CN206843222U - 一种印染废水深度脱色处理工艺系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种印染废水深度脱色处理工艺系统，包括沿印染废水处理线路依次连接的调节池，带有臭氧预氧化单元的臭氧氧化间，带有絮凝剂加药箱的絮凝反应池，沉淀池和湿地泵房，其中，所述的絮凝反应池和沉淀池的底部沉淀物出口还均依次连接储泥池和浓缩脱水间。与现有技术相比，本实用新型的系统结构框架简单，臭氧预氧化/混凝的处理工艺效果优良，占地面积小，易于实施，造价成本较低等。

Description

一种印染废水深度脱色处理工艺系统

技术领域

本实用新型涉及一种印染废水治理脱色技术领域，尤其是涉及一种印染废水深度脱色处理工艺系统。

背景技术

我国是纺织印染业大国，纺织印染业不仅用水量巨大，废水排放量也不小。据统计平均每生产1kg产品需消耗0.2～0.5m³水，目前我国印染废水的排放总量大约为3×10⁶m³/d～4×10⁶m³/d，约占整个工业废水量的35％，其中印染废水的循环利用率却不到10％。

印染废水较难处理是因为其具有成分十分复杂、色度、有机物含量高等水质特点，加上印染过程中使用的多种染料、助剂等具有很强的毒性，进而难以被生物利用降解。近年来，随着印染行业的飞速发展，新型染料及助染剂被大量的开发与应用，使得印染废水的处理难度也在不断升高。如果印染废水不能得以有效处理，必将对水环境和人体健康造成严重威胁。继而阻碍国民经济的发展和和谐社会的构建，严重违背科学发展观以人为本的核心以及全面、协调、可持续发展的内在要求。因此，如何提高印染废水的处理效果一直都是工业废水处理研究的热点。

目前，印染废水的处理多将生化处理与物化处理相结合，但处理效果并不理想，一般很难达到相关标准的要求。因此往往需要对印染废水进行深度处理，进而可以取得更好的处理效果。目前在各处理单元的组合与新工艺的开等方面已经有了较为广泛的研究，这就为实现印染废水的循环利用奠定了基础。与此同时，水资源的日益短缺与排污标准日趋严格，使得各印染企业面临用水和排污的压力也越来越大，因此对印染废水进行深度处理与循环利用就显得格外重要。

广州佛山鑫龙污水处理项目是广东西樵纺织产业基地实施“三统一工程”(即统一供水、统一供汽、统一治污)，推行循环经济，建设生态环保园区，构建中小企业公共服务平台重要举措，也是西樵镇第一个工业污水处理项目。该项目分污水中心处理厂和人工湿地两大部分。其中污水处理中心厂投资1.1亿元人民币，总占地面积66855m²，建筑面积41270m²，绿化面积17245m²，绿化率25.8％；人工湿地项目总占地面积200100m²，总投资4000万元人民币，首期占地面积66670m²。

鑫龙污水处理厂采用物化+生化处理工艺。物化采用混凝沉淀方法，主要是通过投加脱色药剂和絮凝剂去除原污水中部分COD、BOD、SS、色度等。生化处理部分采用好氧活性污泥法；污泥处理部分采用浓缩+机械压滤的脱水工艺；污泥干化处置结合当地城市总体规划来进行处置。工业园内的废水经污水处理中心处理后，再进入人工湿地进行进一步处理。

该污水处理厂自2007年建成试运行以来，经多次调试改造后，仍存在工艺设计不完善、人工湿地管理不到位、进水水质超出设计范围、无法达到出水标准、经济技术可行性较差等问题，为有效解决这些问题，进一步提高鑫龙污水处理厂稳定治污的能力，确保其纳污范围内纺织印染废水达标排放，鑫龙污水处理厂从完善水解酸化处理系统、优化人工湿地处理系统、严格控制进水水质等方面进行工艺整改。通过一系列整改，污水厂二级处理效果得以明显提高，COD、BOD、SS等基本可以达到湿地进水水质要求，但色度尚不能达标，实际运行中二级出水色度平均在80倍左右，远远超出湿地的设计进水水质要求。

随着水资源的日益短缺，水费价格的持续上涨以及排污标准的日趋严格，各纺织印染企业面临的用水与排污压力也越来越大。对印染废水进行深度处理与循环利用不仅可以解决企业的燃眉之急，而且可以减轻印染废水对水环境的污染，因此各印染企业对印染废水的深度处理和循环利用也愈加重视。然而，由于印染废水的诸多特点给深度处理和循环利用带来了很多困难，其中对色度的有效处理一直是印染废水深度处理与回用所面临的主要难题之一。结合鑫龙污水处理厂二级出水水质，寻找出适合该厂最佳的深度脱色处理工艺，为该厂乃至整个工业园区印染废水的深度处理与回用提供实际应用的理论依据。对于改善当地水体环境具有非常重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种印染废水深度脱色处理工艺系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种印染废水深度脱色处理工艺系统，包括沿印染废水处理线路依次连接的调节池，带有臭氧预氧化单元的臭氧氧化间，带有絮凝剂加药箱的絮凝反应池，沉淀池和湿地泵房，其中，所述的的絮凝反应池和沉淀池的底部沉淀物出口还均依次连接储泥池和浓缩脱水间。

优选的，所述的印染废水为印染纺织业的二级处理出水。

更优选的，所述的臭氧预氧化单元包括臭氧发生器和臭氧尾气收集管，所述的臭氧发生器用于产生臭氧，并通过接入待处理的印染废水中，所述的臭氧尾气收集管用于收集预氧化处理印染废水后的臭氧尾气，并集中进行后续处理。

更优选的，后续处理为将臭氧尾气通入浓度0.5mol/L的NaOH溶液。

进一步优选的，在臭氧氧化间后还接有由催化氧化反应池、第二混凝沉淀池组成的第二处理子系统，其中，所述的臭氧尾气收集管收集的尾气改为通入所述催化氧化反应池和所述第二混凝沉淀池，所述的催化氧化反应池中的催化剂为铁碳和双氧水，所述的第二混凝沉淀池中的混凝剂为生物聚合铁絮凝剂，第二混凝沉淀池的底部沉淀出口还连接所述储泥池。

更优选的，所述的铁碳的加入量不超过印染废水质量的0.25％，所述的双氧水的加入量不超过印染废水的0.2％。

优选的，脱色处理时，以每1.5L印染废水计，臭氧发生器所产生的臭氧的流量控制为2～4L/min，印染废水的臭氧预氧化处理时间为20-60min。

更优选的，以每1.5L印染废水计，臭氧发生器所产生的臭氧的流量控制为2.5L/min，臭氧氧化时间为30min。

优选的，脱色处理时，所述的絮凝剂加药箱包括PAC加药箱和PAM加药箱，其中，PAC的投加量为120～200mg/L，PAM的投加量为6～10mg/L。

更优选的，PAC的投加量为150mg/L，PAM的投加量为8mg/L。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)系统结构框架简单，混凝是传统典型工艺，操作简单，技术成熟，易于实施；混凝臭氧联用，除色效果明显，对COD的去除效果也明显，而且减少了混凝剂的投加量，在经济性上明显优于其他工艺；臭氧氧化工艺处理效果优良，占地面积小，易于实施，造价成本较低；臭氧氧化阶段具有消毒杀菌的作用，可以改善后续人工湿地进水水质；具有很好的应用前景。

(2)臭氧氧化间的出水有两条处理路径，一条为直接通过后续絮凝反应、沉淀，然后进入湿地系统，另一条为进行后续的催化氧化反应，沉淀后，回收重复利用。

附图说明

图1为本实用新型的臭氧预氧化/絮凝处理工艺与现有的混凝/臭氧氧化的处理工艺的效果图，其中，A为对色度的去除效果，B为对COD的去除效果；

图2为本实用新型的臭氧预氧化/絮凝处理工艺下PAC絮凝剂的添加量与处理效果的对应图；

图3为现有的直接絮凝处理工艺下PAC絮凝剂的添加量与处理效果的对应图；

图4为本实用新型的臭氧预氧化/絮凝处理工艺下PAM絮凝剂的添加量与处理效果的对应图；

图5为现有直接絮凝处理工艺下PAM絮凝剂的添加量与处理效果的对应图；

图6为本实用新型的工艺处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

本实用新型的印染废水是指按标准二级处理基本达标的污水处理厂出水，COD、BOD、SS等指标基本达标。

实施例1

取1.5L原水水样进行实验，按照图6所示的工艺处理流程，原水水样先进入臭氧氧化间进行臭氧预氧化，臭氧氧化间的臭氧发生器流量控制为2.5Lmin，臭氧尾气采用0.5mol/L的NaOH溶液吸收。原水经30min臭氧预氧化后，再进行絮凝反应池中加入PAC150mg/L和PAM 8mg/L，进行混凝处理。然后依次进行后续的沉淀处理，其中，污泥等沉淀送入储泥池和浓缩脱水间处理，上层清液送入湿地泵房并最终送入湿地系统中。同时测定混凝沉淀后的上层清液的色度、COD等指标。

实验结果，臭氧预氧化+混凝工艺的脱色效果十分显著，该工艺在脱色的同时也能使原水中的COD明显下降。此方案处理后的色度值为18倍左右，COD为59mg/L。

对比例1

按照上述实施例1，除了将原水水样改为先经过絮凝反应池混凝沉淀，再进入臭氧氧化间进行臭氧氧化外，其余工艺条件和步骤均不变。

对比分析实施例1与对比例1中的，臭氧预氧化+混凝处理工艺与混凝+臭氧氧化处理工艺对色度、COD的去除效果，如图1所示，可以很明显的发现实施例1中的臭氧预氧化+混凝处理工艺对色度、COD的去除效果远好于混凝+臭氧氧化处理工艺。

由图1可以看出，臭氧预氧化+混凝工艺对色度的去除效果远好于混凝+臭氧氧化处理工艺，臭氧氧化30min的情况下，前者出水色度值为25倍左右，完全满足处理要求，而后者的脱色效果并不明显，出水色度值为50倍，远高于要求的40倍。由此可以推测，臭氧预氧化可能对后续的混凝有促进作用。

对比例2

参照实施例1的操作工艺流程，原水样经臭氧预氧化30min后，在常温条件下进行混凝实验，取6个1000mL的烧杯各取500mL水样，分别加入不同量的絮凝剂PAC进行搅拌，进入慢搅阶段时分别加入等量的PAM，观察混凝沉淀情况并记录絮体出现和絮体不再变大的时间，混凝搅拌结束后，静置30min后取上清液测定色度，以色度为衡量指标确定最佳投药量，实验结果见图2。

由图2可以看出，随着PAC投药量不断增加，混凝效果越来越好，色度值也不断降低。但是当PAC投加量增加到一定量时，色度值又会变大，混凝效果相对变差，进而可以得出PAC的最佳投药量为150mg/L，此时对应的色度值为25倍。

再重新选取一组水样，在没有经过臭氧预氧化处理直接进行絮凝反应处理，以色度为衡量指标，比较絮凝剂PAM按照实施例1的加入量加入，絮凝剂PAC在不同投药量情况下所对应的色度值，同时结合絮体大大小、絮体的沉降性等因素综合评价不同加药量下PAC的混凝效果，从而确定PAC的最佳投药量。实验结果见图3。由图3可以看出，随着PAC投药量的不断增加，脱色效果也越来越好，色度值不断降低，色度最低可降至40倍左右。但是当PAC投加量增加到一定量时(200mg/L左右)，随着PAC投加量的进一步增加，色度值也随着逐渐增大，混凝脱色效果不断变差，这个转折点便是PAC的最佳投药量点。实验中加入PAM后絮体体积逐渐变大，而且絮体的沉降性较好。由以上分析及实验数据可以得出，PAC的最佳投药量为200mg/L，此时对应的色度值为40倍左右。

对比分析可知，臭氧预氧化+混凝工艺去除印染废水色度能有效减少PAC投药量，可以得出臭氧预氧化+混凝工艺下的PAC投加量从200mg/L降低到150mg/L。

这是由于臭氧的强氧化性，臭氧可氧化二级出水中的有机物，可将腐殖酸类等大分子有机物氧化成直链的小分子有机物，这样势必会对后续的混凝处理，尤其是对混凝剂的投加量造成积极的影响。

对比例3

参照实施例1的操作工艺流程，原水样经臭氧预氧化30min后，在常温条件下进行混凝实验，取6个1000mL的烧杯各取500mL水样，分别加入等量的絮凝剂PAC进行搅拌，进入慢搅阶段时分别加入不等量的PAM，观察混凝沉淀情况并记录絮体出现和絮体不再变大的时间，混凝搅拌结束后，静置30min后取上清液测定色度，以色度为衡量指标确定最佳投药量，实验结果见图5。

由图5可以看出，随着PAM投药量不断增加，混凝效果越来越好，色度值也不断降低。但是当PAM投加量增加到一定量时，色度值又会变大，混凝效果也相对变差，进而可以得出PAM的最佳投药量为8mg/L，此时对应的色度值为25倍。

再重新选取一组原水水样，不经过臭氧预氧化后，在常温条件下直接进行混凝实验，取6个1000mL的烧杯各取500mL水样，分别加入等量的絮凝剂PAC进行搅拌，进入慢搅阶段时分别加入不等量的PAM，观察混凝沉淀情况并记录絮体出现和絮体不再变大的时间，混凝搅拌结束后，静置30min后取上清液测定色度，以色度为衡量指标确定最佳投药量，实验结果见图4。

由图4可以看出，随着PAM投药量的不断增加，上清液色度值不断降低，混凝脱色效果越来越好。但是当PAM投加量增加到一定量时(10mg/L左右)，随着PAM投加量的进一步增大，色度值开始逐渐变大，混凝脱色效果不断变差，这个转折点就是常用PAM的最佳投药量点。试验中加入常用PAM后絮体体积逐渐变大，而且絮体的沉降性较好。通过以上分析及实验数据可以得出，PAM的最佳投药量为10mg/L，此时对应的色度值为40倍左右。

对比两种处理工艺可知，臭氧预氧化+混凝工艺去除印染废水色度能有效减少PAM助凝剂投药量，可以得出臭氧预氧化+混凝工艺下的PAM投加量从10mg/L降低到8mg/L。

实施例2

一种印染废水深度脱色处理工艺系统，包括两套处理工艺子系统，其中一条包括沿印染废水处理线路依次连接的调节池，带有臭氧预氧化单元的臭氧氧化间，带有絮凝剂加药箱的絮凝反应池，沉淀池和湿地泵房，其中，的絮凝反应池和沉淀池的底部沉淀物出口还均依次连接储泥池和浓缩脱水间。印染废水为印染纺织业的二级处理出水。臭氧预氧化单元包括臭氧发生器和臭氧尾气收集管，臭氧发生器用于产生臭氧，并通过接入待处理的印染废水中，臭氧尾气收集管用于收集预氧化处理印染废水后的臭氧尾气，此处理工艺子系统的具体工艺参数可参照实施例1中加入量。

另一条，在臭氧氧化间后还接有由催化氧化反应池、第二混凝沉淀池组成的第二处理子系统，其中，臭氧尾气收集管收集的尾气改为通入催化氧化反应池和第二混凝沉淀池，催化氧化反应池中的催化剂为铁碳和双氧水，第二混凝沉淀池中的混凝剂为生物聚合铁絮凝剂，铁碳的加入量不超过印染废水质量的0.25％，双氧水的加入量不超过印染废水的0.2％，此处理系统中的最后出水中COD＜25mg/L，对应的色度至低于20倍。

本实施例的印染废水处理工艺系统包括两条处理子系统，一条为经臭氧预氧化的印染废水直接进入絮凝反应池，进行沉淀处理，然后出水进入对水质要求相对要低的湿地系统，另一条为由催化氧化反应池、第二混凝沉淀池组成，其一方面利用臭氧将复杂有机物转化为简单有机物，使污染物的极性、生物降解性、毒性等发生变化；另一方面利用铁碳形成原电池的原理，阳极反应生成的Fe²⁺成为络合剂与混凝剂，并产生新生态的氢和氧分别对显色基团脱色和对有机物进行氧化，通过络合、混凝、还原和氧化来去除高浓度有机废水中的污染物；还加入了H₂O₂对水进行进一步处理；此外，铁碳反应中生成的Fe²⁺可与H₂O₂构成Fenton试剂氧化体系对废水进行处理，同时H₂O₂和铁碳中的金属及金属氧化物反过来又是催化臭氧氧化的非常有效的催化剂。此外，经臭氧氧化间排出的臭氧尾气还可以通入催化氧化反应池作为氧化剂使用，余量的臭氧尾气进一步通入第二混凝沉淀池中，氧化未反应完全的Fe²⁺等，并生成Fe(OH)₃沉淀，不会发生臭氧尾气排放的二次污染问题，还能产生不同处理等级的处理出水。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种印染废水深度脱色处理工艺系统，其特征在于，包括沿印染废水处理线路依次连接的调节池，带有臭氧预氧化单元的臭氧氧化间，带有絮凝剂加药箱的絮凝反应池，沉淀池和湿地泵房，其中，所述的絮凝反应池和沉淀池的底部沉淀物出口还均依次连接储泥池和浓缩脱水间。

2.根据权利要求1所述的一种印染废水深度脱色处理工艺系统，其特征在于，所述的印染废水为印染纺织业的二级处理出水。

3.根据权利要求1所述的一种印染废水深度脱色处理工艺系统，其特征在于，所述的臭氧预氧化单元包括臭氧发生器和臭氧尾气收集管，所述的臭氧发生器用于产生臭氧，并通过接入待处理的印染废水中，所述的臭氧尾气收集管用于收集预氧化处理印染废水后的臭氧尾气，并集中进行后续处理。

4.根据权利要求3所述的一种印染废水深度脱色处理工艺系统，其特征在于，在臭氧氧化间后还接有由催化氧化反应池、第二混凝沉淀池组成的第二处理子系统，其中，所述的臭氧尾气收集管收集的尾气改为通入所述催化氧化反应池和所述第二混凝沉淀池，所述的催化氧化反应池中的催化剂为铁碳和双氧水，所述的第二混凝沉淀池中的混凝剂为生物聚合铁絮凝剂，第二混凝沉淀池的底部沉淀出口还连接所述储泥池。