申请日2015.01.30
公开(公告)日2016.10.05
IPC分类号C02F9/08; C02F103/30
摘要
本发明公开了一种染料废水深度净化回用系统及方法，所述的染料废水深度净化回用系统主要包括初步过滤装置(1)，光催化氧化单元(3)，超滤膜分离单元，反渗透膜分离单元和智能控制器(10);所述的超滤膜分离单元包括泵(4)、超滤集水箱(6)、超滤膜组件(8);所述的反渗透膜分离单元包括泵(5)、反渗透集水箱(7)、反渗透膜组件(9)。本发明染料废水深度净化回用系统将初步过滤装置、光催化氧化单元、超滤膜分离单元和反渗透膜分离单元整合在一起，实现一体化;结构简单、成本低，应用光催化技术可减少膜的清洗次数，延长膜寿命;使用本发明染料废水回用方法步骤简单、回收率高，回用的水质远优于纺织染整工业回用水水质标准。
权利要求书
1.一种染料废水深度净化回用系统：其特征在于：包括初步过滤装置，光催化氧化单元，超滤膜分离单元，反渗透膜分离单元和智能控制器(10);
所述的初步过滤装置(1)通过连接管(103)与泵(2)相连，泵(2)通过连接管(301)与光催化氧化单元(3)相连;所述的光催化氧化单元(3)的出水口(34)与光催化循环管(303)相连，光催化循环管(303)与泵(2)相连;所述的光催化氧化单元(3)的安装位置需比超滤集水箱(6)高出2/3以上;
所述的超滤膜分离单元包括泵(4)、超滤集水箱(6)、超滤膜组件(8);所述的超滤集水箱(6)通过连接管(602)与光催化氧化单元(3)相连;
所述的反渗透膜分离单元包括泵(5)、反渗透集水箱(7)、反渗透膜组件(9);所述的反渗透集水箱(7)与超滤渗透液出口(802)相连。
2.根据权利要求1所述的一种染料废水深度净化回用系统，其特征在于：所述的初步过滤装置(1)为筛网过滤器，所述的筛网过滤器中设有5~10层的筛网，所述的筛网目数从上到下逐渐增大，目数范围为5~1500。
3.根据权利要求1所述的一种染料废水深度净化回用系统，其特征在于：所述的光催化氧化单元(3)，设置若干个折流板(33)，所述的折流板为石英玻璃等透光材料。
4.根据权利要求1所述的一种染料废水深度净化回用系统，其特征在于：所述的光催化氧化单元(3)，其上部设有排气孔(39)。
5.根据权利要求1所述的一种染料废水深度净化回用系统，其特征在于：所述的超滤膜分离单元和反渗透膜分离单元，进行多次循环浓缩。
6.根据权利要求1所述的一种染料废水深度净化回用系统，其特征在于：所述的超滤膜组件(8)和反渗透膜组件(9)，都采用错流过滤方式。
7.根据权利要求1所述的一种染料废水深度净化回用系统，其特征在于：所述的光催化氧化单元(3)，超滤集水箱(6)和反渗透集水箱(7)内都设有水位监测系统，所述的水位监测系统设有水位传感器。
8.一种使用权利要求1所述的一种染料废水深度净化回用系统的染料废水回用处理方法，其特征在于：
1)经过常规物化+生化处理后排放的废水进入初步过滤装置，截留大颗粒污染物，得到过滤液;
2)所述的过滤液泵入光催化氧化单元，通过光催化循环管进行多次循环降解;
3)降解后的水进入超滤集水箱，进行超滤膜分离处理，得到的渗透液进入反渗透集水箱，浓缩液重新进入超滤集水箱;
4)将经超滤分离后的渗透液进行反渗透膜分离，得到的渗透液即为回用水，浓缩液重新进入反渗透集水箱。
说明书
一种染料废水深度净化回用系统及方法
技术领域
本发明属于水处理领域，具体地说是一种染料废水深度净化回用系统及方法。
背景技术
“十二五”规划以来，工业用水得到严格控制，废水深度净化回用是企业节能减排的实施手段，更多企业采用回用水。在我国，印染废水排放量列工业部门废水排放量的第2位，达23-30亿立方米，仅次于造纸行业;污染物排放量占据第4位。因此，印染行业废水的综合治理已成为当务之急，水回用成为了印染行业污水治理的关键。
常规物化+生化处理方式尾水中的污染物质主要是悬浮物、细菌、难生化降解有机物以及影响回用的溶解性矿物质等。具有水质复杂、危害性大、COD和BOD高、可生化性差等特点，其对环境造成了巨大的危害，排放物的环境污染问题已引起各国政府及环保部门的高度重视。为进一步改善水质，需对二级或二级强化处理后的尾水进行深度处理，去除常规物化+生化处理中剩余的污染成分，达到新的排放标准或回用水水质要求。国内外对于染料废水的深度处理方法主要有吸附法、生物法、光化学氧化法、电化学氧化法、臭氧氧化法、膜技术以及它们之间的联合体。
膜分离技术，由于其独特的魅力近年来在废水处理领域成为国内外研究的热点。它是一种新兴的高效分离、浓缩和净化技术，具有分离效率高、工艺简单、操作方便和易控制等优点。然而，在实际应用中，膜分离技术的投资和运行费用较高，膜易结垢堵塞，需要高水平预处理和定期的化学清洗。其严重的膜污染已经成为限制膜技术进一步应用的瓶颈。因此，需要在膜法处理印染废水回用技术的前端，进行预处理。而光催化氧化技术，是利用高活性羟基自由基进攻大分子有机物并与之反应，从而破坏有机物分子结构达到以氧化去除有机物的目的，实现高效的氧化处理。将先进膜技术与光催化技术进行有机整合，充分发挥两者的优势，做到优势互补，扬长避短，一方面，光催化能对印染废水中的污染物质进行氧化降解，膜分离能阻挡未被及时氧化的污染物质和一些单产物，保证出水水质;另一方面，二者联合能使污染引进的膜通量衰退问题得以减轻，能延长膜的化学清洗间隔，从而大大延长膜的寿命。
发明内容
为了克服现有技术存在的问题，本发明以染料废水经过常规物化+生化处理后排放的水为处理对象，将光催化氧化技术和膜分离技术等高级回用技术结合在一起，提供一种染料废水深度净化回用系统及方法。
本发明采用的技术方案是：一种染料废水深度净化回用系统：包括初步过滤装置，光催化氧化单元，超滤膜分离单元，反渗透膜分离单元和智能控制器;所述的初步过滤装置通过连接管与泵相连，泵通过连接管与光催化氧化单元相连;所述的光催化氧化单元的出水口与光催化循环管相连，光催化循环管与泵相连;所述的光催化氧化单元的安装位置需比超滤集水箱高出2/3以上;所述的超滤膜分离单元包括泵、超滤集水箱、超滤膜组件;所述的超滤集水箱通过连接管与光催化氧化单元相连;所述的反渗透膜分离单元包括泵、反渗透集水箱、反渗透膜组件;所述的反渗透集水箱与超滤渗透液出口相连。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述的初步过滤装置为筛网过滤器，所述的筛网过滤器中设有5~10层的筛网，所述的筛网目数从上到下逐渐增大，目数范围为5~1500。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述的光催化氧化单元，设置若干个折流板，所述的折流板为石英玻璃等透光材料;设置折流板可改变液体流向，增加湍动，提高光催化的降解效率。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述的光催化氧化单元，其上部设有排气孔，用于排放光催化氧化单元内的气体。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述的超滤膜分离单元和反渗透膜分离单元，进行多次循环浓缩，最大化得到渗透液。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述的超滤膜组件和反渗透膜组件，都采用错流过滤方式，所产生的剪切力把膜面上滞留的污染物带走，从而减轻膜污染。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述的光催化氧化单元，超滤集水箱和反渗透集水箱内都设有水位监测系统，所述的水位监测系统设有水位传感器，及时反馈信号给智能控制器，用于控制阀门的开闭。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述的光催化网，是负载型的三维泡沫金属网，采用复合电沉积技术，在纯泡沫金属网上负载光催化剂，如TiO2、ZnO、CdS。
本发明的另一目的在于提供一种使用所述的染料废水深度净化回用系统的染料废水回用处理方法。所述的染料废水深度净化回用处理方法包括以下步骤：
1)经过常规物化+生化处理后排放的废水进入初步过滤装置，截留大颗粒污染物，得到过滤液;
2)所述的过滤液泵入光催化氧化单元，通过光催化循环管进行多次循环降解;
3)降解后的水进入超滤集水箱，进行超滤膜分离处理，得到的渗透液进入反渗透集水箱，浓缩液重新进入超滤集水箱;
4)将经超滤分离后的渗透液进行反渗透膜分离，得到的渗透液即为回用水，浓缩液重新进入反渗透集水箱。
本发明的有益效果是：技术方案集成了光催化氧化技术、超滤膜和反渗透膜的膜分离技术，废水经过处理后，有机物去除率达90%，脱盐率达96%，出水水质无色、澄清、无味，达到纺织染整工业回用水水质标准。该方法能高效去除染料废水中的污染物，实现此类废水的净化回用。不仅如此，应用光催化氧化技术作为染料废水回用的前端处理方法，可以减轻后续膜分离阶段的压力，减轻膜的有机物污染及微生物污染，从而减缓膜通量衰退，延长膜寿命。