申请日2009.12.25
公开(公告)日2010.06.16
IPC分类号C02F9/14; C02F1/52; C02F103/30; C02F1/78; C02F3/30; C02F1/56
摘要
本发明涉及一种印染污水的处理回用工艺，该工艺包括如下步骤：印染污水在经过常规的一级和二级处理后，再经过深度预处理，处理后出水经过催化臭氧氧化之后，可将80%以上的水回用于部分生产工艺，臭氧化之后产生的富氧尾气经收集稳定后回用于A/O生化处理的好氧曝气，达到尾气回用的目的。本发明工艺适用范围较广，对污水的回收率高于现有技术，处理回收的污水可在大部分生产工艺中使用，不影响产品质量，且投资较少，工艺实用可行。
权利要求书
1.一种印染污水的处理回用工艺，包括下述步骤：
(1)将印染污水进行常规的一级处理和二级处理;
(2)在经步骤(1)处理后的污水中加入混凝剂进行深度预处理;
(3)在经步骤(2)深度预处理后的污水中加入催化剂，通入利用氧气制备的臭氧进行反应，充分反应后即得到可回用的污水;
(4)步骤(3)反应后所得尾气回用于A/O生化处理的O段供氧。
2.如权利要求1所述的印染污水的处理回用工艺，其特征在于步骤(2)所述的混凝剂由脱色剂与聚合氯化铝按照1∶5～10的质量比复配而成;所述脱色剂的原料质量组成如下：碱性壳聚糖2～2.2份，双氰胺8～8.5份，硫酸铝5～5.5份;所述碱性壳聚糖由下列方法得到：将壳聚糖溶于乙醇中，常温下浸泡4～4.5小时后过滤用去离子水洗净;然后加入38%～42%氢氧化钠溶液，搅拌均匀后冰冻保存7.5～8.2小时;将制得的壳聚糖过滤用去离子水洗净于60～65℃烘干即得到所述碱性壳聚糖;所述脱色剂的制备方法如下：将碱性壳聚糖、双氰胺和硫酸铝按原料质量配比投料，充分混匀，控制反应温度为50～55℃，反应pH值为2～2.5，反应3～3.5小时即得所述脱色剂。
3.如权利要求1或2所述的印染污水的处理回用工艺，其特征在于所述的催化剂为双组分复合型金属催化剂CuO-Ru/Al2O3，所述的CuO-Ru/Al2O3按照如下步骤制备：
a)将三水合硝酸铜Cu(NO3)2·3H2O、水合三氯化钌RuCl3·3H2O溶解在水中配成浸渍液;基于所述的三水合硝酸铜Cu(NO3)2·3H2O和水合三氯化钌RuCl3·3H2O，所述的三水合硝酸铜Cu(NO3)2·3H2O和水合三氯化钌RuCl3·3H2O的重量配比如下：Cu(NO3)2·3H2O97.9%～99.4%，RuCl3·3H2O 0.6%～2.1%;控制浸渍液中硝酸铜Cu(NO3)2和三氯化钌RuCl3的总质量浓度为365～422g/L;
b)采用等体积浸渍法，将载体活性三氧化二铝倒入步骤a)配得的浸渍液中浸渍完全;
c)将步骤b)得到的浸渍物在80～100℃干燥2～4小时;
d)将干燥后的负载有活性组分前驱体的载体在430～470℃焙烧10～13小时，即得CuO-Ru/Al2O3。
4.如权利要求3所述的印染污水的处理回用工艺，其特征在于步骤(3)中，所述的催化剂CuO-Ru/Al2O3的用量为0.5g/L～3.0g/L。
5.如权利要求4所述的印染污水的处理回用工艺，其特征在于步骤(3)中，所述臭氧投加量为10ppm～30ppm。
6.如权利要求1所述的印染污水的处理回用工艺，其特征在于步骤(1)所述的一级处理为絮凝沉淀。
7.如权利要求1所述的印染污水的处理回用工艺，其特征在于步骤(1)所述的二级处理为A/O生化处理。
8.如权利要求1所述的印染污水的处理回用工艺，其特征在于所述的处理回用工艺按照如下步骤进行：
(1)将印染污水先用常规絮凝剂进行絮凝沉淀，然后进行A/O生化处理;
(2)在经步骤(1)处理后的污水中加入混凝剂进行深度预处理;所述的絮凝剂为脱色剂与聚合氯化铝按照1∶5～10的质量比复配而成;所述脱色剂的原料质量组成如下：碱性壳聚糖2～2.2份，双氰胺8～8.5份，硫酸铝5～5.5份;所述碱性壳聚糖由下列工艺得到：将壳聚糖溶于乙醇中，常温下浸泡4～4.5小时后过滤用去离子水洗净;然后加入38%～42%氢氧化钠溶液，搅拌均匀后冰冻保存7.5～8.2小时;将制得的壳聚糖过滤用去离子水洗净于60～65℃烘干即得到所述碱性壳聚糖;所述脱色剂的制备工艺如下：将碱性壳聚糖、双氰胺和硫酸铝按原料质量配比投料，充分混匀，控制反应温度为50～55℃，反应pH值为2～2.5，反应3～3.5小时即得所述脱色剂;
(3)在经步骤(2)深度预处理后的污水中加入催化剂，通入利用氧气制备的臭氧进行反应，充分反应后即得到可回用的污水;所述的催化剂为双组分复合型金属催化剂CuO-Ru/Al2O3，所述的催化剂CuO-Ru/Al2O3的用量为0.5g/L～3.0g/L，所述臭氧投加量为10ppm～30ppm;所述的CuO-Ru/Al2O3按照如下步骤制备：
a)将三水合硝酸铜Cu(NO3)2·3H2O、水合三氯化钌RuCl3·3H2O溶解在水中配成浸渍液;基于所述的三水合硝酸铜Cu(NO3)2·3H2O和水合三氯化钌RuCl3·3H2O，所述的三水合硝酸铜Cu(NO3)2·3H2O和水合三氯化钌RuCl3·3H2O的重量配比如下：Cu(NO3)2·3H2O97.9%～99.4%，RuCl3·3H2O 0.6%～2.1%;控制浸渍液中硝酸铜Cu(NO3)2和三氯化钌RuCl3的总质量浓度为365～422g/L;
b)采用等体积浸渍法，将载体活性三氧化二铝倒入步骤a)配得的浸渍液中浸渍完全;
c)将步骤b)得到的浸渍物在80～100℃干燥2～4小时;
d)将干燥后的负载有活性组分前驱体的载体在430～470℃焙烧10～13小时，即得CuO-Ru/Al2O3;
(4)步骤(3)反应后所得尾气回用于步骤(1)的A/O生化处理的O段供氧。
说明书
一种印染污水的处理回用工艺
(一)技术领域
本发明涉及一种印染污水的处理回用工艺，尤其涉及印染污水、印染-生产综合污水的治理和资源回收利用。
(二)背景技术
水资源是基础性的自然资源和战略性的经济资源。21世纪水资源正在变成一种宝贵的稀缺资源。
在水资源有限这一客观条件下，如何更好有效地使用水源也就显得极为重要了。从经济性角度而言，一般应按以下顺序进行利用：地面水、地下水、中水(这里指各类污水处理厂二级处理后的达标排放水)、雨水、外来水(指长距离跨流域调水)、海水淡化。在地面水和地下水日益受污染的今天，中水的处理再生无疑是最具有竞争力的一种用水方式。
现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级处理、二级处理和三级处理，一级处理也叫预处理，是通过沉淀、浮选、过滤等物理方法去除污水中的悬浮状固体物质，或通过凝聚、氧化、中和等化学方法，使污水中的强酸、强碱和过浓的有毒物质，得到初步净化，为二级处理提供适宜的水质条件。二级处理是在一级处理的基础上，利用生物化学作用，对污水进行进一步的处理。但经过二级阶段处理的中水基本上仅能达到达标排放的标准，且只有少量部分可以回用于要求不太高的前道工序，要想提高中水的回用范围，必须将中水进行三级处理，三级处理也叫深度处理，三级处理根据进水水质，采用相应处理方法，如凝集沉淀、活性碳过滤、逆渗透、离子交换和电渗析等。中水经深度处理后可达到工业用水或城市用水所要求的水质标准。
但是现有技术的中水回用率低，一般在30%左右，主要回用于要求不太高的前道工序，这也成为制约中水回用的主要障碍。目前国内中水回用采用的主要处理方法有厌氧-好氧的生物处理、催化臭氧氧化、生物活性炭的吸附过滤工艺等，关于这方面的报道有[李国新，颜昌宙等，《环境科学与技术》，污水回用技术进展及发展趋势，2009，32-1：79-83]、[叶雯，刘美南，《中国给水排水，我国城市污水再生利用的现状与对策，2002年，第12期]等，中国专利CN 1765779A公开了一种印染废水回用的处理方法，该方法先将印染废水进行酸析预处理，回收浆料，然后与染色废水一起进行A/O生化处理，再经臭氧催化深度处理后，实现对印染废水的回用。但该方法中使用的臭氧催化剂适用范围不广，无法实现对工业废水的高回收效果，且没有提及臭氧作用后的尾气处理。中国专利CN 101306905A提供了一种废水回用综合处理方法，包括物化工艺和生化工艺对废水进行预处理，对预处理的水采用浸没式超滤固液分离系统进行分离，然后通过反渗透系统进行处理回用。该方法虽然将生化系统与膜系统进行了分离，但工艺条件比较难以控制，且操作比较繁杂。一种印刷电子线路板工业废水回用处理工艺(公开号CN 1686870A)，先将生产废水进入pH调节池，然后进行混凝沉淀，最后转入催化氧化池，然后通过机械过滤装置和活性炭吸附过滤装置，再通过软化系统进行软化，最后通过反渗透系统得到回用水，操作步骤繁多，投资巨大。
因此，选择一种适用范围广，污水回收率高，资金成本投入较少的处理工艺，成为当前中水回用的普遍共识。
(三)发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种印染污水的处理回用工艺，该工艺可实现各个处理系统的有效整合，从而实现了资源的循环利用。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种印染污水的处理回用工艺，包括下述步骤：
(1)将印染污水进行常规的一级处理和二级处理;
(2)在经步骤(1)处理后的污水中加入混凝剂进行深度预处理;
(3)在经步骤(2)深度预处理后的污水中加入催化剂，通入利用氧气制备的臭氧进行反应，充分反应后即得到可回用的污水;
(4)步骤(3)反应后所得尾气回用于A/O生化处理的O段供氧。
本发明步骤(3)中通入的臭氧利用氧气制备，步骤(3)反应后所得尾气富含氧气，一般氧含量大于85%，因为其4倍于空气中的氧分压，故该尾气收集后可用于A/O生化处理的O段供氧(即好氧阶段)，会大幅提供O段好氧氧化的效果，从而达到污水和尾气同时回用的目的。
本发明步骤(1)中对印染污水先进行常规的一级处理和二级处理，可按照常规操作进行实施。本发明具体推荐一级处理采用絮凝沉淀，絮凝剂可选用聚合氯化铝(PAC)、PAF等常规絮凝剂，絮凝剂的投加量可根据污水的水质情况进行调整。本发明具体推荐二级处理采用A/O生化处理。
本发明步骤(2)在二级处理之后、三级处理之前设置了一个深度预处理步骤，该步骤采用混凝剂进行混凝处理，其主要目的在于降低污水中的污染物浓度，降低后续处理工序的难度。本发明步骤(2)使用的混凝剂可以是常规混凝剂，如PAC、PAF等，但经过步骤(1)的混凝操作后，常规混凝剂在本步骤里发挥的作用已经不太明显，本发明具体推荐一种特制混凝剂，该混凝剂由脱色剂与聚合氯化铝按照1∶5～10的质量比复配而成。所述脱色剂可通过CN 101306858A公开的方法进行制备，本发明对该专利申请文件作全文引用。具体而言，所述脱色剂的原料质量组成如下：碱性壳聚糖2～2.2份，双氰胺8～8.5份，硫酸铝5～5.5份;所述碱性壳聚糖由下列方法得到：将壳聚糖溶于乙醇中，常温下浸泡4～4.5小时后过滤用去离子水洗净;然后加入38%～42%氢氧化钠溶液，搅拌均匀后冰冻保存7.5～8.2小时;将制得的壳聚糖过滤用去离子水洗净于60～65℃烘干即得到所述碱性壳聚糖。所述脱色剂的制备方法如下：将碱性壳聚糖、双氰胺和硫酸铝按原料质量配比投料，充分混匀，控制反应温度为50～55℃，反应pH值为2～2.5，反应3～3.5小时即得所述脱色剂。
将上述特制的混凝剂用于步骤(2)的深度预处理阶段，其处理效果要远远好于使用常规的PAC、PAF等混凝剂。
本领域技术人员可以根据步骤(1)处理后的污水的水质调整步骤(2)中混凝剂的投加量。
本发明步骤(3)采用催化臭氧氧化工艺，所述的催化剂可以是CuSO4、MgSO4等常规催化剂，本发明具体推荐采用双组分复合型金属催化剂CuO-Ru/Al2O3，该催化剂适用范围较广，并且可以很大程度地降低臭氧的投加量，提高臭氧利用效率。所述的CuO-Ru/Al2O3可以按照CN 200910097066.6公开的方法进行制备，本发明对该专利申请做全文引用。所述CuO-Ru/Al2O3具体按照如下步骤制备：
a)将三水合硝酸铜Cu(NO3)2·3H2O、水合三氯化钌RuCl3·3H2O溶解在水中配成浸渍液;基于所述的三水合硝酸铜Cu(NO3)2·3H2O和水合三氯化钌RuCl3·3H2O，所述的三水合硝酸铜Cu(NO3)2·3H2O和水合三氯化钌RuCl3·3H2O的重量配比如下：Cu(NO3)2·3H2O97.9%～99.4%，RuCl3·3H2O 0.6%～2.1%;控制浸渍液中硝酸铜Cu(NO3)2和三氯化钌RuCl3的总质量浓度为365～422g/L;
b)采用等体积浸渍法，将载体活性三氧化二铝倒入步骤a)配得的浸渍液中浸渍完全;
c)将步骤b)得到的浸渍物在80～100℃干燥2～4小时;
d)将干燥后的负载有活性组分前驱体的载体在430～470℃焙烧10～13小时，即得CuO-Ru/Al2O3。
本发明推荐步骤(3)所述的催化剂CuO-Ru/Al2O3的用量为0.5g/L～3.0g/L。臭氧投加量为10ppm～30ppm。