CN101955303A - 一种染料废水的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及环境保护技术，一种染料废水的处理方法。已有技术处理染料废水能耗大、成本高，操作麻烦。本发明步骤如下：染料废水经调节池，反应池，初沉池Ⅰ，初沉池Ⅱ进行前处理；进入气浮池，气浮池出水分为两路：一路进入兼氧池，另一路回流入调节池，稀释染料废水中的COD、色度、含盐量；兼氧池出水进入好氧池，絮凝沉淀池：去反色池，去反色池出水进入终沉池辐流式泥水分离，静止50min，上清液排放；终沉池出水COD80mg/L以下,色度60以下。本发明的优点是：染料废水处理效果好；出水不反色，无二次污染；能量消耗低，水处理成本低；保护环境。

Description

一种染料废水的处理方法
技术领域
本发明涉及环境保护技术，具体地说是一种染料废水的处理方法。
背景技术
染料企业是生产酸性染料、中性染料、媒介染料以及染料中间体等产品的化工企业。染料生产过程中产生的废水为高COD、高色度、高含盐量和低BOD 5 /COD的母液和洗涤水的混合物，对环境和水资源造成极大的污染。COD为化学需氧量（Chemical Oxygen Demand）：在一定的条件下，采用强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。是表示水中还原性物质数量多少的指标，化学需氧量越大，说明水体污染越严重。BOD是生化需氧量，指的是微生物分解的需氧量。水中BOD越多，废水越容易被生物分解利用，这种废水适宜用生物法处理。通常以BOD/COD大于0.3做为判断废水是否适宜用生物法处理的指标。
染料废水具有以下特点：
（1）以芳烃和杂环化合物为母体且带有显色基团，发色物质为单苯环形成的阴离子型小分子有机物，极溶于水；容易被氧化产生醌式化合物，产生较强的发色能力；与金属离子络合后，发色能力更强，反色现象给废水处理带来了极大的困难。
（2）有机物水溶性好、结构复杂。废水中的有机物97%以上含有苯环结构；相当数量含有羧基、磺酸基、羟基等基团。随着染料产品的升级换代和染料新品种的出现，废水中的有机物结构更加复杂，给染料废水的处理带来了困难。
（3）有些废水中含有小苏打、乳化油、有机溶剂以及石油类物质，使废水稠度增加，并产生大量泡沫，增加了处理难度。
（4）染料废水中COD高达10000mg/L；色度高达12000倍；盐含量高达9000mg/L；废水可生化性极差；染料废水排放到水体中，对环境危害极大。
现有技术对于染料废水的处理主要有以下几种方法：
（1）絮凝沉淀法：这种方法的缺点是，由于染料废水为水溶性，絮凝沉淀效果不好，沉淀上清液在阳光照射下反色形成二次污染。
（2）吸附法：
A、活性炭吸附剂吸附，缺点是再生困难、成本太高。
 B、生物活性炭吸附法，受到微生物浓度限制，微生物浓度低时降解效果差；微生物浓度高时堵塞活性炭孔道，造成吸附效果差。
 C、微孔树脂吸附,吸附容量有限，不能满足染料废水的处理要求，而且吸附剂吸附饱和后，易形成二次污染。
（3）电化学和膜分析法：如电氧化技术、光氧化技术、微波协同技术、电气浮以及微电解等，这些方法虽然具有处理效果好，不产生二次污染，占地面积小的优点，但是其缺点是能耗大，处理高含盐量的染料废水极易结垢堵塞，增加处理成本。
（4）生物处理法：生物处理法成本低，但在高含盐量的情况下，由于菌种驯化效果不理想，影响降解效果。
中国专利公开号：CN 101659500A，介绍了“一种染料废水处理系统”，该系统中好氧池接高级氧化处理，尽管处理后出水可以达到指标，但是这种方法能耗大、处理成本高，而且操作麻烦。
迄今为止染料污水处理仍然是一个难以解决的技术问题。
因此发明一种处理高COD、高色度、高含盐量、低BOD 5 /COD的染料废水效果好、成本低、不会形成二次污染的染料废水处理新方法对于保护环境、降低染料成本、提高染料企业效率是染料工业十分重要的任务。
发明内容
本发明的目的是提供一种处理高COD、高色度、高含盐量、低BOD 5 /COD的染料废水效果好、成本低、不会形成二次污染的染料废水处理新方法。
本发明的目的是这样实现的：
（1）染料废水进入调节池，向调节池内加入石灰溶液，调节pH值≥6；
（2）调节池出水进入反应池，调节反应池pH值9—11；向池内污水加入絮凝剂混合液A，废水和絮凝剂混合液流速比55:3；反应时间20min；
（3）反应池出水进入初沉池Ⅰ，静止时间2h；上清液排出进入初沉池Ⅱ，池底沉淀污泥由污泥泵输送至储泥池；
（4）向初沉池Ⅱ添加絮凝剂混合溶液，每吨污水1.5L/1m 3 ，搅拌混匀、静止2h；初沉池Ⅱ出水指标COD3500mg/L；
（5）初沉池Ⅱ出水进入气浮池，向气浮池输入高压溶气，反应时间30min，捞出浮渣；气浮池出水COD2100mg/L；
（6）气浮池出水分为两路：一路进入兼氧池，调节兼氧池pH7.5-8.5，向兼氧池充入空气40m 3 /min，反应时间24h，兼氧池出水COD1700mg/L；气浮池出水另一路回流入调节池，稀释染料废水中的COD、色度、含盐量；
（7）兼氧池出水进入好氧池，向好氧池充入空气160m 3 /min，反应时间15h，好氧池出水COD370mg/L；
（8）好氧池出水进入絮凝沉淀池：调絮凝沉淀池pH值9-11；向池中投加絮凝剂混合液B，1.6L/m 3 污水；静止1h；
（9）絮凝沉淀池出水进入去反色池，向去反色池添加去反色混合液13L/m 3 ，搅拌混匀后，静止50min；
（10）去反色池出水进入终沉池辐流式泥水分离，静止50min，上清液排放；终沉池出水COD80mg/L以下,色度60以下。
步骤（2）所述絮凝剂混合液A重量比配方为，FeSO 4 :KAl(SO 4 ) 2 :Mg(OH) 2 =7:4:1。
步骤（8）所述絮凝剂混合液B重量比配方为，FeSO 4 :聚铝=5:0.5。
步骤（9）所述去反色混合液重量比配方为，FeSO 4 :PAM=6:0.1。
本发明的要点是：
在现有的染料废水处理前处理、兼氧、好氧工艺基础上，增加气浮池以减轻以后的兼氧池、好氧池负担，在好氧池后设置后处理，包括：絮凝沉淀池、去反色池和终沉池，对污水进行再次处理，确保水质达标排放和再循环利用。
本发明与已有技术相比，其突出的创造性在于以下两点：
1、向气浮池通入高压空气，通过高压空气的瞬间释放，使染料废水中含有的溶剂浮在水面，捞出浮渣即可去除。气浮池不需要投加药剂，只需高压泵和溶气罐。溶气罐是使空气在水中充分溶解的设备，由于空气在水中的溶解需要一个过程，与水温、压力、水温变化及水的流态等因素有关，溶气罐中的空气与水充分接触，一般设计压力为3-4kg/cm 2 ，水的停留时间2-4分钟，水中空气含量可达饱和含量的50-80%。罐的形式可设计为空罐或加入填料等的钢罐。高压泵是为高压液体提供动力的设备，高压泵和溶气罐配合使用，向气浮池通入高压空气，使染料废水中的污染物浮在水面去除。气浮池效果显著，污水进入气浮池COD3500mg/L，污水从气浮池出COD2100mg/L，COD下降1400mg/L。
 2、在后处理系统设置去反色池，向池中添加去反色混合液，对前面絮凝沉淀池发色溶液进行再沉淀，从而去除显色物质，每立方米污水13L，混匀搅拌后静止50min，使污水去色，且不反色。污水经去反色池处理后，色度降到60以下，效果显著。
本发明的具体实施措施为：
调节池投加石灰碱液，确保pH值在6以上，减少对设备和构筑物的腐蚀。设计规模2000—5000m 3 /d，有效水深4.5-6m。
反应池的作用是充分混合药剂，并实现一级物化的水力条件控制。投加石灰碱液调节pH值在9-11，加入絮凝剂混合溶液A。废水和絮凝剂混合液流速比55:3，反应时间20min，反应池有效容积6000-12000m 3 。
初沉池Ⅰ作用是将反应池排入的泥水混合液分离，上清液排入下一级处理池，池底污泥通过污泥泵输送至储泥池，静止时间2h，有效容积6000—12000m 3 。
初沉池Ⅱ作用是实现初沉池Ⅰ排入的上清液再次絮凝沉淀，添加絮凝剂混合溶液A 1.5L/1m 3 污水，混匀搅拌后，静止2h，出水COD3500mg/L左右，有效容积6000—12000m 3 。
气浮池的作用是通过高压泵和溶气罐产生的高压溶气瞬间释放，实现废水中含有溶剂的浮选去除。气浮池不需要投加药剂，水在池中处理30min，捞出浮渣即可，气浮池出水COD2100mg/L左右。气浮池有效容积4000—8000m 3 。气浮池在本方法中起到极其重要的作用，也是本发明的创造之一。
中间水池的作用是当前处理系统污染物浓度过高需要稀释时，将部分气浮池出水回流到调节池对未处理的染料废水进行稀释，回流比为200%。中间水池的有效容积6000-12000m 3 。
水从气浮池出，进入兼氧池，在兼氧池内发生水解酸化工艺，使难以被生物降解的有机物水解为易于生物降解的物质，改善废水的可生化性，提高BOD 5 /COD。兼氧池有效容积6000—12000m 3 ，供气量40m 3 /min。用酸调节池中水的pH值7.5-8.5，也可用工厂废酸稀溶液调节pH值，控制溶解氧DO在0.5mg/L以下，反应时间24h，兼氧池出水COD1700mg/L。
好氧池的作用是通过好氧菌进一步降解污染物，进一步去除COD。好氧池有效容积6000—12000m 3 ，供气量160m 3 /min确保DO值2-4mg/L，反应时间15h，好氧池出水COD370mg/L。
后处理系统依次包括絮凝沉淀池、去反色池和终沉池。
絮凝沉淀池：用石灰碱液调池水pH值9-11；向池中投加絮凝剂混合液B，1.6L/m 3 污水；静止1h。经絮凝沉淀池的处理可以将污水脱色至80以下，但很快又反色，特别是在温度较高时，发色现象甚为严重，这是染料废水处理过程中一直难以解决的问题。絮凝沉淀池有效容积6000—12000m 3 。
去反色池的作用是对絮凝沉淀池的出水进行去色，并且使其不反色。在去反色池中添加去反色混合液13L/m 3 污水，混匀后静止50min。有效容积6000—12000m 3 。水在去反色池进行去反色处理是本发明的第二个创造点。
终沉池采用辐流式泥水分离，设计规模2000—4000m 3 /d，静止50min。上清液排入流量槽后计量排放和部分回流。该部分出水COD80 mg/L以下,色度60以下，各指标均达到了《GB4287-92 纺织染整工业污染物排放标准》。
本发明依次设置前处理；气浮池、兼氧池、好氧池处理；以及后处理。通过前处理去除部分色度和COD；气浮池浮选去除溶剂大大降低后续生化处理负荷。由于兼氧池中所需的兼氧菌在高色度、高COD和高含盐量的环境下培养驯化特别困难，微生物培养驯化难以达到理想状态，这是众多染化企业采用生物方法处理染料废水不合格的原因。本发明在兼氧池前增加气浮池处理，大大改变了这种状况，并定期向兼氧池中投加一定量BOD 5 ，确保了兼氧菌繁殖所需的条件。污水经过兼氧池后BOD 5 /COD大大提高，在好氧池中COD得到了很好地去除。后处理系统进一步去除COD和色度，最重要的是通过添加去反色混合液再沉淀显色物质，解决了反色问题。这种组合工艺对于高COD、高色度、高含盐量、低BOD 5 /COD 的“三高一低”染料废水处理，具有良好的处理效果，出水达到了国家规定的排放和回用标准，实现了废水资源化和节能减排效果，具有明显的社会、经济和环境效益。
本发明适应于生产酸性染料、中性染料、媒介染料以及染料中间体等产品的母液和洗涤水产生的综合污水处理，如生产酸性棕A和酸性蓝25等80个品种染料的污水处理，具有广泛的实用性。
本发明与国内外现有同类技术相比，其创造性在于以下几点：
1、在兼氧池之前增加气浮池，去除活性剂，从而降低后续生化处理负荷；
2、增加去反色池，解决上清液受太阳照射后立即反色造成的二次污染技术难题。
本发明与国内外现有技术的不同点在于：
1、采用不同的絮凝剂组合，起到协同作用；
2、在兼氧池前，增加气浮池；
3、设计去反色池，而不采用能耗高的物化处理方法，如高级氧化技术等。
本发明的优点是：
1、染料废水处理效果好。
 2、出水不反色，无二次污染。
 3、能量消耗低，水处理成本低。
 4、保护环境，利于染化企业发展。
附图说明
图1为本发明染料废水处理流传图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步说明。
实例1：
取生产酸性染料、中性染料、媒介染料以及染料中间体等产品的母液和洗涤水产生的综合污水10L，其COD为9650mg/L，色度11000倍，含盐量为8890mg/L，进行小试实验。（1）用石灰调pH为10，投加絮凝剂混合溶液（100吨水中配FeSO 4 :KAl(SO 4 ) 2 :Mg(OH) 2 =7吨:4吨:1吨）150mL，静止沉淀2h、取上清液；（2）进行气浮20min，去除表面泡沫；（3）兼氧反应器中，适度曝气使DO为0.4mg/L，pH值控制在8，温度为室温，反应24小时；（4）好氧反应器中，充分曝气使DO为4.5mg/L，pH值控制在7.5，室温，反应时间15小时；（5）絮凝沉淀，用石灰调pH为10，投加絮凝剂混合液（100吨水中配FeSO 4 :聚铝=5吨:0.5吨）130mL，静止1h；（6）去反色，投加去反色剂混合液130mL，然后在水浴中分别设定温度为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃，皆不出现反色现象。静止50h，上清液出水COD为81mg/L，色度小于45。
实例2：
安徽凤阳染料化工有限公司染料废水处理，日处理量500m 3 /d。进水水质pH值5.59，COD 8234mg/L,盐度 8200mg/L，色度8200倍（棕、黄、黑色）。
（1）前处理：
调节池投加石灰碱液，调pH值≥6。
反应池投加石灰碱液调pH值9-11，加入絮凝剂混合溶液（100吨水中配FeSO 4 :KAl(SO 4 ) 2 :Mg(OH) 2 =7吨:4吨:1吨），废水和絮凝剂混合液流速比55:3，反应时间20min。
初沉池Ⅰ静止2h。
初沉池Ⅱ作用是实现初沉池Ⅰ排入的上清液再次絮凝沉淀，投加（100吨水中配FeSO 4 :KAl(SO 4 ) 2 :Mg(OH) 2 =7吨:4吨:1吨）600L，混匀搅拌静止2h。
（2）气浮池工作3小时，捞出浮渣。
（3）中间水池对前处理系统进行回流稀释，回流比为200%。
（4）兼氧池，用工厂废酸稀溶液调pH值在7.5-8.5，供气量40m 3 /min，控制溶解氧DO在0.5mg/L以下，反应时间24h。
（5）好氧池，供气量160m 3 /min，控制DO值在2-4mg/L，反应时间15h。
（6）后处理：
絮凝沉淀池：用石灰碱液调pH值9-11，投加絮凝剂混合液（100吨水中配FeSO 4 :聚铝=5吨:0.5吨）700L，静止1h。
反色池：添加去反色混合液500L，混匀搅拌静止50min，夏天地面温度达40℃时无反色现象。
终沉池：静止50min，上清液排放和回流。
本发明自2005年7月来经多次调试，取得了稳定的处理效果，处理效果见下表。
由上述实例可以看出，无论是小试实验还是工程应用，本发明对于染料废水，尤其是对高COD、高色度、高含盐量、低BOD 5 /COD “三高一低”染料废水的处理，具有良好的处理效果。
上述实施例仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，凡在本发明的原则之内，所做的任何等同替代、修改和变化，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种染料废水的处理方法，步骤如下：
（1）染料废水进入调节池，向调节池内加入石灰溶液，调节pH值≥6；
（2）调节池出水进入反应池，调节反应池pH值9—11；向池内污水加入絮凝剂混合液A，废水和絮凝剂混合液流速比55:3；反应时间20min；
（3）反应池出水进入初沉池Ⅰ，静止时间2h；上清液排出进入初沉池Ⅱ，池底沉淀污泥由污泥泵输送至储泥池；
（4）向初沉池Ⅱ添加絮凝剂混合液A，每吨污水1.5L/1m3，搅拌混匀、静止2h；初沉池Ⅱ出水指标COD3500mg/L；
（5）初沉池Ⅱ出水进入气浮池，向气浮池输入高压溶气，反应时间30min，捞出浮渣；气浮池出水COD2100mg/L；
（6）气浮池出水分为两路：一路进入兼氧池，调节兼氧池pH7.5-8.5，向兼氧池充入空气40m3/min，反应时间24h，兼氧池出水COD1700mg/L；气浮池出水另一路回流入调节池，稀释染料废水中的COD、色度、含盐量；
（7）兼氧池出水进入好氧池，向好氧池充入空气160m3/min，反应时间15h，好氧池出水COD370mg/L；
（8）好氧池出水进入絮凝沉淀池：调絮凝沉淀池pH值9-11；向池中投加絮凝剂混合液B，1.6L/m3污水；静止1h；
（9）絮凝沉淀池出水进入去反色池，向去反色池添加去反色混合液13L/m3，搅拌混匀后，静止50min；
（10）去反色池出水进入终沉池辐流式泥水分离，静止50min，上清液排放；终沉池出水COD80mg/L以下,色度60以下。
2.根据权利要求1所述染料废水的处理方法，其特征在于：步骤（2）所述絮凝剂混合液A重量比配方为，FeSO4:KAl(SO4)2:Mg(OH)2=7:4:1。
3.根据权利要求1所述染料废水的处理方法，其特征在于：步骤（8）所述絮凝剂混合液B重量比配方为，FeSO4:聚铝=5:0.5。
4.根据权利要求1所述染料废水的处理方法，其特征在于：步骤（9）所述去反色混合液重量比配方为，FeSO4:PAM=6:0.1。
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