CN109824209B - 一种染整废水的吸附剂再生处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种染整废水的吸附剂再生处理工艺，染整废水经预步处理得到预处理废水，预处理废水经脱色处理，得到吸附污染物质的污染吸附物，污染吸附物经蒸汽处理，即可将污染物质剥离，得到再生的吸附剂。与现有技术相比，该工艺简单，且吸附剂可多次再生循环使用，节约了染整废水处理的成本，同时，再生的吸附剂具有相对稳定的吸附能力。

Description

一种染整废水的吸附剂再生处理工艺

技术领域

本发明涉及染整废水处理领域，更具体地说涉及一种染整废水的吸附剂再生处理工艺。

背景技术

染整废水是以加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品为主的印染企业排出的废水，针对具有分散、活性、酸性等染料废水的处理，目前常见的处理方法主要有物理法、生物化学法和电解法，其中生物化学法和物理法往往混合使用会达到更好的效果，在物理法中应用最多的是吸附，生物化学法主要有混凝和氧化等。

吸附处理使用的吸附剂多种多样，但是随着国家对固体废弃物排放管理的日益严格，吸附剂作为固体废弃物直接排放受到了限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种染整废水的吸附剂再生处理工艺，其使得吸附剂可以重复使用，节约染整废水处理的成本，且环保。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种染整废水的吸附剂再生处理工艺，染整废水经预处理得到预处理废水，而后依次包括如下步骤：

(1)、脱色处理：采用吸附剂对所述预处理废水进行脱色，所述吸附剂吸附所述预处理废水中的污染物质，得到污染吸附物和脱色后的上清废水，所述上清废水直接进入生化处理单元；

(2)、酸化处理：将所述污染吸附物加入酸性溶液中，所述污染吸附物与酸性溶液的质量比为1：1，静止0.5-2小时，随后提取经酸化的所述污染吸附物，其中，所述污染吸附物加入前的所述酸性溶液的浓度为5％-20％；

(3)、蒸汽处理，依次包括如下步骤：

a、预热：经酸化处理的所述污染吸附物通过通入10-30min的蒸汽进行预热，且将所述污染吸附物的温度加热至50-80℃；

b、混合：对预热后的所述污染吸附物进行搅拌，搅拌的同时再次通入蒸汽，此次蒸汽温度为120℃-180℃，搅拌时间为10-30min，蒸汽持续时间为10-30min，所述污染吸附物所在环境的压力为0.2Mp-0.3Mp；

c、降温：对混合后的所述污染吸附物进行自然冷却，同时对混合后的所述污染吸附物进行搅拌，直至混合后的所述污染吸附物降温至50-80℃，停止搅拌；

d、分层：静置5-10min后，经降温的所述污染吸附物脱附，得到再生吸附剂，且所述污染吸附物脱附出来的浓污染水与所述再生吸附剂呈现分层；

(4)、回用：所述再生吸附剂重新放入步骤(1)中进行使用；

(5)、浓污染水处理：步骤(3)中的所述浓污染水采用芬顿氧化法进行处理，得到处理废水，所述处理废水进入所述生化处理单元进行处理。

所述吸附剂包括膨润土和沸石，所述沸石：所述膨润土的质量比为3：1。

所述酸性溶液采用稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸、草酸、乳酸或柠檬酸。

所述酸化处理和所述蒸汽处理均在解吸反应釜中完成，所述解吸反应釜包括具有中空部的反应壳体，用于供所述再生吸附剂排出的吸附剂排空孔，用于供蒸汽进入的蒸汽进孔，用于供蒸汽排出的蒸汽出孔，用于供所述浓污染水排出的溢流孔和安装于所述中空部内的搅拌件，所述吸附剂排空孔、所述蒸汽进孔、所述蒸汽出孔和所述溢流孔均与所述中空部连通。

所述脱色处理在吸附池中完成，所述脱色处理依次包括如下步骤：

a、混合：所述预处理废水进入所述吸附池中，所述吸附剂添加至所述吸附池中，通过所述吸附池中的搅拌和间歇曝气处理实现所述吸附剂和所述预处理废水的混合，所述预处理废水中的色度和难降解物质均均吸附到所述吸附剂上，其中，搅拌和间歇曝气处理时间均为10-30min；

b、沉淀：在停止搅拌和间歇曝气处理后，静止5-10min，吸附饱和的所述吸附剂沉淀得到污染吸附物，所述预处理废水中的色度和难降解物质被吸附后得到所述上清废水，所述上清废水和所述污染吸附物呈现分层；

c、排放：将所述上清废水排放至所述生化处理单元的水解酸化池中，所述污染吸附物进入步骤(2)中。

所述间歇曝气处理采用压缩空气从所述吸附池的底部喷入所述吸附池中。

步骤(5)中在芬顿反应罐中完成。

本发明具有如下有益效果：对吸附剂进行再生，工艺简单，且使得染整废水中的吸附剂可以重复使用，节约成本，且环保，并且，使用的多次再生的吸附剂后，染整废水的色度、COD浓度和毒性在后续常规处理中均达标。而且，通过蒸汽处理工艺，令污染吸附剂脱附，具有高效性和稳定性，保证了吸附剂的重复稳定性。

进一步地，芬顿氧化法仅用于处理浓污染水，不用于全部染整废水中，因芬顿氧化法的成本较高，故大大降低了处理费用。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

图2为解吸反应釜的结构示意图。

图中；

11-反应壳体 111-中空部

12-吸附剂排空孔 13-蒸汽进孔

14-蒸汽出孔 15-溢流孔

16-搅拌装置

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

本发明一种染整废水的吸附剂再生处理工艺，如图1所示，对染整废水进行常规的预处理得到预处理废水，吸附剂再生处理工艺依次包括如下步骤：

(1)、脱色处理：采用吸附剂对预处理废水进行脱色，吸附剂吸收预处理废水中的污染物质，得到污染吸附物和脱色后的上清废水，并且，吸附饱和的吸附剂沉淀得到污染吸附物；其中，污染物质包括废水色度物质和难降解物质；

(2)、酸化处理：将污染吸附物加入酸性溶液中，污染吸附物和酸性溶液的质量比为1：1合，静止0.5-2小时后，随后将酸化的污染吸附物从酸性溶液中提取出来，其中，污染吸附物加入前的酸性溶液的浓度为5％-20％；经酸化处理后，改善了污染吸附物中的污染物质的亲水性；本实施例中，污染吸附物加入酸性溶液中后静置1小时；

(3)、蒸汽处理，依次包括如下步骤：

a、预热：经步骤(2)处理后的污染吸附物通入蒸汽进行预热，将污染吸附物的温度从室温加热至50-80℃，蒸汽通入时间为10-30min；本实施例中，将污染吸附物的温度加热至80℃，真气持续通入时间为15min；

b、混合：对预热后的污染吸附物进行搅拌，同时在搅拌过程中给预热后的污染吸附物再次通入蒸汽，此次蒸汽温度为120℃-180℃，搅拌时间为10-30min，蒸汽持续时间为10-30mi n，污染吸附物所在环境的压力为0.2Mp-0.3Mp；本实施例中，蒸汽持续时间为15min；

c、降温：对混合完成后的污染吸附物进行自然冷却，在自然冷却的同时对混合后的污染吸附物进行搅拌，直至混合后的污染吸附物的温度降至50-80℃，停止搅拌；其中，预热、自然冷却和搅拌过程中已被吸附的污染物质从污染吸附物脱附出来；本实施例中，混合后的污染吸附物的温度降至80℃；

d、分层：静置5-10min，经降温的污染吸附物脱附，得到再生吸附剂，且污染吸附物脱附出来的的浓污染水与再生吸附剂呈现分层；其中，该浓污染水为相比于染整废水浓度更高的废水；

(4)、回用：再生吸附剂重新投入步骤(1)中进行使用；

(5)、浓污染水处理:步骤(3)中的浓污染水采用芬顿氧化法进行处理，得到处理废水，所述处理废水进入生化处理单元进行处理。

本实施例中，采用的吸附剂包括沸石和膨润土，并且，沸石：膨润土的质量比为3：1。此外，吸附剂还可采用活性炭、大孔吸附树脂、天然沸石或天然膨润土等常规吸附剂。

沸石的制备方法，称取20g沸石原料加入300ml的溴化十六烷基砒啶溶液，溴化十六烷基砒啶溶液的初始浓度为25mmol/L，得到混合液；将混合液置于40℃的水浴振荡器中反应48h；反应结束后对混合液进行离心分离，收集沉淀物，自然晾干即可得到沸石。

膨润土的制备方法，原料土溶于纯净水中，原料土与纯净水的质量比为1：5，得到混合液；在混合液中加入十六烷三甲基溴化铵溶液，十六烷三甲基溴化铵溶液的质量为原料土质量的60％，随后在80℃的温度下搅拌反应90min，反应后过滤，并用去离子水洗涤至溶液中无Cl-或Br-，随后在80℃-90℃下烘干，研磨至粒度80um，即可得到膨润土。

本发明中，酸性溶液采用稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸、草酸、乳酸或柠檬酸，本实施例中，酸性溶液采用稀醋酸溶液。

本发明中，步骤(2)和步骤(3)在解吸反应釜中完成，该解吸反应釜为常规的反应釜，如图2所示，解吸反应釜包括反应壳体11、吸附剂排空孔口12、蒸汽进孔13、蒸汽出孔14、溢流孔15和搅拌装置16，吸附剂排空孔用于供污染吸附物进入和供再生吸附剂排出，蒸汽进孔13用于供蒸汽进入，蒸汽出孔14用于供蒸汽排出，溢流孔15用于供浓污染水排出。

需说明的是：在步骤(2)中，温度为120-180℃的蒸汽从解吸反应釜的底部喷入解吸反应釜的内部，蒸汽喷射带动溶液主体产生剧烈扰动，形成流化床，使得污染吸附物与酸性溶液强烈混合，从而增强了反应效率，使得平均色度释放率达到90％，与未有蒸汽射流扰动的混合方式(常规工艺一)相比，常规工艺一的色度释放率一般为25％左右。

展开来说，反应壳体11为密封的筒状结构，反应壳体11具有中空部111，吸附剂排空孔12、蒸汽进孔13、蒸汽出孔14和溢流孔15分别开设于反应壳体11上，且均与中空部111相连通，吸附剂排空孔12开设于反应壳体111的底部，蒸汽进孔13、蒸汽出孔14和溢流孔15均位于反应壳体11的顶部，并且，蒸汽进孔13、蒸汽出孔14、溢流孔14和吸附剂排空孔分别插入有连通管。搅拌装置16包括电机、叶片和与叶片连接的转动轴，电机的输出轴与转动轴按常规方式连接，例如通过联轴器连接，转动轴穿插于反应壳体11中，且叶片处于中空部111内，电机位于反应壳体11的顶部的外侧，并与吸附排空孔12相背布置。蒸汽进孔13和蒸汽出孔14分别位于转动轴的两侧。

本发明中，步骤(1)在吸附池进行，吸附池为常规锥底混凝土构筑物，配设有压缩空气曝气头和搅拌装置。吸附池内添加吸附剂，且吸附剂和染整废水在吸附池内通过搅拌和间歇曝气处理实现混合。

脱色处理，依次包括如下步骤：

a、混合：预处理废水进入吸附池中，往吸附池中添加吸附剂，通过搅拌和间歇曝气处理实现吸附剂和预处理废水的混合，预处理废水中的污染物质吸附在吸附剂上，搅拌和间歇曝气处理时间均为10-30min，其中，污染物质包括色度和难降解物质；本实施例中，搅拌和间歇曝气处理时间均为20min；

b、沉淀：停止搅拌和间歇曝气处理，静置5-10min，吸附饱和的吸附剂沉淀得到污染吸附物，预处理废水中的污染物质被吸附后得到上清废水，上清废水和污染吸附物呈分层现象；

c、排放：将上清废水排放至生化处理单元中的水解酸化池中，污染吸附物排放至解吸反应釜中。

本发明中，步骤(5)在芬顿反应罐中完成，芬顿反应罐为现有常规的反应罐。

本发明中，预处理，依次包括如下步骤：

(1)、染整废水过滤：采用排水管将染整废水排入到格栅池中，经过格栅池的过滤除去染整废水中大部分的漂浮和悬浮杂物，使得染整废水中的SS(固体悬浮物)浓度降低；

(2)、染整废水初步处理：经过过滤的染整废水进入调节池中，根据过滤的染整废水的酸碱性，往调节池中加酸或加碱，调节过滤的废水的PH至8-10；

(3)、染整废水一级沉淀：经过初步处理的染整废水进入预沉池内，加入混凝剂，进行染整废水的混凝和絮凝反应，实现染整废水和固体悬浮物的分离，去除染整废水中大部分的固体悬浮物，得到预处理废水。

进一步地，脱色处理后得到的上清废水依次经过生化处理单元和二级沉淀池后排出，生化处理单元依次包括下述步骤：

1、水解酸化处理；在水解酸化池中进行酸化水解；

2、厌氧处理：酸化水解的上清废水进入厌氧池中，在厌氧微生物的作用下，上清废水中的染料等大分子、难降解的有机物分解成小分子有机物，使上清废水中溶解性有机物的含量显著提高；

3、接触氧化处理：经水解酸化池的上清废水进入接触氧化池进行降解和氧化，上清废水中的大部分有机物分解成CO₂和H₂O；

本发明中，二级沉淀的作用是：吸附剂再生处理工艺的步骤(5)中的处理废水排入反应缓冲池中，并与经接触氧化池后进入二级沉淀池的上清废水混合，得到二次废水，二次废水进入二级沉淀池中，将二次废水中生化处理产生的污泥沉淀分离；

5、排出：排出经过二级沉淀池的二次废水，得到出水。

需说明的是，每1000L的综合污水，使用2kg的吸附剂，经步骤(3)后，2kg的吸附剂会产生20L的浓污染水，20L的浓污染水经芬顿氧化法后得到处理废水。根据实验表明，与20L预处理废水未采用芬顿氧化直接混入接触氧化池中(常规工艺二)进行处理相比，经芬顿氧化后的处理废水从对比工艺二的120倍色度降低为30倍色度，从常规工艺二的75发光细菌抑制率降低为5％抑制率。

本发明中，染整废水经处理后得到的出水的参数见表1。

本发明中，同一染整废水的参数下，以下述参数为例，COD浓度为3200-3600mg/L，色度为280-320倍，氨氮含量为35-55mg/L，SS为300-400mg/L，各实施例给出了经染整给水处理后出水的参数。

实施例一为使用从未使用过的吸附剂后最终排出的出水的参数。

实施例二为使用1次再生的吸附剂经后最终排出的出水的参数。

实施例三为使用4次再生的吸附剂经后最终排出的出水的参数。

实施例四为使用8次再生的吸附剂经后最终排出的出水的参数。

表1 为实施例一-实施例四中染整废水经处理后出水的参数。

实施例编号	COD(mg/L)	色度	氨氮(mg/L)	SS(mg/L)
					1	250	19	9	50
2	270	22	11	52
					3	320	27	7	47
4	420	47	10	55

本发明一种染整废水的吸附剂再生处理工艺，对吸附剂进行再生，工艺简单，且使得染整废水中的吸附剂可以重复使用，节约成本，并且，使用的多次再生的吸附剂后，染整废水的色度、COD浓度和毒性在后续常规处理中均达标。而且，通过蒸汽处理工艺，令污染吸附剂脱附，具有高效性和稳定性，保证了吸附剂的重复稳定性。

进一步地，芬顿氧化法仅用于处理浓污染水，不用于全部染整废水中，因芬顿氧化法的成本较高，故大大降低了处理费用。

以上所述仅为本实施例的优选实施例，凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本发明的权利要求范围。

Claims (7)

1.一种染整废水的吸附剂再生处理工艺，其特征在于，染整废水经预处理得到预处理废水，而后依次包括如下步骤：

(1)、脱色处理：采用吸附剂对所述预处理废水进行脱色，所述吸附剂吸附所述预处理废水中的污染物质，得到污染吸附物和脱色后的上清废水，所述上清废水直接进入生化处理单元；

(2)、酸化处理：将所述污染吸附物加入酸性溶液中，所述污染吸附物与酸性溶液的质量比为1：1，静止0.5-2小时，随后提取经酸化的所述污染吸附物，其中，所述污染吸附物加入前的所述酸性溶液的浓度为5％-20％；

(3)、蒸汽处理，依次包括如下步骤：

a、预热：经酸化处理的所述污染吸附物通过通入10-30min的蒸汽进行预热，且将所述污染吸附物的温度加热至50-80℃；

b、混合：对预热后的所述污染吸附物进行搅拌，搅拌的同时再次通入蒸汽，此次蒸汽温度为120℃-180℃，搅拌时间为10-30min，蒸汽持续时间为10-30min，所述污染吸附物所在环境的压力为0.2Mp-0.3Mp；

c、降温：对混合后的所述污染吸附物进行自然冷却，同时对混合后的所述污染吸附物进行搅拌，直至混合后的所述污染吸附物降温至50-80℃，停止搅拌；

d、分层：静置5-10min后，经降温的所述污染吸附物脱附，得到再生吸附剂，且所述污染吸附物脱附出来的浓污染水与所述再生吸附剂呈现分层；

(4)、回用：所述再生吸附剂重新放入步骤(1)中进行使用；

(5)、浓污染水处理：步骤(3)中的所述浓污染水采用芬顿氧化法进行处理，得到处理废水，所述处理废水进入所述生化处理单元进行处理。

2.根据权利要求1所述的一种染整废水的吸附剂再生处理工艺，其特征在于：所述吸附剂包括膨润土和沸石，所述沸石：所述膨润土的质量比为3：1。

3.根据权利要求1所述的一种染整废水的吸附剂再生处理工艺，其特征在于：所述酸性溶液采用稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸、草酸、乳酸或柠檬酸。

4.根据权利要求1所述的一种染整废水的吸附剂再生处理工艺，其特征在于：所述酸化处理和所述蒸汽处理均在解吸反应釜中完成，所述解吸反应釜包括具有中空部的反应壳体，用于供所述再生吸附剂排出的吸附剂排空孔，用于供蒸汽进入的蒸汽进孔，用于供蒸汽排出的蒸汽出孔，用于供所述浓污染水排出的溢流孔和安装于所述中空部内的搅拌件，所述吸附剂排空孔、所述蒸汽进孔、所述蒸汽出孔和所述溢流孔均与所述中空部连通。

5.根据权利要求1或4所述的一种染整废水的吸附剂再生处理工艺，其特征在于：所述脱色处理在吸附池中完成，所述脱色处理依次包括如下步骤：

a、混合：所述预处理废水进入所述吸附池中，所述吸附剂添加至所述吸附池中，通过所述吸附池中的搅拌和间歇曝气处理实现所述吸附剂和所述预处理废水的混合，所述预处理废水中的色度和难降解物质均吸附到所述吸附剂上，其中，搅拌和间歇曝气处理时间均为10-30min；

b、沉淀：在停止搅拌和间歇曝气处理后，静止5-10min，吸附饱和的所述吸附剂沉淀得到污染吸附物，所述预处理废水中的色度和难降解物质被吸附后得到所述上清废水，所述上清废水和所述污染吸附物呈现分层；

c、排放：将所述上清废水排放至所述生化处理单元的水解酸化池中，所述污染吸附物进入步骤(2)中。

6.根据权利要求5所述的一种染整废水的吸附剂再生处理工艺，其特征在于：所述间歇曝气处理采用压缩空气从所述吸附池的底部喷入所述吸附池中。

7.根据权利要求1所述的一种染整废水的吸附剂再生处理工艺，其特征在于：步骤(5)中在芬顿反应罐中完成。

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