CN101863537A - 一种污泥减量化的高浓度印染废水达标处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水环境污染处理领域，公开了一种污泥减量化的高浓度(原始溶液色度值为10000～18000倍、COD值为10000～15000mg·L^-1)印染废水的脱色降解达标处理方法，基于介质阻挡放电低温等离子放电装置，所述介质阻挡放电低温等离子放电装置产生10℃～50℃的低温等离子体环境，其特征在于，将盛装高浓度印染废水的开口容器放置于10℃～50℃的低温等离子体环境中进行脱色降解，其中，印染废水的深度为0.1cm～1cm，介质阻挡放电低温等离子放电装置对应每平方厘米水面的输入功率为0.175～1.364W，累积放电时间为12～13小时。

Description

一种污泥减量化的高浓度印染废水达标处理方法

技术领域

本发明涉及水环境污染处理领域，特别涉及一种污泥减量化的高浓度(原始溶液色度值为10000～18000倍、COD值为10000～15000mg·L^-1)印染废水的脱色降解达标处理方法。

背景技术

印染废水结构复杂，品种繁多，数量巨大，并且广泛地存在于纺织材料、化学纤维、纸张、皮革以及食品、药物、化妆品、甚至皮肤染色等领域，是环境领域有机废水的重要组成成分，同时也是水环境污染的重要根源。

传统的物理化学方法对印染废水的脱色降解存在着脱色降解不完全(脱色率最高可达到90～95％，降解率最高可到达70～80％)且耗时长(一般传统的物理化学方法耗时可长达3～5天)等缺点，近年来新兴的高级氧化法虽然在脱色降解率方面有所提高(可在十几小时内达到完全脱色和接近90％的降解)，但又存在着能耗高且需要附加试剂投入的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种污泥减量化的高浓度印染废水的脱色降解达标排放方法，能够快速、高效、无二次污染地对高浓度印染废水进行脱色降解，并使其达到国家1级排放标准。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种污泥减量化的高浓度印染废水的脱色降解达标排放方法，基于介质阻挡放电低温等离子放电装置，所述介质阻挡放电低温等离子放电装置产生10℃～50℃的低温等离子体环境，其特征在于，将盛装高浓度印染废水的开口容器放置于10℃～50℃的低温等离子体环境中进行脱色降解，其中，印染废水的深度为0.1cm～1cm，介质阻挡放电低温等离子放电装置对应每平方厘米水面的输入功率为0.175～1.364W，累积放电时间为12～13小时。

本发明的进一步特点在于：所述介质阻挡放电低温等离子放电装置的放电周期为8分钟，即放电3分钟后稳定5分钟。

本发明利用10℃～50℃的低温等离子体对深度为0.1cm～1cm的高浓度印染废水进行脱色降解，介质阻挡放电低温等离子放电装置采用间歇式，其放电周期为8分钟，即放电3分钟后稳定5分钟。介质阻挡放电低温等离子放电装置累积放电时间为12～13小时，可使高浓度印染废水达到国家1级排放标准(色度值低于50倍、COD值低于100mg·L^-1)，实现快速、高效、无污染地对高浓度印染废水进行脱色降解、达标排放，同时实现污泥减量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为一种介质阻挡放电低温等离子放电装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的实施例中的10℃～50℃的低温等离子体环境由介质阻挡放电低温等离子放电装置提供，介质阻挡放电低温等离子放电装置对应每平方厘米水面的输入功率为0.175～1.364W，印染废水的深度为0.1cm～1cm。

参照图1，介质阻挡放电低温等离子放电装置主要包括：变压器1、调节器2、下电极(接地)3、上介质石英玻璃片4、下介质玻璃皿5、上电极6、上介质石英玻璃片卡7及介质间距调节杆8。试验时，将印染废水放置在下介质玻璃皿5中，下介质玻璃皿5的尺寸可根据需要处理的印染废水量调节。将盛装了印染废水的下介质玻璃皿5放置在放电装置中的下电极3上，保证下介质玻璃皿5的中心与下电极3的中心处于一点。再将上介质石英玻璃片4用上介质卡7卡紧，上介质石英玻璃片4与下介质玻璃皿5之间的距离可以使用介质间距调节杆8的移动根据最佳匹配的实验条件进行调整，上介质卡7卡住上介质石英玻璃片4的位置同样需保证上介质石英玻璃片4与下介质玻璃皿5以及下电极3的中心处于一条直线上。上介质卡7卡住上介质石英玻璃片4后，上介质石英玻璃片4自然和上电极6贴紧，同样，上电极6的中心位置与上介质石英玻璃片4、下介质玻璃皿5以及下电极3的中心均处于同一条直线上。上电极6通过可承载高电压高电流的电线与调节器2、射频电源1的正极依次串联，射频电源1的负极电连接下电极3，由调节器2调节获取适合实验条件输出电压、电流和频率。

实验例1：

首先，吸取10mL模拟印染废水(由单偶氮染料酸性嫩黄配制而成)放置于下介质玻璃皿(废水深度为0.1cm)中，摇匀均质。

然后，调整介质阻挡放电低温等离子放电装置的放电参数为：工作气体为常压空气，放电功率0.175W/cm²，介质间距5mm；放电3分钟后稳定5分钟，此8分钟为一次放电周期，当累积放电时间达到5小时便可使原始溶液COD值下降75％，色度值下降95％，累积放电时间达到8小时便可使原始色度值高达16384倍的印染废水达到国家1级排放标准中的色度评价指标(色度值低于50倍)，累积放电时间达到12小时便可使原始COD值高达11904mg·L^-1的印染废水达到国家1级排放标准中的COD评价指标(COD值低于100mg·L^-1)，且在放电过程中污泥的产量为0g。其中，色度值的测量方法采用GB11903-89中的稀释倍数法测定，脱色率采用式1计算，COD值的测量方法采用GB11914—89测定，降解率采用式2计算，下同。

$\mathrm{\η}=\frac{A_0-A_t}{A_0}\×100\%---\left(1\right)$

式中：

A₀——处理前印染废水的色度值(倍)；

A_t——处理后印染废水的色度值(倍)。

${\mathrm{\η}}_C=\frac{{\mathrm{COD}}_0-{\mathrm{COD}}_t}{{\mathrm{COD}}_0}\×100\%---\left(2\right)$

式中：

COD₀——处理前印染废水COD值，mg·L^-1；

COD_t——处理后印染废水COD值，mg·L^-1。

实验例2：

首先，吸取100mL模拟印染废水(由双偶氮染料直接桃红配制而成)放置于下介质玻璃皿(废水深度为1cm)中，摇匀均质。

然后，调整介质阻挡放电低温等离子放电装置的放电参数为：工作气体为常压空气，放电功率1.364W/cm²，介质间距5mm；放电3分钟后稳定5分钟，此8分钟为一次放电周期，当累积放电时间达到3.5小时便可使原始溶液COD值下降75％，色度值下降95％，累积放电时间达到7.5小时便可使原始色度值高达13824倍的印染废水达到国家1级排放标准中的色度评价指标(色度值低于50倍)，累积放电时间达到12小时便可使原始COD值高达13888mg·L^-1的印染废水达到国家1级排放标准中的COD评价指标(COD值低于100mg·L^-1)，且在放电过程中污泥的产量为0.1g。

实验例3：

首先，吸取50mL模拟印染废水(由三偶氮染料单环直接金驼配制而成)放置于下介质玻璃皿(废水深度0.5cm)中，摇匀均质。

然后，调整介质阻挡放电低温等离子放电装置的放电参数为：工作气体为常压空气，放电电压0.75W/cm²，介质间距5mm；放电3分钟后稳定5分钟，此8分钟为一次放电周期，当累积放电时间达到4小时便可使原始溶液COD值下降75％，色度值下降95％，累积放电时间达到9小时便可使原始色度值高达15100倍的印染废水达到国家1级排放标准中的色度评价指标(色度值低于50倍)，累积放电时间达到12小时便可使原始COD值高达12895mg·L^-1的印染废水达到国家1级排放标准中的COD评价指标(COD值低于100mg·L^-1)。且在放电过程中污泥的产量为0.3g。

实验例1-3说明，介质阻挡放电低温等离子体可在短时间内使高浓度印染废水达标排放，且在达标排放的过程中达到了污泥减排的目的。

实验例4：

首先，吸取20mL模拟印染废水(由单偶氮双环染料酸性红配制而成)放置于下介质玻璃皿废水深度0.2cm)中，摇匀均质。

然后，调整介质阻挡放电低温等离子放电装置的放电参数为：工作气体为常压空气，放电功率0.75W/cm²，介质间距3mm；放电3分钟后稳定5分钟，此8分钟为一次放电周期，当累积放电时间达到3.5小时便可使原始溶液COD值下降75％，色度值下降95％，累积放电时间达到7小时便可使原始色度值高达12484倍的印染废水达到国家1级排放标准中的色度评价指标(色度值低于50倍)，累积放电时间达到12小时便可使原始COD值高达10014mg·L^-1的印染废水达到国家1级排放标准中的COD评价指标(COD值低于100mg·L^-1)，且在放电过程中污泥的产量为0g。

实验例5：

首先，吸取40mL模拟印染废水(由蒽醌染料蒽醌蓝配制而成)放置于下介质玻璃皿(废水深度0.4cm)中，摇匀均质。

然后，调整介质阻挡放电低温等离子放电装置的放电参数为：工作气体为常压空气，放电功率0.75W/cm²，介质间距3mm；放电3分钟后稳定5分钟，此8分钟为一次放电周期，当累积放电时间达到4小时便可使原始溶液COD值下降75％，色度值下降95％，累积放电时间达到9小时便可使原始色度值高达11035倍的印染废水达到国家1级排放标准中的色度评价指标(色度值低于50倍)，累积放电时间达到13小时便可使原始COD值高达10508mg·L^-1的印染废水达到国家1级排放标准中的COD评价指标(COD值低于100mg·L^-1)，且在放电过程中污泥的产量为0.1g。

实验例3-5说明，介质阻挡放电低温等离子体可在短时间内使高浓度杂环类印染废水达标排放，且在达标排放的过程中达到了污泥减排的目的。

Claims (2)

1.一种污泥减量化的高浓度印染废水的脱色降解达标排放方法，基于介质阻挡放电低温等离子放电装置，所述介质阻挡放电低温等离子放电装置产生10℃～50℃的低温等离子体环境，其特征在于，将盛装高浓度印染废水的开口容器放置于10℃～50℃的低温等离子体环境中进行脱色降解，其中，印染废水的深度为0.1cm～1cm，介质阻挡放电低温等离子放电装置对应每平方厘米水面的输入功率为0.175～1.364W，累积放电时间为12～13小时。

2.根据权利要求1所述的污泥减量化的高浓度印染废水的脱色降解达标排放方法，其特征在于，所述介质阻挡放电低温等离子放电装置的放电周期为8分钟，即放电3分钟后稳定5分钟。

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