CN109574401A - 纺织助剂生产废水零排放处理工艺及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纺织助剂生产废水零排放处理工艺及设备，该处理工艺首先将生产废水通过废水调节池调节水量和水质，然后经一体式气浮机进行气浮除渣除油和调整流出液的pH值为偏酸性，再将流出液进行真空蒸发去除难生物降解的表面活性剂等有机物和盐分后，依次经高级氧化池芬顿氧化、混凝沉淀池絮凝沉淀、水解酸化池水解酸化和MBR膜生物反应器好氧菌尤其是硝化细菌作用并膜分离后，使用RO处理装置进行反渗透处理，处理浓水回流至一体式气浮机，处理产水回用与生产线或作为纯水原水；该工艺和装置能够实现纺织助剂生产废水氮磷的零排放，且废水处理后能够直接进行再次利用，大大节约了用水。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水处理工艺及设备，尤其涉及一种纺织助剂生产废水零排放处理工艺及设备，属于废水处理技术领域。
背景技术
纺织助剂是纺织品生产加工过程中必需的化学品，其对提高纺织品的产品品质和附加价值具有不可或缺的重要作用。纺织助剂不仅能赋予纺织品各种特殊功能和风格，如柔软、防皱、防缩、防水、抗菌、抗静电、阻燃等，还可以改进染整工艺，起到节约能源和降低加工成本的作用，因此其对提升纺织工业的整体水平及在纺织产业链中的作用是至关重要的。
目前我国纺织助剂生产过程多半采用人工或半机械化操作，生产中的一些主要单元反应仍采用传统工艺，而传统工艺中清洁工艺和技术应用尚不普遍。另外由于纺织助剂品种繁多且多数品种产量不大，制造过程中会产生相当数量成分复杂的“三废”，而现有技术对该“三废”的处理水平低下，因此纺织助剂产品制造过程中的污染问题已成为制约纺织助剂行业发展的瓶颈。
当前处理化学有机助剂的工程实例较多。如刘国信等人对化工助剂生产废水采用了真空蒸发—水解酸化—接触氧化—混凝沉淀工艺来处理化工助剂废水；时鹏辉等人采用物化处理—水解酸化—改良SBR工艺来处理橡胶助剂废水；刘勃等人采用Fenton氧化—电解—水解酸化—固定化微生物工艺来处理塑料助剂废水，虽然以上处理方式均可达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996) 二级标准，但却鲜有专门针对纺织助剂废水的处理工艺和装置。而现有技术中当前采用的针对纺织印染助剂生产废水的处理工艺如附图1中所述。
由于纺织助剂排放废水中的污染物主要来源于产品反应过程中的低沸物、洗釜残留物和地面残渣，因此废水中表面活性剂及乳化剂、氨氮、有机胺和有机物含量较高，水质较复杂，难降解物质多。而各地区对污水排放要求不同，根据《关于开展太湖流域地区化工行业污染整治工作的通知》、《江苏省太湖水污染防治条例》的规定，太湖流域新建、改建、扩建的项目必须实现氮磷零排放，因此需要开发一种纺织助剂生产废水零排放的处理工艺及设备来处理该类废水。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种纺织助剂生产废水零排放处理工艺及设备，使用该处理工艺及设备能够将纺织助剂生产中的废水处理后进行回用，节约用水的同时达到零排放。
本发明的技术方案是：
本发明公开了一种纺织助剂生产废水零排放处理工艺，该处理工艺包括下述步骤：
S1：废水收集调节：将纺织助剂生产废水收集于废水调节池内，该废水调节池内设有集水坑和曝气装置，利用曝气装置的穿孔曝气作用对废水进行水质和水量的调节，利用集水坑便于排空废水调节池内的废水；
S2：废水气浮处理：将经废水调节池处理后的废水由第一提升泵和管道引入一体式气浮机内，利用一体式气浮机进行气浮除渣除油，该一体式气浮机处理所得油泥排出一体式气浮机，该一体式气浮机处理所得液体使用pH调节剂调整至偏酸性；
S3：废水蒸发处理：将经一体式气浮机处理后偏酸性的废水由第一真空泵和管道引入蒸发器内进行真空蒸发，真空蒸发处理所得冷凝水流入冷凝水桶，蒸发处理所得母液委外处理；
S4：废水生化处理：将冷凝水桶内的冷凝水由第二提升泵和管道引入高级氧化池，在该高级氧化池内采用芬顿氧化法进行氧化处理将冷凝水中的难降解有机物氧化分解为较易降解的小分子存在于冷凝水中；经高级氧化池处理后的冷凝水流入混凝沉淀池内，在该混凝沉淀池内采用混凝絮凝剂使其中的可沉淀和絮凝成分沉降；经混凝沉淀池处理后的冷凝水流入水解酸化池内，在该水解酸化池内采用水解酸化药剂进行有机物的进一步降解；经水解酸化池处理后的冷凝水流入MBR膜生物反应器内，经反应器的MBR膜反应处理，处理所得 MBR产水由第二真空泵和管道引入MBR产水池；
S5：废水RO处理：将MBR产水池内的水由第三提升泵和管道引入RO处理装置进行反渗透处理，去除MBR产水内的化学离子、细菌、真菌和病毒体，该RO处理装置处理所得浓水进入一体式气浮机并随后续进行循环处理，RO浓水的盐分经蒸发器处理后被去除；该RO处理装置处理所得产水流入RO产水桶，该RO产水桶内的RO产水由第四提升泵和管道作用回用于生产线或作为纯水原水使用。
其进一步的技术方案是：
步骤S2中在一体式气浮机内进行除渣除油时，向引入的废水调节池处理后废水中依次添加无机碱和混凝絮凝剂，絮凝沉降得到油泥。
所述无机碱为氢氧化钠和氢氧化钙的混合物，所述混凝絮凝剂为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的混合物。
步骤S2中所述用于将一体式气浮机处理所得液体调整至偏酸性的pH调节剂为硫酸。
步骤S4中芬顿氧化法内采用的药剂为硫酸、硫酸铁和过氧化氢的混合物。
步骤S4中混凝沉淀池内采用的混凝絮凝剂为氢氧化钠、氢氧化钙、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的混合物。
步骤S4中水解酸化池内采用的水解酸化药剂为硫酸、营养盐和还原剂的混合物。
本发明还公开了一种上述处理工艺所使用的设备，该设备包括依次串连的废水调节池、第一提升泵、一体式气浮机、第一真空泵、蒸发器、冷凝水桶、第二提升泵、高级氧化池、混凝沉淀池、水解酸化池、MBR膜生物反应器、第二真空泵、MBR产水池和第三提升泵，所述第三提升泵的出水口与一RO处理装置的进水口连通，该RO处理装置的浓水出水口通过管道与一体式气浮机的进水口连通，所述RO处理装置的产水出水口通过管道与一RO产水桶连通，该RO产水桶的出水口处通过第四提升泵与回用生产线连通或与应用纯水原水的装置连通。
其进一步的技术方案是：
所述一体式气浮机上连通设有第一加药装置，所述高级氧化池上连通设有第二加药装置，所述混凝沉淀池上连通设有第三加药装置，所述水解酸化池上连通设有第四加药装置。
所述废水调节池的底部局部凹陷形成有一便于废水调节池排空的集水坑，所述第一提升泵的进水管路口与该集水坑连通；所述废水调节池的底部设有曝气装置，且废水调节池的人口处设有气体报警装置。
本发明的有益技术效果是：本申请所述处理工艺首先将生产废水通过废水调节池调节水量和水质，然后经一体式气浮机进行气浮除渣除油和调整流出液的pH值为偏酸性，再将流出液进行真空蒸发去除难生物降解的表面活性剂等有机物和盐分后，依次经高级氧化池芬顿氧化、混凝沉淀池絮凝沉淀、水解酸化池水解酸化和MBR膜生物反应器好氧菌尤其是硝化细菌作用并膜分离后，使用RO处理装置进行反渗透处理，处理浓水回流至一体式气浮机，处理产水回用与生产线或作为纯水原水；该工艺和装置能够实现纺织助剂生产废水氮磷的零排放，且废水处理后能够直接进行再次利用，大大节约了用水。
附图说明
图1是现有技术针对纺织印染助剂生产废水的处理工艺；
图2是本发明的处理工艺流程图；
图3是本发明所述设备的结构示意图；
其中：
1-废水调节池；2-第一提升泵；3-一体式气浮机；4-第一真空泵；5-蒸发器； 6-冷凝水桶；7-第二提升泵；8-高级氧化池；9-混凝絮凝池；10-水解酸化池； 11-MBR膜生物反应器；12-第二真空泵；13-MBR产水池；14-第三提升泵；15-RO 处理装置；16-RO产水桶；17-第四提升泵；18-第一加药装置；19-第二加药装置；20-第三加药装置；21-第四加药装置；22-集水坑；23-曝气装置。
具体实施方式
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，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
下面的具体实施例详细记载了本申请所述纺织助剂生产废水零排放处理工艺，该处理工艺主要包括下述步骤：
S1：废水收集调节。将纺织助剂生产废水集中于废水调节池内，该废水调节池内设有集水坑和曝气装置，利用曝气装置的穿孔曝气作用对废水进行水质和水量的调节，利用集水坑便于排空废水调节池内的废水；利用第一提升泵和管道将废水引入一体式气浮机内；此外还可以从第一提升泵的压水管处接出一管路至废水调节池，对废水调节池进行冲洗；在废水调节池内采用穿孔曝气的方式对废水进行水质和水量的调节，其还可以防止废水中携带的有毒有害、易燃易爆气体的积聚；此外在废水调节池的人口附近设有气体报警装置，来保证工作人员的安全。
S2：废水气浮处理。将经废水调节池处理后的废水由第一提升泵和管道引入一体式气浮机内，利用一体式气浮机进行气浮除渣除油，来防止残渣和油污对后续工艺产生影响。该一体式气浮机处理所得油泥排出一体式气浮机，该一体式气浮机处理所得液体使用pH调节剂调整至偏酸性。该步骤中在一体式气浮机内进行除渣除油时，向引入的废水调节池处理后废水中依次添加无机碱和混凝絮凝剂，絮凝沉降得到前述油泥；所使用的无机碱为氢氧化钠和氢氧化钙的混合物，所使用的混凝絮凝剂为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的混合物。此外该步骤中所使用的用于将一体式气浮机处理所得液体调整至偏酸性的pH调节剂为硫酸，在该偏酸性的pH条件下，废水中的含氮物质呈可溶盐状态，能够确保在后续的蒸发过程中废水中的含氮物质不会以氨氮的形式逸出。该一体式气浮机集反应、除渣去油、pH回调于一体，节省占地且操作维护方便。
S3：废水蒸发处理。将经一体式气浮机处理后偏酸性的废水由第一真空泵和管道引入蒸发器内进行真空蒸发，真空蒸发处理所得冷凝水流入冷凝水桶，蒸发处理所得母液委外处理。在经历该步骤前，偏酸性废水中有机物浓度、表面活性剂浓度和盐分浓度均较高，且难生物降解，经S2中气浮处理和本步骤的真空蒸发处理后，蒸出的冷凝水中有机物和盐分大大减少，提高了废水的B/C 值(即BOD5(生化需氧量)与COD(化学需氧量)的比值)，其所得冷凝水的水量为原水量的96wt.％左右；浓度较高的母液则委托有资质的企业进行处理。
S4：废水生化处理。将冷凝水桶内的冷凝水由第二提升泵和管道引入高级氧化池，在该高级氧化池内采用芬顿氧化法进行氧化处理将冷凝水中的难降解有机物氧化分解为较易降解的小分子存在于冷凝水中，其中芬顿氧化法所采用的药剂为硫酸、硫酸铁和过氧化氢的混合物，其利用铁离子作用于过氧化氢生成羟基自由基，利用该羟基自由基将难降解有机物裂解为较易降解小分子，进一步提高废水B/C值。
经高级氧化池处理后的冷凝水流入混凝沉淀池内，在该混凝沉淀池内采用混凝絮凝剂使其中的可沉淀和絮凝成分沉降，其中所采用的混凝絮凝剂为氢氧化钠、氢氧化钙、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的混合物，也可以是其他常用的沉淀剂和混凝絮凝剂。
经混凝沉淀池处理后的冷凝水流入水解酸化池内，在该水解酸化池内采用水解酸化药剂进行有机物的进一步降解，其中所采用的水解酸化药剂为硫酸、营养盐和还原剂的混合物，所使用的营养盐和还原剂均为本领域水解酸化池常用的营养盐和还原剂，是本领域技术人员所熟知的技术方案，本申请中不再赘述。
经水解酸化池处理后的冷凝水流入MBR膜生物反应器内，利用反应器内的好氧微生物尤其是硝化细菌和膜分离部件对冷凝水中的剩余微生物尤其是含氮微生物进行硝化，进一步降低冷凝水中的氨氮含量，处理所得MBR产水由第二真空泵和管道引入MBR产水池。上述的水解酸化、好氧菌MBR膜降解分离有机物效果非常好且设备的占地面积小，适于推广使用。
S5：废水RO处理。将MBR产水池内的水由第三提升泵和管道引入RO处理装置进行反渗透处理，去除MBR产水内的化学离子、细菌、真菌和病毒体，该RO处理装置处理所得浓水随废水调节池内的废水一起进入一体式气浮机并随后续进行循环处理，RO浓水中的盐分经蒸发器处理后被去除；该RO处理装置处理所得产水流入RO产水桶，该RO产水桶内的RO产水的水质类自来水的水质，该RO产水桶内的RO产水由第四提升泵和管道作用回用于生产线或作为纯水原水使用，不进行对外排放。
本申请使用上述的处理工艺，所能达到的纺织助剂生产废水处理情况如下：原水COD值为40000mg/L，经废水气浮处理后COD值为33000mg/L，再经废水蒸发处理后COD值为400mg/L，然后经废水生化处理后COD值为60mg/L，最后经废水RO处理后得到的RO产水的COD值为8mg/L，可见其处理效果非常优异。
本具体实施例还详细记载了一种上述处理工艺所使用的设备，该设备包括依次串连的废水调节池1、第一提升泵2、一体式气浮机3、第一真空泵4、蒸发器5、冷凝水桶6、第二提升泵7、高级氧化池8、混凝沉淀池9、水解酸化池10、MBR膜生物反应池11、第二真空泵12、MBR产水池13和第三提升泵 14，所述第三提升泵的出水口与一RO处理装置15的进水口连通，该RO处理装置的浓水出水口通过管道与一体式气浮机3的进水口连通，所述RO处理装置的产水出水口通过管道与一RO产水桶16连通，该RO产水桶的出水口处通过第四提升泵17与回用生产线连通或与应用纯水原水的装置连通。其中废水调节池1的底部局部凹陷形成有一便于废水调节池排空的集水坑22，第一提升泵 2的进水管路口与该集水坑连通；废水调节池1的底部设有曝气装置23，用于调节废水调节池内废水的水质和水量；且废水调节池的人口处设有气体报警装置。此外一体式气浮机3上连通设有第一加药装置18，用于向该一体式气浮机内添加无机碱、混凝絮凝剂和pH调节剂；高级氧化池8上连通设有第二加药装置19，用于向高级氧化池内添加芬顿氧化法所采用的药剂如硫酸、硫酸铁和过氧化氢的混合物；混凝沉淀池9上连通设有第三加药装置20，用于向混凝沉淀池内添加混凝絮凝剂如氢氧化钠、氢氧化钙、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的混合物；水解酸化池10上连通设有第四加药装置21，用于向水解酸化池内添加水解酸化药剂如硫酸、营养盐和还原剂的混合物。
本申请所述处理工艺首先将生产废水通过废水调节池调节水量和水质，然后经一体式气浮机进行气浮除渣除油和调整流出液的pH值为偏酸性，再将流出液进行真空蒸发去除难生物降解的表面活性剂等有机物和盐分后，依次经高级氧化池芬顿氧化、混凝沉淀池絮凝沉淀、水解酸化池水解酸化和MBR膜生物反应器好氧菌尤其是硝化细菌作用并膜分离后，使用RO处理装置进行反渗透处理，处理浓水回流至一体式气浮机，处理产水回用与生产线或作为纯水原水；该工艺和装置能够实现纺织助剂生产废水氮磷的零排放，且废水处理后能够直接进行再次利用，大大节约了用水。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种纺织助剂生产废水零排放处理工艺，其特征在于，包括下述步骤：
S1：废水收集调节：将纺织助剂生产废水收集于废水调节池内，该废水调节池内设有集水坑和曝气装置，利用曝气装置的穿孔曝气作用对废水进行水质和水量的调节，利用集水坑便于排空废水调节池内的废水；
S2：废水气浮处理：将经废水调节池处理后的废水由第一提升泵和管道引入一体式气浮机内，利用一体式气浮机进行气浮除渣除油，该一体式气浮机处理所得油泥排出一体式气浮机，该一体式气浮机处理所得液体使用pH调节剂调整至偏酸性；
S3：废水蒸发处理：将经一体式气浮机处理后偏酸性的废水由第一真空泵和管道引入蒸发器内进行真空蒸发，真空蒸发处理所得冷凝水流入冷凝水桶，蒸发处理所得母液委外处理；
S4：废水生化处理：将冷凝水桶内的冷凝水由第二提升泵和管道引入高级氧化池，在该高级氧化池内采用芬顿氧化法进行氧化处理将冷凝水中的难降解有机物氧化分解为较易降解的小分子存在于冷凝水中；经高级氧化池处理后的冷凝水流入混凝沉淀池内，在该混凝沉淀池内采用混凝絮凝剂使其中的可沉淀和絮凝成分沉降；经混凝沉淀池处理后的冷凝水流入水解酸化池内，在该水解酸化池内采用水解酸化药剂进行有机物的进一步降解；经水解酸化池处理后的冷凝水流入MBR膜生物反应器内，经反应器的MBR膜反应处理，处理所得MBR产水由第二真空泵和管道引入MBR产水池；
S5：废水RO处理：将MBR产水池内的水由第三提升泵和管道引入RO处理装置进行反渗透处理，去除MBR产水内的化学离子、细菌、真菌和病毒体，该RO处理装置处理所得浓水进入一体式气浮机并随后续进行循环处理，RO浓水的盐分经蒸发器处理后被去除；该RO处理装置处理所得产水流入RO产水桶，该RO产水桶内的RO产水由第四提升泵和管道作用回用于生产线或作为纯水原水使用。
2.根据权利要求1所述纺织助剂生产废水零排放处理工艺，其特征在于：步骤S2中在一体式气浮机内进行除渣除油时，向引入的废水调节池处理后废水中依次添加无机碱和混凝絮凝剂，絮凝沉降得到油泥。
3.根据权利要求2所述纺织助剂生产废水零排放处理工艺，其特征在于：所述无机碱为氢氧化钠和氢氧化钙的混合物，所述混凝絮凝剂为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的混合物。
4.根据权利要求1所述纺织助剂生产废水零排放处理工艺，其特征在于：步骤S2中所述用于将一体式气浮机处理所得液体调整至偏酸性的pH调节剂为硫酸。
5.根据权利要求1所述纺织助剂生产废水零排放处理工艺，其特征在于：步骤S4中芬顿氧化法内采用的药剂为硫酸、硫酸铁和过氧化氢的混合物。
6.根据权利要求1所述纺织助剂生产废水零排放处理工艺，其特征在于：步骤S4中混凝沉淀池内采用的混凝絮凝剂为氢氧化钠、氢氧化钙、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的混合物。
7.根据权利要求1所述纺织助剂生产废水零排放处理工艺，其特征在于：步骤S4中水解酸化池内采用的水解酸化药剂为硫酸、营养盐和还原剂的混合物。
8.一种权利要求1至7中任一权利要求所述处理工艺所使用的设备，其特征在于：包括依次串连的废水调节池(1)、第一提升泵(2)、一体式气浮机(3)、第一真空泵(4)、蒸发器(5)、冷凝水桶(6)、第二提升泵(7)、高级氧化池(8)、混凝沉淀池(9)、水解酸化池(10)、MBR膜生物反应器(11)、第二真空泵(12)、MBR产水池(13)和第三提升泵(14)，所述第三提升泵的出水口与一RO处理装置(15)的进水口连通，该RO处理装置的浓水出水口通过管道与一体式气浮机(3)的进水口连通，所述RO处理装置的产水出水口通过管道与一RO产水桶(16)连通，该RO产水桶的出水口处通过第四提升泵(17)与回用生产线连通或与应用纯水原水的装置连通。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：所述一体式气浮机(3)上连通设有第一加药装置(18)，所述高级氧化池(8)上连通设有第二加药装置(19)，所述混凝沉淀池(9)上连通设有第三加药装置(20)，所述水解酸化池(10)上连通设有第四加药装置(21)。
10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：所述废水调节池(1)的底部局部凹陷形成有一便于废水调节池排空的集水坑(22)，所述第一提升泵(2)的进水管路口与该集水坑连通；所述废水调节池(1)的底部设有曝气装置(23)，且废水调节池的人口处设有气体报警装置。
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