CN104016526A - 一种印染废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种印染废水的处理方法。该方法包括以下步骤：a.加脱色剂，加入助凝剂；b.将印染废水打入反应管，c.在反应管后侧取样，将取样来的印染废水，经沉淀，之后上清液送入检测装置，检测装置的将检测到的光信号变送成电信号送入控制器；d.控制器根据送入的电信号，对控制阀进行反馈调节，e.沉淀池中絮凝完成的印染废水上清液引出，再加入光催化剂，至其在光照环境下并搅拌；光催化剂由PdO/BiVO4复合催化剂和BiVO4/TiO2复合催化剂，以2：2-5的重量比组合而成，光催化剂的用量为0.15～0.4g/L；印染废水处理方法处理印染废水，其絮凝稳定、充分，并且对絮凝后的印染废水中的有机物能快速降解。
Description
技术领域
本发明涉及一种印染废水的处理方法。
背景技术
中国是世界上最大的纺织品服装生产和出口国，因此印染行业与之息息相关，而印染行业的废水排放是我国造成水体污染的重点行业之一，与其他行业相比，印染废水具有废水排放量大，颜色深，难降解有机物含量高，水质不稳定等特点。
针对印染废水的处理问题，现有的处理技术主要依次通过物化处理、生化处理对印染废水处理，从而降解有害物质，达到排放标准。针对目前印染废水的物化处理，现有的物化处理工序基本由操作员手工操作来完成。首先将印染废水引入水池中，因为印染废水的pH不确定，因此一般先用石灰调节pH至碱性，再加入硫酸亚铁对废水进行絮凝沉淀处理。目前对印染废水前期处理需要根据肉眼判断是否出现充分絮凝，如果未充分絮凝，那么就表明我们在处理过程中药剂加入量出现问题，没有调整到位。一般情况下，将pH调整在9-11就能充分絮凝，经过沉淀池就分离出上清液。
针对如上的问题，公告号为CN203238083U中国专利就公开了一种自动调节处理药剂量的印染废水处理设备，但在实际处理过程中，由于国内的pH计插入印染废水中很容易被杂质堵塞，致使pH计测量值和实际值出现过大的偏差，导致控制系统不稳定，导致絮凝容易出现未充分，处理效果差。另外，上述方法仅仅针对印染废水进行絮凝的方法，即使印染废水絮凝后，仍然溶解了很多难以快速降解的有机物，因此如果没有好的办法催化其降解，这样的废水直接排放仍然污染较大。目前虽然有生物降解法，但是采用目前的生物降解法降解速度慢，周期长，已经难以满足大量需要处理的印染废水。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种絮凝稳定、充分，并且对絮凝后的印染废水中的有机物能快速降解的印染废水处理方法。
为了解决上述所要解决的技术问题，本发明采用了以下技术方案：
一种印染废水的处理方法，包括以下步骤：a.通过控制阀分别向印染废水中加入脱色剂，按照污水的流量加入助凝剂；b.再将步骤a中的印染废水打入反应管，使脱色剂、助凝剂和印染废水充分混合反应；c.在反应管后侧取样，将取样来的印染废水，经过沉淀，沉降后的上清液送入用于检测印染废水上清液透光度的检测装置，检测装置的将检测到的光信号变送成电信号送入控制器；d.控制器根据送入的电信号，对控制阀进行反馈调节，以适应性改变其开度；即检测装置的通过光信号判断其澄清度，从而控制器根据澄清度来控制控制阀的开度，使得脱色剂加入量合理，使得印染废水在沉淀池完成絮凝；e.沉淀池中絮凝完成的印染废水上清液引出，再加入光催化剂，至其在光照环境下并搅拌；所述步骤e中的光催化剂由颗粒状的PdO/BiVO4复合催化剂和颗粒状的BiVO4/TiO2复合催化剂；所述PdO/BiVO4复合催化剂和BiVO4/TiO2复合催化剂的重量比为2：2-5；以印染废水上清液体积计，所述光催化剂的用量为0.15～0.4g/L；所述步骤c中的用于检测印染废水上清液透光度的检测装置包括测量件、印染废水上清液进水管和印染废水上清液出水管，所述测量件内侧一端设有光源，另一端设有光感应元件，光源和光感应元件之间设有连通印染废水上清液的内腔，所述印染废水上清液进水管和印染废水上清液出水管均连接测量件并分别连通所述内腔。
作为本发明的进一步优选方案，所述光催化剂的平均径粒50-60nm；催化剂BET表面：20-30m2/g。
作为本发明的进一步优选方案，所述PdO/BiVO4复合催化剂中的BiVO4晶体结构是单相斜的；以重量百分数计，所述PdO/BiVO4复合催化剂中的PdO掺杂量在0.8-1.2％之间。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
一、本发明提供的处理方法，对加如药剂后的印染废水进行取样，然后对取样印染废水进行检测，将印染废水上清液的透光能力，作为新的控制点进行控制，将光强弱的模拟信号转变为数字信号，为整个印染废水自动控制领域提供了一个新的检测点，从而可以替代pH控制，避免对pH参数的控制点进行控制，不仅可以降低成本而且还可以提高整个工艺控制系统的稳定性和耐用性，提供更好的控制效果。
其次，采用了控制器对脱色剂进行反馈控制，这种控制方法使得印染废水絮凝效果好，充分絮凝后的印染废水再通过上述PdO/BiVO4复合催化剂和BiVO4/TiO2复合催化剂组合的光催化剂催化，能够有效降解水中的有机物，使之彻底降解成二氧化碳、水和无机物，降解速度快，处理效率高。
附图说明
图1：本发明实施例中印染废水处理装置的结构示意图。
图2：本发明实施例中用于检测印染废水上清液透光度的检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
实施例1：一种印染废水的处理方法，为了更好地描述该处理方法，首先我们建立一套印染废水处理装置，其印染废水的处理方法进行，依次作为列举说明：
其印染废水处理装置如图1-2所示，该处理装置采用了新式的检测方法对印染废水进行是否浑浊进行检测，通过处理后的上清液的透光度指标作为控制点，因此本发明改进了现有的工艺，在新的处理工艺基础上很好地架构了控制系统。
参见图1所示，该用于印染废水处理的处理装置包括进水管段1、脱色剂加入装置7、助凝剂加入装置8、污水泵2、送水管道、用于检测废水处理指标的取样检测装置5、控制器6和沉淀池4。进水管段1通过污水泵2连接送水管道，送水管道末端连接沉淀池4，图中箭头指向的是印染废水(既下文中的污水)水流方向。送水管道前部连接有反应管3，反应管3是交错设置挡板的管段，污水进入反应管3中，使脱色剂、助凝剂、污水三者均匀混合且充分反应。反应管3后侧的送水管道设有取样口，取样检测装置5通过取样口连出所述送水管道内的印染废水。
如图1所示，上述脱色剂加入装置7处在助凝剂加入装置8前侧。其中的脱色剂加入装置7由脱色剂储罐7a控制阀7b组成，脱色剂储罐7a底部通过管道连接进水管段1，控制阀7b安装在脱色剂储罐7a和进水管段1之间的管道上。上述助凝剂加入装置8由助凝剂储罐8a和阀门8b组成，助凝剂储罐8a底部通过管道连接进水管段1，阀门8b安装在助凝剂储罐8a和进水管段1之间的管道上。
其中步骤c中的用于检测印染废水上清液透光度的检测装置54＂具体结构应参见图2所示，其由测量件2＂、双向清洗装置4＂、印染废水上清液进水管1＂和印染废水上清液出水管3＂组成。其中测量件2＂是本检测装置的主体，测量件2＂中空，测量件2＂内侧一端设有光源21＂，内侧另一端设有光感应元件22＂。光源21＂和光感应元件22＂之间设有连通印染废水的内腔20＂。光源21＂通过倾斜的第一透明玻璃片210＂隔绝内腔20＂，光感应元件22＂通过倾斜的第二透明玻璃片220＂隔绝内腔20＂。上述印染废水上清液进水管1＂从下方测量件2＂并连通上述内腔20＂；印染废水上清液出水管3＂处从上方连接测量件2＂并连通上述内腔20＂。上述双向清洗装置4＂由清洗泵55以及连接清洗泵55和测量件内腔20＂中部的水管组成。具体地，上述印染废水上清液进水管1＂轴心线对应在倾斜的第一透明玻璃片210＂中部区域，印染废水上清液进水管3＂的轴心线与倾斜的第一透明玻璃片210＂之间的夹角度数在15-40度之间。印染废水上清液出水管3＂轴心线对应在倾斜的第二透明玻璃片220＂中部区域，印染废水上清液出水管1＂的轴心线与倾斜的第二透明玻璃片220＂之间的夹角度数在15-40度之间。这样设置的目的是为了在印染废水上清液进水管1＂时，水流会对第一透明玻璃片210＂冲击，防止第一透明玻璃片210＂不易积垢；而内腔20＂出水时，第二透明玻璃片220＂也会承受来自内腔20＂的水流，不易积垢，保持第一透明玻璃片210＂和第二透明玻璃片220＂的透明度，提高检测的准确性。
参见图2所示，上述印染废水上清液进水管1＂上设有第一控制阀11＂，第一控制阀11＂之后的印染废水上清液进水管1＂上设有清洗排水支管，清洗排水支管上设有第二控制阀10＂。印染废水上清液出水管3＂上设有第三控制阀30＂。上述控制器6分别信号连接光源21＂、光感应元件22＂、清洗泵55、第一控制阀11＂、第二控制阀10＂和第三控制阀30＂。第一控制阀11＂、第二控制阀10＂和第三控制阀30＂均是切断阀。清洗的控制过程如下：首先，控制器6关闭第一控制阀11＂，打开第二控制阀10＂时关闭第三控制阀30＂，开启清洗泵55，使得清洗液对第一透明玻璃片210＂和测量件2＂内腔20＂进行冲洗。其次，关闭第二控制阀10＂时打开第三控制阀30＂，控制清洗泵55，使得清洗液对第二透明玻璃片220＂和测量件2＂内腔20＂进行冲洗，完成清洗。
描述完上述设备，下面详细介绍一下本发明的印染废水的处理方法，其具体包括以下步骤：
a.印染废水进入进水管段1，脱色剂加入装置7通过控制阀7b向印染废水中加入脱色剂，然后助凝剂加入装置8按照印染废水的流量加入助凝剂。
b.加完脱色剂和助凝剂后，再将步骤a中的印染废水通过污水泵2打入反应管3，使脱色剂、助凝剂和印染废水充分混合反应。
c.在反应管后侧取样，将取样来的印染废水，经过沉降沉淀，沉降后的上清液送入用于检测印染废水上清液透光度的检测装置54＂，光源21＂照射上清液，若上清液絮凝完全，则光感应元件22＂接收到较强的光信号，若未絮凝或未充分絮凝完全，光感应元件22＂接收到较强的光信号减弱，检测装置的光感应元件22＂将检测到的光信号变送成电信号送入，通常是和控制器6匹配的毫安级电信号。
d.控制器6根据送入的电信号，对控制阀7b进行反馈调节，以适应性改变其开度，即检测装置的通过光信号判断其澄清度，从而控制器6根据澄清度来控制控制阀7b的开度，使得脱色剂加入量合理，使得印染废水在沉淀池完成絮凝。
e.将沉淀池中絮凝完成的印染废水上清液引出，再加入光催化剂，至其在光照环境下并搅拌；以印染废水上清液体积计，光催化剂的用量在0.15～0.4g/L之间。该步骤中的光催化剂由颗粒状的PdO/BiVO4复合催化剂和颗粒状的BiVO4/TiO2复合催化剂。PdO/BiVO4复合催化剂和BiVO4/TiO2复合催化剂的重量比为2：2-5。其中PdO/BiVO4复合催化剂中的BiVO4晶体结构是单相斜的；所述PdO/BiVO4复合催化剂中的PdO掺杂量在0.8-1.2％之间。
PdO的掺杂量对带芳香的有机物降解影响非常显著，以甲基橙作为试验对象，在这里PdO掺杂量小于0.8％时，PdO/BiVO4复合光催化剂的活性随掺杂量增大指数型增加，但当掺杂量达到1.0％附近参数维持稳定，而大于1.2％时，甲基橙的脱色率反而会产生下降。因此，实验中PdO的最佳掺杂量为1.0％左右。本实施例取0.8-1.2％之间，效果催化效率非常显著，若含量与该范围相差过大，其和单纯的BiVO4效果没有明显区别。
为了更大效率地利用光催化剂，节省昂贵的光催化剂使用成本，本发明的光催化剂将上述比例的PdO/BiVO4复合催化剂和BiVO4/TiO2复合催化剂制成平均径粒50-60nm；催化剂BET表面：20-30m2/g的混合光催化剂。
下面对本发明的光催化剂进行详细描述：
一、BiVO4的制备
取一定化学计量比的Bi(NO3)3·5H2O和NH4VO3，将其粉末分别溶于稀硝酸(HNO3)和水中得到透明的溶液，分别得到两种透明溶液。将上述两种透明溶液混合，不断搅拌直至混合均匀。将混合溶液和3mol/LNH3·H2O两种溶液共同滴定于容器中，同时不断搅拌使沉淀反应物混合均匀，保持体系pH值在6.5-7.5之间。滴定完成后得到的沉淀悬浮液，将该沉淀悬浮液采用离心机分离，将得到的黄色沉淀，再用水重复3～6次洗去NH4+和NO3-，将洗涤后的沉淀稀释至一定浓度，成为悬浮液；然后，将悬浮液聚四氟乙烯内衬的密闭反应釜中，采用170-190℃的温度进行热处理，处理时间为6h，处理完毕，样品经冷却干燥即可得到BiVO4。
二、PdO/BiVO4复合催化剂的制备
本实施例采用浸渍法制备PdO/BiVO4复合光催化剂，称取一定量上述BiVO4样品置于坩埚中，然后加入PdCl2的溶液，搅拌使其混合均匀，并在红外灯下干燥；再将其至于在温度在400℃的电炉中0.4-0.8h，最后取出冷却，研磨值得成品。这里PdCl2的量要保证以重量百分数计PdO掺杂量在0.8-1.2％之间。
三、BiVO4/TiO2复合催化剂的制备
TiO2和BiVO4以摩尔比1：2的计量，加入到硝酸溶液中，快速搅拌均匀后，快速移至热反应釜中，在180℃左右水热处理至少5h，降温至室温，再用水和无水乙醇洗涤多次，离心分离，80℃烘干至少3h，再研磨获得BiVO4/TiO2复合催化剂。
实施例2：
采用实施例1中的相同的处理方法，在250W氙灯作为光源下，其中PdO/BiVO4复合催化剂的用量为0.1g/L，BiVO4/TiO2复合催化剂的用量为0.12g/L情况下，充分处理后，测得COD去除率为87％，BOD去除率为89％，色度去除率为92％。
实施例3
采用实施例1中的相同的处理方法，在250W氙灯作为光源下，其中PdO/BiVO4复合催化剂的用量为0.13g/L，BiVO4/TiO2复合催化剂的用量为0.2g/L情况下，充分处理后，测得COD去除率为88％，BOD去除率为91％，色度去除率为93％。
实施例4
采用实施例1中的相同的处理方法，在250W氙灯作为光源下，其中PdO/BiVO4复合催化剂的用量为0.15g/L，BiVO4/TiO2复合催化剂的用量为0.25g/L情况下，充分处理后，测得COD去除率为89％，BOD去除率为96％，色度去除率为93％。
Claims (3)
1.一种印染废水的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
a.通过控制阀向印染废水中加入脱色剂，然后按照印染废水的流量加入助凝剂；
b.再将步骤a中的印染废水打入反应管，使脱色剂、助凝剂和印染废水充分混合反应；
c.在反应管后侧取样，将取样来的印染废水，经过沉降，沉降后的上清液送入用于检测印染废水上清液透光度的检测装置，检测装置的将检测到的光信号变送成电信号送入控制器；
d.控制器根据送入的电信号，对控制阀进行反馈调节，以适应性改变其开度；即检测装置的通过光信号判断其澄清度，从而控制器根据澄清度来控制控制阀的开度，使得脱色剂加入量合理，使得印染废水在沉淀池完成絮凝；
e.沉淀池中絮凝完成的印染废水上清液引出，再加入光催化剂，至其在光照环境下并搅拌；
所述步骤e中的光催化剂由颗粒状的PdO/BiVO4复合催化剂和颗粒状的BiVO4/TiO2复合催化剂；所述PdO/BiVO4复合催化剂和BiVO4/TiO2复合催化剂的重量比为2：2-5；以印染废水上清液体积计，所述光催化剂的用量为0.15～0.4g/L；
所述步骤c中的用于检测印染废水上清液透光度的检测装置包括测量件、印染废水上清液进水管和印染废水上清液出水管，所述测量件内侧一端设有光源，另一端设有光感应元件，光源和光感应元件之间设有连通印染废水上清液的内腔，所述印染废水上清液进水管和印染废水上清液出水管均连接测量件并分别连通所述内腔。
2.根据权利要求1所述的一种印染废水的处理方法，其特征在于：所述光催化剂的平均径粒50-60nm；催化剂BET表面：20-30m2/g。
3.根据权利要求1所述的一种印染废水的处理方法，其特征在于：所述PdO/BiVO4复合催化剂中的BiVO4晶体结构是单相斜的；所述PdO/BiVO4复合催化剂中的PdO掺杂量在0.8-1.2％之间。
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