CN101353215B - 一种印染废水综合处理及回用工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种印染废水深度处理及回用的方法，经前处理工艺处理过的废水通过多介质过滤后，导入臭氧催化氧化处理系统进行臭氧氧化处理，经臭氧氧化处理的废水，再进行连续超微滤和反渗透处理。臭氧催化氧化后的废水作为初级回用，集成膜处理后的废水作为印染工艺用水高级回用。本发明引入了多介质过滤器，并联合臭氧催化氧化工艺作为集成膜处理系统的前处理工艺，大大改善了膜元件在处理过程的污染现象，稳定处理效果，节约了处理成本。采用此方法处理印染废水，不但处理效果好，能实现稳定达标，而且回用率高，适用于工业推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种印染废水综合处理及回用的工艺，具体地说是一种利用生物处理、混凝沉淀(或气浮)、多介质过滤器、臭氧催化氧化及集成膜处理系统对印染废水进行综合处理及回用的工艺。
背景技术
作为中国具有优势的传统支柱行业之一的纺织印染工业，是工业中的排污大户，印染废水是纺织工业污染的主要来源。印染废水一直以排放量大、处理难度高而成为废水治理工艺研究的重点和难点。特别是近年来化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、新型助剂等难生化降解的有机物大量进入印染废水，给废水处理增加了难度，使原有的生物处理系统COD去除率由70％下降到50％左右，甚至更低。由于水资源的日渐短缺和污染严重，加之排放标准的日趋严格和自来水费、排污费的不断上涨，印染行业废水深度处理及回用已引起高度重视。
目前，我国印染废水的处理普遍采用物化+生化处理工艺。此外，实验室研究中还提出了BAF/UF/RO联合工艺、TiO2膜-光催化氧化法等深度处理工艺来实现废水的处理及回用。
《铀矿冶》2006年第25卷第3期第158页刘建、许道铭等“化学-生化组合法深度处理印染废水”中报道了采用物化-生化联合工艺实现印染废水的深度处理及回用。
《中国给水排水》2006年第22卷第21期第82页尤隽、任洪强等“BAF/UF/RO联合工艺深度处理印染废水中试”及同刊2003年第19卷第2期第53页涂代惠、史长林等“TiO2膜光催化氧化法深度处理印染废水”中分别报道了采用BAF/UF/RO联合工艺和TiO2膜-光催化氧化工艺技术，对印染废水进行深度处理，并实现回用。
公开号为CN1884146的中国发明专利申请公开了一种印染废水闭路循环的处理方法，主要是利用絮凝沉淀-微滤-纳滤的方法实现印染废水的深度处理及回用，处理水的回收率在70％-80％之间。
公开号为CN1765779的中国发明专利公开了一种印染废水回用处理方法，主要是利用A/O生化-臭氧氧化深度处理工艺(生化+化学联合工艺)，处理水的回收率大于60％。
以上技术在对印染废水进行深度处理时，用到的方法主要有物化-生化、物化-纳滤膜、TiO2膜-光催化氧化法及生化-超滤膜-反渗透膜工艺。其中物化-生化处理工艺如果处理水水质较复杂，则出水中的COD、色度和盐度都较高，直接排入水体会给环境带来潜在危害，也无法满足印染工艺的再生回用要求；物化-纳滤膜对于去除废水中的有机物效果较好，但除盐效果较差，即不能有效去除废水中的无机盐离子；TiO2膜-光催化氧化法目前还停留在实验室研究阶段，要实现工程应用还存在工艺不成熟、成本高等问题；曝气生物滤池-超滤膜-反渗透膜工艺与前几种方法相比较效果较好，但是污泥的接种培养较复杂，且没有引起足够重视的预处理，会使膜在使用过程中易于污染，这样不仅影响了工艺运行的稳定性，还会增加处理成本。
因此，针对印染废水处理回用的研究，还没有一种适用于工程应用的回用率高、效果稳定的好方法。
发明内容
本发明提供了一种处理效果稳定、回用率高且经济合理的印染废水处理及回用的工艺和方法。
一种印染废水综合处理及回用工艺，包括印染废水前处理和深度处理，所述的前处理工艺采用生化与物化相结合的处理工艺，生化采用A2/O工艺，物化采用混凝沉淀或气浮工艺。所述的深度处理依次包括多介质过滤、臭氧催化氧化处理和集成膜处理。
所述的多介质过滤能去除水中500微米以上的颗粒物质，以保护后续处理工艺中的微滤膜，减少反冲洗次数，延长微滤膜使用周期和使用寿命。经多介质过滤废水进一步进行臭氧催化氧化处理，利用臭氧的强氧化性脱除水中难以生化降解的有机污染物(COD)及色度，保护后续处理集成膜系统稳定运行。经臭氧催化氧化处理后的废水部分作为除印染工艺用水外的初级回用水，其他进一步进行集成膜处理。经处理的出水达到《综合污水排放标准》(GB8978-96)一级标准。
所述的臭氧催化氧化在臭氧催化氧化处理系统进行，由臭氧发生装置、氧化塔、剩余臭氧脱除塔(池)及其控制系统组成，臭氧的投加量一般为15～20毫克/升废水，具体根据废水的情况由小试试验取得。氧化出水中剩余臭氧的脱除采用投加还原剂还原的方法。
所述的集成膜处理包括连续超微滤(CMF)和反渗透(RO)处理，经臭氧催化氧化处理后的废水进行连续超微滤，进一步降低水中的悬浮物及浊度，出水经收集、精密过滤、增压后透过反渗透膜，去除废水中的大部分COD及无机盐离子，透过反渗透膜的高级回用水回用为印染工艺用水，不能透过反渗透膜的浓水中含有较高盐份和有机物等，作为废水排放，反渗透处理后对反渗透膜进行反冲洗。经集成膜处理后的高级回用水的回收率≥60％。
所述的连续超微滤采用全流过滤、定时进行气水反冲洗的全自动连续运行方式，保证了水处理过程的高效、连续进行。
所述的连续超微滤系统包括中空纤维微滤膜组件(如陶氏MOF-IVB)、气水反冲洗单元、加药单元及管路系统、自动控制系统，在现有连续超微滤系统的基础上根据实际工矿优化设计系统各部分，使其具有占地面积小、出水水质好、自动化程度高等特点。
所述的中空纤维微滤膜选用聚偏氟乙烯(PVDF)材料，表面活化层致密，支撑层为海绵状网络结构，耐压、抗污染、使用寿命长，且能长期保证产水水质，对胶体、悬浮颗粒、色度、浊度、细菌、大分子有机物具有良好的分离能力。
所述的反渗透处理的反冲洗时间根据废水污染程度设置，保证反渗透膜(如天津膜天BW30-400FR)得到有效的清洁，延长反渗透膜的寿命。
与现有印染废水处理回用工艺相比，本发明引入了废水的催化氧化，将多介质过滤—催化氧化作为初级回用水工艺及集成膜处理的前处理工艺，既得到较好的初级回用水又大大改善了膜元件在处理过程的污染现象，稳定处理效果，节约了处理成本。
与一般连续超微滤相比较，本发明优势在于：气水双洗，保持膜高通量；对原水水质要求低，产水水质高；水回收率高，大于95％；系统高度自动化，操作简单，运行成本低；结构紧凑，占地小，膜块化组合设计(采用美国通控集团博软公司MFA控制器)适用于各种规模的水处理；PVDF膜材料与其它膜材料相比有抗氧化强的特点，可用浓度5000ppm的次氯酸钠进行清洗来恢复膜通量，保证系统稳定运行。而其它材质的膜材料如PP等抗氧化性极差，不能长期与氧化剂接触。
采用该工艺对印染废水进行处理回用，可获得二种不同水质的回用水(初级回用水和高级回用水)，既实现废水的最大程度回用，又经济合理；处理系统采用模块化设计，有利于处理系统的成套化、标准化；采用自动化控制，易于管理；适合于工业推广。
附图说明
图1为本发明方法流程示意图。
实施例1
某印染厂综合废水，原水COD约850mg/L，pH为8.5。经24hr好氧化生化处理，出水COD经测定为356mg/L，pH为7.2，调节pH至8.5，加入PAC、PAM进行混凝沉淀处理、出水经测定其COD为320mg/L，色度为95倍，SS为122.9mg/L，pH值为8.04。
取水量25L进行多介质过滤处理。多介质过滤器中的滤层由石英砂和无烟煤组成，粒径范围0.45-1.2mm，粒径大密度小的无烟煤在上层，粒径小密度大的砂在下层，这样滤层的空隙就是由大到小，当水流经滤层时大颗粒物质首先被上层无烟煤截留，小颗粒物质虽然被上层滤料漏掉，但是在经过砂层时被截住。通过多介质过滤器，水中500微米以上的颗粒物质被截留，出水接入臭氧催化氧化系统中的反应池，反应池中投入500mg臭氧，氧化水中难以降解的有机物及色度。臭氧催化氧化系统出水COD降至276mg/L，色度低于检测限。臭氧预处理后的废水，8.75L的水可作为初级回用；其余16.25L经还原加药系统、阻垢加药系统加入还原剂、阻垢剂后排入循环水箱使药剂与废水充分混合后，通入连续超微滤系统，进一步降低水中的细菌、悬浮物及浊度。出水至中间水池收集，中间水池出水经增压泵、精密过滤器及高压泵后出水进入反渗透膜组，在压力作用下，大部分水分子和微量其它离子透过反渗透膜，经收集后11.25L的出水通过管道进入回用水池，经测量，处理后水的COD降至64mg/L，色度、SS均低于检测限，水质符合回用要求；水中的大部分盐分和胶体、有机物等不能透过反渗透膜，残留在少量浓水(体积为5L)中，由浓水管排放。在反渗透装置停运时，自动冲洗3分钟，以去除沉积在膜表面的污垢，使装置和反渗透膜得到有效保养。
实施例2
某印染厂原水COD约800mg/L，pH为8.0。经24hr好氧化生化处理，出水COD经测定为360mg/L，pH为7.1，调节pH至8.5，加入PAC、PAM进行混凝沉淀处理。处理后的水质如下：COD为330mg/L，色度为65倍，SS为180mg/L，总固体<80mg/L，pH值为7.84。
处理后的水置于中间水池，经泵提升后进入深度处理系统中的多介质过滤器。多介质过滤器中的滤层由石英砂和无烟煤组成，粒径范围0.35-1.15mm，粒径大密度小的无烟煤在上层，粒径小密度大的砂在下层，这样滤层的空隙就是由大到小，当水流经滤层时大颗粒物质首先被上层无烟煤截留，小颗粒物质虽然被上层滤料漏掉，但是在经过砂层时被截住。通过多介质过滤器，水中500微米以上的颗粒物质被截留，出水接入臭氧氧化系统中的反应池，反应池中投入35mg/L臭氧，氧化水中难以降解的有机物及色度。臭氧氧化系统出水COD降至154mg/L，色度低于检测限。臭氧预处理后的废水，33.3％的水可作为初级回用；其余的经还原加药系统、阻垢加药系统加入还原剂、阻垢剂后排入循环水箱使药剂与废水充分混合后，通入连续超微滤系统，进一步降低水中的细菌、悬浮物及浊度。出水至中间水池收集，中间水池出水经增压泵、精密过滤器及高压泵后出水进入反渗透膜组，在压力作用下，大部分水分子和微量其它离子透过反渗透膜，经收集后40％的出水通过管道进入回用水池，经测量，处理后水的COD降至38mg/L，色度、SS均低于检测限，水质符合回用要求；水中的大部分盐分和胶体、有机物等不能透过反渗透膜，残留在少量浓水中，由浓水(体积为26.7％)管排放。在反渗透装置停运时，自动冲洗5分钟，以去除沉积在膜表面的污垢，使装置和反渗透膜得到有效保养。
Claims (5)
1.一种印染废水综合处理及回用工艺，包括印染废水前处理和深度处理，所述的前处理包括生化处理和物化沉淀，经前处理的出水进行深度处理，所述的深度处理依次包括多介质过滤、臭氧催化氧化处理和集成膜处理；
所述的多介质过滤去除水中500微米以上的颗粒物质，经臭氧催化氧化处理后的废水部分作为除印染工艺用水外的初级回用水，剩余部分进一步进行集成膜处理；
所述的集成膜处理包括连续超微滤和反渗透处理，经臭氧催化氧化处理后的废水进行连续超微滤，出水经收集、精密过滤、增压后进行反渗透处理，透过反渗透膜的高级回用水，回用为印染工艺用水，不能透过反渗透膜的浓水作为废水排放，反渗透处理后对反渗透膜进行反冲洗。
2.如权利要求1所述的印染废水综合处理及回用工艺，其特征在于：所述的多介质过滤的滤层由若干种粒径范围在0.45-1.2mm的过滤介质，按粒径大密度小的过滤介质在上层，粒径小密度大的过滤介质在下层铺设。
3.如权利要求2所述的印染废水综合处理及回用工艺，其特征在于：所述的过滤介质为石英砂和无烟煤。
4.如权利要求1所述的印染废水综合处理及回用工艺，其特征在于：所述的连续超微滤采用聚偏氟乙烯材料的中空纤维微滤膜。
5.如权利要求1所述的印染废水综合处理及回用工艺，其特征在于：所述的连续超微滤采用全流过滤、定时进行气水反冲洗的连续运行方式。
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