申请日2016.10.31
公开(公告)日2017.03.22
IPC分类号C02F9/06; C02F101/30; C02F103/30
摘要
本发明公开了一种电膜耦合式印染废水深度处理与分质回用方法，该方法针对印染废水生化处理系统二沉池出水进行电氧化、膜系统处理，膜处理系统包括浸没式超滤(SMF)和反渗透(RO)过滤。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：该方法处理流程短，可根据企业实际排水量、用水要求和排污指标灵活控制分质回用水量和最终排水量，同时RO膜浓水可直接达到《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287‑2012)表2的排放限值要求，无需再行处理，有效解决了纺织印染企业供水或排污受限问题，实现企业节水减排的目的。
摘要附图
权利要求书
1.一种电膜耦合式印染废水深度处理与分质回用方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、电氧化处理：取印染废水生化处理系统二沉池出水，进电氧化处理装置进行催化氧化反应，去除印染废水生化处理系统二沉池出水的色度及其中的有机物，电氧化处理后得到的电氧化处理出水可继续深度处理或直接达标排放;
步骤二、浸没式超滤膜过滤：将步骤一中电氧化处理出水进行浸没式超滤膜过滤，得到超滤产水和超滤膜浓水，超滤产水中的部分出水可根据企业需求用做漂洗工序的回用水，其余部分出水进反渗透膜继续处理;超滤膜浓水回流，与印染废水生化系统二沉池出水混合，循环处理;
步骤三、反渗透膜过滤：取步骤二超滤产水进反渗透膜过滤系统，反渗透产水作为高品质水进生产系统循环利用，反渗透浓水则直接达标排放。
2. 如权利要求1所述的一种电膜耦合式印染废水深度处理与分质回用方法，其特征在于：印染废水生化处理系统二沉池出水水质为：初始pH为6.5-7.5、CODcr为110-250 mg/L。
3.如权利要求1所述的一种电膜耦合式印染废水深度处理与分质回用方法，其特征在于：步骤一中电氧化处理条件为：电压为6.1-7.2V，电流密度为9-12.5mA/cm2，水力停留时间为15-30min。
4.如权利要求1所述的一种电膜耦合式印染废水深度处理与分质回用方法，其特征在于：电氧化处理装置包括依次连接的污水泵、流量计、电氧化反应器、和整流器;电催化反应器为圆柱型，其内径为0.3m，高为1.8m，其底端和顶端分别设置水流入口区和出口区，电催化反应器内沿其纵轴方向等距交替设置阴极板和阳极板，阴极板和阳极板分别与整流器的负极和正极连接，其中阴极板为圆形金属钛网，阳极板为钛基β-PbO2涂层网，阴极板和阳极板各24片，阴极板和阳极板的间距为25mm。
5.如权利要求1所述的一种电膜耦合式印染废水深度处理与分质回用方法，其特征在于：所述步骤二中的浸没式超滤膜为额定孔径为0.01μm的中空纤维膜，其材质为聚偏氟乙烯PVDF，超滤产水控制在90%。
6.如权利要求1所述的一种电膜耦合式印染废水深度处理与分质回用方法，其特征在于：所述步骤三中反渗透膜采用脱盐率在99%以上的反渗透膜，其材质为聚酰胺，控制膜产水率在50%-60%。
7.如权利要求1所述的一种电膜耦合式印染废水深度处理与分质回用方法，其特征在于：步骤一中电氧化处理出水的CODcr稳定在80mg/L以下。
8.如权利要求1所述的一种电膜耦合式印染废水深度处理与分质回用方法，其特征在于：步骤三中反渗透过滤操作压力为0.5-2MPa，操作温度在5-40℃，反渗透产水的CODcr<15mg/L、色度在1-2之间，反渗透浓水的CODcr<180mg/L、色度<50。
说明书
一种电膜耦合式印染废水深度处理与分质回用方法
技术领域
本发明属于印染废水处理技术领域，涉及一种电膜耦合式印染废水深度处理及分质回用方法。
背景技术
纺织印染行业是典型的耗水和排污大户，随着《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012)的实施，对纺织印染行业废水排放要求进一步提高，行业内在废水提标改造方面做了诸多努力，目前印染废水基本采用物化-生化-深度处理达标排放工艺，而深度处理使用最多的技术是气浮，该技术对于执行间接排放标准的企业能基本满足达标排放要求，但对直接排放的企业，气浮出水指标如CODcr、色度等指标则有时不能满足达标排放要求，必须采用活性炭吸附或臭氧氧化等深度处理工艺才能满足排放要求。
另一方面，随着国家对节能减排工作的深入推进，对诸如对纺织印染行业这类耗水大户的新鲜水消耗指标不断提高，印染废水回用要求和回用比率也不断提高，废水深度处理与回用是必须的选择。近年来诸如高级氧化、活性碳吸附和膜技术在印染废水深度处理和资源化方面有了较多的研究与应用，而反渗透膜过滤是目前印染废水回用最常用的方法。反渗透膜有较高的脱盐率，产水品质高，可直接回用到生产工序，但膜浓水则普遍存在色度、CODcr等指标达不到行业排放要求的问题，如将其重新纳入废水处理系统，因其高盐度造成盐分在生化处理系统不断累积，会导致生物处理系统的效率大幅降低，达标排放都无法实现。因此，如何实现行业节水减排、提高废水回用量，同时解决膜浓水达标排放的问题显得十分迫切。
近年来也出现了一些印染废水深度处理与回用的新方法。
中国专利申请号CN 102701331 A 公开了一种印染废水电分解深处处理回用方法，对初始pH为6-9、TDS﹥800mg/L、CODcr100-200mg/L的印染废水在5-12mA/cm2电流密度下电解0.5-1h，出水CODcr﹤60mg/L、色度﹤30倍，可回收利用。该发明能降低废水CODcr和色度，解决了水质达标的问题，但电解过程并不能去除废水中的盐分，这种水只能用于对盐分要求不高的生产环节，作为简单回用水，对其他生产环节并不适用。
中国专利申请号CN 104944646 A 公开了一种膜电耦合的废水处理方法，它将外排尾水经过膜过滤装置处理后得到淡水和浓水，淡水回用，浓水送入电催化氧化装置，浓水中有机污染物、生物体被电催化氧化分解，得到的种水进入双极膜电渗析装置处理，水中的无机盐转化为酸和碱，实现了资源化利用，经电渗析分离了无机盐后的水作为景观环境用水。该方法综合解决了废水的有机污染物、盐分的问题，实现了废水资源化，但膜浓水处理工艺复杂，设备投资大，运行成本高。
中国专利申请号CN 105417775 A 公开了一种印染废水的反渗透处理回用方法，将印染废水处理系统出水进行活性炭吸附、超滤膜过滤、大孔树脂吸附、反渗透膜分离，反渗透产水作为一种高品质用水在企业循环利用，膜浓水进行高级氧化反应后，一部分达标排放，一部分经吸附后用于漂洗。该发明能解决印染废水达标排放和回用的问题，但工艺流程长，存在吸附剂吸附饱和后的再生和废弃后的处理处置等问题。
发明内容
本发明目是提供一种电膜耦合式印染废水深度处理与分质回用方法，该方法处理流程短，可根据企业实际排水量、用水要求和排污指标灵活控制分质回用水量和最终排水量，同时RO膜浓水可直接达到《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012)表2的排放限值要求，无需再行处理，有效解决了纺织印染企业供水或排污受限问题，实现企业节水减排的目的。
本发明采用的技术方案是：
一种电膜耦合式印染废水深度处理与分质回用方法，包括以下步骤：
步骤一、电氧化处理：取印染废水生化处理系统二沉池出水，进电氧化处理装置进行催化氧化反应，去除印染废水生化处理系统二沉池出水的色度及其中的有机物，电氧化处理后得到的电氧化处理出水可继续深度处理或直接达标排放;
步骤二、浸没式超滤膜过滤：将步骤一中电氧化处理出水进行浸没式超滤膜过滤，得到超滤产水和超滤膜浓水，超滤产水中的部分出水可根据企业需求用做漂洗工序的回用水，其余部分出水进反渗透膜继续处理;超滤膜浓水回流，与印染废水生化系统二沉池出水混合，循环处理;
步骤三、反渗透膜过滤：取步骤二超滤产水进反渗透膜过滤系统，反渗透产水作为高品质水进生产系统循环利用，反渗透浓水则直接达标排放。
印染废水生化处理系统二沉池出水水质为：初始pH为6.5-7.5、CODcr为110-250mg/L。
步骤一中电氧化处理条件为：电压为6.1-7.2V，电流密度为9-12.5mA/cm2，水力停留时间为15-30min。
电氧化处理装置包括依次连接的污水泵、流量计、电氧化反应器、和整流器;电催化反应器为圆柱型，其内径为0.3m，高为1.8m，其底端和顶端分别设置水流入口区和出口区，电催化反应器内沿其纵轴方向等距交替设置阴极板和阳极板，阴极板和阳极板分别与整流器的负极和正极连接，其中阴极板为圆形金属钛网，阳极板为钛基β-PbO2涂层网，阴极板和阳极板各24片，阴极板和阳极板的间距为25mm。
所述步骤二中的浸没式超滤膜为额定孔径为0.01μm的中空纤维膜，其材质为聚偏氟乙烯PVDF，超滤产水控制在90%。
所述步骤三中反渗透膜采用脱盐率在99%以上的反渗透膜，其材质为聚酰胺，控制膜产水率在50%-60%。
步骤一中电氧化处理出水的CODcr稳定在80mg/L以下。
步骤三中反渗透过滤操作压力为0.5-2MPa，操作温度在5-40℃，反渗透产水的CODcr<15mg/L、色度在1-2之间，反渗透浓水的CODcr<180mg/L、色度<50。
与现有技术比较，本发明的有益效果在于：
1)电氧化较传统气浮工艺的CODcr去除率高30%以上，以电氧化取代气浮工艺，无需加药，也无印染污泥产生，且出水水质能直接达到《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012)表2的排放限值要求;
2)可根据企业实际排水量、回用水实际需求量和排污指标灵活设置浸没式超滤和反渗透单元的废水处理量;
3)反渗透浓水水质满足达标排放要求，无需进一步处理，解决了纺织印染企业膜浓水不能直接达标排放的问题;
4)工艺流程短，可有效解决纺织印染企业供水或排污受限问题，实现企业节水减排的目的。