CN105776776A - 一种棉织物印染废水处理方法 - Google Patents

一种棉织物印染废水处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及棉织物印染废水处理方法，包括如下步骤：(1)通过电化学氧化法改善废水生化可行性：将棉织物印染废水泵入电化学氧化系统中，打开直流电源，开启循环泵进行电化学氧化反应，将废水中难降解物质氧化成小分子易生物降解物质，提高废水的生化可行性，并破坏有机物中的带色基团；(2)通过碳载生物流化法进一步降低废水COD及色度：将电化学氧化之后的棉织物印染废水泵入碳载生物流化系统中，采用固、液、气全混形式，通过三相流化、活性炭的吸附以及生物菌群的降解作用，进一步降低废水中的COD和色度。该方法处理后的棉织物废水色度去除率能达到99％以上，COD去除率达到95％以上，可确保废水稳定达标排放。

Description

一种棉织物印染废水处理方法
技术领域
本发明属于印染行业废水处理技术领域，具体涉及一种棉织物印染废水处理方法。
背景技术
棉织物印染废水是指棉纺织物在坯布、烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光、染色、印花等工艺过程产生的所有废水的总称，主要包括退浆废水、煮炼废水、漂白废水、丝光废水、染色废水等，其废水具有成分复杂、色度深、化学需要量高(COD)、毒性大、难生物降解等特点。由于生产工艺的复杂性以及废水的特点决定了废水的处理难度大，单一的处理方法很难做到达标排放，需采取物理、化学、生物等多种方法组合进行。
针对棉织物印染废水的处理，目前采用的常规工艺为混凝沉淀+厌氧(水解酸化)+好氧生物工艺+深度处理工艺(化学氧化)。该组合工艺流程较长、处理成本高、处理效率低，尤其是采用厌氧工艺将难降解的有机物分解成小分子有机物，改善废水生化可行性的过程风险较大，因为厌氧工艺中微生物菌群培养周期长，运行过程中必须保证一定的水量和总COD负荷，且过程中硫酸根、pH、温度等指标要求较苛刻。
专利CN104671504A公开了一种棉织物碱煮练废水的处理方法，该方法用粗过滤装置将碱煮练废水中的花毛进行过滤处理，再用沉淀剂、絮凝剂对碱煮练废水中的悬浮物质进行预处理，最后使用多介质过滤器对预处理得到的上清液进行过滤。该方法可以在未添加酸的基础上降低废水的pH值，并去除废水中大部分悬浮物，但该方法并不能完全解决印染废水色度及COD等处理难题，且存在过滤器堵塞、反冲洗困难、渣量大等问题。
专利CN105084436A公开了一种印花废水的高效脱色剂回用方法，该方法采用络合萃取原理将废水中的带色基团从废水中分离，达到脱色的目标，经过脱色后的印花废水可直接回用于水洗工艺，但是该方法存在回收相的处置难题以及萃取后油水分离不彻底等问题。
专利CN102139939A公开了一种印染废水处理系统。该方法采用铁铜电极的电解作用以及碳粒的吸附作用降解废水中的有机污染物，达到去除COD和色度的目的。但在电解过程中，随着反应的进行，电极将不断消耗，该方法会产生大量的铁泥，增加了废水处理成本，而且存在工艺过程不易控制，操作比较繁琐等问题。
鉴于现有技术的上述技术缺陷，迫切需要研制一种新型的棉织物印染废水处理方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种棉织物印染废水处理方法，该处理方法工艺流程短且处理效果好。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种棉织物印染废水处理方法，其特征是，包括如下步骤：
(1)通过电化学氧化法改善废水生化可行性，具体方法为：将棉织物印染废水泵入电化学氧化系统中，打开直流电源，开启循环泵进行电化学氧化反应，将废水中难降解物质氧化成小分子易生物降解物质，提高废水的生化可行性，并破坏有机物中的带色基团；
(2)通过碳载生物流化法进一步降低废水COD及色度，具体方法为：将电化学氧化之后的棉织物印染废水泵入碳载生物流化系统中，采用固、液、气全混形式，通过三相流化、活性炭的吸附以及生物菌群的降解作用，进一步降低废水中的COD和色度，保证废水达标排放。
进一步地，其中，所述棉织物印染废水在泵入电化学氧化系统前需调节pH值至8～11。
更进一步地，其中，所述的电化学氧化系统选用钛极板镀二氧化锡电极或者掺硼金刚石电极作为阳极，316L不锈钢或者普通不锈钢作为阴极；并且，所述电化学氧化反应采用直流电流与电压，保持电流稳定，控制电流密度在100～500A/m2；同时，所述电化学氧化反应采用连续操作方式，停留时间为1～3小时。
再进一步地，其中，在所述碳载生物流化法处理过程中，棉织物印染废水在碳载生物流化系统中的停留时间为24小时～48小时，反应温度维持在20-30℃，碳载生物流化系统中的溶解氧维持在2～5mg/L，pH维持在7～8，污泥浓度维持在2000～3000mg/L，活性炭的含量维持在300～500mg/L。
再更进一步地，其中，所述碳载生物流化法中采用的活性炭为木质碳、果壳碳、煤质碳中的一种或者几种混合物。
最后，其中，所述碳载生物流化法中采用的活性炭为果壳碳。
与现有的处理方法相比，本发明的棉织物印染废水处理方法具有如下有益技术效果：
1、本发明首次提出使用电化学氧化工艺替代传统厌氧(水解酸化)工艺，通过电化学氧化过程中产生羟基自由基(-OH)的强氧化性将棉织物印染废水中难生物降解的大分子物质氧化成小分子易生物降解的物质，改善废水的生化可行性(提高废水的B/C)，且在电化学氧化过程无需投加任何化学试剂，反应条件温和，具有效果好、清洁环保、无二次污染等优点。
2、本发明采用的电化学氧化工艺通过优化各种工艺参数，在改善废水生化可行性的同时，可以破坏棉织物印染废水中的带色基团，达到降低色度的目的，且脱色率可达99％以上。
3、本发明采用的碳载生物流化工艺通过优化各种工艺参数，集成了三相流化、生物负载等强化技术，强化了生物降解过程，提高了反应效率，可确保最终废水的达标排放。
4、本发明采用的工艺参数可确保棉织物废水色度去除率能达到99％以上，COD去除率达到95％以上，从而可确保废水稳定达标排放。
5、本发明的工艺参数可根据进水水质的不同进行灵活调节，且该处理方法具有占地小、运行管理方便、操作简单、成本低等特点。
附图说明
图1是本发明的棉织物印染废水处理方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，实施例的内容不作为对本发明的保护范围的限制。
图1示出了本发明的棉织物印染废水处理方法的流程示意图。如图1所示，在本发明中，首先用硫酸溶液等，例如30％的硫酸溶液等调节棉织物印染废水的pH值。优选地，将pH值调节到8～11。
其次，将pH值调节后的棉织物印染废水泵入电化学氧化系统中，打开直流电源，开启循环泵进行电化学氧化反应，将废水中难降解物质氧化成小分子易生物降解物质，提高废水的生化可行性，替代传统厌氧工艺，以及破坏有机物中的带色基团达到降低色度的目的。
在本发明中，优选地，所述的电化学氧化系统选用钛极板镀二氧化锡电极或者掺硼金刚石电极作为阳极，316L不锈钢或者普通不锈钢作为阴极。并且，所述电化学氧化反应采用直流电流与电压，保持电流稳定，控制电流密度在100～500A/m2。同时，所述电化学氧化反应采用连续操作方式，停留时间为1～3小时。
然后，将电化学氧化之后的棉织物印染废水泵入碳载生物流化系统，采用固、液、气全混形式，通过三相流化、活性炭的吸附以及生物菌群的降解作用，进一步降低废水中的COD和色度，保证废水达标排放。
在本发明中，优选地，在所述碳载生物流化法处理过程中，棉织物印染废水在碳载生物流化系统中的停留时间为24小时～48小时，反应温度维持在20-30℃，碳载生物流化系统中的溶解氧维持在2～5mg/L，pH维持在7～8，污泥浓度维持在2000～3000mg/L，活性炭的含量维持在300～500mg/L。更优选地，所述碳载生物流化法中采用的活性炭为木质碳、果壳碳、煤质碳中的一种或者几种混合物。最优选地，所述碳载生物流化法中采用的活性炭为果壳碳。
下面结合几个实施例对本发明给予进一步的说明，但本技术发明不受实施例限制。各个实施例中的废水取自棉织物印染过程中产生的工艺混合水，水质情况如下：pH值为10，色度为1200mg/L，COD为3000mg/L，B/C为0.1，电导率为8.0ms/cm。
实施例1：
在电化学氧化系统中采用掺硼金刚石电极为阳极，普通不锈钢为阴极。取2L棉织物印染废水调节pH值至9，泵入电化学氧化系统中，打开直流电源，设置电流密度为200A/m2，开启循环泵，进行电化学氧化反应，反应时间3小时。反应完毕后，测得出水中COD从3000mg/L降至910mg/L，色度从1200倍降至280倍，B/C从0.1提高至0.34。
将电化学氧化后的废水连续泵入碳载生物流化系统中进行生物降解。其中，碳载生物流化系统中活性炭为果壳碳，其含量维持在450mg/L左右，反应温度维持在25℃，溶解氧控制在4mg/L左右，污泥浓度(MLSS)维持在3000mg/L，废水在碳载生物流化系统中的停留时间约48小时。反应完毕后，测得出水中COD从910mg/L降至138mg/L，色度从280倍降至11倍。
实施例2：
在电化学氧化系统中采用钛极镀二氧化锡电极为阳极，316L不锈钢为阴极。取2L棉织物印染废水调节pH值至10，泵入电化学氧化系统中，打开直流电源，设置电流密度300A/m2，开启循环泵，进行电化学氧化反应，反应时间2小时。反应完毕后，测得出水中COD从3000mg/L降至800mg/L，色度从1200倍降至260倍，B/C从0.1提高至0.36。
将电化学氧化后的废水连续泵入碳载生物流化系统中进行生物降解。其中，碳载生物流化系统中活性炭为果壳碳，其含量维持在350mg/L左右，反应温度维持在25℃，溶解氧控制在4mg/L左右，污泥浓度(MLSS)维持在2000mg/L，废水在碳载生物流化系统中的停留时间约36小时。反应完毕后，测得出水中COD从800mg/L降至130mg/L，色度从260倍降至9倍。
实施例3：
在电化学氧化系统中采用钛极镀二氧化锡电极为阳极，普通不锈钢为阴极。取2L棉织物印染废水调节pH值至8，泵入电化学氧化系统中，打开直流电源，设置电流密度350A/m2，开启循环泵，进行电化学氧化反应，反应时间2小时。反应完毕后，测得出水中COD从3000mg/L降至690mg/L，色度从1200倍降至220倍，B/C从0.1提高至0.4。
将电化学氧化后的废水连续泵入碳载生物流化系统中进行生物降解。其中，碳载生物流化系统中活性炭为煤质碳，其含量维持在300mg/L左右，反应温度维持在25℃，溶解氧控制在3mg/L左右，污泥浓度(MLSS)维持在2000mg/L，废水在碳载生物流化系统中的停留时间约36小时。反应完毕后，测得出水中COD从690mg/L降至121mg/L，色度从220倍降至7倍。
实施例4：
在电化学氧化系统中采用掺硼金刚石电极为阳极，316L不锈钢为阴极。取2L棉织物印染废水调节pH值至9，泵入电化学氧化系统中，打开直流电源，设置电流密度400A/m3，开启循环泵，进行电化学氧化反应，反应时间1.5小时。反应完毕后，测得出水中COD从3000mg/L降至650mg/L，色度从1200倍降至200倍，B/C从0.1提高至0.4。
将电化学氧化后的废水连续泵入碳载生物流化系统中进行生物降解，碳载生物流化系统中活性炭为果壳碳，其含量维持在300mg/L左右，反应温度维持在25℃，溶解氧控制在3mg/L左右，污泥浓度(MLSS)维持在2000mg/L，废水在碳载生物流化系统中的停留时间约30小时。反应完毕后，测得出水中COD从650mg/L降至92mg/L，色度从200倍降至6倍。
对比实施例：
该对比实施例采用传统组合工艺，即：厌氧+碳载生物流化工艺处理棉织物印染废水。取2L棉织物印染废水调节pH值至7，连续泵入厌氧反应器中，保证废水停留时间为6天，污泥浓度为3000mg/L，溶解氧小于0.2mg/L。反应完毕后，测得出水中COD从3000mg/L降至1100mg/L，色度从1200倍降至380倍，B/C从0.1提高至0.3。
将厌氧后的废水连续泵入碳载生物流化系统中进行生物降解，碳载生物流化系统中活性炭为果壳碳，其含量维持在500mg/L左右，反应温度维持在25℃，溶解氧控制在3mg/L左右，污泥浓度(MLSS)维持在3000mg/L，废水在反应系统中的停留时间约48小时。反应完毕后，测得出水中COD从1100mg/L降至210mg/L，色度从380倍降至60倍。
各个实施例的废水处理效果见下表1。
表1废水处理效果
从上表可以看出，采用传统的处理方法，棉织物废水的色度去除率仅为95％，COD去除率仅为93％，而采用本发明的处理方法，棉织物废水色度去除率普遍能达到99％以上，COD去除率普遍达到95％以上，从而可确保废水稳定达标排放。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (6)

1.一种棉织物印染废水处理方法，其特征是，包括如下步骤：
(1)通过电化学氧化法改善废水生化可行性，具体方法为：将棉织物印染废水泵入电化学氧化系统中，打开直流电源，开启循环泵进行电化学氧化反应，将废水中难降解物质氧化成小分子易生物降解物质，提高废水的生化可行性，并破坏有机物中的带色基团；
(2)通过碳载生物流化法进一步降低废水COD及色度，具体方法为：将电化学氧化之后的棉织物印染废水泵入碳载生物流化系统中，采用固、液、气全混形式，通过三相流化、活性炭的吸附以及生物菌群的降解作用，进一步降低废水中的COD和色度，保证废水达标排放。
2.根据权利要求1所述的棉织物印染废水处理方法，其特征是：所述棉织物印染废水在泵入电化学氧化系统前需调节pH值至8～11。
3.根据权利要求2所述的棉织物印染废水处理方法，其特征是：所述的电化学氧化系统选用钛极板镀二氧化锡电极或者掺硼金刚石电极作为阳极，316L不锈钢或者普通不锈钢作为阴极；并且，所述电化学氧化反应采用直流电流与电压，保持电流稳定，控制电流密度在100～500A/m2；同时，所述电化学氧化反应采用连续操作方式，停留时间为1～3小时。
4.根据权利要求3所述的棉织物印染废水处理方法，其特征是，在所述碳载生物流化法处理过程中，棉织物印染废水在碳载生物流化系统中的停留时间为24小时～48小时，反应温度维持在20-30℃，碳载生物流化系统中的溶解氧维持在2～5mg/L，pH维持在7～8，污泥浓度维持在2000～3000mg/L，活性炭的含量维持在300～500mg/L。
5.根据权利要求4所述的棉织物印染废水处理方法，其特征是，所述碳载生物流化法中采用的活性炭为木质碳、果壳碳、煤质碳中的一种或者几种混合物。
6.根据权利要求5所述的棉织物印染废水处理方法，其特征是，所述碳载生物流化法中采用的活性炭为果壳碳。
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