申请日2011.05.23
公开(公告)日2011.09.21
IPC分类号C02F9/14; C02F103/30; C02F3/30
摘要
本发明公开了一种纺织染整废水回收处理方法：纺织染整废水在调节池中用酸性溶液调节pH至7.0，然后进入混凝沉淀池使用无机絮凝剂进行混凝沉淀处理，再进入高效厌氧反应器进行厌氧处理;然后进入多级环流好氧处理系统进行厌氧/缺氧、好氧循环处理，所述多级环流好氧处理系统由厌氧/缺氧反应池A与好氧反应池O交错按照A-O-A-O-A-O-A的方式串联组成;再进入高效气浮混凝沉淀池混凝沉淀，最后进入臭氧氧化池，进行臭氧氧化消毒处理，得到处理回收的水。本发明技术比常规的物理-化学法运行成本明显降低，具有30%以上的经济效益。处理水质质量较高，可以达到70%的再生回用率。
权利要求书 [支持框选翻译]
1.一种纺织染整废水回收处理方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
(1)纺织染整废水在调节池中用酸性溶液调节pH至7.0，
(2)经步骤(1)处理过的废水进入混凝沉淀池使用无机絮凝剂进行混凝沉淀处理，所述的无机絮凝剂的投加量为3-5mg/L废水;
(3)经步骤(2)沉淀处理后的废水进入高效厌氧反应器进行厌氧处理;
(4)经步骤(3)处理的废水进入多级环流好氧处理系统进行厌氧/缺氧、好氧循环处理，所述多级环流好氧处理系统由厌氧/缺氧反应池A与好氧反应池O交错按照A-O-A-O-A-O-A的方式串联组成;
(5)经步骤(4)处理后的废水进入高效气浮混凝沉淀池，用高效混凝气浮法，通入微气泡，投加絮凝剂PAC和助凝剂PAM进行混凝沉淀，所述的高效气浮混凝沉淀池中的絮凝剂PAC投加量为2-5mg/L废水，所述的助凝剂PAM的投加量为0.1-0.5mg/L废水;
(6)经步骤(5)处理后的废水进入臭氧氧化池，进行臭氧氧化消毒处理，所述的臭氧氧化池中臭氧投加量为1.1-5mg/L废水，得到处理回收的水。
2.如权利要求1所述的纺织染整废水回收处理方法，其特征在于所述步骤(3)中的高效厌氧反应器为过前期调试、驯化获得高活性厌氧菌群的IC反应器，在pH值中性条件下，厌氧环境中，20-40℃温度下，处理18-36h。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(4)中经步骤(3)得到的废水进入多级环流好氧处理系统进行厌氧/缺氧、好氧循环处理，所述多级环流好氧处理系统中厌氧/缺氧反应池A与好氧反应池O的有效容积比为2∶1，所述多级环流好氧处理系统的厌氧/缺氧反应池A与好氧反应池O中通过前期调试驯化得到阶梯式脱氮菌群，常温下处理直至出水达到以下标准：BOD 10mg/L以下，COD 50mg/L以下，TP 0.5mg/L以下，NH3-N 5mg/L以下，TN 15mg/L以下。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(5)中经步骤(4)处理后的废水进入高效气浮混凝沉淀池在常温下处理，先混凝15min;然后沉淀30min。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(6)中所述的臭氧氧化消毒处理是采用微孔曝气方式，在经步骤(5)处理的废水通入臭氧进行臭氧氧化消毒处理，处理12min-20min，使出水COD达到25mg/L以下，得到处理回收的水。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(1)中的酸性溶液为酸性废水。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤(2)中的无机絮凝剂为聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、硫酸亚铁或聚合硫酸铁。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述无机絮凝剂为聚合氯化铝。
9.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述前期调试按以下方法进行：IC反应器中接种厌氧颗粒污泥，再通入调试废水，在pH值中性条件下，厌氧环境中，20-40℃温度下驯化污泥，调试废水的COD浓度从200mg/L开始每天增加浓度，以每天100mg/L的递增速度，直到原水进入，采用PCR-DGGE方法检测废水中的微生物生态，并跟踪IC反应器出水和产沼气情况，当IC反应器出水COD稳定在500-900mg/L之间、沼气产率达到0.25m3/kg.COD，即表示系统调试稳定，驯化得到高活厌氧菌群。
10.如权利要求3所述的方法，其特征在于步骤(4)中所述多级环流好氧处理系统的厌氧/缺氧反应池A与好氧反应池O中的前期调试驯化按以下方法进行：
厌氧/缺氧反应池A中接种好氧活性污泥，浓度为3-5g/L，好氧反应池O中接种好氧活性污泥，浓度为3-5g/L，通入调试用废水，驯化污泥，调试用废水的COD浓度从50mg/L开始每天增加浓度，每天增加的梯度为10-20mg/L，直到IC反应器的预设出水COD浓度，采用PCR-DGGE方法跟踪并检测所述多级环流好氧处理系统出水，当出水能够稳定达到以下：BOD 10mg/L以下，COD 50mg/L以下，TP 0.5mg/L以下，NH3-N 5mg/L以下，TN 15mg/L以下，表示系统调试稳定。
说明书 [支持框选翻译]
一种纺织染整废水回收处理方法
(一)技术领域;
本发明涉及一种纺织染整废水回收处理方法，属于水污染控制研究领域。
(二)背景技术：
水是人类生存和发展的基本条件是人类社会生产活动过程中不可替代的最重要的物质基础。我国属中度重缺水国家，缺水使每年全国工农业损失3500亿元，每年工业总产值的损失大约2000亿人民币。水资源供求不足越来越成为影响社会经济发展的“瓶颈”，造成水资源严重短缺的一个重要原因就是污染趋势日益加重，其中工业废水尤其是纺织印染废水未达标排放是造成水资源污染的重要原因之一。随着印染工艺和产品结构的变化，印染废水的成分也发生了变化，印染废水有机污染物含量高、色度深、碱性大、成分复杂，废水的处理难度增加，因此加强对难降解有机印染废水的处理研究对保护环境具有重要的意义。
目前世界上许多严重缺水的国家都在积极开发污水资源化技术，包括以色列、日本、美国、俄罗斯、英国等。我国的污水资源化事业也已进入全面启动阶段，国家标准化管理委员会新推出了《城市污水再生利用分类》(GB/T 18919-2002)、《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920-2002)和《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T 18921-2002)，填补了我国城市污水再生利用标准的空白，为实现污水资源化提供了技术依据。随着社会的进步和标准规范的健全，污水再生技术的需求也提到了一个新的高度，开发和应用安全高效的新型污水资源化技术已成为21世纪水处理技术领域的研究热点和发展趋势。
印染废水深度处理过程中最难解决的是色度和难降解有机物的去除，处理最基本的方法主要有物理、化学、生物处理方法(表1)。单纯的物理、化学、生物处理工艺很难使废水达到较好的水质进而实现达标排放和中水回用。联用技术却可以使物理、化学、生物的净化作用有机地结合起来，优势互补，充分发挥各种处理方法的长处，使污染物最大程度地得以去除。
表1 不同染整废水处理方法的优劣分析
(三)发明内容
本发明的目的在于通过使用厌氧-好氧+臭氧氧化消毒脱色工艺，针对印染废水生化性差、色度高和离子强度高的问题进行定向去除，强化生物降解、脱色过程。利用高效厌氧+多回流好氧组合工艺的高污泥活性和高容积负荷的特点，实现废水深度处理，最后采用臭氧氧化脱色消毒技术进行进一步脱色和消毒，完成废水处理与资源化的有机融合，保证再生水能够回用到印染生产工艺当中。
本发明采用的技术方案是：
一种纺织染整废水回收处理方法，所述方法包括以下步骤：
(1)纺织染整废水在调节池中用酸性溶液调节pH至7.0，
(2)经步骤(1)处理过的废水进入混凝沉淀池使用无机絮凝剂进行混凝沉淀处理，所述的无机絮凝剂的投加量为：3-5mg/L废水;
(3)经步骤(2)沉淀处理后的废水进入高效厌氧反应器进行厌氧处理;
(4)经步骤(3)处理的废水进入多级环流好氧处理系统进行厌氧/缺氧、好氧循环处理，所述多级环流好氧处理系统由厌氧/缺氧反应池A与好氧反应池O交错按照A-O-A-O-A-O-A的方式串联组成(好氧反应池O可通过曝气和进水调节);
(5)经步骤(4)处理后的废水进入高效气浮混凝沉淀池，在混凝沉淀池中通入微气泡，投加絮凝剂PAC和助凝剂PAM进行混凝沉淀，所述的高效气浮混凝沉淀池中的絮凝剂PAC投加量为2-5mg/L废水，所述的助凝剂PAM的投加量为0.1-0.5mg/L废水;
(6)经步骤(5)处理后的废水进入臭氧氧化池，进行臭氧氧化消毒处理，所述的臭氧氧化池中臭氧投加量为1.1-5mg/L废水，得到处理回收的水。
所述步骤(1)中的酸性溶液用于调pH值，由于染整废水都是碱性，所以用酸性溶液调节。为了节省费用，优选用酸性废水调(比如说一般实验室会有酸性实验废水)，当然也可以使用常见的酸性试剂如硫酸、盐酸。
所述步骤(2)中的无机絮凝剂可以为聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、硫酸亚铁或聚合硫酸铁，其中硫酸亚铁效果最好，但聚合氯化铝价格比较低，工业上优选应用聚合氯化铝。
所述步骤(3)中的高效厌氧反应器为通过前期调试、驯化获得高活性厌氧菌群的IC反应器，在pH值中性条件下，厌氧环境中，20-40℃温度下，处理18-36h，优选使厌氧出水COD在800mg/L以下。
进一步，所述前期调试按以下方法进行：IC反应器中接种厌氧颗粒污泥，再通入调试废水，在pH值中性条件下，厌氧环境中，20-40℃温度下驯化污泥，调试废水的COD浓度从200mg/L开始每天增加浓度，以每天100mg/L的递增速度，直到原水进入，采用PCR-DGGE方法检测废水中的微生物生态，并跟踪IC反应器出水和产沼气情况，当IC反应器出水COD能够稳定在500-900mg/L之间、沼气产率达到0.25m3/kg.COD，即表示系统调试稳定，驯化得到高活厌氧菌群。
所述步骤(4)中经步骤(3)得到的废水进入多级环流好氧处理系统进行厌氧/缺氧、好氧循环处理，所述多级环流好氧处理系统中厌氧/缺氧反应池A与好氧反应池O的有效容积比为2∶1，所述多级环流好氧处理系统的厌氧/缺氧反应池A与好氧反应池O中通过前期调试驯化得到阶梯式脱氮菌群，常温下处理直至出水达到以下标准：BOD 10mg/L以下，COD 50mg/L以下，TP 0.5mg/L以下，NH3-N 5mg/L以下，TN 15mg/L以下。
进一步，所述多级环流好氧处理系统的厌氧/缺氧反应池A与好氧反应池O中的前期调试按以下方法进行：
厌氧/缺氧反应池A中接种好氧活性污泥，浓度为3-5g/L，好氧反应池O中接种好氧活性污泥，浓度为3-5g/L，通入调试废水，驯化污泥，调试废水的COD浓度从50mg/L开始每天增加浓度，每天增加的梯度为10-20mg/L，直到预设的IC反应器出水COD浓度，调试废水浓度即到达步骤(3)即将得到的出水浓度时，采用PCR-DGGE方法检测废水中的微生物生态，并跟踪多级环流好氧处理系统出水，当出水能够稳定达到以下标准：BOD 10mg/L以下，COD 50mg/L以下，TP 0.5mg/L以下，NH3-N 5mg/L以下，TN 15mg/L以下，表示系统调试稳定。
更优选的，所述多级环流好氧处理系统中前2个好氧反应池O进行多点进水，使C/N(碳氮比)为2.8～3.2。
所述步骤(5)中经步骤(4)处理后的废水进入高效气浮混凝沉淀池在常温下处理，通常先混凝15min;然后沉淀30min。
所述步骤(6)中所述的臭氧氧化消毒处理是采用微孔曝气方式，在经步骤(5)处理的废水通入臭氧进行臭氧氧化消毒处理，处理12min-20min，使出水COD达到25mg/L以下，得到处理回收的水。
所属步骤(4)中的多级回流好氧处理系统用于高效去除COD和TN;步骤(5)的高效混凝沉淀用于降低SS、色度和COD;步骤(6)中使用微孔臭氧曝气系统，进一步脱色、消毒，保证出水回用标准。
本发明技术的优点：
1)技术主体采用生物降解技术(厌氧-好氧)，在废水处理过程中能够回收一定量的能量——沼气，具有较好的节能减排效应。
2)技术应用的高效厌氧降解技术采用定向微生物降解技术，对纺织染整废水具有针对性和良好的COD降解和脱色效果。
3)技术应用的多回流好氧处理技术强化除磷脱氮，使好氧出水能够达到《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》标准。
4)技术以生物-化学方法联用的方式，比常规的物理-化学法运行成本明显降低，具有30%以上的经济效益。
5)处理水质质量较高，出水能够达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920-2002)，可以达到70%的再生回用率。
6)本方法具有较高的工业化应用前景，适合系列产品的开发。
本发明采用高效厌氧-多回流好氧处理技术预计能使废水中COD的去除率达到95%，出水COD降至50mg/L、NH3-N小于5.0mg/L，TP小于0.5mg/L，TN小于15mg/L，达到一级A排放标准，满足洗布工艺要求，废水回用率超过70%以上，可以达到深度处理和再生回用的的要求，该工艺系统运行稳定，抗冲击负荷能力强;后续再采用运行投资成本和运行成本低的混凝沉淀和臭氧氧化为主要的深度回用处理技术，保证出水可回用到染整生产工艺中，所得出水应用于染整(洗布)工艺，不会造成染整色差和布料斑点问题。
本技术主体采用厌氧-好氧的生物处理技术，具有良好的投入产出比。吨废水处理费用低于5.2元，处理费用比常规物化处理低30%以上。另外在厌氧工艺段可部分回收沼气用于工艺设备的加热，深度处理出水可以直接回用于染整工艺，在减排的同时还大大节约了企业用水。
本发明方法中，纺织染整废水的深度处理和回用技术的主要过程主要通过高效厌氧-多回流好氧和臭氧氧化的系统耦合完成。通过厌氧反应过程中的微生物调控强化脱色、难降解有机物的消解和反应负荷的提升;多回流好氧采用多点回流工艺，确定反应过程的多级微生物梯度，形成具有不同工艺要求的沿程，加强反应过程中的脱氮性能和深度处理效果;臭氧氧化采用微孔曝气系统，进一步脱除生化出水的色度和消毒，确保出水的回用要求。
本发明方法在反应系统中通过对厌氧工艺pH、营养盐和特性微生物菌群的调控寻找合适的运行条件比，提高反应器负荷和脱色效率，多级环流好氧系统回流比、曝气率和微生物的反馈调控进行条件优化，寻求最适反应条件;臭氧氧化系统通过对整个耦合反应系统温度、进水DOC、离子强度、自由基消除剂的条件研究，确定经济合理的投加量。在此基础上，建立纺织染整废水回用耦合系统，做到处理效率高，操作自动化程度高，劳动强度小和经济可靠的反应系统。