申请日2013.12.30
公开(公告)日2014.03.26
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明公开了一种印染废水二级处理出水的梯级处理与回用方法，涉及印染废水处理技术领域。本发明的步骤为：(1)将二级出水通入装填有混合离子交换树脂的反应器;(2)在经步骤(1)处理后的出水中加入无机絮凝剂，搅拌后进行超滤处理;经超滤处理后的产水作为印染工艺中一般漂洗工序用水;(3)将经步骤(2)超滤处理后的产水提供给反渗透系统进一步处理，经反渗透处理后的产水作为印染工艺中配料或染色工序用水;(4)步骤(1)处理结束后，对混合离子交换树脂进行脱附再生，脱附再生后树脂供循环使用。本发明可根据印染生产工序对水质的不同要求，将二级出水进行适度的梯级处理以获得不同出水水质，实现二级出水的经济回用。
权利要求书
1.印染废水二级处理出水的梯级处理与回用方法，其步骤为：
(1)将二级出水通入装填有混合离子交换树脂的反应器;
(2)在经步骤(1)处理后的出水中加入无机絮凝剂，搅拌后进行超滤处理;经超滤处 理后的产水一部分作为印染工艺中色度要求稀释倍数小于25、铁含量小于0.3mg/L、锰含量 小于0.2mg/L、透明度大于30cm的生产工序用水;
(3)将经步骤(2)超滤处理后的另一部分产水提供给反渗透系统进一步处理，经反渗 透膜处理后的产水作为印染工艺中配料或染色工序用水;
(4)步骤(1)处理结束后，对混合离子交换树脂进行脱附再生，脱附再生后树脂供循 环使用。
2.根据权利要求1所述的印染废水二级处理出水的梯级处理与回用方法，其特征在于： 步骤(1)所述的混合离子交换树脂由阴离子交换树脂和阳离子交换树脂均匀混合而成，混合 离子交换树脂中阴离子交换树脂和阳离子交换树脂的体积比为3～5:1。
3.根据权利要求2所述的印染废水二级处理出水的梯级处理与回用方法，其特征在于： 所述的阳离子交换树脂为大孔强酸型苯乙烯系阳离子交换树脂或大孔弱酸型丙烯酸系阳离子 交换树脂;所述的阴离子交换树脂为大孔强碱型丙烯酸系阴离子交换树脂。
4.根据权利要求2或3所述的印染废水二级处理出水的梯级处理与回用方法，其特征在 于：所述的阳离子交换树脂为0.5～1.25mm粒径的颗粒状树脂或80～150μm粒径的微球树 脂;所述的阴离子交换树脂也为0.5～1.25mm粒径的颗粒状树脂或80～150μm粒径的微球 树脂。
5.根据权利要求4所述的印染废水二级处理出水的梯级处理与回用方法，其特征在于： 所述的阳离子交换树脂和阴离子交换树脂为0.5～1.25mm粒径的颗粒状树脂时，步骤(1)使 用的反应器为固定床反应器，所述的二级出水流过固定床反应器的流速为2～15BV/h。
6.根据权利要求5所述的印染废水二级处理出水的梯级处理与回用方法，其特征在于： 所述的阳离子交换树脂和阴离子交换树脂为80～150μm粒径的微球树脂时，步骤(1)使用 的反应器为全混合式反应器，所述的二级出水在全混合式反应器内的停留时间为10～30min， 全混合式反应器内搅拌速度为100～300rpm。
7.根据权利要求6所述的印染废水二级处理出水的梯级处理与回用方法，其特征在于： 步骤(2)中加入的无机絮凝剂在所述出水中的浓度为10～20mg/L，且加入无机絮凝剂后需将 所述出水以250rpm的转速搅拌1min后再进行超滤处理。
8.根据权利要求7所述的印染废水二级处理出水的梯级处理与回用方法，其特征在于： 步骤(2)所述的超滤处理中使用的超滤膜的切割分子量为30～80kDa。
9.根据权利要求8所述的印染废水二级处理出水的梯级处理与回用方法，其特征在于： 步骤(4)中采用质量百分比浓度为10～25%的氯化钠溶液对所述混合离子交换树脂进行脱附 再生。
说明书
印染废水二级处理出水的梯级处理与回用方法
技术领域
本发明涉及二级出水的深度处理与回用工艺，更具体地说，涉及印染废水二级处理出水 根据回用目标的不同进行梯级深度处理与回用的方法。
背景技术
印染行业是耗水大户，随着我国经济的飞速发展，水资源紧缺已成为制约我国印染行业 进一步发展的限制因素。为了实现印染行业的可持续发展，印染废水的回用成为实现这一目 标的关键。印染废水普遍采用物化+生物二级工艺进行处理，出水COD基本在100mg/L左右， 色度深、盐含量高，达不到印染回用水标准中对有机物、色度、硬度、电导率等指标的要求。 参看表1所示某印染企业二级处理出水的水质参数表。
印染废水的二级出水回用必须进行深度处理以进一步去除有机物、色度、无机盐等，其 中色度和盐去除是实现二级出水回用的关键，印染工艺的各生产工序对色度皆有严格要求， 即使一般漂洗工艺也要求回用水色度不高于25(稀释倍数);盐去除不仅决定了污水的回用 率高低，而且盐累积也会极大影响生产和污水处理系统的正常运行。
常规的絮凝、多介质过滤、活性炭吸附等技术及其组合工艺对色度去除效率低，无机盐 基本得不到去除，处理出水水质满足不了印染生产用水要求。目前，普遍采用“双膜”工艺 即超滤-反渗透技术对印染废水进行深度处理，将二级处理出水通过反渗透膜处理，COD、色 度和无机盐的去除可以同步完成，得到高品质的出水。通过“双膜”工艺处理得到的出水可 回用于包括对水质要求最高的浅染色工艺在内的任何生产工序。但是，印染一般包括染色、 印花、整理等不同工序过程，每道工序对回用水水质指标的要求均不同，如一般漂洗用水对 电导率的要求低于染色用水，将反渗透处理的出水用于水质要求相对较低的一般漂洗等工序， 未免存在对出水处理过度、大材小用、处理成本相应增高等缺陷。超滤工艺处理印染二级出 水时，基本没有脱色能力，分子量较小的有色物质极易通过超滤膜，出水的色度基本与二级 出水相同。由于二级出水色度高，即使将反渗透产水与超滤出水按一定比例进行混合，通常 也难以满足印染回用水的色度要求。
印染废水二级处理出水中有色物质多为带负电荷的小分子有机物，含有羧基、磺酸基等 酸性基团，这些小分子有机物有高的水溶性，强碱型阴离子交换树脂可通过静电和氢键等多 重作用将其有效去除。但是，二级出水中存在的钙等多价离子可与这些小分子有机物发生络 合作用，降低小分子有机物表面的电荷密度，导致阴离子交换树脂对小分子有机物的去除效 果降低。阳离子交换树脂能有效去除钙、镁、钡、铁、锰等多价阳离子，可阻止溶解度低的 钙、钡等离子的硫酸盐和碳酸盐等在吸附膜表面沉积，从而可避免使用有机膦阻垢剂在膜滤 浓水中浓缩产生的含磷废水给出水的进一步处理带来困难;但是，同样存在着有机物与钙等 多价离子之间发生络合作用，导致络合物与钙等多价离子对阳离子交换树脂产生竞争，降低 阳离子交换树脂对钙等多价离子的去除效率的问题。
中国专利申请号201210233883.1，申请日为2012年7月6号，发明创造名称为：一种印 染废水回用处理工艺，该申请案的印染废水回用处理步骤为：①将经匀质的印染废水二级生 化出水进行初次混凝处理;②泥水分离后上清液进行活性炭/臭氧氧化处理;③将步骤②的 出水进行二次混凝处理;④将步骤③得到的上清液过滤后，依次通过阳离子交换树脂和阴离 子交换树脂。该申请案即是一种使用活性炭吸附、阳离子交换树脂和阴离子交换树脂分别处 理的印染废水回用处理方法，在处理效果上仍有一定欠缺，需进一步改进。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明针对现有印染废水二级出水处理回用工艺存在的：1)不能很好的配合印染工艺不 同生产工序对水质的要求不同这一特点，实现印染二级出水的经济回用;2)对二级出水的处 理效果不理想的问题，提供了一种印染废水二级处理出水的梯级处理与回用方法;本发明将 离子交换技术与膜过滤技术进行了合理的集成，有效降低了反渗透膜的污染，且可根据印染 工艺不同生产工序对回用水质的不同要求对二级出水的色度和盐分进行适度去除，实现了印 染二级处理出水的经济回用。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的印染废水二级处理出水的梯级处理与回用方法，其步骤为：
(1)将二级出水通入装填有混合离子交换树脂的反应器;
(2)在经步骤(1)处理后的出水中加入无机絮凝剂，搅拌后进行超滤处理;经超滤处 理后的产水一部分作为印染工艺中色度要求稀释倍数小于25、铁含量小于0.3mg/L、锰含量 小于0.2mg/L、透明度大于30cm的生产工序用水;
(3)将经步骤(2)超滤处理后的另一部分产水提供给反渗透系统进一步处理，经反渗 透膜处理后的产水作为印染工艺中配料或染色工序用水;
(4)步骤(1)处理结束后，对混合离子交换树脂进行脱附再生，脱附再生后树脂供循 环使用。
更进一步地，步骤(1)所述的混合离子交换树脂由阴离子交换树脂和阳离子交换树脂均 匀混合而成，混合离子交换树脂中阴离子交换树脂和阳离子交换树脂的体积比为3～5:1。此处 值得说明的是，发明人在多次试验中发现，根据二级出水中Ca2+等多价离子和溶解性有机物 的含量，阴离子交换树脂和阳离子交换树脂的体积比为3～5:1时，混合离子交换树脂对二级 出水中Ca2+等多价离子和溶解性有机物的吸附效果最佳。
更进一步地，所述的阳离子交换树脂为大孔强酸型苯乙烯系阳离子交换树脂或大孔弱酸 型丙烯酸系阳离子交换树脂;所述的阴离子交换树脂为大孔强碱型丙烯酸系阴离子交换树脂。
更进一步地，所述的阳离子交换树脂为0.5～1.25mm粒径的颗粒状树脂或80～150μm 粒径的微球树脂;所述的阴离子交换树脂也为0.5～1.25mm粒径的颗粒状树脂或80～150μm 粒径的微球树脂。
更进一步地，所述的阳离子交换树脂和阴离子交换树脂为0.5～1.25mm粒径的颗粒状树 脂时，步骤(1)使用的反应器为固定床反应器，所述的二级出水流过固定床反应器的流速为 2～15BV/h。
更进一步地，所述的阳离子交换树脂和阴离子交换树脂为80～150μm粒径的微球树脂 时，步骤(1)使用的反应器为全混合式反应器，所述的二级出水在全混合式反应器内的停留 时间为10～30min，全混合式反应器内搅拌速度为100～300rpm。
更进一步地，步骤(2)中加入的无机絮凝剂在所述出水中的浓度为10～20mg/L，且加入 无机絮凝剂后需将所述出水以250rpm的转速搅拌1min后再进行超滤处理。
更进一步地，步骤(2)所述的超滤处理中使用的超滤膜的切割分子量为30～80kDa。
更进一步地，步骤(4)中采用质量百分比浓度为10～25%的氯化钠溶液对所述混合离子 交换树脂进行脱附再生。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的印染废水二级处理出水的梯级处理与回用方法，采用“混合阴、阳离子树 脂交换-絮凝-超滤-反渗透”集成工艺，实现了印染废水二级处理出水的梯度处理与回用，很 好的配合了印染工艺不同生产工序对回用水质要求不同这一特点，相比于传统印染废水二级 出水的处理方法更经济、废水处理成本更低;
(2)本发明的印染废水二级处理出水的梯级处理与回用方法，采用混合离子交换树脂吸 附工艺，避免了单独使用阳离子交换树脂时有机污染物与钙等多价离子之间的络合作用造成 对阳离子交换树脂的竞争，使得阳离子交换树脂对钙等多价离子的去除效果变差，以及单独 使用阴离子交换树脂时，钙等多价离子与有机污染物发生络合作用，降低有机污染物的表面 电荷密度，导致阴离子交换树脂对水体有机污染物的去除效果降低的问题，同步去除钙等多 价离子和有机污染物，减少了两者之间相互干扰，相比阴、阳离子交换树脂分别吸附的工艺， 本发明的方法对钙等多价离子和有机污染物的去除效率显著提高;处理后出水的色度去除率 大于90%，出水色度可满足印染工艺的一般漂洗工序对色度的要求，再通过与絮凝、超滤技 术集成，处理后出水可回用到对色度要求高、电导率要求较低的印染生产工序中;
(3)本发明的印染废水二级处理出水的梯级处理与回用方法，其“混合阴、阳离子树脂 交换-絮凝-超滤”集成工艺可有效去除对反渗透膜有较强污染的小分子溶解性有机物，出水 的淤泥密度指数(SDI)小于1，降低了钙离子等多价离子与溶解性有机物交互作用在反渗透 膜表面产生的复合污染，因而该集成工艺又可作为反渗透系统的高效预处理方法。