CN105293770B - 一种含有活性染料的印染废水的深度处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含有活性染料的印染废水的深度处理工艺，在传统印染废水的处理基础上，经过温度和pH精细调整，明显提高了混凝沉淀的效果，并以臭氧催化氧化进一步降解染料，经过物理和化学双层强化，COD和色度的去除率有大幅提高，且药剂投加量少，对含有活性染料的印染废水的处理效率高，COD的去除率达80%以上，脱色率可达90%以上，采用本发明的活性染料废水深度处理系统，处理效果稳定，生产运行成本低，操作运行简便，自动化程度高。

Description

一种含有活性染料的印染废水的深度处理工艺

技术领域

本发明涉属于水处理技术领域，具体涉及一种含有活性染料的印染废水的深度处理工艺。

背景技术

随着我国印染行业的快速发展，一系列环境问题也随之产生，其中之一就是大量印染废水的产生。由于染整的整个过程中都需要大量的水用于输送、洗涤、分散物料及冷却设备等等，因此产生的废水量很大，一般可达印染企业用水量的70％~90％。据有关资料显示，太湖流域工业废水化学需氧量（CODcr）排放量中约30%来源于纺织印染行业。特别是近年来活性印染工艺的推行，活性染料生产原料品种多、工艺复杂，生产过程中将产生大量不同种类的废水，废水中含有大量的色度、COD及其它污染物。活性染料(reactivedyes)是指染料分子中带有活性基团的一类水溶性染料，其分子结构稳定，含有这些水溶性的活性染料的废水也是最难处理的废水之一含有活性染料的印染废水的污染问题已成为广泛关注的社会问题。因其具有水量大、色度深、成分复杂、生物降解性差，脱色处理困难等特点，传统的水处理工艺对这些含有活性染料废水处理效果较差。

本发明的目的就是根据含有活性染料的印染废水的水质水量情况，开发出经济、高效的去除可溶性有机物和色度的方法。主要采用强化混凝及臭氧催化联用工艺高效去除活性染料废水中的COD和色度，以绿色工艺和节能减排为主要任务，减少环境污染，积极应对日益严格的环境保护法规。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺点，提供一种含有活性染料的印染废水的深度处理工艺。

一种含有活性染料的印染废水的深度处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）板式换热器：

含有活性染料的印染废水首先进入板式换热器进行降温，板式换热器的循环冷却水是工业用水；

（2）混凝沉淀池：

含有活性染料的印染废水经过板式换热器降温后进入混凝沉淀池，混凝池中逐次投加80～300 mg/L混凝剂，0.5～5 mg/L絮凝剂，混凝剂是碱式氯化铝或硫酸铝中的一种，絮凝剂是阴离子聚丙烯酰胺，混凝剂和絮凝剂通过管道扩散混合器加入废水中，药剂和含有活性染料的印染废水混合后进入多通道折板混凝池，水力停留时间是5～15 min；

（3）二级pH调节池：

含有活性染料的印染废水经过混凝沉淀池后进入一级pH粗调池，粗调池中加入3～5 mol/L工业硫酸或和3～5mol/L工业氢氧化钠中的一种调整废水的pH；粗调池中装有pH计及自控系统，一级粗调池出水pH值控制在7.5～8.5；废水在粗调池中停留的时间是3～10min；然后废水进入二级pH精调池，粗调池中加入0.5～1mol/L工业硫酸和0.5～1mol/L工业氢氧化钠中的一种再次调整废水的pH；精调池中装有pH计及自控系统，精调池出水pH值控制在7.8～8.1；

（4）臭氧催化氧化塔：

经过二级调节池的冷轧废水PH在7.8～8.1之间，然后进入臭氧催化氧化塔；臭氧催化氧化塔为鼓泡塔反应器，反应器为圆柱型，废水从鼓泡塔底部进入，顶部侧向流出；臭氧扩散装置安装在底部，臭氧通过通过微孔曝气头释放，臭氧投加量为250～600 mg/L，水力停留时间是15～60 min；臭氧催化塔内填装分子筛负载臭氧催化剂，填装密度为100～350 g/L。

所述的分子筛负载臭氧催化剂，包括如下制备步骤：

（1）活化：以体积百分比为2～10%的硫酸溶液浸泡3A分子筛12～24 h后，在105～110℃的鼓风干燥箱中烘干6～12 h；

（2）催化剂制备：将3～20 g的硝酸亚铁溶解于1L质量分数百分比为6-10%聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，静置陈化2～6 h，制备出硝酸亚铁溶胶；

（3）负载：将活化后的分子筛浸渍于硝酸亚铁溶胶中，放置在恒温摇床振荡，摇床温度控制在25～35℃，振荡速度为60～120 rmp，振荡时间12～24 h；

（4）焙烧：将浸渍后的分子筛在105～110℃的鼓风干燥箱中烘干12～24 h后放入马弗炉，先以10-15 ℃/min升温至150-300℃，恒温焙烧2～4小时，然后继续以20-35 ℃/min升温至350-500℃，恒温焙烧3～5h，然后自然冷却。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明的一种含有活性染料的印染废水的深度处理工艺，在传统印染废水的处理基础上，经过温度和pH精细调整，明显提高了混凝沉淀的效果，并以臭氧催化氧化进一步降解染料，经过物理和化学双层强化，COD和色度的去除率有大幅提高，且药剂投加量少，对含有活性染料的印染废水的处理效率高，COD的去除率达80%以上，脱色率可达90%以上，

2)臭氧催化氧化技术的应用可在反应塔中产生活性极强的羟基自由基，与活性染料分子作用，可使染料分子迅速氧化降解，最终生成无毒无害的H2O和CO2。采用本发明的活性染料废水深度处理系统，处理效果稳定，生产运行成本低，操作运行简便，自动化程度高。而且本发明的深度处理工艺不仅可用于活性染料印染废水的处理，还可用于其他工业废水以及受污染的自然水体的处理，具有较大的推广应用价值。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

对广东某活性印染厂废水的进行处理，处理过程如下：

（1）板式换热器

含有活性染料的印染废水首先进入板式换热器进行降温，板式换热器的循环冷却水是工业用水；

（2）混凝沉淀池

活性染料的印染废水经过板式换热器降温后进入混凝沉淀池。混凝池中逐次投加200 mg/L碱式氯化铝和2 mg/L阴离子聚丙烯酰胺，药剂和含有活性染料的印染废水混合后进入多通道折板混凝池，水力停留时间是15 min；

（3）二级pH调节池

含有活性染料的印染废水经过混凝沉淀池后进入一级pH粗调池，初始pH为9.2，粗调池中加入3 mol/L工业硫酸，在一级粗调池通过自动控制将出水pH值控制在8.5。废水在粗调池中停留的时间是5 min。然后废水进入二级pH精调池，粗调池中加入0.5 mol/L工业硫酸再次调整废水的pH，将精调池出水pH值控制在8.0。

（4）臭氧催化氧化塔

经过二级调节池的冷轧废水PH在8.0，然后进入臭氧催化氧化塔。臭氧催化氧化塔为鼓泡塔反应器，反应器为圆柱型，废水从鼓泡塔底部进入，顶部侧向流出。臭氧扩散装置安装在底部，臭氧通过通过微孔曝气头释放，臭氧投加量为300 mg/L，水力停留时间是30min。臭氧催化塔内填装分子筛负载臭氧催化剂，填装密度为300 g/L。最后含有活性染料的印染废水通过检测达到国家排放标准后排放。

所用的分子筛负载臭氧催化剂，其特征包括如下制备步骤：(1)活化：以体积百分比为5%的硫酸溶液浸泡3A分子筛12 h后，在105℃的鼓风干燥箱中烘干12 h；(2)催化剂制备：将10 g的硝酸亚铁溶解于1L质量分数百分比为8%聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，静置陈化6h，制备出硝酸亚铁溶胶；(3)负载：将活化后的分子筛浸渍于硝酸亚铁溶胶中，放置在恒温摇床振荡，摇床温度控制在30℃，振荡速度为80 rmp，振荡时间12 h；(4)焙烧：将浸渍后的分子筛在110℃的鼓风干燥箱中烘干12 h后放入马弗炉，先以15 ℃/min升温至200℃，恒温焙烧3小时，然后继续以20 ℃/min升温至450℃，恒温焙烧4h，然后自然冷却。

含有活性染料的印染废水在各处理阶段水质检测数据如下表：

实施例2：

对浙江某活性印染厂废水的进行处理，处理过程如下：

（1）板式换热器

含有活性染料的印染废水首先进入板式换热器进行降温，板式换热器的循环冷却水是工业用水；

（2）混凝沉淀池

含有活性染料的印染废水经过板式换热器降温后进入混凝沉淀池。混凝池中逐次投加300 mg/L碱式氯化铝和2.5 mg/L阴离子聚丙烯酰胺，药剂和含有活性染料的印染废水混合后进入多通道折板混凝池，水力停留时间是10 min；

（3）二级pH调节池

含有活性染料的印染废水经过混凝沉淀池后进入一级pH粗调池，初始pH为5.6，粗调池中加入4 mol/L工业氢氧化钠，在一级粗调池通过自动控制将出水pH值控制在7.5。废水在粗调池中停留的时间是8 min。然后废水进入二级pH精调池，粗调池中加入0.5 mol/L工业氢氧化钠再次调整废水的pH，将精调池出水pH值控制在7.8。

（4）臭氧催化氧化塔

经过二级调节池的冷轧废水pH在7.8，然后进入臭氧催化氧化塔。臭氧催化氧化塔为鼓泡塔反应器，反应器为圆柱型，废水从鼓泡塔底部进入，顶部侧向流出。臭氧扩散装置安装在底部，臭氧通过通过微孔曝气头释放，臭氧投加量为400 mg/L，水力停留时间是25min。臭氧催化塔内填装分子筛负载臭氧催化剂，填装密度为200 g/L。最后含有活性染料的印染废水通过检测达到国家排放标准后排放。

所用的分子筛负载臭氧催化剂，其特征包括如下制备步骤：（1）活化：以体积百分比为8%的硫酸溶液浸泡3A分子筛24 h后，在110℃的鼓风干燥箱中烘干6 h；（2）催化剂制备：将15 g的硝酸亚铁溶解于1L质量分数百分比为9%聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，静置陈化4h，制备出硝酸亚铁溶胶；（3）负载：将活化后的分子筛浸渍于硝酸亚铁溶胶中，放置在恒温摇床振荡，摇床温度控制在25℃，振荡速度为60 rmp，振荡时间24 h；（4）焙烧：将浸渍后的分子筛在105℃的鼓风干燥箱中烘干24 h后放入马弗炉，先以10 ℃/min升温至150℃，恒温焙烧2 h，然后继续以25 ℃/min升温至400℃，恒温焙烧3h，然后自然冷却。

含有活性染料的印染废水在各处理阶段水质检测数据如下表：

综上所述，本发明所述的一种含有活性染料的印染废水的深度处理工艺实现了印染废水的达标排放，本发明工艺一次性投资低；废液处理效果稳定；生产运行成本低；自动化程度高，操作简单。

Claims (1)

1.一种含有活性染料的印染废水的深度处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）板式换热器：

含有活性染料的印染废水首先进入板式换热器进行降温，板式换热器的循环冷却水是工业用水；

（2）混凝沉淀池：

含有活性染料的印染废水经过板式换热器降温后进入混凝沉淀池，混凝沉淀池中逐次投加80～300 mg/L混凝剂，0.5～5 mg/L絮凝剂，混凝剂是碱式氯化铝或硫酸铝中的一种，絮凝剂是阴离子聚丙烯酰胺，混凝剂和絮凝剂通过管道扩散混合器加入废水中，药剂和含有活性染料的印染废水混合后进入多通道折板混凝沉淀池，水力停留时间是5～15 min；

（3）二级pH调节池：

含有活性染料的印染废水经过混凝沉淀池后进入一级pH粗调池，粗调池中加入3～5mol/L工业硫酸和3～5mol/L工业氢氧化钠中的一种调整废水的pH；粗调池中装有pH计及自控系统，一级pH粗调池出水pH值控制在7.5～8.5；废水在粗调池中停留的时间是3～10min；然后废水进入二级pH精调池，精调池中加入0.5～1mol/L工业硫酸和0.5～1mol/L工业氢氧化钠中的一种再次调整废水的pH；精调池中装有pH计及自控系统，精调池出水pH值控制在7.8～8.1；

（4）臭氧催化氧化塔：

经过二级pH调节池的印染废水pH在7.8～8.1之间，然后进入臭氧催化氧化塔；臭氧催化氧化塔为鼓泡塔反应器，反应器为圆柱型，废水从鼓泡塔底部进入，顶部侧向流出；臭氧扩散装置安装在底部，臭氧通过微孔曝气头释放，臭氧投加量为250～600 mg/L，水力停留时间是15～60 min；臭氧催化氧化塔内填装分子筛负载臭氧催化剂，填装密度为100～350g/L；

所述的分子筛负载臭氧催化剂，包括如下制备步骤：

（1）活化：以体积百分比为2～10%的硫酸溶液浸泡3A分子筛12～24 h后，在105～110℃的鼓风干燥箱中烘干6～12 h；

（2）催化剂制备：将3～20 g的硝酸亚铁溶解于1L质量百分比为6-10%的聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，静置陈化2～6 h，制备出硝酸亚铁溶胶；

（3）负载：将活化后的分子筛浸渍于硝酸亚铁溶胶中，放置在恒温摇床振荡，摇床温度控制在25～35℃，振荡速度为60～120 rmp，振荡时间12～24 h；

（4）焙烧：将浸渍后的分子筛在105～110℃的鼓风干燥箱中烘干12～24 h后放入马弗炉，先以10-15 ℃/min升温至150-300℃，恒温焙烧2～4小时，然后继续以20-35 ℃/min升温至350-500℃，恒温焙烧3～5h，然后自然冷却。