CN108911373A - 一种印染污水的处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种印染污水的处理工艺，涉及污水处理技术领域，通过对印染废水进行降温中和、初过滤、吸附、混凝沉降、氧化、水解酸化、生物膜处理以及泥水分离的工序，同时在吸附时添加的吸附剂为活性炭和无机硅胶的混合物。通过上述的八个步骤，提高了对印染污水的吸附能力，增大了吸附量，提高了废水的可生化性。

Description

一种印染污水的处理工艺
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，更具体地说，它涉及一种印染污水的处理工艺。
背景技术
印染污水为印染污水是加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品为主的印染厂排出的废水。纺织印染污水具有水量大、有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水之一。印染污水中含有未反应的染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等，带有浓重的色泽，还有未反应的助剂，以及反应后的生成物和织物上的脱落物。
现有的对于印染污水的处理，通常包括初沉、过滤、水解酸化处理、厌氧处理、氧化处理、混凝脱色处理、光催化处理和超滤处理的步骤。其中初沉的过程中通常会添加活性炭将印染污水中的大分子物质进行吸附，然后沉降，再进行过滤，从而达到清除印染污水内杂质的目的。
但是，仅添加活性炭作吸附剂，对印染污水的吸附能力弱，吸附量低，无法提高废水的可生化性，从而影响到后续的好氧处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种印染污水的处理工艺，通过在吸附过程中添加活性炭和无机硅胶的任意一种或两种混合，从而提高了对印染污水的吸附能力，增大了吸附量，提高了废水的可生化性。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种印染污水的处理工艺，所述印染污水的处理工艺包括如下步骤：
S1：对需要进行处理的污水进行降温中和；
S2：将降温中和后的污水进行初过滤；
S3：将初过滤后的污水进行吸附，吸附时添加的吸附剂为活性炭和无机硅胶的混合物；
S4：将吸附后的污水进行混凝沉降；
S5：将混凝沉降后的污水进行氧化；
S6：将氧化后的污水进行水解酸化；
S7：将水解酸化后的污水进行生物膜处理；
S8：将生物膜处理的污水进行泥水分离；
经过上述八个步骤，最后S8的泥水分离处理后，印染污水达到排放标准。
通过采用上述技术方案，活性炭吸附是利用多孔性的活性炭，使水中一种或多种物质被吸附在活性炭表面而去除的方法；无机硅胶是一种高活性吸附材料，化学性质稳定，它表面有很多粗孔，使得能吸附较多的杂质；活性炭和无机硅胶分子之间由于范德华力，而它们均具有多孔稀疏的结构，同时污水中含有一些不溶于水的染料分子，使得活性炭和无级硅胶分子互相穿插形成微观的网状结构，将这些不溶于水或者微溶于水的杂质分子包裹，增大了吸附量。
作为本发明的进一步改进，所述S1降温中和在调节池内进行，在污水排至调节池内前先在调节池内添加浓硫酸，所添加的浓硫酸与排入的污水比例为每排进一升污水，所需要的浓硫酸的体积为0.3升，停留时间8h；污水经过中和后，进入热交换器将污水的温度降至30-35℃。
通过采用上述技术方案，由于印染中的退浆、煮炼、丝光、染色等步骤中所排出的废水均呈碱性，所以印染污水的碱性较强，所以使用浓硫酸将废水中和，并且浓硫酸具有强氧化性，将印染污水中的一些还原性污染物氧化成刺激性弱的物质，减轻了对后续一些机器设备的腐蚀；印染污水的温度一般在70-80℃，对印染污水进行降温，有利于后续的生物膜的处理。
作为本发明的进一步改进，所述S2初过滤，将热交换器中排出的污水排至过滤池中静止3h，然后在过滤池的出口处设置有格栅。
通过采用上述技术方案，在过滤池中静置，使得印染污水中的一些大分子物质自然沉降在过滤池底部，然后印染污水通过格栅，使得一些未沉降的大分子污染物被滤在过滤池内，降低了印染污水的质量。
作为本发明的进一步改进，所述S3吸附在吸附池中进行，活性炭与无机硅胶之间的比例为4:1，在吸附池中停留时间为4h。
通过采用上述技术方案，无机硅胶的主要成分是二氧化硅，而活性炭主要是以单质碳的形式存在，二氧化硅中硅和氧是以共价键的形式组合，而每分子的二氧化硅与四分子的碳以分子间的作用力进行结合，所形成的微观网状结构更加牢固，从而使得包裹的杂质分子结构强度更大。
作为本发明的进一步改进，所述S4混凝沉降，将S3吸附后的污水排至混凝沉降池中，然后在混凝沉降池内添加絮凝剂，所述絮凝剂的各物质化学组成以质量百分比计为：明矾35％-45％、聚环氧乙烷35％-45％以及水玻璃 10％-30％，所添加的絮凝剂与排入的污水比例为每排进一升污水，所需要的絮凝剂质量为20g，搅拌15min，絮凝反应时间5-15min。
通过采用上述技术方案，印染污水中存在胶体颗粒，而胶体的表面带大量负电荷，胶体颗粒间同种电荷的斥力使胶体颗粒不易变大，使胶体稳定；当本发明中絮凝剂添加至水中时，明矾溶于水后电离产生了铝离子，铝离子在水中不稳地，易水解为氢氧化铝，氢氧化铝胶体粒子带正电荷，从而将上述印染污水中存在的带有负电荷的胶体粒子中和，失去了电荷的胶体粒子间通过碰撞、表面吸附以及范德华力等作用，形成大型的矾花；此时聚环氧乙烷表面疏松多孔，与印染污水中失去电荷的胶体粒子形成的矾花通过吸附、卷带以及架桥等作用，形成颗粒较大的絮凝体，而水玻璃的存在可以使得一些粒径小、结构松散的絮体之间互相凝结以增大粒径，提高密度和机械强度，从而加快了胶体颗粒的沉降。
作为本发明的进一步改进，所述S5氧化，将S4混凝沉降后的污水排至臭氧池内，通过臭氧发生器向臭氧池内通入臭氧，停留时间8h。
通过采用上述技术方案，印染污水中有许多还原性的染料以及杂质，通入臭氧将这些杂质氧化，去除水中酚、氰等污染物质，还可以将污水中的颜色脱去，并除去水中的铁、锰等金属离子。
作为本发明的进一步改进，所述S6水解酸化，将S5氧化后的污水排至水解酸化池进行水解酸化，停留时间16h。
通过采用上述技术方案，在水解酸化池中含有许多兼性细菌产生的水解酶类将大分子物质或不溶性物质水解成低分子可溶性的有机物，从而减小有机物的分子量，产生不完全的氧化物，提高了污水的可生化性，有利于后续的好氧阶段。
作为本发明的进一步改进，所述S7生物膜处理，在好氧池内填充弹性填料，然后将经过S6水解酸化的污水排至好氧池内，停留时间20h，并在池内充满氧气。
通过采用上述技术方案，弹性填料的添加，为微生物提供了生长的场所，并且好氧池内充满了微生物繁殖所必要的氧气，微生物固着在载体表面，代谢时间较长的微生物也能增殖，生物相对更为丰富、稳定，产生的剩余污泥少，对污水水质、水量的变化有较强的适应性，管理方便，不会发生污泥膨胀。
作为本发明的进一步改进，在所述好氧池内填充完弹性填料后还投入球形悬浮填料。
通过采用上述技术方案，利用球形悬浮填料所制成的微生物生长的活性泥和附着生长的生物膜构成一个综合处理污水的微生物体系，去除污水中的有机污染物，不仅丰富了微生物类型，同时生物膜和活性污泥共同作用发挥其各种的优势；工艺组成模式单一，而且提高其脱氧和除磷的能力，提高了出水的水质指标。
作为本发明的进一步改进，所述S8泥水分离，将进过S7生物膜处理后的污水排至砂滤池，过滤速度8m/h，所述砂滤池中采用双侧滤料，上层为无烟煤，下层采用天然石英砂。
通过采用上述技术方案，污水先通过上层粒径较大的无烟煤层，再通过粒径较小的天然石英砂层，这样设计增加了过滤层的截污容量，延长了过滤的周期，进一步处理污水中的悬浮物。
综上所述，本发明的优点和有益效果是：
1、活性炭和无机硅胶分子之间由于范德华力，而它们均具有多孔稀疏的结构，同时污水中含有一些不溶于水的染料分子，使得活性炭和无级硅胶分子互相穿插形成微观的网状结构，将这些不溶于水或者微溶于水的杂质分子包裹，增大了吸附量；
2、通过絮凝剂明矾、聚环氧乙烷以及水玻璃的添加，使得三者之间不仅可以发挥各自的作用，而且互相之间还有协同作用，使得一些粒径小、结构松散的絮体之间互相凝结以增大粒径，提高密度和机械强度，从而加快了胶体颗粒的沉降；
3、利用球形悬浮填料所制成的微生物生长的活性泥和附着生长的生物膜构成一个综合处理污水的微生物体系，去除污水中的有机污染物，不仅丰富了微生物类型，同时生物膜和活性污泥共同作用发挥其各种的优势；工艺组成模式单一，而且提高其脱氧和除磷的能力，提高了出水的水质指标。
附图说明
图1为本发明一种印染污水的处理工艺的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细描述。
参照图1，一种印染污水的处理工艺，将印染所排放的污水进行如下步骤处理：
S1：对需要进行处理的污水进行降温中和。在调节池内加入浓度为98％的浓硫酸，根据排入的印染污水来确定所加入的浓硫酸的量，每一升印染污水添加浓硫酸0.3升，然后将印染污水排入调节池内；印染污水在调节池内停留8h，然后将印染污水排入温度调节为33℃的热交换器内将印染污水降温至33℃。使用的热交换器为浙江杭特容器有限公司制造的BHRV新型波节管热交换器。
S2：将降温中和后的污水进行初过滤。将热交换器中排出的污水排至过滤池中静止3h，在过滤池的出水口处有中等格栅，格栅栅条的净间距为30mm。
S3：将初过滤后的污水进行吸附。在吸附池内添加吸附剂，吸附剂是由活性炭和无机硅胶以质量比为4:1的配比组成，吸附剂的添加量以印染污水计为50g/L，印染污水在吸附池内停留4h。
S4：将吸附后的污水进行混凝沉降。将吸附后的污水排至混凝沉降池中，然后在混凝沉降池内添加絮凝剂，絮凝剂的各物质化学组成以质量百分比计为：明矾40％、聚环氧乙烷40％以及水玻璃20％，絮凝剂的添加量以印染污水计为20g/L，印染污水在混凝沉降池内停留10min。
S5：将混凝沉降后的污水进行氧化。将混凝沉降后的污水排至臭氧池，通过臭氧发生器向臭氧池内通入臭氧，停留时间8h。使用的臭氧发生器为九洲龙专业臭氧设备制造商生产的大型臭氧发生器。
S6：将氧化后的污水进行水解酸化。将氧化后的污水排至水解酸化池进行水解酸化，印染污水在水解酸化池内停留16h。
S7：将水解酸化后的污水进行生物膜处理。在好氧池内填充弹性填料，再填充球形悬浮填料；然后再将水解酸化后的污水排入好氧池内，并持续为好氧池内充氧气，印染污水在好氧池内停留20h。
S8：将生物膜处理的污水进行泥水分离。将进过生物膜处理后的印染污水排至砂滤池，过滤速度为8m/h，砂滤池中采用双层滤料，上层为无烟煤，下层采用天然石英砂。
实施例2到实施例5与实施例1的区别在于S1降温中和中热交换器的温度如下表：
实施例6到实施例9与实施例1的区别在于S4混凝沉降中絮凝剂的各物质化学组成以质量百分比计如下表：单位：％
实施例10到实施例13与实施例1的区别在于S4混凝沉降中絮凝反应时间如下表：
吸附实验：
取S3吸附前的污水平均分三份，分别标号为A、B、C，A份中不添加任何吸附剂，B仅添加活性炭，C添加本发明中实施例1中的活性炭和无机硅胶 4:1的比例，然后同时超生振荡5h后取出适量液体，离心分离，取上清液，测出溶液的吸光度，根据公式Q＝(C0-Ce)V/m计算吸附量。式中：C0表示溶液初始浓度(mg/L)；Ce表示吸附后溶液的浓度(mg/L)；V表示吸附溶液的体积 (L)；m表示吸附剂用量(g)；Q表示吸附量(mg/g)。
表一，沉降时间；
从表一可以得出，C组份的沉降速率远比A和B组份的沉降速率快，并且C组份的沉降速率近似为B组份两倍。
分别将0.05g的活性炭和0.05g实施例1中的吸附剂加入至25℃、50ml 的30mg的S3吸附前的污水，调整溶液pH6.5振荡5h后，于270nm处测其吸光度，计算其吸附量，统计吸附量及去除率如下表：
表二，对于活性炭和本发明中的吸附剂中吸附剂性能的比较；
吸附剂 吸附量(mg/g) 去除率(％)
活性炭 23 48
实施例1的吸附剂 52 72
由表二得出，在上述实验条件下，实施例1的吸附剂比活性炭对S3吸附前的污水的吸附量增大29mg/g，去除率提高24％。
通过表一和表二得出，本发明中的吸附剂比现有仅单一的一种活性炭的吸附量和吸附效果强。
COD(化学需氧量)：是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它反映了水中受物质污染的程度，化学需氧量越大，说明水中受有机物的污染越严重。
BOD(生化需氧量)：是指在有氧的条件下，水中微生物分解有机物的生物化学过程中所需溶解氧的质量浓度。为了使BOD检测数值有可比性，一般规定一个时间周期，并测定水中溶解氧消耗情况，一般采用五天时间，称为五日生化需氧量，记做BOD5，经常使用五日生化需氧量。BOD数值越大证明水中含有的有机物越多，因此污染也越严重。
COD和BOD5测量对比：
取S4混凝沉降前的污水平均分六份，分别标号为D1、D2、D3、E1、E2、以及E3，D1-D3中不添加任何絮凝剂，E1-E3中添加本发明中实施例1中的絮凝剂，然后使用国家标准GB11914-89来测量COD，单位mg/L；使用国家标准 GB7488-87来测量BOD5，单位：mg/L。
表三，对于絮凝剂的效果进行分析；
项目 D1 D2 D3 平均值(D平) E1 E2 E3 平均值(E平)
COD 1135 1102 1123 1120 102 107 112 107
BOD5 293 302 299 298 63 58 61 60.7
由表三可以看出，本发明利用实施例1中的絮凝剂对印染污水进行处理，能有效的降低印染污水中的COD和BOD5，从而说明本发明使用的絮凝剂混凝沉降的作用显著。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种印染污水的处理工艺，其特征在于：所述印染污水的处理工艺包括如下步骤：
S1：对需要进行处理的污水进行降温中和；
S2：将降温中和后的污水进行初过滤；
S3：将初过滤后的污水进行吸附，吸附时添加的吸附剂为活性炭和无机硅胶的混合物；
S4：将吸附后的污水进行混凝沉降；
S5：将混凝沉降后的污水进行氧化；
S6：将氧化后的污水进行水解酸化；
S7：将水解酸化后的污水进行生物膜处理；
S8：将生物膜处理的污水进行泥水分离；
经过上述八个步骤，最后S8的泥水分离处理后，印染污水达到排放标准。
2.根据权利要求1所述的一种印染污水的处理工艺，其特征在于：所述S1降温中和在调节池内进行，在污水排至调节池内前先在调节池内添加浓硫酸，所添加的浓硫酸与排入的污水比例为每排进一升污水，所需要的浓硫酸的体积为0.3升，停留时间8h；污水经过中和后，进入热交换器将污水的温度降至30-35℃。
3.根据权利要求2所述的一种印染污水的处理工艺，其特征在于： 所述S2初过滤，将热交换器中排出的污水排至过滤池中静止3h，然后在过滤池的出口处设置有格栅。
4.根据权利要求1所述的一种印染污水的处理工艺，其特征在于：所述S3吸附在吸附池中进行，活性炭与无机硅胶之间的质量比例为4:1，在吸附池中停留时间为4h。
5.根据权利要求1所述的一种印染污水的处理工艺，其特征在于：所述S4混凝沉降，将S3吸附后的污水排至混凝沉降池中，然后在混凝沉降池内添加絮凝剂，所述絮凝剂的各物质化学组成以质量百分比计为：明矾35％-45％、聚环氧乙烷35％-45％以及水玻璃10％-30％，所添加的絮凝剂与排入的污水比例为每排进一升污水，所需要的絮凝剂质量为20g，搅拌15min，絮凝反应时间5-15min。
6.根据权利要求1所述的一种印染污水的处理工艺，其特征在于：所述S5氧化，将S4混凝沉降后的污水排至臭氧池内，通过臭氧发生器向臭氧池内通入臭氧，停留时间8h。
7.根据权利要求1所述的一种印染污水的处理工艺，其特征在于：所述S6水解酸化，将S5氧化后的污水排至水解酸化池进行水解酸化，停留时间16h。
8.根据权利要求1所述的一种印染污水的处理工艺，其特征在于：所述S7生物膜处理，在好氧池内填充弹性填料，然后将经过S6水解酸化的污水排至好氧池内，停留时间20h，并在池内充满氧气。
9.根据权利要求8所述的一种印染污水的处理工艺，其特征在于：在所述好氧池内填充完弹性填料后还投入球形悬浮填料。
10.根据权利要求9所述的一种印染污水的处理工艺，其特征在于：所述S8泥水分离，将进过S7生物膜处理后的污水排至砂滤池，过滤速度8m/h，所述砂滤池中采用双层滤料，上层为无烟煤，下层采用天然石英砂。
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