申请日2012.08.24
公开(公告)日2014.03.12
IPC分类号C02F103/30; C02F9/12
摘要
本发明涉及印染废水处理技术领域，具体涉及一种高色度染料废水的脱色方法。其特征在于高色度印染废水色度在10000～25000倍之间时，工艺流程为:废水→调节池→氧化絮凝复合床→沉淀池→排放。所述的氧化絮凝复合床处理染料废水的最佳条件为槽电压5～15V，电极之间的距离30～60cm，压缩空气流量0.3m3/h，pH值5.0～6.0，电流密度控制在1～2A/cm2;氧化絮凝复合床压缩空气流量控制在0.3m3/h以上。本发明的有益效果在于建立了以电能为激发能、利用氧化絮凝复合床产生的羟基自由基处理高色度印染废水和染料废水的方法, 确定了影响脱色效果的物理化学因素，具有高效、快速、污泥量少、能耗低、占地面积小的特点。
权利要求书
1.高色度染料废水的脱色方法，其特征在于：其氧化絮凝复合床装置的 槽体为长方体, 其液流方向与电流方向垂直,槽体为PVC 材料, 下 部装有铜质穿孔管以通入压缩空气, 以铁作材料的电极极板, 分别 紧贴在两侧的槽体壁上, 用尼龙筛网或纤维纸板做隔膜分开电极与填 料, 避免它们接触导电而导致短路, 填料用过渡金属元素的合金作 基体, 均匀混以5%～ 10% 催化剂, 配以适量的其他辅助剂(粘结 剂、疏松剂等) 而制成一定粒径的颗粒状物料(粒子电极) , 装入 两极板间的槽体内。
2.如权利要求1所述的高色度染料废水的脱色方法，其特征在于：废水处 理工艺流程为：废水→ 调节池→ 氧化絮凝复合床→ 沉淀池→排 放。
3.如权利要求1所述的高色度染料废水的脱色方法，其特征在于：高色度 印染废水处理定量分析方法是：色度用稀释倍数法测定，CODCr用重铬 酸钾法/微波消解测定。
4.如权利要求1所述的高色度染料废水的脱色方法，其特征在于：不同处 理时间废水中CODCr的去除效果不同，填料粒度、电源种类及脉冲频率 等物理化学因素对脱色也有一定的影响, 其中影响最大的是填料组分 。
5.如权利要求1所述的高色度染料废水的脱色方法，其特征在于：氧化絮 凝复合床处理高色度印染废水和染料废水的最佳条件为槽电压5～ 1 5 V , 电极之间的距离30～ 60 cm , 压缩空气流量0.3 m 3/h , pH 值5.0～ 6. 0, 电流密度控制在1～2 mA/cm;根据 不同的废水色度和要求来选择处理时间, 废水色度越高, 处理时间 相对来说就要越长,在最佳实验条件下和充分长的处理时间内, 高色 度印染废水和染料废水的脱色率可达99% 以上,CODCr去除率也在80% 以上。
6.如权利要求5所述的氧化絮凝复合床技术处理高色度印染废水和染料废 水, 其主要技术指标随废水的成分和浓度而改变;处理单位废水量的电极 消耗量为0.1～0. 2 kg/t , 电耗低于500W , 处理费用也在1 元以下,产生的污泥量0.2～ 0. 4 kg, 处理废水2～ 4 t/m 2 。
说明书
高色度染料废水的脱色方法
技术领域
本发明涉及印染废水处理技术领域，具体涉及一种高色度染料废水的 脱色方法。
背景技术
印染废水是纤维织物染色、印花过程中所产生的废水。据统计，中国 具有一定生产规模的、有统计资料的印染织物总量2003年为290亿米， 加上未能统计的小型印染厂，估计总印染量为320亿米。按平均印染1 00米织物产生废水5吨计，全国每年产生印染废水约为16亿吨。印染废 水的水质1990年以前在纺织部、国家环保总局组织下，共进行过4次全 国印染废水及处理的调查，1990年以前，污染最重的棉印染废水COD为 800900mg/L，由于活性染料(特别是活性红、活性紫等)难以脱色，是 处理的难点，而丝绸印染一般COD在300mg/L左右。 由2004年调查可 知，目前印染废水的浓度大大提高，日平均COD在1200—1400mg/L甚 至高达2400mg/L(牛仔布水洗工艺废水COD一般300—400mg/L，如含 有浆染则可达到1000mg/L)。印染和染料废水所带来的污染问题日益 严重, 这类废水具有水量大、成分复杂、难降解的污染物含量高、色 度深等特点，因此高色度染料废水的脱色处理一直是个难题。目前通 常采用的方法有吸附、混凝、氧化、还原、电解、生化，这些方法都 有其自身难以克服的缺点, 且一般只能处理色度较低的废水, 根本 无法解决高色度印染废水的脱色问题。
发明内容
本发明的目的在于应用氧化絮凝复合床处理高色度印染废水和染料废 水，采用三维电极原理, 配以催化氧化方法，利用装置内产生的氧化 能力极强的羟 基自由基和新生态的混凝剂将染料氧化分解, 发生吸附、混凝等物理 化学作用, 使染料迅速去除, 达到了满意的脱色效果, CODCr去除 率也较高。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一、设置氧化絮凝复合床装置
氧化絮凝复合床装置的槽体为长方体, 其液流方向与电流方向垂直, 如图1 所示。槽体为PVC 材料, 下部装有铜质穿孔管以通入压缩 空气, 以铁作材料的电极极板, 分别紧贴在两侧的槽体壁上, 用尼 龙筛网或纤维纸板做隔膜分开电极与填料, 避免它们接触导电而导致 短路, 填料用过渡金属元素的合金作基体, 均匀混以5%～ 10% 催 化剂, 配以适量的其他辅助剂(粘结剂、疏松剂等) 而制成一定粒径 的颗粒状物料(粒子电极) [ 6 ] , 装入两极板间的槽体内。极 板表面做适当的处理, 与隔膜一起放入实验装置内。经筛选合适的填 料用稀酸浸泡几分钟, 用自来水冲洗干净后使用。实验时将填料沥干 , 并将填料均匀充填于实验装置内, 加入待处理的废水, 通入一定 流量的压缩空气, 接通电源, 调节电压至所需值, 反应一定时间后 取样进行分析。
二、高色度印染废水处理工艺流程：
废水→ 调节池→ 氧化絮凝复合床→ 沉淀池→排放
三、高色度印染废水处理定量分析方法
色度用稀释倍数法测定，CODCr用重铬酸钾法/微波消解测定。
四、高色度印染废水处理条件
氧化絮凝复合床处理高色度印染废水和染料废水的最佳条件为槽电压 5～ 15 V , 电极之间的距离30～ 60 cm , 压缩空气流量0. 3 m 3/h , pH 值5.0～ 6. 0, 电流密度控制在1～2 mA/cm 。根据不同的废水色度和要求来选择处理时间, 废水色度越高, 处 理时间相对来说就要越长,在最佳实验条件下和充 分长的处理时间内, 高色度印染废水和染料废水的脱色率可达99% 以上,CODCr去除率也在80% 以上。
五、高色度印染废水处理的主要技术指标
氧化絮凝复合床技术处理高色度印染废水和染料废水, 其主要技术指 标随废水的成分和浓度而改变。一般来说, 处理单位废水量的电极消 耗量为0.1～0. 2 kg/t , 电耗低于500W , 处理费用也在1 元 以下,产生的污泥量0.2～ 0. 4 kg, 处理废水2～ 4 t/m 2。
本发明的有益效果在于建立了以电能为激发能、利用氧化絮凝复合床 产生的羟基自由基处理高色度印染废水和染料废水的方法, 研究了影 响脱色效果的物理化学因素, 为实现此项技术的应用提供了理论依据 。该技术具有高效、快速、污泥量少、能耗低、占地面积小等特点,推 广应用前景广阔。
具体实施方式
结合生产实际对高色度印染废水处理方法做进一步说明。
一种高色度染料废水的脱色方法具体色度在10000～ 25000 倍之间 ：
1、设置氧化絮凝复合床装置
氧化絮凝复合床装置的槽体为长方体, 其液流方向与电流方向垂直, 槽体为PVC 材料, 下部装有铜质穿孔管以通入压缩空气, 以铁作材 料的电极极板, 分别紧贴在两侧的槽体壁上, 用尼龙筛网或纤维纸 板做隔膜分开电极与填料, 避免它们接触导电而导致短路, 填料用 过渡金属元素的合金作基体, 均匀混以5%～ 10% 催化剂, 配以适 量的其他辅助剂(粘结剂、疏松剂等) 而制成一定粒径的颗粒状物料 (粒子电极), 装入两极板间的槽体内。极板表面做适当的处理, 与 隔膜一起放入实验装置内。经筛选合适的填料用稀酸浸泡几分钟, 用 自来水冲洗干净后使用。实验时将填料沥干, 并将填料均匀充填于实 验装置内, 加入 待处理的废水, 通入一定流量的压缩空气, 接通电源, 调节电压至 所需值, 反应一定时间后取样进行分析。
2、、高色度印染废水处理工艺流程：
废水→ 调节池→ 氧化絮凝复合床→ 沉淀池→排放
3、高色度印染废水处理定量分析方法
色度用稀释倍数法测定，CODCr用重铬酸钾法/微波消解测定。
3.1 脱色效果
(1) 槽电压
用稀酸调节至适宜的pH 值, 调节不同的槽电压下处理10 m in, 其脱色效果见表1。表1 表明, 槽电压对脱色率影响最大, 过低会 使脱色率显著降低, 过高则会增加能耗。
表1槽电压对废水处理结果的影响
(2) 电极间距离
将水样酸度调节至适宜的值, 槽电压维持在10V , 处理时间为10 m in, 改变主电极间的距离, 其对脱色率的影响见表2。表2 表明 , 电极间的距离应适当, 极距小, 电流密度大, 脱色后易返色; 距离增大,虽脱色后不会返色, 但脱色率会略有降低, 处理时间延长 , 能耗反而增大。在本实验条件下, 主电极距离以30～ 60 cm 为佳。
表2电极间距离对废水处理结果的影响
(3) 压缩空气流量
不同流量的压缩空气对脱色率有一定的影响,试验结果见表3。试验表 明, 空气流量过低, 可供氧气量不足, 脱色效果不好, 空气流量 至少控制在0.3m 3/h 以上为宜, 这时脱色率可达95% 以上。
表3压缩空气流量对废水处理结果的影响
(4) 废水酸度
通常情况下, pH 值愈低, 脱色愈快且脱色率愈高, 但由于酸度过 高, 消耗酸量过多且对设备的腐蚀亦大, 试验结果见表4。试验表明 , 酸度控制在pH 5～ 6 之间即可得到满意的结果。
表4废水酸度对废水处理结果的影响
(5) 处理时间
调整pH 值在5～ 6 之间, 不同时间的处理效果色度增高时, 处 理时间需适当延长才能获得最佳效果, 且出水的pH 值随着处理时间 的增多不断升高, 这是因为反应过程中持续生成了OH- , 这也从侧 面更进步地证明氧化絮凝复合床能有效地处理印染和染料废水的根本 原因, 在于其自身在电催化的作用下产生氧化性极高的OH 之故。
4、不同处理时间废水中CODCr的去除效果
除上述因素外, 填料粒度、电源种类及脉冲频率等物理化学因素对脱 色也有一定的影响, 其中影响最大的是填料组分。
5、最佳处理条件：通过大量的实验研究, 找到氧化絮凝复合床处理 高色度印染废水和染料废水的最佳条件为槽电压5～ 15 V , 电极 之间的距离30～ 60 cm , 压缩空气流量0.3 m 3/h , pH 值 5.0～ 6. 0, 电流密度控制在1～2 mA?cm。根据不同的废水色度 和要求来选择处理时间, 废水色度越高, 处理时间相对来说就要越 长,在最佳实验条件下和充分长的处理时间内, 高色度印染废水和染 料废水的脱色率可达99% 以上,CODCr去除率也在80% 以上。
6、主要技术指标
氧化絮凝复合床技术处理高色度印染废水和染料废水, 其主要技术指 标随废水的成分和浓度而改变。一般来说, 处理单位废水量的电极消 耗量为0.1～0. 2 kg/t , 电耗低于500W , 处理费用也在1 元 以下,产生的污泥量0.2～ 0. 4 kg, 处理废水2～ 4 t/m 2。
本发明建立了以电能为激发能、利用氧化絮凝复合床产生的羟基自由 基处理高色度印染废水和染料废水的方法, 研究了影响脱色效果的物 理化学因素, 为实现此项技术的应用提供了理论依据。该技术具有高 效、快速、污泥量少、能耗低、占地面积小等特点,推广应用前景广阔 。