申请日2016.11.24
公开(公告)日2017.06.06
IPC分类号C02F9/10; C02F103/30
摘要
本实用新型公开了一种色织布染纱废水的处理装置，它包括自清洗过滤器、调节池、非均相Fenton氧化池、气浮池、双膜系统、MVR系统;其中的自清洗过滤器与调节池进口相连，调节池出口与非均相Fenton氧化池进口相连，非均相Fenton氧化池出口与气浮池进口相连接，气浮池出口与双膜系统相连，气浮池同时连接有板框压滤机;所述双膜系统由CMF和RO组成，CMF产水口与RO进口相连接，RO浓水口与MVR系统相连接。实验结果显示：整套装置可回收90%以上的染纱废水，废水中盐分能够得到有效去除，脱盐率>99%，RO产水和MVR系统产生的蒸馏液可回用于各生产环节使用，替代新水用量，从源头上控制了污染物的产生量，充分体现了清洁生产的理念。
权利要求书
1.一种色织布染纱废水的处理装置，其特征在于它包括自清洗过滤器、调节池、非均相Fenton氧化池、气浮池、双膜系统、MVR系统;其中的自清洗过滤器(1)与调节池(2)进口相连，调节池出口与非均相Fenton氧化池(3)进口相连，非均相Fenton氧化池出口与气浮池(4)进口相连接，气浮池出口与双膜系统相连，气浮池浮渣出口同时连接有板框压滤机;所述双膜系统由CMF(5)和RO(6)组成， CMF产水口与RO进口相连接， RO浓水口与MVR系统(7)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种色织布染纱废水的处理装置，其特征在于非均相Fenton氧化池(3)内填充有新型的三元负载型活性炭催化剂CuO-MnO2-ZnO/AC。
说明书
一种色织布染纱废水的处理装置
技术领域
本实用新型属于纺织印染行业废水处理及资源回收领域，具体涉及一种色织布染纱废水高效处理与在线回收资源化产品的装置。
背景技术
色织布生产过程包括退浆、丝光、染纱等工序。其中，染纱废水产生于色织布生产过程中的染纱工序，水量较大。由于不同的纤维原料和产品需要使用不同的染料、助剂和染色方法，加上各种染料的上色率不同和染液的浓度不同，使染色废水水质变化很大，其中含有浆料、染料、助剂、表面活性剂等，一般呈强碱性，色度很高，COD 较BOD 高得多，可生化性较差，属难降解有机废水。同时染纱工序中加入了Na2SO4和Na2CO3，染纱废水呈现高含盐的特点。
目前，色织布生产企业的废水以各工序集中排放、末端治理为主。退浆工序中退浆废水含有大量的聚乙烯醇(PVA)，丝光工序中废碱液含有大量的氢氧化钠，染纱工序中染纱废水含有大量的Na2SO4、Na2CO3和难降解有机物，导致综合废水除水量大、色度深以外，难降解有机物和含盐量也很高，集中处理难度较大，常规的二级处理工艺无法有效去除废水中的难降解有机物和盐分，高的含盐量还会对生化处理系统产生不良影响，甚至使系统崩溃。单一处理技术或简单的集成技术无法达到排放标准，复杂的处理工艺又面临着占地面积大、基建和运行费用高的问题，中小规模的纺织印染企业根本无力承担。同时，废水中一些可回收的资源没有得到有效利用，致使企业产品成本增加，经济效益下降，从而影响企业治理污染的积极性和主动性。
发明内容
本实用新型的目的在于针对色织布生产废水处理难度大、难以达标排放、处理费用高等一系列难题，提出一种色织布染纱废水高效处理与在线回收方法及装置，将染纱废水单独处理，并资源化回收其中的无水硫酸钠，可有效降低综合废水中的难降解有机物和盐分的含量，并且提高了原材料的利用率，从源头上控制了污染物的产生量，充分体现了清洁生产的理念。
为实现上述目的，本实用新型公开了如下的技术方案：
一种色织布染纱废水的处理装置，其特征在于它包括自清洗过滤器、调节池、非均相Fenton氧化池、气浮池、双膜系统、MVR系统;其中的自清洗过滤器1与调节池2进口相连，调节池出口与非均相Fenton氧化池进口3相连，非均相Fenton氧化池出口与气浮池4进口相连接，气浮池出口与双膜系统相连，气浮池浮渣出口同时连接有板框压滤机;所述双膜系统由CMF5和RO6组成， CMF产水口与RO进口相连接，RO浓水口与MVR系统7相连接。
本实用新型更进一步公开了色织布染纱废水处理与在线回收方法在去除色织布染纱废水中难降解有机物和盐分方面的应用。实验结果显示：整套装置可回收90%以上的染纱废水，废水中的盐分能够得到有效去除，脱盐率>99%，RO产水和MVR系统产生的蒸馏液可回用于各生产环节使用，替代新用水量。
本实用新型更加详细的描述如下：
一种色织布染纱废水高效处理与在线回收装置，包括自清洗过滤器、调节池、非均相Fenton氧化池、气浮池、双膜系统(微滤CMF+反渗透RO)、机械蒸汽再压缩(MVR)系统，采用依次连接构成;
所述自清洗过滤器对染纱废水中的布毛、颗粒物、絮体等进行过滤，出水进入调节池;
所述调节池对染纱废水的水质和水量进行匀质化，加入pH调节剂硫酸中和pH值，同时使废水中的Na2CO3转变为Na2SO4，调节池的出水进入非均相Fenton氧化池;
所述非均相Fenton氧化池对废水进行脱色和去除部分难降解有机物，出水进入气浮池;所述气浮池中加入NaOH将废水pH值调至中性，通过气浮作用去除水中的絮体和悬浮颗粒，确保出水澄清透明，气浮产生浮渣经板框压滤机脱水后成泥饼外运，气浮出水进入双膜系统;
所述双膜系统由CMF和RO组成， CMF为RO的预处理工艺，CMF产水进入RO， RO浓水进入MVR系统，RO产水回用于生产;所述MVR系统对废水进行蒸发结晶，废水中Na2SO4经提纯、浓缩、结晶、干燥，成为无水硫酸钠，可以作为资源化产品外售或者回用于生产工序，蒸馏液回用于生产。
一种色织布染纱废水高效处理与在线回收方法，其特征在于按如下的步骤进行：
(1)自清洗过滤器对染纱废水中的布毛、颗粒物、絮体进行过滤，降低浊度、净化水质及保护系统其他设备正常工作;
(2)调节池对染纱废水的水质和水量进行匀质化，根据染纱废水中Na2CO3的含量加入硫酸，使废水中Na2CO3完全转变为Na2SO4并继续加入硫酸调节pH值至适于Fenton反应的pH值范围5~6;
(3)非均相Fenton氧化池内填充有新型的三元负载型活性炭催化剂CuO-MnO2-ZnO/AC，总填充体积量为非均相Fenton氧化池有效容积的1/3~1/2，同时向非均相Fenton氧化池中加入30%双氧水，30%双氧水投加量为0.1-0.5kg/吨水，双氧水中的有效成分H2O2与CuO-MnO2-ZnO/AC催化剂构成非均相Fenton氧化体系，通过氧化作用对染纱废水进行脱色并去除部分难降解有机物，出水呈淡黄色;
所述三元负载型活性炭催化剂CuO-MnO2-ZnO/AC采用市售柱状活性炭，用 5 %的盐酸浸泡 24 h，5 %的NaOH溶液浸泡 24 h，水洗至中性，于120 ℃烘干活化后作为载体，采用浸渍法制备而成。Cu负载量为1%~5%(质量比)，Mn负载量为1%~5%(质量比)，Zn负载量为0.1%~1%(质量比);
(4)气浮池中加入氢氧化钠将废水pH值调至7~8，通过气浮作用去除水中的絮体和悬浮颗粒，确保出水澄清透明，气浮产生的浮渣经板框压滤机脱水后成泥饼外运;
(5)CMF作为RO的预处理，去除悬浮颗粒、胶体、大分子有机物，保证出水的SDI值小于3，达到RO的进水要求;
(6)RO系统采用海水膜，实现对染纱废水的浓缩，为后续MVR工艺降低进水负荷，单根膜脱盐率大于99.5%;
(7)MVR蒸发浓缩单元包括凝水换热器、MVR 蒸发器、离心机和干燥器，控制进水pH值为7~8，SS<10mg/L，MVR蒸发系统盐分离温度控制在60~70 ℃，将RO浓水中Na2SO4提纯、浓缩、结晶、干燥，转化为固体形态无水硫酸钠，可以作为资源化产品外售或者回用于生产工序，蒸发产生的蒸馏液回用于生产工序。
本实用新型公开的色织布染纱废水的处理装置与现有技术相比所具有的积极效果在于：
(1)通过组合工艺可以实现染纱废水的高效处理与再生回用，降低了综合废水中难降解有机物和盐分的含量，进而降低了综合废水的污染负荷与治理难度，确保了综合废水的达标排放;
(2)对染纱废水中的价值组分无水硫酸钠进行在线回收与资源化利用，从源头上控制了污染物的产生量，最大限度地节约原材料，降低了企业的生产成本和治污费用;
(3)非均相Fenton氧化池内填充新型的三元负载型活性炭催化剂CuO-MnO2-ZnO/AC，各催化组分之间优势互补，具有协同作用，实现了在高盐条件下高效去除难降解有机物。