CN108328840B - 一种染料废水的资源化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种染料废水的资源化处理方法，属于废水处理技术领域，包括如下步骤：①过滤；②初次吸附；③中和；④二次吸附；⑤低温催化氧化；⑥浓缩蒸发；⑦生化处理。该染料废水的资源化处理方法将废水中残余的染料、废水中的催化剂和盐分得到回收利用，达到废水资源化目的，废水处理效果良好能够稳定达标排放，同时能够大大提高废水的生化性，保证后续生化系统的稳定运行，并且完全避免了固废及二次环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体地指一种染料废水的资源化处理方法。
背景技术
染料废水是以加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品、丝绸为主的印染、毛织染整及丝绸厂等排出的废水，针对具有分散性、酸性并含有阳离子的染料废水的处理，目前常见的方法有:酸析、铁碳微电解、芬顿氧化、混凝沉淀、浓缩蒸发和生化处理等，其处理效果不佳，同时会产生大量危废，造成二次污染，运行成本高昂，且出水质量不稳定、时常达不到排放标准。
为了应对现有技术的不足，申请号为201010538819.5的中国发明专利公开了一种酸性染料废水的资源化回收处理方法，其采用过滤-搅拌-氧化-吸附的工艺对酸性染料废水进行处理，使水样的脱色率达到25～60％,总有机碳去除率30～85％；将处理后的废水作为反应溶剂回用到染料生产工艺过程后,得到合格产品，该工艺会在氧化阶段产生危废，且吸附剂为煤渣、活性炭、离子交换树脂或者细沙，吸附后无法再生或再生效果不佳，会造成环境污染。
申请号为201410031902.1的中国发明专利公开了一种酸性染料母液废水的处理方法，其采用酸化-微电解-絮凝-浓缩结晶-分离的工艺对酸性染料母液废水进行处理，降低了废水的处理成本，是一种环保经济的处理方法，该方法在微电解和絮凝步骤中会产生大量的铁泥危废，危害环境。
发明内容
针对上述技术问题，本发明所述的染料废水的资源化处理方法用于酸性染料废水的处理，具有简单高效、无二次污染的优点，同时能够对废水中物质进行资源化回收。
为实现上述目的，本发明所设计的一种染料废水的资源化处理方法，包括如下步骤：
①过滤：对染料废水进行过滤，得到滤液和滤渣，滤液进入下一步处理，滤渣进行回用，此步骤通常采用目数不小于600的滤布进行过滤，滤渣为废水中的残余染料，可回收用于生产工艺中；
②初次吸附：采用活性炭对步骤①得到的滤液进行初次吸附处理，初次吸附得到的出水进入下一步处理，吸附饱和的活性炭待进行再生；
③中和：对步骤②得到的出水进行中和处理，得到中和出水和沉淀物，其中沉淀物为金属的氧化物或氢氧化物（如氢氧化亚铁、氢氧化铁、氢氧化铜和氢氧化锌等），回收的金属化合物采用酸溶后回用于生产工艺中；
④二次吸附：采用活性炭对步骤③得到的中和出水进行二次吸附处理，二次吸附得到的出水进入下一步处理，待废水出水外观和COD和原水水质一致时，吸附饱和，吸附饱和的活性炭待进行再生；
⑤低温催化氧化：对步骤④得到的出水进行低温催化氧化，低温催化氧化得到的出水进入下一步处理；
⑥浓缩蒸发：对步骤⑤得到的出水进行浓缩蒸发，而后离心处理得到盐分，该盐分进行回收，蒸发得到的冷凝水进行生化处理。
初次吸附步骤和二次吸附步骤可在活性炭吸附柱、池、塔等任意形状的容器内进行，所用活性炭为颗粒活性炭，目数在3目~50目之间，碘值≥800mg/g，比表面积≥1000m2/g，灰分＜4wt%。
二次吸附步骤后COD和TOC去除率达70%以上，BOD5/COD≥0.3。
低温催化氧化是指在较低温度下进行催化湿式氧化的一类技术，其能够使废水的COD和TOC大幅降低，并能够减少废水的水质色度，其中COD和TOC去除率达90%以上，色度去除率达99%以上。
浓缩蒸发所得到的白皙盐分可作为副产品回收用于工艺中，蒸发所得冷凝液经测试B/C≥0.45，易于生化。
原水经过步骤①~⑥处理后，水中COD、酸碱度、有毒有害物和盐分等大大降低，可生化性得到明显提高（原水BOD5/COD≤0.1提高到BOD5/COD≥0.45），出水可以直接进行生化处理。
作为上述技术方案的优选，步骤②和步骤④中初次吸附和二次吸附的温度为20~70℃。
作为上述技术方案的优选，步骤②和步骤④中初次吸附和二次吸附的温度为50℃。
作为上述技术方案的优选，步骤②和步骤④中初次吸附和二次吸附的出水流速为0.5Bv/h~5 Bv/h。
作为上述技术方案的优选，步骤③中加入碱液进行中和，中和的pH值为7~10。
作为上述技术方案的优选，步骤③中和的pH值为8.5~9。
作为上述技术方案的优选，步骤②和步骤④中吸附饱和的活性炭由多段式再生炉实现再生，所述再生炉从塔顶到塔底分为三段工序，活性炭由塔顶送入，活化再生后塔底卸料进入活性炭补充槽进行循环回用，三段工序分别为：
干燥阶段，分布于1~2段炉体，炉温100℃~400℃，使活性炭中水分蒸发变得干燥；
炭化阶段，分布于3~4段炉体，炉温400~600℃，使吸附在活性炭孔隙中的组分蒸发并使得大分子有机污染物炭化；
活化阶段，分布于5~6段炉体，炉温600~1000℃，通过在高温条件下通入蒸汽，使残留在活性炭孔隙中的炭化物质气化，活性炭孔隙结构得以活化畅通以恢复吸附性能，活化后颗粒活性炭再进入急冷槽冷却后输送到活性炭补充槽用于废水处理系统。
活性炭再生属于特种热再生，再生炉由钢制炉体支撑，内衬多层耐火砖而成，炉内氧气含量控制在1%以下，活性炭由塔顶炉体中心进入后通过耙式推送装置均匀分散在第一段炉体，随着耙从中心推向周围落料孔而进入下一工段，再由下一工段从周边耙式推送中间卸料孔进入下一工段，活性炭再生在高温、绝氧条件下完成。干燥和炭化阶段气体进入原水调节池进行余热利用（原水预热），活化阶段产生的气体进入废气燃烧系统，燃烧后热量循环利用。
作为上述技术方案的优选，步骤⑤中所用氧化剂为双氧水、次氯酸钠、过硫酸钠中的一种或几种的组合物，氧化剂投加的质量浓度与二次吸附得到出水的COD值的比例为5:1~20:1，即投加的氧化剂的质量浓度（mg/L）与COD数值（mg/L）的比值。
其中双氧水浓度为工业级的27.5 wt%，次氯酸钠的有效氯含量为11%。
作为上述技术方案的优选，步骤⑤中的催化氧化温度为30~60摄氏度。
作为上述技术方案的优选，步骤⑤中的催化氧化温度为40~50摄氏度。
作为上述技术方案的优选，步骤⑤中催化氧化出水流速为0.5Bv/h~5 Bv/h。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
该染料废水的资源化处理方法将废水中残余的染料、废水中的催化剂和盐分得到回收利用，达到废水资源化目的，废水处理效果良好能够稳定达标排放，同时能够大大提高废水的生化性，保证后续生化系统的稳定运行，并且完全避免了固废及二次环境污染；
相对于溶剂再生、湿氧等高温高压再生和药剂再生，采用多段式再生炉的活性炭再生方式自动化程度高、再生效率高、运用范围广、活性炭损失率低，损失率≤6%，再生后活性炭达到新炭标准，循环回用于水处理系统达到资源化利用。
附图说明
图1为染料废水的资源化处理方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
实施例1~4为处理酸性染料废水的实例，其处理方法包括如下步骤：
①过滤：对染料废水进行过滤，得到滤液和滤渣，滤液进入下一步处理，滤渣进行回用；
②初次吸附：采用活性炭对步骤①得到的滤液进行初次吸附处理，初次吸附得到的出水进入下一步处理，吸附饱和的活性炭待进行再生；
③中和：对步骤②得到的出水进行中和处理，得到中和出水和沉淀物；
④二次吸附：采用活性炭对步骤③得到的中和出水进行二次吸附处理，二次吸附得到的出水进入下一步处理，吸附饱和的活性炭待进行再生；
⑤低温催化氧化：对步骤④得到的出水进行低温催化氧化，低温催化氧化得到的出水进入下一步处理；
⑥浓缩蒸发：对步骤⑤得到的出水进行浓缩蒸发，而后离心处理得到盐分，该盐分进行回收，蒸发得到的冷凝水进入下一步处理；
⑦生化处理：对步骤⑥得到的出水直接进行生化处理。
步骤②和步骤④中采用的活性炭为颗粒活性炭，目数在3目~50目之间，碘值≥800mg/g，比表面积≥1000m2/g，灰分＜4wt%，吸附饱和后由多段式再生炉实现再生，所述再生炉从塔顶到塔底分为三段工序，活性炭由塔顶送入，活化再生后塔底卸料进入活性炭补充槽进行循环回用，三段工序分别为：
干燥阶段，使活性炭中水分蒸发变得干燥；
炭化阶段，使吸附在活性炭孔隙中的组分蒸发并使得大分子有机污染物炭化；
活化阶段，通过在高温条件下通入蒸汽，使残留在活性炭孔隙中的炭化物质气化。
废水参数见表1：
表1 实施例1~4处理酸性染料废水的参数
步骤①~④中涉及的酸性染料废水的处理参数见表2：
表2 实施例1~4中步骤①~④涉及的废水处理参数
步骤⑤中涉及的酸性染料废水的处理参数见表3：
表3 实施例1~4中步骤⑤涉及的废水处理参数
活性炭再生的各阶段温度参数见表4：
表4 实施例1~4中活性炭再生的各阶段温度参数
经①~⑥处理后，染料废水的各个指标的去除参数见表5：
表5 实施例1~4中染料废水的各个指标的去除参数
由表5可知，经由本申请所述方法处理后，酸性染料废水的COD和TOC去除率达90%以上，色度去除率可达99% ，冷凝水BOD5/COD值大幅提升，适于进行生化处理，且实现了废水中残余的染料、废水中的催化剂和盐分得到回收利用，达到废水资源化目的，完全避免了固废及二次环境污染。
Claims (9)
1.一种染料废水的资源化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
①过滤：对酸性染料废水进行过滤，得到滤液和滤渣，滤液进入下一步处理，滤渣进行回用；
②初次吸附：采用活性炭对步骤①得到的滤液进行初次吸附处理，初次吸附得到的出水进入下一步处理，吸附饱和的活性炭待进行再生；
③中和：对步骤②得到的出水进行中和处理，得到中和出水和沉淀物；
④二次吸附：采用活性炭对步骤③得到的中和出水进行二次吸附处理，二次吸附得到的出水进入下一步处理，吸附饱和的活性炭待进行再生；
⑤低温催化氧化：对步骤④得到的出水进行低温催化氧化，催化氧化温度为30~60摄氏度，低温催化氧化得到的出水进入下一步处理；
⑥浓缩蒸发：对步骤⑤得到的出水进行浓缩蒸发，而后离心处理得到盐分，该盐分进行回收，蒸发得到的冷凝水进入下一步处理。
2.根据权利要求1所述的一种染料废水的资源化处理方法，其特征在于：步骤②和步骤④中初次吸附和二次吸附的温度为20~70℃。
3.根据权利要求1或2所述的一种染料废水的资源化处理方法，其特征在于：步骤②和步骤④中初次吸附和二次吸附的出水流速为0.5Bv/h~5 Bv/h。
4.根据权利要求1所述的一种染料废水的资源化处理方法，其特征在于：步骤③中加入碱液进行中和，中和的pH值为7~10。
5.根据权利要求4所述的一种染料废水的资源化处理方法，其特征在于：步骤③中和的pH值为8.5~9。
6.根据权利要求1所述的一种染料废水的资源化处理方法，其特征在于：步骤②和步骤④中吸附饱和的活性炭由多段式再生炉实现再生，所述再生炉从塔顶到塔底分为三段工序，活性炭由塔顶送入，活化再生后塔底卸料进入活性炭补充槽进行循环回用，三段工序分别为：
干燥阶段，炉温100℃~400℃，使活性炭中水分蒸发变得干燥；
炭化阶段，炉温400~600℃，使吸附在活性炭孔隙中的组分蒸发并使得大分子有机污染物炭化；
活化阶段，炉温600~1000℃，通过在高温条件下通入蒸汽，使残留在活性炭孔隙中的炭化物质气化。
7.根据权利要求1所述的一种染料废水的资源化处理方法，其特征在于：步骤⑤中所用氧化剂为双氧水、次氯酸钠、过硫酸钠中的一种或几种的组合物，氧化剂投加的质量浓度与二次吸附得到出水的COD值的比例为5:1~20:1。
8.根据权利要求1所述的一种染料废水的资源化处理方法，其特征在于：步骤⑤中的催化氧化温度为40~50摄氏度。
9.根据权利要求1所述的一种染料废水的资源化处理方法，其特征在于：步骤⑤中催化氧化出水流速为0.5Bv/h~5 Bv/h。
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