为二氧化碳和水。
SEPT-LVER的结构已经被专利CN201521141692.8公开，具体见该专利中LVER1#结
构及相关附图，不再赘述。
SEPT-LVER装置主要是降低废水中COD、氨氮和色度，本工艺设置两段SEPT-LVER装
置，分别是SEPT-LVER1#，中间池7#，SEPT-LVER2#。在SEPT-LVER2#后面加迷宫5#，可有效除
去此段工艺段产生的污泥和絮凝物。
废水经中间池8#进入SEPT-EMFR3#，进一步降低废水色度、氨氮和含盐量，最后经
中间池9#进入迷宫6#，除去污泥沉淀后，进入最后的清水池。
经过本工艺流程后的废水处理指标见表1。
表1
水样
CODcr(mg/L)
NH3-N(mg/L)
色度
进水
4300
75
30000
SEPT-EMFR1#
3500
53
12000
SEPT-HECAF1#
2000
40
6700
SEPT-HECAF2#
1600
32
3200
SEPT-HECAF3#
1500
29
2700
SEPT-EMFR2#
700
23
1500
SEPT-LVER1#
350
22
500
SEPT-LVER2#
280
22
130
SEPT-EMFR3#
210
17
20
另外，需要说明的是，SEPT-EMFR中废水室1内设有气提装置，气提管在通气后，各
气提管支管在中心管内向上气提，中心管内的填料会被吹出，然后下面的填料又会补进中
心管，如此形成填料的循环运动，防止填料板结，且增强了废水处理效率，表2是上述染料废
水，在经过本工艺流程，SEPT-EMFR装置不开气提装置时的废水处理效果数据表。
表2
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本
发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造
的保护范围之内。