CN1765779A - 印染废水回用处理方法 - Google Patents

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印染废水回用处理方法,涉及印染工业排放污水的治理及污水的资源回收利用。目的在于:提供一种对退浆废水、碱减量废水与染色废水进行回收处理的系统工艺,该系统工艺处理回收的废水可在印染工序中使用,不影响印染产品质量,回收率高于现有技术,且投资较少,工艺实用可行。基本方法为:对退浆废水、碱减量废水分别进行酸析预处理,回收析出的浆料,然后与染色废水一起进行A/O生化处理,再经臭氧催化深度处理后,将大部分水回用于染色工艺,实现印染污水的回用。本方法水回收率较高(>60%),可大大缓解印染企业对水资源的压力,降低企业的水消耗。回用水在印染工序中使用,对产品质量没有影响,设施投资回收期小于5年。

Description

印染废水回用处理方法
技术领域
本发明属于废水治理、资源回收利用技术领域,涉及印染工业排放污水的治理及污水的资源回收利用。
背景技术
印染废水具有水量大、色度深、碱度高及成分复杂等特点,废水中含有染料、助剂、油剂、酸碱物质、纤维杂质及无机盐等,废水中不但有机物含量高,生物降解性差,而且随季节、生产品种及市场需求、加工工艺的不同而使污染物成分变化极大。
国外对印染废水曾先后开发了絮凝、吸附、化学氧化、辐照、湿式氧化和生物处理等技术,其中生物法作为一种经济而有效的处理方法得到了广泛的应用。目前,国外绝大多数印染废水的处理均采用生物法作为处理流程的核心工艺。
八十年代以来,我国各地相继建成了一批印染废水处理设施,其中以生物法为主的约占80%以上。由于废水成份的复杂多变而使这些装置处理效率低,运行费过高。近年来,由于纺织和印染新技术的应用,PVA浆料、表面活性剂和新型助剂等难以生物降解的有机物大量进入印染废水,使废水的可生化性明显降低,处理难度增加。以往用于印染废水单纯处理的活性污泥法,其COD去除效率已由原来的70%下降到50%,甚至更低,致使废水处理后不能达标排放。对传统生物法工艺进行技术改造已成为印染废水处理中一个迫切需要解决的问题。
我国在“七五”、“八五”、“九五”期间开展了印染废水治理技术的专题研究,在小试、中试及生产性试验基础上,提出了4种高效、低能耗的印染废水生物处理工艺和3种化学处理新工艺,这些新工艺具有处理效果好、实用性强的特点,其中在传统的好氧生物处理前增加厌氧处理的厌氧-好氧串联工艺,可以使印染废水中难生物降解的有机物水解为易生物降解的物质,改善废水的可生化性,提高COD的去除效果。目前国内许多新建的印染废水处理装置均采用这一新工艺。但从实际运行效果看,由于废水成份的复杂多变,存在的众多影响因素使处理效率不是很高。
目前,对于含有复杂成份的前处理废水(退浆、碱减量废水)的印染废水的处理,较为成熟可靠的是生化与物化相结合的工艺,流程为:废水→调节池→中和池→厌氧水解-好氧生物处理→混凝沉淀处理→排放我国是纺织印染业大国,据不完全统计,我国印染废水每天排放量为3×106~4×106m3(约11亿吨/年,约占工业用水的5%)。由于污染物排放总量控制的限制,印染废水处理回用已显得十分重要,在某些地区,已成了印染行业发展的制约性因素。因此,国内外均致力于对印染废水回用的研究。
现有技术的回用率较低,一般在30%左右,主要回用于对水质要求不太高的前道工序。
一种印染废水的处理方法(公开号:CN 1415564A),首先用酸或碱调节印染废水的pH值,使印染废水的pH值调至<5,再向印染废水中加入500-1000mg/L的三价铁盐,并搅拌均匀;然后在紫外光照射下进行光氧化。该方法投资费用高昂,且光电转化效率低、耗能大。
本发明的目的在于:提供一种对退浆废水、碱减量废水与染色废水进行回收处理系统工程,该系统工程处理回收的废水可在印染工序中使用,不影响印染产品质量,回收率高于现有技术,且投资较少,工艺实用可行。
发明内容
本发明提出的基本方案是:对退浆废水、碱减量废水分别进行预处理,然后与染色废水一起进行A/O生化处理,再经臭氧催化深度处理后,将大部分水回用于染色工艺,实现印染污水的回用。
本发明方法包括以下步骤:(1)收集碱性的(pH11~14)的退浆废水,用酸调节至pH4~5,使溶解性的聚乙烯醇(PVA)浆料析出,板框压滤回收PVA浆料,留滤清液;(2)收集碱性的(pH>12)的碱减量废水,用酸调节至pH4~5,使溶解性的对苯二甲酸(TA)浆料析出,板框压滤回收TA浆料,留滤清液;(3)将步骤(1)、(2)所得滤清液用钠滤(NF)装置脱盐处理,获含盐浓水和淡水,浓水经混凝-沉淀处理,过滤后排放,淡水进入污水处理系统的集水调节池;(4)收集染色废水进污水处理系统的集水调节池,与步骤(3)进入污水处理系统集水调节池的淡水混合、均质后依次进行下述处理:进A/O兼氧-好氧生物处理,混合-沉淀处理后砂滤去除悬浮、沉淀物,所得砂滤水再经臭氧催化氧化脱色处理。
上述臭氧催化氧化脱色处理采用硫酸铜或硫酸锰作为催化剂,可采用催化剂浓度2-5mg/L的均相处理,或将0.1-2%的催化剂固载在γ-Al2O3上。
经以上步骤所得脱色的砂滤水回收提供印染工艺使用。
本工艺由预处理系统、污水处理系统、回用深度处理系统组成。
单独收集碱性的退浆废水(pH 11-14),用工业级浓硫酸(或盐酸)调节pH,使溶解性的PVA(聚乙烯醇)浆料析出。析出的PVA浆料可回收使用,上层液体用钠滤(NF)装置进一步处理,浓水经混凝-沉淀处理后排放,淡水进污水处理系统处理。
单独收集碱性的碱减量废水(pH>12),用工业级浓硫酸(或盐酸)调节pH,使溶解性的TA(对苯二甲酸)浆料析出。析出的TA浆料可回收使用,上层液体用钠滤(NF)装置进一步处理,浓水经混凝-沉淀处理后排放,淡水进污水处理系统处理。
单独收集的染色废水进污水处理系统处理。
预处理废水、染色废水进集水调节池均质化,进A/O(兼氧-好氧)生物处理、混凝-沉淀处理后到《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-92)的一级排放要求(一级COD≤100mg/L,色度≤50倍)。该水再经臭氧催化氧化处理到回用要求,与补充新鲜水合并,回用于生产。
本发明的回用指标为:(1)污水回用率大于60%;(2)回用处理系统处理出水达到表1的水质标准。
表1回用处理系统处理出水标准
发明的优点和应用前景:由于水回收率较高(>60%),可大大缓解印染企业对水资源的压力,降低企业的水消耗;本发明可用于现有印染企业污水处理设施的改造,只要进行必要的预处理及深度处理即可;回用水可在印染工序中使用,对产品质量没有影响;水回收经济效益大,投资回收期小于5年。
附图说明
图1为本发明工艺流程图:某5000t/d印染废水处理及回用工程示意图。
图2为碱减量废水酸析过程中COD的变化。
具体实施方式
实施步骤一:退浆废水预处理取退浆废水2L(水质:COD 5000~6500mg/L,pH 12),强烈搅拌,慢慢加入1∶5硫酸,以pH计实时测量酸度,在不同pH值下取样测定COD(经滤纸过滤),至pH=2左右结束。实验结果表明:在pH=5.5~4.0时,水样的COD值从5000~6500mg/L急剧下降到1300-1800mg/L,去除率约70%。当pH>5.5时,COD下降很小;当pH<4.0时,COD难以进一步下降。
将1吨退浆废水进行酸析处理(出水水质为:COD 1400mg/L,电导率6500μs/cm),再经过滤精度为1-10微米的蜂房滤芯过滤,用安装有美国GE公司Desal DK卷式钠滤膜的进水流量为5t/h的反渗透设备,在0.7Mpa条件下处理得到淡水及浓水。反渗透技术操作排出的淡水为0.65~0.9吨,经检测,淡水中电导率300μs/cm;排出的浓水为0.1~0.35吨,经测定,浓水中电导率62000μs/cm。
实施步骤二:碱减量废水预处理取碱减量废水2L(水质:COD 7000~8000mg/L,pH 13),强烈搅拌,慢慢加入1∶5硫酸,以pH计实时测量酸度,在不同pH值下取样测定COD(经滤纸过滤),至pH=2左右结束。实验结果见图2。由图可知:在pH=4.5~3.5时,水样的COD值从7000~8000mg/L急剧下降到2000-2100mg/L,去除率约70%。当pH>4.5时,COD下降很小;当pH<3.5时,COD难以进一步下降。
将1吨碱减量废水进行酸析处理(出水水质为:COD 2100mg/L,电导率9500μs/cm),再经过滤精度为1-10微米的蜂房滤芯过滤,用安装有美国GE公司Desal DL卷式钠滤膜的进水流量为5t/h的反渗透设备,在0.7Mpa条件下处理得到淡水及浓水。反渗透技术操作排出的淡水为0.65~0.9吨,经检测,淡水中电导率600μs/cm;排出的浓水为0.1~0.35吨,经测定,浓水中电导率90000μs/cm。
实施步骤三:A/O生物处理在10000 t/d的印染污水处理设施中,控制A段:水力停留时间HRT 3-5h、污泥浓度MLSS 2000-2500mg/L,pH 6-8;O段:水力停留时间HRT 24-36h、污泥浓度MLSS 2000-2500mg/L,pH 6-8。进水COD1000-1200mg/L、色度150-200倍,A/O工艺出水稳定在COD 120-150mg/L、色度30-40倍。
实施步骤四:混凝-沉淀处理混凝剂:采用PAC(聚合氯化铝)或PFS(聚合硫酸铁)。
水源:A/O生物处理出水。
取500mL废水于1000mL烧杯中,在约150r/min下快速搅拌,加入已知浓度的、一定量的混凝剂溶液,继续快速搅拌3min;将搅拌速度调低至50r/min,慢速搅拌10min;静置30min,然后用50mL针筒在液面下约0.5cm处吸取上清液作为待测样品。
实验表明:经200-600mg/L混凝剂处理后,出水COD 80-95mg/L、色度10-20倍,达到《纺织染整工业水排放物排放标准》(GB4287-92)的一级排放要求。
实施步骤五:臭氧催化氧化处理催化剂:采用硫酸铜或硫酸锰。
水源:A/O生物处理、混凝-沉淀处理出水;在3.5L的鼓泡反应器中,加入催化剂2-5mg/L,控制臭氧投加量50-100mg/L、水力停留时间HRT 10-30min,COD由反应前的90mg/L下降到45mg/L、色度由反应前的10-20倍下降到0倍。
完整工艺实施例:5000t/d印染废水处理及回用工程,本实施例工艺流程见图1。
1.工艺流程某5000t/d印染废水处理及回用工程如图1所示。
1.1高浓度退浆废水的预处理500t/d高浓度退浆废水经分流后排放至退浆废水收集池,用泵输送到退浆废水预处理池,在预处理池中加入酸(硫酸),调节pH至4-5,同时对池内进行适量的曝气,经酸析,有大量的浆料析出,呈悬浮状。用泵将废水压入板框压滤机,滤清液排入由30t/h的钠滤脱盐设备处理,350t/d浓水去混凝-沉淀处理,150t/d淡水去集水调节池。
1.2高浓度碱减量废水的预处理500t/d高浓度碱减量废水经分流后排放至碱减量废水收集池,用泵输送到碱减量废水预处理池,在预处理池中加入酸(硫酸),调节pH至4-5,同时对池内进行适量的曝气,经酸析,有大量的浆料析出,呈悬浮状。用泵将废水压入板框压滤机,滤清液排入由30t/h的钠滤脱盐设备处理,350t/d浓水去混凝-沉淀处理,150t/d淡水去集水调节池。
1.3集水调节由于污水处理装置都是按一定的水质和水量标准设计的,要求进水均匀。为了保证污水处理厂的稳定运行,减少冲击负荷对处理单元的不利影响,要设一调节池,对进厂污水进水量均衡和水质调节。
1.4厌氧水解酸化-好氧生物处理生化处理系统可分为厌氧生物处理和好氧生物处理,在印染废水处理方面采用厌氧处理与好氧处理联合工艺已取得了很多经验,得到了成熟应用。
由于印染废水中含有大量的PVA退浆废水及碱减量废水,使废水的pH值和COD浓度均较高。厌氧酸化处理的主要作用是将大分子、难生物降解或不溶性固形物降解为小分子、可生化有机物,提高废水的可生化性。
好氧处理的主要作用是去除剩余的大部分有机物。经厌氧处理后的污水的COD浓度依然很高且较难和难生物降解的COD所占比例仍然很高,因此好氧段仍需要较长的时间。
1.5物化处理好氧生物处理之后须进行物化混凝-沉淀处理,以进一步去除难降解有机物。
1.6催化臭氧氧化处理催化臭氧氧化可多方面去除污染,有效地改善水质。由于臭氧能氧化分解水中各种杂质,包括显色有机物(如有机酸,有机染料等),因此能有效地去除水中杂质所造成的色、嗅、味、其脱色效果比氯和活性炭都好,臭氧还能降低出水浊度。臭氧可除去废水中90%以上的色度和50-80%以上的COD。
经砂滤处理后的二级处理水,用臭氧进行脱色处理,在同样的投加量下,效果显著提高,因此,在臭氧脱色前采用砂滤作为前处理工艺。
2.处理效果预处理前后水量水质见表2。
表2预处理前后水量水质
各构筑物处理效率见表3。
表3各构筑物处理效率
表4为回用水和自来水对印染质量的影响的比较,由表可知:在印染前后工序中使用回用水,对产品质量基本没有影响。
表4印染质量对比

Claims (3)

1.印染废水回用处理方法,其特征在于下述步骤:(1)收集碱性的(pH11~14)的退浆废水,用酸调节至pH4~5,使溶解性的聚乙烯醇(PVA)浆料析出,板框压滤回收PVA浆料,留滤清液;(2)收集碱性的(pH>12)的碱减量废水,用酸调节至pH4~5,使溶解性的对苯二甲酸(TA)浆料析出,板框压滤回收TA浆料,留滤清液;(3)将步骤(1)、(2)所得滤清液用钠滤(NF)装置脱盐处理,获含盐浓水和淡水,浓水经混凝—沉淀处理,过滤后排放,淡水进入污水处理系统的集水调节池;(4)收集染色废水进污水处理系统的集水调节池,与步骤(3)进入污水处理系统集水调节池的淡水混合、均质后依次进行下述处理:进A/O兼氧—好氧生物处理,混凝—沉淀处理,砂滤去除悬浮、沉淀物,所得砂滤水再经臭氧催化氧化脱色处理。
2.按权利要求1所述印染废水回用处理方法,其特征在于:所述臭氧催化氧化脱色处理采用硫酸铜或硫酸锰作为催化剂,可采用催化剂浓度2-5mg/L的均相处理,或将0.1-2%的催化剂固载在γ-Al2O3上。
3.按权利要求1和2所述印染废水回用处理方法,其特征在于:将以上步骤所得脱色的砂滤水回收提供印染工艺使用。
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