CN101870505A - 一种粉体树脂用于印染废水深度处理及回用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粉体树脂用于印染废水深度处理及回用的方法，属于印染废水处理领域。其步骤为：生物技术处理后的印染废水经过滤，在反应器中与粉体树脂充分混合接触反应；经充分混合的废水，在沉淀槽中沉淀分离，将沉淀分离出的粉体树脂输送至脱附槽中；沉淀分离出的粉体树脂于脱附槽中，在常温条件下用含无机脱附剂的脱附液脱附，粉体树脂于每次脱附后用水将残留脱附剂洗净后输送至反应器中再次使用。处理后的废水达到地表水环境质量标准(GB3838)规定的IV类水标准，可实现回用，实现了印染废水的减量化和资源化。本发明具有工艺简单、投资较少、运行成本低、处理效果好的显著优点，且可在现有生化处理系统上通过简单改造实现本处理工艺。
Description
技术领域
本发明涉及的印染废水生化尾水深度处理及回用方法，更具体的说是是指利用离子交换与吸附双重功能的粉体树脂对印染废水生化尾水深度处理和回用方法。
背景技术
印染废水成分复杂，有机物浓度高，可生化性差，色度高，水质变化大，水量大，占工业废水的35％，且90％作为废水排放。经过生化处理后，由于水量水质的变化和生化难降解性，相当一部分不能达到排放标准。随着，国家对相关行业废水排放标准及重点流域排放标准要求的提高，进一步强化印染行业废水的深度处理迫在眉睫。与此同时，印染业是高耗水行业，节水是该行业的重要课题。因此，有必要对其进行深度处理，使其达到回用标准。一方面降低废水排放量，另一方面减少耗水量。
目前对于印染废水的深度处理主要有物理法、生物法、化学法三大类方法。使用某种单一的方法都难以达到预期处理效果，所以一般采用联用技术，如物理-化学、物理-生物联用技术。物理法包括活性炭吸附、粉体树脂吸附、膜分离，活性炭吸附法成本较低，但饱和周期短，而且无法再生；膜分离法投资高，寿命短，且对水质要求高，否则膜易堵塞；传统树脂吸附技术需要相对复杂的设备投入，运行成本偏高。化学法包括光化学氧化、臭氧氧化、电化学氧化，这几种方法运行成本都很高，而且一般适用于小股废水，实际生产中针对大水量、水质波动较大的情形大规模应用先例较少。生物法一般指与物理法联用的生物活性炭技术，其是将微生物膜固载在活性碳孔道表面，虽然可以解决活性碳再生的问题，但成本高，水质要求稳定，操作要求苛刻。这些对于实际水量大、水质变化大的印染废水，都有一定的局限性。
粉体树脂是一种颗粒平均粒径为150目的固体丙烯酸高分子材料，含有丰富的孔结构和离子基团，具有电化学吸附及离子交换双重作用；由于其粒径较小，该树脂具有较大的比表面积、较高的传质速率和较好的流体输送性能。在实际应用中，粉体树脂可与所需处理的废水混合搅拌一定时间，后将树脂与废水分离，废水中的有机物与无机物被固着与树脂上，从而实现废水的净化。与传统树脂相比，其所需设备较少，投资较低，可简单利用现有废水处理系统中的混凝沉淀装置实现系统的改造。同时该树脂对废水，特别是生化尾水中的有机物和无机物的去除效果远优于混凝工艺(通常为混凝工艺的2至3倍)；由于其较易再生，可循环使用，其固废产量远小于传统混凝工艺。
目前，澳大利亚Orica Watercare公司所生产的MIEX磁性粉体树脂已广泛使用于饮用水源水的深度处理，其对饮用水源水中消毒副产物前驱物具有较好去除效果；但由于该树脂制造工艺的特点，该树脂离子交换性能不高，价格昂贵。同时由于印染生化尾水中有机物和无机物含量较大，利用该MIEX树脂处理时，树脂再生频繁，脱附液产量较大。
发明内容
1、发明目的
为了解决现有树脂技术对尾水进行处理时需采用固定床或移动床设备，从而导致处理系统复杂、投资较高、操作较为繁琐的不足，本发明提供一种粉体树脂用于印染废水深度处理及回用的方法，去除印染废水生化尾水中残留的有机物、无机物等，使处理的废水的主要污染物指标达到地表水环境质量标准(GB3838)规定的IV类水标准排放或印染用水水质标准后回用于印染生产工艺中，从而解决树脂技术在对大水量尾水处理时的应用困难。
2、技术方案
一种粉体树脂用于印染废水深度处理及回用的方法，其步骤包括：
a)生物技术处理后的印染废水，经过滤，在10℃～50℃的条件下，在反应器中与粉体树脂充分混合接触反应15～40min；
b)将步骤a)中经充分混合的废水，在沉淀槽中沉淀分离，将沉淀分离出的粉体树脂输送至脱附槽中；
c)将步骤b)中沉淀分离出的粉体树脂于脱附槽中，在常温条件下用含质量百分比浓度为5％～15％无机脱附剂的脱附液脱附，脱附液用量不超过混凝剂质量的5倍，粉体树脂于每次脱附后用水将残留脱附剂洗净后输送至反应器中再次使用。
其中的反应器为钢质水槽或钢砼构筑物等形式的反应槽，粉体树脂加入量为废水质量的0.05％～0.4％，发色剂、难降解有机分子及无机物吸附在粉体树脂上，吸附后的废水COD不高于30mg/L，主要污染物指标达到地表水环境质量标准(GB3838)规定的IV类水标准或印染用水水质标准。
将步骤c)中粉体树脂再生时所产生的高浓饱和脱附液可经催化氧化后进入生化系统处理或浓缩后外送填埋处理。步骤c)中脱附可采用单级或浓度梯级脱附方式，脱附液可重复使用。
本发明采用的粉体树脂为以丙烯酸酯为母体结构的双重功能粉体树脂NDP01(南京大学生产)和以丙烯酸酯为母体结构的磁性粉体树脂NDMP01(专利申请号201010017687.1，南京大学申请)与MIEX树脂相比，具有更高的离子交换性能，在处理后水质要求相同的情况下，其对印染废水生化尾水的处理量高于MIEX树脂，粉体树脂颗粒粒径优选100目～150目。
3、有益效果
本发明与现有技术相比，具有工艺简单、投资较少，操作方便、自动化程度高、运行成本低、处理效果好的显著优点，且可在现有生化处理系统上通过简单改造实现本处理工艺。
印染废水经生物技术处理后出水COD为80-150mg/L左右，且颜色较深，不能直接排放，距回用标准甚远。经过简单过滤后，用南京大学NDP01粉体树脂吸附，可将COD降至不高于/L，色度小于10倍，盐度、硬度等主要污染物指标可达到印染用水水质标准，使得生化尾水在达到地表水环境质量标准(GB3838)规定的IV类水标准，可实现回用，实现了印染废水的减量化和资源化。在药剂投加量(质量)相同及处理后出水理化性能要求相同情况下，与采用MIEX树脂处理相比，上述工艺可处理的印染生化尾水水量为MIEX的1.2-1.6倍。
具体实施方式
以下通过具体实例进一步说明本发明
实施例1
某大型印染企业废水处理站生化尾水(COD为75mg/L，色度45倍)10吨，泵送至高速石英砂滤器(过滤流速20m/h)，过滤出水在流速0.2m3/h条件下自流至钢制反应槽(0.4m3)反应，反应槽采用机械搅拌(输入功率100w/m3废水)。树脂(NDP01)泵送至反应槽，树脂投加量为1L/h。反应槽出水(含树脂与废水)自流至钢制沉淀槽中，沉淀槽处理负荷为0.8m3/(m2/h)，树脂在沉淀槽中沉淀，处理后的废水(COD 30mg/L，色度8倍)由沉淀槽上部自流出沉淀槽。
沉淀槽下部沉淀之树脂以80％与20％比例分别输送至反应槽和脱附槽。送至脱附槽中的树脂以2倍体积的15％NaCl溶液再生，再生后的树脂重新泵送入至反应槽。高浓脱附液收集后与原有生化系统污泥混合后外送至污泥处理厂。
实施例2
将经沙滤滤过后的某大型印染园区污水厂生化尾水(COD为70mg/L，色度40倍)1L放入烧杯中，加入2.5mL复合功能粉体树脂(南京大学NDP01)，在20℃条件下，搅拌反应20min。反应完成后静置10min，经粉体树脂吸附后的上层出水COD为30mg/L，色度4倍，COD去除率为62.5％，色度去除率为90％。
在室温条件下，将沉淀出的粉体树脂用5mL含15％(M/M)NaCl的再生液再生，COD脱附率大于95％。
上述生化尾水(COD为70mg/L，色度40倍)1L放入烧杯中，加入2.5mLMIEX树脂，在20℃条件下，搅拌反应20min。反应完成后静置10min，经MIEX树脂吸附后的上层出水COD为36mg/L，色度6倍，COD去除率为48.6％，色度去除率为85％。
在室温条件下，将沉淀出的MIEX树脂用8mL含16％(M/M)NaCl的再生液再生，COD脱附率大于95％。
实施例3
将经沙滤滤过后的某大型印染园区污水厂生化尾水(COD为70mg/L，色度40倍)1L放入烧杯中，加入7mL复合功能粉体树脂(南京大学NDP01)，在50℃条件下，搅拌反应40min。反应完成后静置10min，经粉体树脂吸附后的上层出水COD为20mg/L，色度2倍，COD去除率为71％，色度去除率为95％。
在室温条件下，将沉淀出的粉体树脂用10mL含15％无机再生剂的再生液再生，COD脱附率大于95％。
实施例4
将经沙滤滤过后的某大型印染企业污水站生化尾水(COD为60mg/L，色度30倍)1L放入烧杯中，加入2.5mL复合功能可再生粉体树脂(南京大学NDMP01)，在25℃条件下，曝气搅拌反应20min。反应完成后将废水静置15min，经粉体树脂处理后出水COD为28mg/L，色度5倍，COD去除率为53.3％，色度去除率为83％。
在室温条件下，将沉淀出的粉体树脂用5mL含10％无机再生剂的再生液再生，COD脱附率大于95％。
实施例5
将经沙滤滤过后的某大型印染企业污水站生化尾水(COD为60mg/L，色度30倍)1L放入烧杯中，加入6mL复合功能可再生粉体树脂(南京大学NDMP01)，在35℃条件下，曝气搅拌反应30min。反应完成后将废水静置15min，经粉体树脂处理后出水COD为18mg/L，色度2倍，COD去除率为70％，色度去除率为93％。
在室温条件下，将沉淀出的粉体树脂用10mL含15％无机再生剂的再生液再生，COD脱附率大于95％。
Claims (5)
1.一种粉体树脂用于印染废水深度处理及回用的方法，其步骤包括：
a)生物技术处理后的印染废水，经过滤，在10℃～50℃的条件下，在反应器中与粉体树脂充分混合接触反应；
b)将步骤a)中经充分混合的废水，在沉淀槽中沉淀分离，将沉淀分离出的粉体树脂输送至脱附槽中；
c)将步骤b)中沉淀分离出的粉体树脂于脱附槽中，在常温条件下用含质量百分比浓度为5％～15％无机脱附剂的脱附液脱附，脱附液用量不超过混凝剂质量的5倍，粉体树脂于每次脱附后用水将残留脱附剂洗净后输送至反应器中再次使用。
2.根据权利要求1所述的粉体树脂用于印染废水深度处理及回用的方法，其特征在于步骤a)中所述的粉体树脂为具有离子交换与吸附功能双重作用或为含有磁性的具有离子交换与吸附功能双重作用的粉体型树脂，粉体树脂加入量为废水重量的0.05％～0.4％；粒径为100～150目。
3.根据权利要求2所述的粉体树脂用于印染废水深度处理及回用的方法，其特征在于粉体树脂为NDP01粉体树脂或NDMP01磁性粉体树脂。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的粉体树脂用于印染废水深度处理及回用的方法，其特征在于步骤c)中脱附可采用单级或浓度梯级脱附方式，脱附液可重复使用。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的粉体树脂用于印染废水深度处理及回用的方法，其特征在于反应器为钢质水槽或钢砼构筑物的反应槽。
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