CN105668929B - 一种印染废水处理及回用的技术系统 - Google Patents

一种印染废水处理及回用的技术系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种印染废水处理及回用的技术系统，包括预处理系统、氧化沟、深度处理系统。所述预处理系统包括集水井、初沉池、调节池；所述集水井与初沉池连通，初沉池与调节池连通，调节池与氧化沟连通，氧化沟与二沉池连通，二沉池分别与初沉池和混凝反应沉淀池连通；混凝反应沉淀池与污泥浓缩池连通。所述深度处理系统与混凝反应沉淀池连通，包括曝气生物滤池、臭氧接触池、过滤池。本发明具有对废水处理彻底，经济合理、运行稳定，能耗较低，操作简单等优点，通过各个处理单元的整合，发挥其各自的处理优势和功能，为印染废水的处理及回用提供了一套可靠经济的解决方案。

Description

一种印染废水处理及回用的技术系统
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体而言，涉及一种印染废水处理及回用的技术系统。
背景技术
印染行业是典型的高耗水产业，每年需消耗近亿吨的工艺用软化水。印染废水来源及污染物成分十分复杂，具有水质变化大、有机物含量高、色度高(主要为有色染料)等特点，直接排放对人类健康和生存环境带来极大危害，同时造成水资源的浪费。随着国家和社会对环境保护要求的日益重视和对可持续发展的要求，传统的处理方法已越来越难以满足生产和环保的要求。
印染废水主要含有染料、料浆、染色助剂及纤维杂质、油剂、酸、碱及无机盐等，成分复杂且排放量大，色度高、碱度大、PH较高，生物难降解物多及多变化，被公认为是最难治理的主要有害废水之一。印染加工的四个工序都要排出废水，预处理阶段(包括烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等工序)要排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水，染色工序排出染色废水，印花工序排出印花废水和皂液废水，整理工序则排出整理废水。印染废水是以上各类废水的混合废水，或除漂白废水以外的综合废水。
印染废水的水质随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异，污染物组分差异很大。一般印染废水pH值为6～10，CODCr为1400～2000mg/L，BOD5为500～800mg/L，SS为30 0～500mg/L，色度为400～2000倍。
发明内容
本发明所解决的技术问题：随着国家和社会对环境保护要求的日益重视和对可持续发展的要求，传统的印染废水处理方法已越来越难以满足生产和环保的要求。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种印染废水处理及回用的技术系统，包括预处理系统、氧化沟、深度处理系统；
所述预处理系统包括集水井、初沉池、调节池；所述集水井与初沉池连通，初沉池与调节池连通，调节池与氧化沟连通，氧化沟与二沉池连通，二沉池分别与初沉池和混凝反应沉淀池连通；混凝反应沉淀池与污泥浓缩池连通；所述初沉池的上方设有第一药盒，第一药盒的底部开设第一落药口，第一药盒内盛装有硫酸亚铁溶液；
所述深度处理系统包括曝气生物滤池、与曝气生物滤池连通的臭氧接触池、与臭氧接触池连通的过滤池；所述曝气生物滤池与混凝反应沉淀池连通；所述曝气生物滤池、臭氧接触池、过滤池均与污泥浓缩池连通；所述过滤池的上方设有第二药盒，第二药盒的底部开设第二落药口，第二药盒内盛装有滤料。
按上述技术方案，本发明所述一种印染废水处理及回用的技术系统的工作原理如下：
第一，印染综合废水进入集水井，然后流入初沉池，在初沉池的反应区加入硫酸亚铁溶液，通过水流使硫酸亚铁溶液与废水混合均匀，硫酸亚铁也具有很好的脱色效果，在混凝过程中去除水中的固体颗粒物及纤维状物质，并使其沉淀。初沉池出水的COD可达到1800mg/L。
第二，初沉池出水自然流入调节池，在调节池进行水量水质的调节，同时得到预酸化处理，以减小氧化沟的负荷。
第三，废水经过调节池后流入氧化沟进行好氧生物处理。
第四，氧化沟的泥水混合物则自然流入二沉池进行泥水分离。
第五，二沉池的出水进入混凝反应沉淀池，在混凝沉淀池的反应区加入药剂，通过药剂的作用使水中的难沉淀物质互相聚合在一起，形成胶体，继而与废水中的杂质结合在一起形成更大的絮凝体，形成的絮凝体具有强大吸附力，不仅能吸附悬浮物，还能吸附部分细菌和溶解性物质。混凝反应沉淀池具有投药量低、效果好、污泥易沉淀等优点。混凝反应沉淀池的出水COD可以达到120mg/L以下。二沉池中的污泥大部分回流至氧化沟，少量的则回流至初沉池，去除废水中难降解的胶体的颗粒物质，混凝反应沉淀池的污泥排入污泥浓缩池。
第六，经混凝反应沉淀池处理后的废水进入深度处理系统，首先进入的是曝气生物滤池，去除生化出水的悬浮物总颗粒和微污染物，氨氮进行硝化及脱氮，曝气生物滤池出水进入臭氧接触池通过臭氧的强氧化性去除废水中COD和色度，臭氧接触池出水排入过滤池，在过滤池中投加滤料，过滤臭氧接触池出水的悬浮物总颗粒和吸附难生物降解的污染物。经过深度处理系统处理后的废水COD从150mg/L降低至50mg/L以下，氨氮达到5mg/L以下，达到回用水的使用要求。
第七，深度处理系统产生的污泥都排入污泥浓缩池，然后压滤处理。
在当前水资源日益匮乏的形势下，对于废水的处理及回用技术已经越来越受到重视，特别是对于印染行业废水，由于其水量大、处理后回用价值高的特点，许多中大型的印染企业都拥有整套的印染废水处理及回用系统，回用水可用于印染加工中的预处理阶段，大大的减小了企业的用水成本。大力发展印染废水回用事业，不仅能节约有限的水资源，缓解企业日趋突出的用水紧张矛盾，而且能减少污水的排放。
本发明所述一种印染废水处理及回用的技术系统具有对废水处理彻底，经济合理、运行稳定，能耗较低，操作简单等优点，通过各个处理单元的整合，发挥其各自的处理优势和功能，为印染废水的处理及回用提供了一套可靠经济的解决方案。
作为本发明对预处理系统的一种说明，所述集水井的入口处设有格栅。印染废水通过收集管道的收集，经过格栅流入集水井，格栅可去除碎布片等体积较大的悬浮物及皮毛类物质，减小后续处理单元的负荷，以及起到保护水泵、管路、仪表等作用。
作为本发明对预处理系统的一种说明，对于有些反应，如厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感，所以对于工业废水适当尺寸的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是均质和均量，一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。
作为本发明对氧化沟的一种说明，所述氧化沟采用厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺。氧化沟内有三个区域，分别为厌氧区，缺氧区及好氧区。在厌氧区主要是释放磷，使污水中磷的浓度上升，溶剂型的有机物被微生物吸收，从而降低废水中的BOD浓度，氨氮也会因为微生物的自身合成而被吸收一部分。在缺氧区，反硝化菌利用有机物作为碳源进行反硝化作用，将废水中的硝态氮及亚硝态氮还原成氮气，起到脱氮的作用，在此区域有机物也被降解一部分。在好氧区中，有机物则被大量的降解，有机物浓度下降明显，池中有机氮首先被氨化，然后被硝化菌及亚硝化菌所硝化或亚硝化成硝态氮及亚硝态氮，好氧区及缺氧区的结合，达到起到脱氮的效果。而在除磷方面，在厌氧区被释放出的磷，被好氧的聚磷菌摄取，浓度明显下降，所以好氧区及厌氧区的结合起到除磷的效果。A2/O式(厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺)氧化沟的脱氮除磷效率可达到90％以上。利用A2/O式氧化沟可以达到脱氮除磷，降解有机物的效果，同时氧化沟内流速可达0.3m/s以上，并有着沟内的大比例自回流，使氧化沟的进水与沟内的混合液充分混合，可以快速吸附、稀释进水端的有机物质。A2/O式氧化沟的产泥率很低，排泥量小，减少了污泥处理成本，具有去除效率高，运行简单等优点。其中，所述溶剂型的有机物为可以溶化固体,液体或气体溶质的有机物。所述BOD(Biochemical Oxygen Demand的简写)是生化需氧量或生化耗氧量(一般指五日生化学需氧量)，表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指标。
作为本发明对二沉池的一种说明，所述二沉池，即二次沉淀池(secondarysettling tank)，二沉池是活性污泥系统的重要组成部分，其作用主要是使污泥分离，使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。其工作效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。
作为本发明对混凝反应沉淀池的一种说明，所述混凝沉淀池是废水处理中沉淀池的一种，混凝过程是工业用水和生活污水处理中最基本也是极为重要的处理过程，通过向水中投加一些药剂(通常称为混凝剂及助凝剂)，使水中难以沉淀的颗粒能互相聚合而形成胶体，然后与水体中的杂质结合形成更大的絮凝体。絮凝体具有强大吸附力，不仅能吸附悬浮物，还能吸附部分细菌和溶解性物质。絮凝体通过吸附，体积增大而下沉。所述混凝反应沉淀池的上方设有第三药盒，第三药盒的底部开设第三落药口，第三药盒内盛装有聚铁和水溶性高分子聚合物。在混凝沉淀池的反应区加入聚铁和PAM等药剂，通过药剂的作用使水中的难沉淀物质互相聚合在一起，形成胶体，继而与废水中的杂质结合在一起形成更大的絮凝体，形成的絮凝体具有强大吸附力，不仅能吸附悬浮物，还能吸附部分细菌和溶解性物质。其中，PAM为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的磨擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。沉淀池采用斜板沉淀的方式，有利于絮凝体的沉降。
作为本发明对深度处理系统的一种说明，所述曝气生物滤池简称BAF，是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺，于90年代初得到较大发展，最大规模达几十万吨每天，并发展为可以脱氮除磷。所述臭氧接触池(ozonation contactreactor)，又称加氯接触池，指的是使臭氧气体扩散到处理水中并使之与水全面接触和完成反应的处理构筑物。接触池主要是将生活废水中的细菌进行消毒处理。主要利用消毒剂中的次氯酸根对废水中的细菌及病原体进行强氧化作用，多用于大、中型的废水处理厂。
作为本发明对深度处理系统的一种说明，曝气生物滤池的上方设有第四药盒，第四药盒的底部开设第四落药口，第四药盒内盛装有球形多孔滤料。由于曝气生物滤池内投加了球形多孔滤料，微生物附着在滤料表面，同时池底进行曝气，使得废水的有机物得到好氧降解。由于滤料的比表面积大，同时又起到了过滤和生物吸附的作用。一个曝气生物滤池可同时起到普遍型曝气池，二沉和砂滤池的作用，进而废水最终得以净化。所述曝气生物滤池的运行方式采用上流式，使气、水进行极好地均匀，防止了气泡在滤的凝结，使氧气利用率更高；与下流式过滤相比，上流式运行可持续在整个滤池高度上提供正压条件，可以更好地避免沟流或短流。
作为本发明对深度处理系统的一种说明，过滤池上方的第二药盒内的滤料为陶粒。过滤池中投加陶粒作为滤料，臭氧杀死的细菌或藻类，在过滤池过滤，使废水处理能够应对特殊时期的水质变化，提高系统的抗冲击能力。
作为本发明对污泥浓缩池的一种说明，污泥浓缩池采用重力或气浮法降低污泥含水量，使污泥稠化的过程。减少水处理构筑物排出的污泥的含水量，以缩小其体积的一种污泥处理方法。适用于含水率较高的污泥。例如活性污泥，其含水率高达99％左右。当污泥含水率由99％降至96％时,污泥的体积可缩小到原来的1/4。为了对污泥有效地、经济地进一步处理，须先进行浓缩。浓缩后的污泥含水率一般为95～97％。污泥浓缩中所排出的污泥水含有大量有机物质，一般混入原污水一起处理；不能直接排放，以免污染环境。
作为本发明对连通预处理系统、氧化沟、深度处理系统管道的一种说明，连通集水井和初沉池的管道上设有第一提升泵；连通调节池和氧化沟的管道上设有第二提升泵。收集到集水井的废水通过第一提升泵输送至初沉池，调节池中的废水通过第二提升泵提升至氧化沟。
本发明采用预处理—A2/O氧化沟—深度处理技术，去除废水中的有机物，使废水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A排放标准，且达到企业回用水要求。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1为本发明一种印染废水处理及回用的技术系统的工艺流程图。
图中符号说明：
11、集水井；12、初沉池；13、调节池；
20、氧化沟；
30、二沉池；
40、混凝反应沉淀池；
50、污泥浓缩池；
61、曝气生物滤池；62、臭氧接触池；63、过滤池；
70、污泥压滤机。
具体实施方式
如图1，一种印染废水处理及回用的技术系统，包括预处理系统、氧化沟、深度处理系统。
所述预处理系统包括集水井11、初沉池12、调节池13；所述集水井与初沉池连通，初沉池与调节池连通，调节池与氧化沟20连通，氧化沟与二沉池30连通，二沉池分别与初沉池和混凝反应沉淀池40连通；混凝反应沉淀池与污泥浓缩池50连通；所述初沉池的上方设有第一药盒，第一药盒的底部开设第一落药口，第一药盒内盛装有硫酸亚铁溶液。其中，所述集水井11的入口处设有格栅。
所述氧化沟20采用厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺。
所述深度处理系统包括曝气生物滤池61、与曝气生物滤池连通的臭氧接触池62、与臭氧接触池连通的过滤池63；所述曝气生物滤池与混凝反应沉淀池连通；所述曝气生物滤池、臭氧接触池、过滤池均与污泥浓缩池连通；所述过滤池的上方设有第二药盒，第二药盒的底部开设第二落药口，第二药盒内盛装有陶粒。其中，所述曝气生物滤池61的上方设有第四药盒，第四药盒的底部开设第四落药口，第四药盒内盛装有球形多孔滤料；曝气生物滤池61的运行方式采用上流式。
所述混凝反应沉淀池40的上方设有第三药盒，第三药盒的底部开设第三落药口，第三药盒内盛装有聚铁和水溶性高分子聚合物。混凝反应沉淀池40采用斜板沉淀的方式。
实际操作中，本发明所述一种印染废水处理及回用的技术系统的工作流程如下：
第一，COD(化学需氧量chemical oxygen demand；化学耗氧量)为2000mg/l的印染废水通过收集管道的收集，经过格栅流入集水井11，在格栅去除碎布片等体积较大的悬浮物及皮毛类物质，减小后续处理单元的负荷，以及起到保护水泵、管路、仪表等作用。
第二，收集到集水井11的废水通过第一提升泵输送至初沉池12，在初沉池的反应区加入硫酸亚铁溶液，通过水流使药剂与废水混合均匀，硫酸亚铁也具有很好的脱色效果，在混凝过程中去除水中的固体颗粒物及纤维状物质。初沉池出水COD可达到1800mg/L。
第三，而后废水流入调节池13，在调节池中调节废水的水质及水量，同时预酸化废水，减小A2/O式氧化沟20的负荷。
第四，调节池13中的废水通过第二提升泵提升至A2/O式氧化沟20，在此进行生物降解。氧化沟内有三个区域，分别为厌氧区，缺氧区及好氧区。在厌氧区主要是释放磷，使污水中磷的浓度上升，溶剂型的有机物被微生物吸收，从而降低废水中的BOD浓度，氨氮也会因为微生物的自身合成而被吸收一部分。在缺氧区，反硝化菌利用有机物作为碳源进行反硝化作用，将废水中的硝态氮及亚硝态氮还原成氮气，起到脱氮的作用，在此区域有机物也被降解一部分。在好氧区中，有机物则被大量的降解，有机物浓度下降明显，池中有机氮首先被氨化，然后被硝化菌及亚硝化菌所硝化或亚硝化成硝态氮及亚硝态氮，好氧区及缺氧区的结合，达到起到脱氮的效果。而在除磷方面，在厌氧区被释放出的磷，被好氧的聚磷菌摄取，浓度明显下降，所以好氧区及厌氧区的结合起到除磷的效果。A2/O式氧化沟的脱氮除磷效率可达到90％以上。利用A2/O式氧化沟可以达到脱氮除磷，降解有机物的效果，同时氧化沟内流速可达0.3m/s以上，并有着沟内的大比例自回流，使氧化沟的进水与沟内的混合液充分混合，可以快速吸附、稀释进水端的有机物质。A2/O式氧化沟的产泥率很低，排泥量小，减少了污泥处理成本，具有去除效率高，运行简单等优点。
第五，A2/O式氧化沟20的泥水混合物流入二沉池30进行泥水分离，大部分污泥回流至氧化沟，少量的则回流至初沉池。经过A2/O式氧化沟和二沉池处理后的废水COD达到150mg/L以下，COD的去除率在92％以上。
第六，二沉池30的出水进入混凝反应沉淀池40，在混凝沉淀池40的反应区加入聚铁和PAM等药剂，通过药剂的作用使水中的难沉淀物质互相聚合在一起，形成胶体，继而与废水中的杂质结合在一起形成更大的絮凝体，形成的絮凝体具有强大吸附力，不仅能吸附悬浮物，还能吸附部分细菌和溶解性物质。沉淀池采用斜板沉淀的方式，有利于絮凝体的沉降。混凝反应沉淀池40具有投药量低、效果好、污泥易沉淀等优点。混凝反应沉淀池40的出水COD可以达到120mg/L以下。
第七，混凝反应沉淀池40出水进入深度处理系统，即曝气生物滤池—臭氧接触池—过滤池。废水在曝气生物滤池进行生物过滤、生物吸附、生物氧化过程。由于曝气生物滤池内投加了球形多孔滤料，微生物附着在滤料表面，同时池底进行曝气，使得废水的有机物得到好氧降解。由于滤料的比表面积大，同时又起到了过滤和生物吸附的作用。一个曝气生物滤池可同时起到普遍型曝气池，二沉和砂滤池的作用，进而废水最终得以净化。曝气生物滤池采用上流式运行，使气、水进行极好地均匀，防止了气泡在滤的凝结，使氧气利用率更高；与下流式过滤相比，上流式运行可持续在整个滤池高度上提供正压条件，可以更好地避免沟流或短流；曝气生物滤池去除有机物、氨氮进行硝化及脱氮，净化能力强，占地面积小，耐冲击负荷能力强，优点显著，只需较小的池容和占地；因兼有氧化和过滤作用，能保证较好的出水水质；因流程短、池容小、占地省，基建费用会较低；抗冲击能力强，无污泥膨胀问题，运行效果稳定；长期停止运行后，再启动较快，微生物量积累较快，设施可在短期内恢复正常运行。曝气生物滤出水进入臭氧接触池，采用臭氧消毒，预氧化，可以去除废水的色度，提高出水水质，有利于循环冷却水的杀菌、除藻、除垢。臭氧接触池出水进入过滤池，过滤池中投加陶粒作为滤料，臭氧杀死的细菌或藻类，在过滤池过滤，使废水处理能够应对特殊时期的水质变化，提高系统的抗冲击能力。在废水经过整个深度处理环节后，COD从150mg/L降低至50mg/L以下，氨氮达到5mg/L以下。
第八，深度处理系统产生的污泥都排入污泥浓缩池50，然后压滤(利用一种特殊的过滤介质，对对象施加一定的压力，使得液体渗析出来的一种工艺；该工艺使混合液中的固体提取出来，实现固、液分离的作用)，压滤采用压滤机70处理。
以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种印染废水处理及回用的技术系统，包括预处理系统、氧化沟、深度处理系统；其特征在于：
所述预处理系统包括集水井(11)、初沉池(12)、调节池(13)；所述集水井与初沉池连通，初沉池与调节池连通，调节池与氧化沟(20)连通，氧化沟与二沉池(30)连通，二沉池分别与初沉池和混凝反应沉淀池(40)连通；混凝反应沉淀池与污泥浓缩池(50)连通；所述初沉池的上方设有第一药盒，第一药盒的底部开设第一落药口，第一药盒内盛装有硫酸亚铁溶液；
所述混凝反应沉淀池(40)的上方设有第三药盒，第三药盒的底部开设第三落药口，第三药盒内盛装有聚铁和水溶性高分子聚合物；
所述氧化沟(20)采用厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺；
所述深度处理系统包括曝气生物滤池(61)、与曝气生物滤池连通的臭氧接触池(62)、与臭氧接触池连通的过滤池(63)；所述曝气生物滤池与混凝反应沉淀池连通；所述曝气生物滤池、臭氧接触池、过滤池均与污泥浓缩池连通；所述过滤池的上方设有第二药盒，第二药盒的底部开设第二落药口，第二药盒内盛装有滤料；
所述曝气生物滤池(61)的上方设有第四药盒，第四药盒的底部开设第四落药口，第四药盒内盛装有球形多孔滤料；
所述调节池对废水进行预酸化处理；
所述第二药盒内的滤料为陶粒。
2.如权利要求1所述的一种印染废水处理及回用的技术系统，其特征在于：所述集水井(11)的入口处设有格栅。
3.如权利要求1所述的一种印染废水处理及回用的技术系统，其特征在于：所述混凝反应沉淀池(40)采用斜板沉淀的方式。
4.如权利要求1所述的一种印染废水处理及回用的技术系统，其特征在于：所述曝气生物滤池(61)的运行方式采用上流式。
5.如权利要求1所述的一种印染废水处理及回用的技术系统，其特征在于：连通集水井(11)和初沉池(12)的管道上设有第一提升泵；连通调节池(13)和氧化沟(20)的管道上设有第二提升泵。
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