CN109052810A - 一种印染废水回用处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种印染废水回用处理工艺，不仅工艺流程简单，废水回用率高，而且经过pH精细调整，明显提高了废水处理效率，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，使得COD和色度的去除率有大幅提高；以及所制备的臭氧催化剂制备工艺简单，催化效率高，不易脱落，可重复使用，对印染废水的COD去除率达85％以上，脱色率可达92％以上。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种印染废水回用处理工艺。
背景技术
印染(染整)行业是纺织工业生产链中的一个必要环节，其污水排放量约占纺织业的80％以上，列全国各行业第四位(2009年)。鉴于全国性水资源短缺、水污染加重的现状，国家及区域性污染物排放标准日趋严格，这给印染行业的发展提出了极大的挑战。而废水经深度处理、回用于生产是控制污染物排放、实现可持续发展的重要途径。目前，印染废水回用率是所有行业中最低的，且大部分回用水仅发挥冲洗道路、灌溉绿化和充当冷却水等低使用价值。
通常印染废水中含有大量染料、化学添加剂、无机盐和悬浮颗粒物，难降解污染物比例高，水质时常因产品变化而大幅波动。这使得绝大多数印染废水(或以印染废水为主要成分的混合废水)二级生化出水水质远低于生产用水标准。由于对色度、浊度、硬度、铁锰离子剂pH有较高要求，为实现印染废水回用于生产，就必须采取新颖、全面的深度处理组合工艺，以实现处理有效性和经济性的合理平衡。
近年来，国内提出的印染废水深度处理技术大多偏重于脱色、去除浊度和CODcr，不少工艺还存在优化的空间，以降低处理成本，简化流程。如申请号为CN 201510633893.8的专利文献中，通过将生产废水经过均化、预氧化+铁系絮凝剂和石灰助凝剂沉淀+纯氧曝气和活性炭吸附+接触氧化过滤+集成膜分离制备回用水，不仅工艺流程复杂，而且预处理方法采用的是纯氧曝气、活性炭吸附+接触氧化，接触氧化时需保证充足的接触反应时间，而活性炭吸附用于处理较高浓度的废水时极易发生饱和，这些都对出水水质的稳定性提出了挑战。
因此，如何提供一种工艺流程简单、废水回用率高的印染废水回用处理工艺是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种印染废水回用处理工艺。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种印染废水回用处理工艺，包括如下步骤：
(1)将生产废水进行降温，降温后的废水经过机械格栅井过滤后泵入调节池，调节其pH至7.5～8.5；
本发明将降温后的废水泵入机械格栅井中，用以去除废水中较大的漂浮物和悬浮物。并且通过调节池将废水进行初步的pH调节之后，先投入一定量的维生素B，由于维生素B能够对微生物代谢起到一定的调节作用，这样就能够保持微生物一个较高的活性，以为后续混凝沉淀、接触反应等处理奠定基础。
(2)将步骤(1)处理过的废水泵入初级反应池，并加入混凝剂混合搅拌反应，过滤得上清液；
其中控制搅拌过程为先进行速度梯度为500s-1持续时间为1min的搅拌，再进行速度梯度为40s-1持续时间为15～25min的搅拌；
本发明中，所述的混凝处理为本领域常规的混凝处理。
所述的混凝处理优选包括如下步骤：将经步骤(1)处理过的印染废水和混凝剂混合搅拌进行反应后，沉淀即可，且所述的混凝处理的pH优选控制在7～8。
(3)将步骤(2)的上清液泵入水解酸化池，搅动池底的污泥，使废水与池内污水不断充分混合，厌氧菌与废水中的有机物得到充分的接触反应，以使废水中的大分子物质转变为小分子；
(4)将步骤(3)的出水泵入pH精调池，并控制pH精调池的出水pH值在7.8～8.1之间；
(5)将步骤(4)调节的印染废水泵入臭氧催化氧化塔中，经催化氧化后，出水车间回用或达标外排。
本发明经过pH精细调整，明显提高了废水处理效率，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，使得COD和色度的去除率有大幅提高。
通过采用上述技术方案，本发明的有益效果如下：
本发明为了克服现有技术中印染废水二级生化出水的水质仍不能达到回用水以及生产用水标准的缺陷，而提供一种印染废水回用处理工艺。本发明的工艺流程简单，运行稳定高效并具有良好的适用性，处理出水中有机物和无机盐指标均优于FZ/T01107-2011《纺织染整工业回用水水质标准》，满足生产用水需要。
优选的，步骤(2)中，所用的混凝剂为铁系絮凝剂和石灰助凝剂，且所述混凝剂的投加量为20～50mg/L。
本发明通过在初级反应池中加入铁系絮凝剂和石灰助凝剂用于去除水中大部分色度。
优选的，步骤(4)中，所述pH精调池中加入0.5～1mol/L工业硫酸或0.5～1mol/L工业氢氧化钠中的任意一种，且所述pH精调池中装有pH计和自控系统。
本发明在传统印染废水的处理基础上，经过pH精细调整，明显提高了废水处理的效果。
优选的，所述臭氧催化氧化塔为鼓泡塔反应器，所述反应器为圆柱型，废水从鼓泡塔底部进入，顶部侧向流出；且在所述臭氧催化氧化塔的底部安装有臭氧扩散装置，臭氧通过微孔曝气头释放。
优选的，所述臭氧投加量为350～550mg/L，废水停留时间为20～40min。
优选的，所述臭氧催化氧化塔内填装分子筛负载臭氧催化剂，且填装密度为120～300g/L。
本发明通过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85％以上，脱色率可达92％以上。
优选的，所述分子筛负载臭氧催化剂，采用浸渍法制备，具体工艺如下：
①活化载体
将分子筛浸入以体积百分比为2～10％的硫酸溶液中，浸渍8～10h后，在105℃～110℃的鼓风干燥箱中烘干6～8h，然后再浸渍再烘干，如此反复不少于3次，即得催化剂载体；
②催化剂制备
将硝酸铈、十六烷基三甲基溴化铵和尿素溶于去离子水中，然后放于磁力搅拌器上搅拌，使溶质全部溶解，得到无色透明的混合溶液；将步骤①得到的催化剂载体和混合溶液转移到内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中密封，放入烘箱中水热反应，然后自然冷却至室温得到产物；将产物用去离子水、无水乙醇洗涤，然后干燥得到氧化铈前驱体；将氧化铈前驱体高温煅烧，即得臭氧催化剂。
本发明通过将氧化铈纳米片原位生长在载体上，一方面利用了分子筛的大孔隙率将氧化铈负载在其内外表面；另一方面，将氧化铈水热生长成纳米片状结构可以增加催化剂和载体的结合力，同时片状结构还提高了催化剂的比表面积，增大催化剂与臭氧的接触面积，加快自由基的生产速率，进而加快印染废水中有机物的氧化速率。
优选的，步骤②中CTAB、尿素、硝酸铈、去离子水的添加量的质量比为1：(4～8)：(10～30)：(2000～5000)。
优选的，步骤②中水热反应的工艺条件为：在135℃～155℃下反应3～5h。
步骤②中，所述氧化铈前驱体高温煅烧的工艺条件为：在450℃～550℃下煅烧3～5h。
申请人通过创造性试验得到最佳原料配比、反应工艺参数以及煅烧工艺参数，以制备出原料用量最少、催化活性最好的臭氧催化剂。其中通过限定在135℃～155℃下水热反应3～5h得到氧化铈纳米片状结构不仅提高了催化剂与载体的结合力，而且大大增加了臭氧催化剂的活性面积，从而加速臭氧分解产生羟基自由基，进而加快印染废水中有机物的氧化速率。
并且本发明通过限定氧化铈前驱体在450℃～550℃下煅烧3～5h能够得到氧化铈钙钛矿和金红石的混晶结构，以提高臭氧催化剂的催化活性。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种印染废水回用处理工艺，不仅工艺流程简单，废水回用率高，而且经过pH精细调整，明显提高了废水处理效率，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，使得COD和色度的去除率有大幅提高；以及所制备的臭氧催化剂制备工艺简单，催化效率高，不易脱落，可重复使用，对印染废水的COD去除率达85％以上，脱色率可达92％以上。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种印染废水回用处理工艺，不仅工艺流程简单，而且废水回用率高，运行稳定高效并具有良好的适用性。
为更好地理解本发明，下面通过以下实施例对本发明作进一步具体的阐述，但不可理解为对本发明的限定，对于本领域的技术人员根据上述发明内容所作的一些非本质的改进与调整，也视为落在本发明的保护范围内。
实施例1：
对广东某活性印染厂废水进行处理，处理过程如下：
(1)含有活性染料的印染废水首先进入板式换热器进行降温，其中板式换热器的循环冷却水是工业用水；且降温后的废水经过机械格栅井过滤后泵入调节池，调节其pH为8.0；
(2)活性染料的印染废水经过调节池调节pH后进入初级反应池，初级反应池中逐次投加35mg/L铁系絮凝剂和20mg/L石灰助凝剂，药剂和印染废水先进行速度为500s-1持续时间为1min的搅拌，再进行速度梯度为40s-1持续时间为20min的搅拌反应，过滤得上清液；
(3)将印染废水经混凝沉淀的上清液泵入水解酸化池中，且搅动池底的污泥，使废水与池内污水不断充分混合，厌氧菌与废水中的有机物得到充分的接触反应，以使废水中的大分子物质转变为小分子；
(4)将水解酸化池中的出水泵入pH精调池中，并用pH计实时测量pH值，若池中溶液呈碱性则加入适量工业硫酸，若翅中溶液呈酸性则加入适量工业氢氧化钠，以控制池中pH值为7.8；
(5)经过pH精调池调节的印染废水泵入臭氧催化氧化塔中，而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，其中臭氧投加量为400mg/L，废水停留时间为25min；并且臭氧催化塔内填装分子筛负载臭氧催化剂，填装密度为200g/L，印染废水经臭氧催化氧化塔催化氧化后，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活化载体
将分子筛浸入以体积百分比为5％的硫酸溶液中，浸渍8h后，在105℃的鼓风干燥箱中烘干6h，然后再浸渍再烘干，如此反复3次，即得催化剂载体；
②催化剂制备
将硝酸铈、十六烷基三甲基溴化铵和尿素按照质量比为1：6：20溶于去离子水中，然后放于磁力搅拌器上搅拌，使溶质全部溶解，得到无色透明的混合溶液；将步骤①得到的催化剂载体和混合溶液转移到内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中密封，放入烘箱中，在135℃下反应3h，然后自然冷却至室温得到产物；将产物用去离子水、无水乙醇洗涤，然后干燥得到氧化铈前驱体；将氧化铈前驱体在400℃下煅烧4h，即得臭氧催化剂。
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进行处理，处理过程如下：
(1)含有活性染料的印染废水首先进入板式换热器进行降温，其中板式换热器的循环冷却水是工业用水；且降温后的废水经过机械格栅井过滤后泵入调节池，调节其pH为7.8；
(2)活性染料的印染废水经过调节池调节pH后进入初级反应池，初级反应池中逐次投加40mg/L铁系絮凝剂和25mg/L石灰助凝剂，药剂和印染废水先进行速度为500s-1持续时间为1min的搅拌，再进行速度梯度为40s-1持续时间为18min的搅拌反应，过滤得上清液；
(3)将印染废水经混凝沉淀的上清液泵入水解酸化池中，且搅动池底的污泥，使废水与池内污水不断充分混合，厌氧菌与废水中的有机物得到充分的接触反应，以使废水中的大分子物质转变为小分子；
(4)将水解酸化池中的出水泵入pH精调池中，并用pH计实时测量pH值，若池中溶液呈碱性则加入适量工业硫酸，若翅中溶液呈酸性则加入适量工业氢氧化钠，以控制池中pH值为8.0；
(5)经过pH精调池调节的印染废水泵入臭氧催化氧化塔中，而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，其中臭氧投加量为450mg/L，废水停留时间为30min；并且臭氧催化塔内填装分子筛负载臭氧催化剂，填装密度为280g/L，印染废水经臭氧催化氧化塔催化氧化后，通过检测达到国家标准后回用于生产。
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活化载体
将分子筛浸入以体积百分比为6％的硫酸溶液中，浸渍8.5h后，在108℃的鼓风干燥箱中烘干6h，然后再浸渍再烘干，如此反复4次，即得催化剂载体。
②催化剂制备
将硝酸铈、十六烷基三甲基溴化铵和尿素按照质量比为1：5：15溶于去离子水中，然后放于磁力搅拌器上搅拌，使溶质全部溶解，得到无色透明的混合溶液；将步骤①得到的催化剂载体和混合溶液转移到内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中密封，放入烘箱中，在140℃下反应3.5h，然后自然冷却至室温得到产物；将产物用去离子水、无水乙醇洗涤，然后干燥得到氧化铈前驱体；将氧化铈前驱体在450℃下煅烧4h，即得臭氧催化剂。
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，本发明所述的一种印染废水回用处理工艺实现了印染废水的达标排放，本发明不仅工艺流程简单，而且臭氧用量少，一次性投资低，并且废水处理效果稳定，具有良好的适用性；以及处理出水中有机物和无机盐指标均优于FZ/T01107-2011《纺织染整工业回用水水质标准》，满足生产用水的需要。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种印染废水回用处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将生产废水进行降温，降温后的废水经过机械格栅井过滤后泵入调节池，调节其pH至7.5～8.5；
(2)将步骤(1)处理过的废水泵入初级反应池，并加入混凝剂混合搅拌反应，过滤得上清液；
其中控制搅拌过程为先进行速度梯度为500s-1持续时间为1min的搅拌，再进行速度梯度为40s-1持续时间为15～25min的搅拌；
(3)将步骤(2)的上清液泵入水解酸化池，搅动池底的污泥，使废水与池内污水不断充分混合，厌氧菌与废水中的有机物得到充分的接触反应，以使废水中的大分子物质转变为小分子；
(4)将步骤(3)的出水泵入pH精调池，并控制pH精调池的出水pH值在7.8～8.1之间；
(5)将步骤(4)调节的印染废水泵入臭氧催化氧化塔中，经催化氧化后，出水车间回用或达标外排。
2.根据权利要求1所述的一种印染废水回用处理工艺，其特征在于，步骤(2)中，所用的混凝剂为铁系絮凝剂和石灰助凝剂，且所述混凝剂的投加量为20～50mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种印染废水回用处理工艺，其特征在于，步骤(4)中，所述pH精调池中加入0.5～1mol/L工业硫酸或0.5～1mol/L工业氢氧化钠中的任意一种，且所述pH精调池中装有pH计和自控系统。
4.根据权利要求1所述的一种印染废水回用处理工艺，其特征在于，所述臭氧催化氧化塔为鼓泡塔反应器，所述反应器为圆柱型，废水从鼓泡塔底部进入，顶部侧向流出；且在所述臭氧催化氧化塔的底部安装有臭氧扩散装置，臭氧通过微孔曝气头释放。
5.根据权利要求4所述的一种印染废水回用处理工艺，其特征在于，所述臭氧投加量为350～550mg/L，废水停留时间为20～40min。
6.根据权利要求5所述的一种印染废水回用处理工艺，其特征在于，所述臭氧催化氧化塔内填装分子筛负载臭氧催化剂，且填装密度为120～300g/L。
7.根据权利要求6所述的一种印染废水回用处理工艺，其特征在于，所述分子筛负载臭氧催化剂，采用浸渍法制备，具体工艺如下：
①活化载体
将分子筛浸入以体积百分比为2～10％的硫酸溶液中，浸渍8～10h后，在105℃～110℃的鼓风干燥箱中烘干6～8h，然后再浸渍再烘干，如此反复不少于3次，即得催化剂载体；
②催化剂制备
将硝酸铈、十六烷基三甲基溴化铵和尿素溶于去离子水中，然后放于磁力搅拌器上搅拌，使溶质全部溶解，得到无色透明的混合溶液；将步骤①得到的催化剂载体和混合溶液转移到内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中密封，放入烘箱中水热反应，然后自然冷却至室温得到产物；将产物用去离子水、无水乙醇洗涤，然后干燥得到氧化铈前驱体；将氧化铈前驱体高温煅烧，即得臭氧催化剂。
8.根据权利要求7所述的一种印染废水回用处理工艺，其特征在于，步骤②中CTAB、尿素、硝酸铈、去离子水的添加量的质量比为1：(4～8)：(10～30)：(2000～5000)。
9.根据权利要求7所述的一种印染废水回用处理工艺，其特征在于，步骤②中水热反应的工艺条件为：在135℃～155℃下反应3～5h。
10.根据权利要求7所述的一种印染废水回用处理工艺，其特征在于，步骤②中，所述氧化铈前驱体高温煅烧的工艺条件为：在450℃～550℃下煅烧3～5h。
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| CN109607929A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-04-12 | 广东金颢轩环境工程设备科技有限公司 | 一种印染废水回用处理工艺 |
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