CN106186557A - 一种印染废水深度处理及脱色方法 - Google Patents

一种印染废水深度处理及脱色方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种印染废水深度处理及脱色方法，步骤为：先将待处理的印染废水依次通过格栅、调节池、MBBR纳米气泡生物反应池和二沉池，以降低水中CODcr、NH4‑N、TP、异味物质的浓度和降低水体色度和浊度；再将印染废水送入臭氧纳米气泡高级氧化系统，从而更有效地去除水中的剩余色度及CODcr，并且防止当水质波动或冬季处理效果差时引起的出水水质不达标的情况。然后将经过脱色后的印染废水依次送入高效沉淀池和活性砂滤池；最后对其进行达标排放。

Description

一种印染废水深度处理及脱色方法
技术领域
本发明涉及水处理领域，具体而言，涉及一种印染废水深度处理及脱色方法。
背景技术
目前，许多污水处理厂实际进水中工业废水所占的比例经常较大，甚至为70%左右，而这其中又以印染废水为主。
印染废水具有以下特点：
（1）水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性和 pH 值变化大、水质变化剧烈。因化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、新型助剂等难以生化降解的有机物大量进入印染废水中，增加了处理难度。
（2）印染废水的另一个特点是色度高，有的可高达4000倍以上。所以印染废水处理的重要任务之一就是进行脱色处理。
臭氧作为强氧化剂，在废水脱色及深度处理中也得到了广泛认可和推广应用。染料显色是由其发色基团引起，如：乙烯基、偶氮基、氧化偶氧基、羰基、硫酮、亚硝基、亚乙烯基等。这些发色基团都有化学碳氢或苯环不饱和键，臭氧能使染料中所含的这些基团氧化分解，生成分子量较小的有机酸和醛类，使其失去发色能力。所以，臭氧是良好的脱色剂。但因染料的品种不同，其发色基团位置不同，其脱色率也有较大差异。
不过由于目前市场上的臭氧工艺溶解度低，生产成本高，用电能耗大，设备占地面积大，因此导致目前印染废水的脱色工艺具有耗臭氧量大、处理成本高、脱色率低等缺点。
发明内容
为了克服现有技术存在的以上问题，本发明旨在提供一种印染废水深度处理及脱色方法，以便更有效地去除水中的剩余色度及CODcr，防止当水质波动或冬季处理效果差时引起的出水水质不达标的情况。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种印染废水深度处理及脱色方法，包括以下步骤：
步骤1）将待处理的印染废水通过格栅，滤除大型杂质；
步骤2）将过滤后的印染废水送入调节池，进行均和调节处理；
步骤3）将所述调节池中的印染废水送入MBBR纳米气泡生物反应池，进行生化反应、氨化反应和硝化反应，以降低CODcr、NH4-N、TP、异味物质的浓度和降低水体色度和浊度；
步骤4）将经过所述MBBR纳米气泡生物反应池处理后的印染废水送入二沉池，进行沉淀，并将沉降下的污泥进行干化处理；
经过MBBR纳米气泡生物反应池（系统）处理后，水中各项污染物指标或许尚未达到排放标准；为了更有效地去除水中的剩余色度及CODcr，并且防止当水质波动或冬季处理效果差时引起的出水水质不达标的情况，考虑于MBBR生化反应之后设置进一步的印染废水的深度处理设施；
步骤5）将经过沉淀后的印染废水送入臭氧纳米气泡高级氧化系统，除水中的剩余色度及CODcr；
步骤6）将经过所述臭氧纳米气泡高级氧化系统脱色后的印染废水送入高效沉淀池，进行再次沉淀，并将沉降下的污泥进行干化处理；
步骤7）将经过再次沉淀的印染废水送入活性砂滤池，进行过滤，最后对其进行达标排放。
进一步的，步骤3）中，所述MBBR纳米气泡生物反应池内投放有一定数量的适合微生物菌种附着繁衍的高比表面积的MBBR生物膜填料，且所述MBBR纳米气泡生物反应池与一气源为氧气的第一纳米气泡机连接，所述第一纳米气泡机负责向所述MBBR纳米气泡生物反应池内输送直径小于200nm的含氧纳米气泡，以形成高密度的含氧纳米气泡水体。
进一步的，所述的含氧纳米气泡水体的整体密度为0.988g/cc。
进一步的，所述MBBR生物膜填料由亲水性佳，密度比水略小的聚乙烯改性制成。
进一步的，步骤5）中，所述臭氧纳米气泡高级氧化系统由一高级氧化池、第二纳米气泡机、臭氧机和纯氧机组成，所述纯氧机制造纯氧，输送至所述臭氧机变为臭氧，再将臭氧通入所述第二纳米制泡机制造出直径小于200nm的臭氧微纳米气泡，并将这些臭氧微纳米气泡输送至所述高级氧化池，以形成高密度的臭氧微纳米气泡水体，每毫升（mL）水含200000个以上的微纳米级气泡。
臭氧微纳米气泡的氧化对染料品种适应性广、脱色效率高，并降低水中COD、BOD值，同时O3在废水中的还原产物以及过剩O3能迅速在水溶液和空气中分解为O2，不会对环境造成二次污染。臭氧具有强氧化作用的原因，曾经认为是在分解时生成新生态的原子氧，表现为强氧化剂。目前认为，臭氧分子中的第三个氧原子本身就是强烈亲电子或亲质子的自由基，直接表现为强氧化剂是更主要的原因。
本发明的有益效果是：
本发明的工艺将废水经过MBBR纳米气泡生物反应池（系统）处理后，设置了进一步的深度处理设施，即臭氧纳米气泡高级氧化系统，从而更有效地去除水中的剩余色度及CODcr，并且防止当水质波动或冬季处理效果差时引起的出水水质不达标的情况。
本发明所采用的臭氧纳米气泡高级氧化系统很好解决了传统臭氧工艺溶解度低、生产成本高、能耗大、设备占地面积大等难题，臭氧纳米气泡高级氧化系统通过纳米气泡增大了比表面积和反应速率（反应在1小时内完成，配置适当的臭氧微纳米气泡发生量，可不受废水处理量的限制），使臭氧能更快的溶解到原水中，同样的水质使用的臭氧量只有传统臭氧工艺的三分之一。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的总体工艺流程图；
图2为本发明的臭氧纳米气泡高级氧化系统的结构示意图；
图3为印染废水经臭氧微纳米气泡处理后的色度变化曲线；
图4为印染废水经臭氧微纳米气泡处理后的COD变化曲线。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
参照图1所示，一种印染废水深度处理及脱色方法，包括以下步骤：
步骤1）将待处理的印染废水通过格栅，滤除大型杂质；
步骤2）将过滤后的印染废水送入调节池，进行均和调节处理；
步骤3）将所述调节池中的印染废水送入MBBR纳米气泡生物反应池，进行生化反应、氨化反应和硝化反应，以降低CODcr、NH4-N、TP、异味物质的浓度和降低水体色度和浊度；
所述MBBR纳米气泡生物反应池内投放有一定数量的适合微生物菌种附着繁衍的高比表面积的MBBR生物膜填料，所述MBBR生物膜填料由亲水性佳，密度比水略小的聚乙烯改性制成；并且，所述MBBR纳米气泡生物反应池与一气源为氧气的第一纳米气泡机连接，所述第一纳米气泡机负责向所述MBBR纳米气泡生物反应池内输送直径小于200nm的含氧纳米气泡，以形成高密度的含氧纳米气泡水体，其整体密度为0.988g/cc；
步骤4）将经过所述MBBR纳米气泡生物反应池处理后的印染废水送入二沉池，进行沉淀，并将沉降下的污泥进行干化处理；
经过MBBR纳米气泡生物反应池（系统）处理后，水中各项污染物指标或尚未达到最高排放标准；为了更有效地去除水中的剩余色度及CODcr，并且防止当水质波动或冬季处理效果差时引起的出水水质不达标的情况，考虑于MBBR生化反应之后设置进一步的深度处理设施；
步骤5）将经过沉淀后的印染废水送入臭氧纳米气泡高级氧化系统，除水中的剩余色度及CODcr；
步骤6）将经过所述臭氧纳米气泡高级氧化系统脱色后的印染废水送入高效沉淀池，进行再次沉淀，并将沉降下的污泥进行干化处理；
步骤7）将经过再次沉淀的印染废水送入活性砂滤池，进行过滤，最后对其进行达标排放。
参见图2所示，所述臭氧纳米气泡高级氧化系统由一高级氧化池、第二纳米气泡机、臭氧机和纯氧机组成，所述纯氧机制造纯氧，输送至所述臭氧机变为臭氧，再将臭氧通入所述第二纳米制泡机制造出直径小于200nm的臭氧微纳米气泡，并将这些臭氧微纳米气泡输送至所述高级氧化池，以形成高密度的臭氧微纳米气泡水体。
微纳米臭氧气泡的氧化对染料品种适应性广、脱色效率高，并降低水中COD、BOD值，同时O3在废水中的还原产物以及过剩O3能迅速在溶液和空气中分解为O2，不会对环境造成二次污染。臭氧(氧化电位2.1V)具有强氧化作用的原因，曾经认为是在分解时生成新生态的原子氧，表现为强氧化剂。目前认为，臭氧分子中的氧原子本身就是强烈亲电子或亲质子的（在碱性条件pH9~12的范围，最容易和水分子反应产生氢氧自由基OH•，氧化电位为2.8V；O3 + H2O→O2 + 2OH‧），直接表现为强氧化剂是更主要的原因。当O3以H2O2活化将产生OH‧可增强氧化能力，其化学反应为：2O3 + 3H2O2 →2OH‧ + 4O2 + 2H2O（并且适用于中性溶液pH7至8）。
目前市场上的臭氧工艺存在溶解度低、生产成本高、能耗高、设备占地面积大等缺点，本发明的臭氧纳米气泡高级氧化系统很好解决了以上难题，通过纳米气泡增大了比表面积和反应速率，使臭氧能更快的溶解到原水中，同样的水质使用的臭氧量只有传统臭氧工艺的三分之一。
臭氧微纳米气泡对印染废水深度处理及脱色试验：
取某污水厂二沉池出水200L，通过臭氧微纳米气泡（产量：5g/h，电功率3600 W）处理两小时，色度和COD均达到一级A排放标准。参照图3、图4及下表所示。
根据上表的数据及图3、图4可见，反应在1小时内已充分完成，表明纳米臭氧的反应速率高（相对其他物理化学工艺需要3-5小时的反应时间），节省能耗，无耗材，配置适当当量的臭氧微纳米气泡发生量，可不受废水处理量的限制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种印染废水深度处理及脱色方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）将待处理的印染废水通过格栅，滤除大型杂质；
步骤2）将过滤后的印染废水送入调节池，进行均和调节处理；
步骤3）将所述调节池中的印染废水送入MBBR纳米气泡生物反应池，进行生化反应、氨化反应和硝化反应，以降低CODcr、NH4-N、TP、异味物质的浓度和降低水体色度和浊度；
步骤4）将经过所述MBBR纳米气泡生物反应池处理后的印染废水送入二沉池，进行沉淀，并将沉降下的污泥进行干化处理；
步骤5）将经过沉淀后的印染废水送入臭氧纳米气泡高级氧化系统，除水中的剩余色度及CODcr；
步骤6）将经过所述臭氧纳米气泡高级氧化系统脱色后的印染废水送入高效沉淀池，进行再次沉淀，并将沉降下的污泥进行干化处理；
步骤7）将经过再次沉淀的印染废水送入活性砂滤池，进行过滤，最后对其进行达标排放。
2.根据权利要求1所述的印染废水深度处理及脱色方法，其特征在于：步骤3）中，所述MBBR纳米气泡生物反应池内投放有一定数量的适合微生物菌种附着繁衍的高比表面积的MBBR生物膜填料，且所述MBBR纳米气泡生物反应池与一气源为氧气的第一纳米气泡机连接，所述第一纳米气泡机负责向所述MBBR纳米气泡生物反应池内输送直径小于200nm的含氧纳米气泡，以形成高密度的含氧纳米气泡水体。
3.根据权利要求2所述的印染废水深度处理及脱色方法，其特征在于：所述的含氧纳米气泡水体的整体密度为0.988g/cc。
4.根据权利要求2所述的印染废水深度处理及脱色方法，其特征在于：所述MBBR生物膜填料由密度比水略小的聚乙烯改性制成。
5.根据权利要求1所述的印染废水深度处理及脱色方法，其特征在于：步骤5）中，所述臭氧纳米气泡高级氧化系统由一高级氧化池、第二纳米气泡机、臭氧机和纯氧机组成，所述纯氧机制造纯氧，输送至所述臭氧机加压放电变为臭氧，再将臭氧通入所述第二纳米制泡机制造出直径小于200nm的臭氧微纳米气泡，并将这些臭氧微纳米气泡输送至所述高级氧化池，以形成高密度的臭氧微纳米气泡水体。
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