申请日2007.07.13
公开(公告)日2008.04.23
IPC分类号C02F9/14; C02F1/66; C02F11/12; C02F3/28
摘要
本发明公开了一种综合印染废水处理工艺，包括预处理、生化处理、污泥处理，本发明通过在预处理中增加水质调理工艺，采用高效水质调理剂，通过与有机物发生络合、水合作用及水解、中和反应，降低水溶性难生化物质含量，使废水的碱性大大降低;同时也使得水中的重金属离子得到去除，经调理后的废水在厌氧环境下，通过反硫化作用进一步使染料脱色、COD削减，Fe2+离子与反硫化产物S2-生成不溶性硫化物，降低S2-的生物毒性和需氧量，残余调理剂在好氧工艺段与微生物协同配合，进一步强化生化反应，有效地提高了生化处理的效率，经生化处理后的污水，无需再进行物化处理，即可达到排放标准，处理效果好，单位处理能耗大大降低。
权利要求书
1.一种综合印染废水处理工艺，包括预处理——生化处理—— 污泥处理，其特征在于：在预处理工艺中，加入高效水质调理剂对污 水水质进行调理，高效水质调理剂的用量为100mg/L～900mg/L。
2.根据权利要求1所述的一种综合印染废水处理工艺，其特征 在于：所述高效水质调理剂的用量为250mg/L～750mg/L。
3.根据权利要求2所述的一种综合印染废水处理工艺，其特征 在于：所述高效水质调理剂的用量为400mg/L～500mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种综合印染废水处理工艺，其特征 在于：所述的高效水质调理剂采用下述工艺制备：
a、酸浸：在反应皿中按15～30molH+/kg比例加入污泥残渣、浸 出酸和水，搅拌回流反应，反应温度为80～150℃，反应时间为1～5 小时，液固比控制为2～5ml/g;
b、滤渣：将酸浸后的反应溶液过滤后，滤出液按1g污泥残渣制 备得到10mL水处理药剂的比例稀释后即为水处理药剂初成品;
c、调理：在上述制得的药剂初成品中加入适量固体可溶性亚铁 盐，混合，即可得高效水质调理剂。
5.根据权利要求1所述的一种综合印染废水处理工艺，其特征 在于：在所述的生化处理工艺中，采取环形推流式酸化水解池，环形 推流式酸化水解池采取厌氧区和沉淀区设置成一体，并设置为上下两 层，上层为沉淀区，下层为厌氧区。
6.根据权利要求1所述的一种综合印染废水处理工艺，其特征 在于：所述的污泥处理工艺中，沉淀池中的污泥经污泥泵房进入到浓 缩池，经污泥脱水间进行脱水处理，干化焚烧后用来制备高效水质调 理剂。
说明书
综合印染废水处理工艺
技术领域
本发明涉及一种印染废水的处理工艺，特别涉及一种集成水质调 理、酸化水解、智能供氧曝气的综合印染废水处理工艺。
技术背景
随着城市化和工业化的发展，水污染问题日益突出，其中印染废 水为我国主要的工业废水之一，具有水量大、色度高、成分复杂等特 点，对环境造成严重的污染。目前，印染废水的处理方法，主要有化 学混凝法、生化处理法及物理处理法，化学混凝法采用以镁盐和铁盐 为主的混凝剂，其工艺简单，成本低，但容易造成二次污染;生化处 理法是目前主要采用的方法，但在脱色效果上不够理想;物理处理法 采用活性炭或硅藻土，处理成本过高，难以推广和大规模应用。因此， 许多水处理单位多采取生化处理与物化处理联合使用，以求达到最佳 处理效果，如参照附图1所示的“预处理+厌氧+好氧+混凝沉淀” 的联合工艺，包括：1、预处理：预处理包括稳流池、调节池和相配 套的进水提升泵房，调节池以调节水量为主，同时起到水质均匀的作 用;2、生化处理：包括厌氧处理和好氧处理，其中厌氧处理包括厌 氧池、中间沉淀池和相配套的污泥回流泵房，通过调节和缓冲进水水 质的变化对好氧处理的不利影响，使污水的pH值降低;可以使污水 中某些难生物降解的物质和有色物质发生转化，从而提高好氧部分 COD的去除率和脱色率;降低生化处理系统的剩余污泥量，减小污泥 处理装置规模，好氧处理包括曝气池、二沉池和相配套的鼓风机房和 污泥回流泵房，通过鼓风曝气，利用好氧微生物去除污水中的大部分 有机物;3、物化处理：包括絮凝沉淀池及配套的加药间、贮药池等。 由于经过厌氧-好氧生化处理后的出水COD仍达不到180mg/L的排放 要求或色度超标，需要通过投加硫酸铝等絮凝药剂进行混凝处理，使 COD、色度达标后安全排放;4、后续的污泥处理：包括浓缩池、贮泥 池、及大容量的污泥堆积场，对生化、物化处理产生的剩余污泥进行 浓缩、脱水和填埋处理。
这种联合生化处理和物化处理的污水处理工艺，经处理后的水质 COD、色度等基本上可以达标，但处理过程较为复杂，处理效率降低， 难以满足设计能力的需要，且由于生化处理前对污水水质未进行调 理，导致生化处理易受冲击，在生化处理和物化处理过程中所消耗的 药剂、电能较高，使单位处理成本增加，因此，如何对现有污水处理 工艺进行增效、降耗，是目前污水处理普遍面临的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的旨在提供一种高效率、低能耗的 综合印染废水处理工艺。
本发明是通过以下技术方案来实现上述目的的，一种综合印染废 水处理工艺，包括以下步骤：
1、预处理：污水经格栅、调节池，进入到高效沉淀池内后，加 入高效水质调理剂对污水水质进行调理。
①、高效水质调理剂
印染废水由于其COD、PH值较高，含有各种大量的难降解有机 物，如以高级烷烃、酯类、以分子态或离子态存在的染料，及含硫、 硝基等毒性较强的有机物，因此，如果直接进行生化处理，高PH值 使厌氧工艺段难以发挥作用，从而使好氧工艺段压力、负荷增大，针 对这种情况，本发明在预处理中添加了水质调理工艺，水质调理工艺 中采用的高效水质调理剂组成如下表所示：
高效水质调理剂的用量为100mg/L～900mg/L，优选为250mg/L～ 750mg/L，特别优选400mg/L～500mg/L。
高效水质调理剂可采用现有的水处理药剂如浙大药剂，也可以根 据上述组成自行调配，本发明提供了一种较佳的高效水质调理剂的制 备方法，即利用印染废水处理后产生的污泥残渣来制备上述的水质调 理剂，由于印染废水污泥中含有大量的Fe2+，而Fe2+又是作为高效水 质调理剂的主要成分，这样一方面解决了污泥的处置难题，另一方面 使资源回收利用，形成整个印染废水处理工艺的物质循环，具体制备 工艺如下：
a、酸浸：在反应皿中按15～30molH+/kg比例加入污泥残渣、浸 出酸和水，搅拌回流反应，反应温度为80～150℃，反应时间为1～5 小时，液固比控制为2～5ml/g。
所述的污泥残渣是指污水处理厂经过生化处理或物化处理的污 泥，在焙烧炉中650℃温度下焙烧4小时，冷却后，粉碎而成。
所述的浸出酸用来作为浸出剂与在污泥焚烧灰中以固体形式存 在的金属元素(主要为铁，含少量铝、钙、镁)作用，将金属元素转 化成可溶性化合物的形式进入水溶液，可选择无机酸或有机酸的任意 一种或任意两种的组合，优选采用无机酸中的盐酸、硫酸、硝酸的至 少一种，特别优选为盐酸和硫酸的组合。
所述的反应液固比即反应体系中加入酸和水总体积与污泥焚烧 灰质量之比，优选为2.0～3.7ml/g，特别优选为2.0～3.0。
反应温度优选控制在110～120℃，特别优选为115～120℃;
反应时间优选为2～4小时，特别优选为2.5～3小时;
b、滤渣：将酸浸后的反应溶液过滤后，滤出液按1g污泥残渣制 备得到10mL水处理药剂的比例稀释后即为水处理药剂初成品。
c、调理：在上述制得的药剂初成品中加入适量固体可溶性亚铁 盐，混合，即可得成品。
②、高效水质调理剂的作用机理
Fe2+离子与水溶性难降解有机物如活性染料或阳离子染料分子发 生络合反应，使SI转化成不溶性物质，便于除去。
在Fe2+金属离子的作用下，使染料分子中不稳定的部分遭到破坏。 以硫化染料为例，硫化染料中的链状结构一S一、一SX一、一SH等 决定了染料的染色性能，但是硫链最不稳定，断裂后S2-与形成FeS 沉淀，其余部分仍以络合物的形式去除。
还原解毒作用：在厌氧生物作用下，使苯环所带的-NO2等毒性较 强的基团转化为胺基-NH2，从而提高可生化性。
磺酸基官能团能与阳离子染料或碱性染料离子上的氨基或其它 带正电荷基团之间形成氢键或静电键，可使带正电荷的染料离子在其 分子链周围大量集结，形成新的聚集体;由于染料离子的半径要比分 子链上苯环之间的间隙大，空间阻碍效应使苯环上的磺酸基无法与带 正电荷的染料离子按电荷比进行配对，造成磺酸基的富余而使新聚集 体微粒带上负电荷，在调理剂水解产物的作用下，可令其进一步发生 凝聚和絮凝而形成矾花经沉淀除去。
H+或金属离子的水解，消耗水中的OH-等碱度，使水的碱性降低， 便于发挥微生物的降解作用。
调理剂在后续的生化处理的工艺环节中，与微生物协同配合，可 继续发挥脱硫解毒、脱碱、生物催化、化学絮凝作用。
2、生化处理：包括厌氧处理和好氧处理，厌氧处理采取环形推 流式酸化水解池，如附图4、图5所示，采取上下两层将厌氧区2和 沉淀区3设置成一体，下层为厌氧区2，通过推流器推流，使废水以 循环流动方式不断运行，从而达到减小水质变化冲击的能力，提高了 厌氧反应的效率，并在最大程度上简化了进水及出水的分布设计，上 层为沉淀区3，经厌氧区的废水在沉淀区3进行三相分离，上清液进 入曝气池中进行好氧反应，好氧反应采用智能供氧系统进行供氧，废 水经好氧处理后，经沉淀池沉淀达标后排放。
3、污泥处理：沉淀池中的污泥经污泥泵房进入到浓缩池，再经 污泥脱水间进行脱水处理，然后运送到污泥填埋场进行填埋。
本发明通过在预处理中增加水质调理工艺，采用高效水质调理剂，通 过与有机物发生络合、水合作用及水解、中和反应，降低水溶性难生化物 质含量，使废水的碱性大大降低;同时也使得水中的重金属离子得到去除， 经调理后的废水在厌氧环境下，通过反硫化作用进一步使染料脱色、COD 削减，Fe2+离子与反硫化产物S2-生成不溶性硫化物，降低S2-的生物毒性和 需氧量。残余调理剂在好氧工艺段继续发挥作用，Fe2+离子被氧化成高价 态，在pH接近中性的情况下，与微生物协同配合，通过铁离子水解产物 的网捕作用进一步强化生化反应，去除有机污染物，从而有效地提高了生 化处理的效率，经生化处理后的污水，无需再进行物化处理，即可达到排 放标准，处理效果好，单位处理能耗大大降低。