CN110627315A - 一种纺织印染污水深度处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纺织印染污水深度处理系统及方法。本发明的处理系统包括通过管道依次连接的预处理池、水解酸化池、厌氧‑缺氧‑好氧池、MBR膜池、臭氧接触氧化池和生物滤池；所述预处理池连接有进水管；所述臭氧接触氧化池连接有O₃‑富氧空气混合气发生装置；所述厌氧‑缺氧‑好氧池中的好氧池和臭氧接触氧化池之间设置有通过管道连接的尾气回用装置；所述生物滤池连接有排水管。本发明的处理方法包括以下操作：预处理、水解酸化、厌氧处理‑缺氧处理‑好氧处理、MBR膜强化生化处理及过滤、接触氧化和生物过滤。本发明的纺织印染污水深度处理系统和方法对COD的去除效果好，处理成本低，处理后的水可以直接外排或作为中水进行回用。

Description

一种纺织印染污水深度处理系统及方法

技术领域

本发明涉及一种纺织印染污水深度处理系统及方法，属于污水处理技术领域。

背景技术

纺织印染行业的用水量及污水排放量大，在当今水资源匮乏、生态环境保护日益严苛的限制条件下，纺织印染企业的生存与正常生产正受到严峻的挑战。纺织印染企业污水的特点是污染物浓度高，具体表现为高COD、高色度、高悬浮物含量、高pH值，且还含有一定量的不可生化处理COD，此外纺织印染企业不同时间段排放的污水的水质和水量变化非常大，处理难度大。纺织印染企业投资建设污水处理厂将污水处理至一级A排放标准的难度较大，投资及运行成本较高，且受规模限制一般的纺织印染企业也无法投入巨额成本进行污水直排处理。因此，国内的纺织印染企业越来越集中，长三角、珠三角等地区都将纺织印染企业集中纳入大型纺织印染工业园区，发展循环经济产业园，集中进行供水、供热、供气，集中进行污水处理及中水回用，以应对环保与用水压力。

目前，纺织印染污水处理工艺主要有以下几种：

1)生化工艺：先利用混凝沉淀池对污水进行预处理，再使污水进入厌氧、缺氧、好氧等活性污泥工艺单元或者生物膜接触氧化工艺单元进行处理，最终达到印染行业污水间接排放标准。生化工艺一般应用在纺织印染污水处理厂，处理后的污水还需要进入二级污水处理厂进行进一步处理；

2)MBR膜技术强化的生物处理工艺：将MBR膜生物反应器与生化工艺结合，利用MBR工艺容积负荷高、占地面积小、SRT长等优点，提高生化系统耐受水质变化冲击的能力，例如：CN 109534598A便公开了该工艺，该工艺虽然属于生化工艺的强化工艺，但无法有效去除纺织印染污水中的不可生化COD，处理后的污水仍然有一定色度，COD也较高，需要进入二级污水处理厂进行进一步处理；

3)生化+臭氧高级氧化工艺：臭氧高级氧化工艺被广泛应用于纺织印染污水深度处理，用来脱色与进一步去除COD，但目前的臭氧高级氧化工艺处理效果受来水SS、臭氧投加浓度等因素的影响大，为达到较好的去除效果，臭氧投加浓度高，处理成本较高。

鉴于现有纺织印染污水处理工艺所存在的众多缺陷，有必要开发一种处理效果更好、处理成本更低的纺织印染污水深度处理系统及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纺织印染污水深度处理系统及方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种纺织印染污水深度处理系统，包括通过管道依次连接的预处理池、水解酸化池、厌氧-缺氧-好氧池、MBR膜池、臭氧接触氧化池和生物滤池；所述预处理池连接有进水管；所述臭氧接触氧化池连接有O₃-富氧空气混合气发生装置；所述O₃-富氧空气混合气发生装置由臭氧发生器、O₃-O₂分离装置和富氧空气发生装置组成，O₃-O₂分离装置内设置有分子筛，用于将臭氧发生器产生的O₃-O₂混合气中的O₃吸附住，而O₂通过管道回用至臭氧发生器，富氧空气发生装置产生的富氧空气用于洗脱O₃-O₂分离装置内的分子筛吸附的O₃，得到O₃-富氧空气混合气；所述厌氧-缺氧-好氧池中的好氧池和臭氧接触氧化池之间设置有通过管道连接的尾气回用装置；所述生物滤池连接有排水管。

作为进一步的改进，所述预处理池为混凝沉淀池。

作为进一步的改进，所述混凝沉淀池中投加的混凝剂由聚合硫酸铁和硫酸亚铁复配而成。

作为进一步的改进，所述厌氧-缺氧-好氧池具有廊道式结构。

作为进一步的改进，所述厌氧-缺氧-好氧池由厌氧池、缺氧池和好氧池依次串联而成，且厌氧池、缺氧池和好氧池的容积可以调节。

作为进一步的改进，所述O₃-O₂分离装置内设置的分子筛为硅酸盐分子筛、铝硅酸盐分子筛中的一种。

作为进一步的改进，所述生物滤池为生物活性炭滤池或曝气生物滤池。

作为进一步的改进，所述MBR膜池为设置有浸没式中空纤维膜组件的MBR膜池。

一种纺织印染污水深度处理方法，采用上述纺织印染污水深度处理系统对纺织印染污水进行处理，具体包括以下步骤：

1)将纺织印染污水通入预处理池，进行预处理；

2)将预处理池出水转入水解酸化池，进行水解酸化；

3)将水解酸化池出水转入厌氧-缺氧-好氧池，依次进行厌氧处理、缺氧处理和好氧处理；

4)将厌氧-缺氧-好氧池出水转入MBR膜池，进行MBR膜强化生化处理及过滤；

5)将MBR膜池出水转入臭氧接触氧化池，再通入O₃-富氧空气混合气，进行接触氧化，臭氧接触氧化池产生的尾气通过尾气回用装置转入厌氧-缺氧-好氧池中的好氧池；

6)将臭氧接触氧化池出水转入生物滤池，进行生物过滤，生物滤池出水直接外排或作为中水进行回用。

作为进一步的改进，步骤1)所述纺织印染污水的COD≤1500mg/L。

作为进一步的改进，步骤5)所述富氧空气中的氧气浓度>25％。

本发明的有益效果是：本发明的纺织印染污水深度处理系统和方法对COD的去除效果好，处理成本低，处理后的水可以直接外排或作为中水进行回用。

1)本发明的纺织印染污水深度处理系统中的O₃-富氧空气混合气发生装置可以将臭氧发生器未有效利用的液氧大部分回用，液氧的利用率大幅提升，进而臭氧的生产成本大幅降低，最终可以有效降低纺织印染污水处理成本(臭氧发生器生产臭氧的产率为8％～12％，即有约90％的液氧未有效利用，而采用O₃-富氧空气混合气发生装置可以将臭氧发生器未有效利用的液氧中的约60％进行回用，液氧的利用率大幅提升，生产成本大幅降低)；

2)本发明的纺织印染污水深度处理系统将臭氧接触氧化池尾气转入好氧池进行利用，由于臭氧接触氧化池中通入的是O₃-富氧空气混合气，所以臭氧接触氧化池尾气中氧气的浓度高，氧气浓度>60％，作为好氧池的曝气源可以实现在高浓度COD负荷条件下具有高的氧传质效率，提高了好氧池的处理效果，且降低了好氧池的曝气能耗；

3)本发明的纺织印染污水深度处理系统将厌氧-缺氧-好氧池、MBR膜池、臭氧接触氧化池和生物滤池进行组合，可以显著降低污水中COD的含量，经过MBR膜池处理后污水基本不含SS，不仅可以防止臭氧接触氧化池中的曝气头因进水含SS堵塞，而且可以防止SS在臭氧接触氧化池中被氧化为溶解性COD，MBR膜池和臭氧接触氧化池结合可以发挥臭氧氧化的最佳效率，臭氧接触氧化池还可以将污水中不可生化处理COD转变为可生化处理COD，臭氧接触氧化池和生物滤池结合可以进一步降低污水中COD的含量，且还可以降低臭氧的投加量(臭氧接触氧化池+生物滤池与单独使用臭氧接触氧化池相比，达到同样的COD去除效果，臭氧的投加量要少30％～60％)；

4)本发明的纺织印染污水深度处理系统和方法应用于大型纺织印染园区，可应对其环保排放稳定达标及节约运行成本的需求。纺织印染园区棉纺/化纤产品生产变化影响生化出水水质，可通过调节缺氧/厌氧/好氧池的容积优化生化出水效果，而且臭氧与生物滤池结合可为臭氧投加节省出余量，应对负荷冲击；纺织印染园区处理废水规模越大，液氧节约及尾气回收利用的经济效应就越显著。

附图说明

图1为本发明的纺织印染污水深度处理系统的结构示意图。

图2为实施例中的好氧池出水和MBR膜池出水的COD测试结果图。

图3为实施例中的臭氧接触氧化池出水和曝气生物滤池出水的COD测试结果图。

具体实施方式

如图1所示，一种纺织印染污水深度处理系统，包括通过管道依次连接的预处理池、水解酸化池、厌氧-缺氧-好氧池、MBR膜池、臭氧接触氧化池和生物滤池；所述预处理池连接有进水管；所述臭氧接触氧化池连接有O₃-富氧空气混合气发生装置；所述O₃-富氧空气混合气发生装置由臭氧发生器、O₃-O₂分离装置和富氧空气发生装置组成，O₃-O₂分离装置内设置有分子筛，用于将臭氧发生器产生的O₃-O₂混合气中的O₃吸附住，而O₂通过管道回用至臭氧发生器，富氧空气发生装置产生的富氧空气用于洗脱O₃-O₂分离装置内的分子筛吸附的O₃，得到O₃-富氧空气混合气；所述厌氧-缺氧-好氧池中的好氧池和臭氧接触氧化池之间设置有通过管道连接的尾气回用装置；所述生物滤池连接有排水管。

优选的，所述预处理池为混凝沉淀池，其作用是降低污水的COD、SS和pH值。

优选的，所述混凝沉淀池中投加的混凝剂由聚合硫酸铁和硫酸亚铁复配而成，聚合硫酸铁可以中和印染纺织污水中的碱，降低污水的pH值，硫酸亚铁可以去除印染纺织污水中的硫化物。

优选的，所述厌氧-缺氧-好氧池具有廊道式结构，其作用是显著降低污水的COD、SS和pH值。

优选的，所述厌氧-缺氧-好氧池由厌氧池、缺氧池和好氧池依次串联而成，且厌氧池、缺氧池和好氧池的容积可以调节，装置的灵活性大幅提高。

优选的，所述富氧空气发生装置内设置有空气分离膜单元，其作用是将空气的氧含量提高，转化成富氧空气。

优选的，所述富氧空气中的氧含量大于25％。

优选的，所述O₃-O₂分离装置内设置的分子筛为硅酸盐分子筛、铝硅酸盐分子筛中的一种，硅酸盐分子筛和铝硅酸盐分子筛可以选择性吸附臭氧发生器产生的O₃-O₂混合气中的O₃，实现O₃和O₂的分离。

优选的，所述生物滤池为生物活性炭滤池或曝气生物滤池，其作用是进一步降低污水的COD和氨氮。

优选的，所述MBR膜池为设置有浸没式中空纤维膜组件的MBR膜池。

注：

O₃-富氧空气混合气发生装置的运作流程如下：

1)将液氧通入臭氧发生器，得到O₃-O₂混合气；

2)将O₃-O₂混合气通入O₃-O₂分离装置，O₃-O₂分离装置内设置的分子筛对O₃-O₂混合气中的O₃进行选择性吸附，而O₂则通过管道回用至臭氧发生器与液氧混合用于产生O₃-O₂混合气；

3)将空气通入富氧空气发生装置，得到富氧空气，再用富氧空气洗脱O₃-O₂分离装置内吸附的O₃，得到O₃-富氧空气混合气。

一种纺织印染污水深度处理方法，采用上述纺织印染污水深度处理系统对纺织印染污水进行处理，具体包括以下步骤：

1)将纺织印染污水通入预处理池，进行预处理；

2)将预处理池出水转入水解酸化池，进行水解酸化；

3)将水解酸化池出水转入厌氧-缺氧-好氧池，依次进行厌氧处理、缺氧处理和好氧处理；

4)将厌氧-缺氧-好氧池出水转入MBR膜池，进行MBR膜强化生化处理及过滤；

5)将MBR膜池出水转入臭氧接触氧化池，再通入O₃-富氧空气混合气，进行接触氧化，臭氧接触氧化池产生的尾气通过尾气回用装置转入厌氧-缺氧-好氧池中的好氧池；

6)将臭氧接触氧化池出水转入生物滤池，进行生物过滤，生物滤池出水直接外排或作为中水进行回用。

优选的，步骤1)所述纺织印染污水的COD≤1500mg/L。

下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。

实施例：

污水：

某纺织印染园区直接接收的企业预处理后的出水，特征污染物指标：COD：400～500mg/L、SS：100～200mg/L、pH值：8.5。

污水处理系统：

选用的纺织印染污水深度处理系统包括通过管道依次连接的混凝沉淀池、水解酸化池、厌氧-缺氧-好氧池、MBR膜池(设置有浸没式中空纤维膜组件)、臭氧接触氧化池和曝气生物滤池；所述混凝沉淀池连接有进水管；所述臭氧接触氧化池连接有O₃-富氧空气混合气发生装置；所述O₃-富氧空气混合气发生装置由臭氧发生器、O₃-O₂分离装置和富氧空气发生装置组成，O₃-O₂分离装置内设置有硅酸盐分子筛，用于将臭氧发生器产生的O₃-O₂混合气中的O₃吸附住，而O₂通过管道回用至臭氧发生器，富氧空气发生装置产生的富氧空气用于洗脱O₃-O₂分离装置内的分子筛吸附的O₃，得到O₃-富氧空气混合气；所述厌氧-缺氧-好氧池中的好氧池和臭氧接触氧化池之间设置有通过管道连接的尾气回用装置；所述曝气生物滤池连接有排水管。

污水处理步骤：

将污水通入纺织印染污水深度处理系统，进行持续运行(运行条件：混凝剂：30ppm的聚合硫酸铁+70ppm的硫酸亚铁；臭氧投加浓度：30～40mg/L)，每天均对系统内各装置的出水进行监测，测试得到的好氧池出水和MBR膜池出水的COD测试结果图如图2所示，臭氧接触氧化池出水和曝气生物滤池出水的COD测试结果图如图3所示。

经测试，混凝沉淀池出水的特征污染物指标：COD：200～400mg/L、SS<50mg/L，水解酸化池可以去除混凝沉淀池出水中5％～20％的COD，厌氧-缺氧-好氧池出水的特征污染物指标：COD：80～100mg/L、SS：10～15mg/L，MBR膜池出水的特征污染物指标：COD：60～90mg/L、SS<3mg/L、氨氮<1mg/L。

由图2可知：MBR膜池进一步强化了生化处理效果，MBR膜池出水的COD比好氧池出水低10～20mg/L。采用MBR工艺后，臭氧氧化工艺用的曝气盘堵塞后的清洗由4个月一次减少到1年一次。

由图3可知：生物滤池设置在臭氧氧化工艺后，可以进一步将臭氧接触氧化池出水的COD降低10～15mg/L。本发明要使曝气生物滤池出水的COD约40mg/L，臭氧投加浓度约30mg/L，而如果采用臭氧氧化直接去除至COD约40mg/L，臭氧投加浓度达60～80mg/L，说明臭氧接触氧化池与生物滤池联用可以显著减少臭氧的投加量。

中试实验研究分子筛对臭氧/氧气分离效果，检测循环回收利用的氧气约占臭氧发生器产气体积的60％，臭氧发生器产生的臭氧混合气体中的氧气能够得到较好的分离和回收利用。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种纺织印染污水深度处理系统，其特征在于：包括通过管道依次连接的预处理池、水解酸化池、厌氧-缺氧-好氧池、MBR膜池、臭氧接触氧化池和生物滤池；所述预处理池连接有进水管；所述臭氧接触氧化池连接有O₃-富氧空气混合气发生装置；所述O₃-富氧空气混合气发生装置由臭氧发生器、O₃-O₂分离装置和富氧空气发生装置组成，O₃-O₂分离装置内设置有分子筛，用于将臭氧发生器产生的O₃-O₂混合气中的O₃吸附住，而O₂通过管道回用至臭氧发生器，富氧空气发生装置产生的富氧空气用于洗脱O₃-O₂分离装置内的分子筛吸附的O₃，得到O₃-富氧空气混合气；所述厌氧-缺氧-好氧池中的好氧池和臭氧接触氧化池之间设置有通过管道连接的尾气回用装置；所述生物滤池连接有排水管。

2.根据权利要求1所述的纺织印染污水深度处理系统，其特征在于：所述预处理池为混凝沉淀池。

3.根据权利要求1或2所述的纺织印染污水深度处理系统，其特征在于：所述混凝沉淀池中投加的混凝剂由聚合硫酸铁和硫酸亚铁复配而成。

4.根据权利要求1或2所述的纺织印染污水深度处理系统，其特征在于：所述厌氧-缺氧-好氧池具有廊道式结构。

5.根据权利要求4所述的纺织印染污水深度处理系统，其特征在于：所述厌氧-缺氧-好氧池由厌氧池、缺氧池和好氧池依次串联而成，且厌氧池、缺氧池和好氧池的容积可以调节。

6.根据权利要求1或2所述的纺织印染污水深度处理系统，其特征在于：所述O₃-O₂分离装置内设置的分子筛为硅酸盐分子筛、铝硅酸盐分子筛中的一种。

7.根据权利要求1或2所述的纺织印染污水深度处理系统，其特征在于：所述生物滤池为生物活性炭滤池或曝气生物滤池。

8.根据权利要求1或2所述的纺织印染污水深度处理系统，其特征在于：所述MBR膜池为设置有浸没式中空纤维膜组件的MBR膜池。

9.一种纺织印染污水深度处理方法，其特征在于：采用权利要求1～8中任意一项所述的处理系统对纺织印染污水进行处理，具体包括以下步骤：

1)将纺织印染污水通入预处理池，进行预处理；

2)将预处理池出水转入水解酸化池，进行水解酸化；

3)将水解酸化池出水转入厌氧-缺氧-好氧池，依次进行厌氧处理、缺氧处理和好氧处理；

4)将厌氧-缺氧-好氧池出水转入MBR膜池，进行MBR膜强化生化处理及过滤；

5)将MBR膜池出水转入臭氧接触氧化池，再通入O₃-富氧空气混合气，进行接触氧化，

臭氧接触氧化池产生的尾气通过尾气回用装置转入厌氧-缺氧-好氧池中的好氧池；

6)将臭氧接触氧化池出水转入生物滤池，进行生物过滤，生物滤池出水直接外排或作为中水进行回用。

10.根据权利要求9所述的纺织印染污水深度处理方法，其特征在于：步骤1)所述纺织印染污水的COD≤1500mg/L。