申请日2018.09.05
公开(公告)日2019.01.04
IPC分类号C02F9/14; C02F103/30
摘要
本发明公开了一种纺织印染废水的高效处理方法，涉及废水处理技术领域，其技术方案要点是包括如下步骤：(1)过滤除杂;(2)氧化处理;(3)一次沉降;(4)厌氧处理;(5)好氧处理;(6)二次沉降;(7)电解处理;(8)混凝沉降将电解处理后的废水引入混凝沉降池内，向混凝沉降池内加入复合脱色剂，沉淀，过滤;其中复合脱色剂包括质量比为1:1‑2.5的无机脱色剂和有机脱色剂;(9)深度过滤;本发明解决了对印染废水脱色率不高，脱色不彻底的问题。利用特定的复合脱色剂，能够边脱色边产生絮凝作用，提高脱色率。
权利要求书
1.一种纺织印染废水的高效处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)过滤除杂：将废水进行过滤，除去较大漂浮物和纤维屑，调节废水的pH值为6-7;
(2)氧化处理：向过滤后的废水中加入氧化剂，并通入臭氧，静置氧化60-90min;
(3)一次沉降：向氧化沉淀池内加入吸附剂，静置沉降，过滤;
(4)厌氧处理：将从氧化沉降池内过滤后的上清液引入厌氧池内，向厌氧池内加入水解-酸化细菌，充分反应;
(5)好氧处理：将经过厌氧处理的废水引入好氧池内，好氧池的底部安装有曝气装置;
(6)二次沉降：将好氧处理后的废水引入斜板二次沉降池，加入絮凝剂静置沉淀;
(7)电解处理：将经过二次沉淀的废水引入电解池内进行电解，电解池内填装有活性炭;
(8)混凝沉降;将电解处理后的废水引入混凝沉降池内，向混凝沉降池内加入2-4g/L复合脱色剂，沉淀，过滤;其中复合脱色剂包括质量比为1:1-2.5的无机脱色剂和有机脱色剂;
(9)深度过滤：将经过混凝沉降的废水依次进行精密过滤和RO反渗透膜过滤，将过滤后的废水引入清水池循环利用。
2.根据权利要求1所述的纺织印染废水的高效处理方法，其特征在于：所述有机脱色剂包括改性木质素胺、羧甲基壳聚糖和单宁，其中改性木质素胺、羧甲基壳聚糖和单宁的物质的量之比为1:2-5:0.5-1.2。
3.根据权利要求2所述的纺织印染废水 的高效处理方法，其特征在于：所述改性木质素胺的制备方法如下：按质量比为1:3加入木质素磺酸盐和蒸馏水溶解搅拌，水浴升温至50-70℃，加入20-30mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，搅拌活化1-3min后加入与木质素磺酸钠质量比为1.5:0.5-1.5的双(3-氯-2-羟丙基)四甲基二氯化乙二铵，搅拌1-3小时即制得改性木质素胺。
4.根据权利要求1所述的纺织印染废水的高效处理方法，其特征在于：所述无机脱色剂是指聚合氯化铝。
5.根据权利要求1所述的纺织印染废水的高效处理方法，其特征在于：所述步骤(8)中混凝沉淀的时间为3-4小时，pH值为6-7。
6.根据权利要求1所述的纺织印染废水的高效处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中的氧化剂是指在废水中浓度均为0.01-0.1mol/L的双氧水或高锰酸钾。
7.根据权利要求1所述的纺织印染废水的高效处理方法，其特征在于：所述步骤(3)中的吸附剂包括以下组分：水溶性粘合剂5-10份、大豆细粉20-30份、粗麸皮1-5份、硅藻土5-28份、黄纸浆5-10份、活性炭10-30份。
8.根据权利要求1所述的纺织印染废水的高效处理方法，其特征在于：所述步骤(6)中的絮凝剂是指硼砂、硫酸亚铁、膨润土、聚合硫酸氯化铁铝中一种或多种。
9.根据权利要求1所述的纺织印染废水的高效处理方法，其特征在于：所述精密过滤的过滤孔直径为5～8μm。
说明书
纺织印染废水的高效处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，更具体的说，它涉及一种纺织印染废水的高效处理方法。
背景技术
纺织废水主要是原料蒸煮、漂洗、漂白、上浆等过程中产生的含天然杂质、脂肪以及淀粉等有机物的废水。纺织印染废水是洗染、印花、上浆等多道工序中产生的，含有大量染料、淀粉、纤维素、木质素、洗涤剂等有机物，以及碱、硫化物、各类盐类等无机物，污染性很强。
现有技术中，可参考申请公布号为CN106430810A的中国发明专利申请文件，其公开了一种印染纺织废水与生活污水混合处理系统，包括生活污水预处理模块，印染纺织废水预处理模块，混合处理模块，所述生活污水处理模块由格栅i、沉砂池组成，所述印染纺织废水预处理模块由格栅ii、调节池、吸附沉淀池、电解池、水解酸化池组成，所述混合处理模块由生物处理池、二沉池，消毒池组成。该印染纺织废水与生活污水混合处理系统通过位于电解池内的铁碳电解池对纺织印染废水进行电解，处理难降解有机物，进行脱色处理;电解方式对酸性染料的处理效果较好，但对中性染料和阳离子染料的处理效果较差。
现有技术中，可参考申请公布号为CN104773911A的中国发明专利申请文件，其公开了一种纺织印染废水的处理装置和处理方法，包括原水箱、混凝反应池、一沉池、水解酸化池、二沉池、曝气池、三沉池、砂滤池、中间水池、生物滤池以及清水池;其中，所述原水箱、混凝反应池、一沉池、水解酸化池、二沉池、曝气池、三沉池、砂滤池、中间水池、生物滤池以及清水池依次连接并形成一集成式处理设备，混凝反应池通过加药泵连续投加聚合氯化铝以及硫酸亚铁，所述聚合氯化铝的投加量为40-80mg/L，硫酸亚铁的投加量为400mg/L;本案通过聚合氯化铝和硫酸亚铁对废水进行混凝，对疏水性染料脱色效率较高，但对亲水性染料的处理效果较差，导致对废水的处理效果较差。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种纺织印染废水的高效处理方法，其通过在利用特制的复合脱色剂对废水进行有效脱色，使纺织印染废水彻底净化，提高脱色率、降低废水的COD。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种纺织印染废水的高效处理方法，包括如下步骤：(1)过滤除杂：将废水进行过滤，除去较大漂浮物和纤维屑，调节废水的pH 值为6-7;
(2)氧化处理：向过滤后的废水中加入氧化剂，加入氧化剂，并通入臭氧，静置氧化60-90min;
(3)一次沉降：向氧化沉淀池内加入吸附剂，静置沉降，过滤;
(4)厌氧处理：将从氧化沉降池内过滤后的上清液引入厌氧池内，向厌氧池内加入水解-酸化细菌，充分反应;
(5)好氧处理：将经过厌氧处理的废水引入好氧池内，好氧池的底部安装有曝气装置;
(6)二次沉降：将好氧处理后的废水引入斜板二次沉降池，加入絮凝剂静置沉淀;
(7)电解处理：将经过二次沉淀的废水引入电解池内进行电解，电解池内填装有活性炭;
(8)混凝沉降;将电解处理后的废水引入混凝沉降池内，向混凝沉降池内加入2-4g/L复合脱色剂，沉淀，过滤;其中复合脱色剂包括质量比为1:1-2.5的无机脱色剂和有机脱色剂;
(9)深度过滤：将经过混凝沉降的废水依次进行精密过滤和RO反渗透膜过滤，将过滤后的废水引入清水池循环利用。
通过采用上述技术方案，先将废水中较大漂浮物和纤维屑过滤掉，防止在后续处理过程中，较大的漂浮物和纤维屑造成装置堵塞，影响整个处理系统的使用，氧化剂和臭氧能够将污水中的有机物逐步降解成简单的无机物，并且将溶于水中的污染物氧化成不溶于水、易于从水中分离出来的物质;水解细菌和酸化细菌，能够将不溶性有机物水解为溶解性的有机物，再将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子，可以改善废水的可生化性，水解污泥中生长着的假单胞菌属、气单胞菌属、红螺菌属的细菌不仅具有良好的水解作用，还具有良好的脱色能力，混合的菌群相互依靠，利用协同作用，使染料的降解更完全、脱色更彻底，且采用水解-酸化细菌，可以缓冲和降低污水的pH值，增加污水中可溶性COD的比重，提高后续在好氧内好氧处理污水时COD的去除率，增加整个系统处理的运行稳定性和可靠性;
再将废水引入到好氧池内，对污水进行好氧处理，利用活性污泥将有机物进行降解，并且将有机物转化呈腐殖质样物质，好氧池内的曝气装置能够向好氧池内的活性污泥提供氧气，还能使好氧池内的污水与空气充分接触氧气，污水被搅动，加速空气中氧气向污水中转移，防止好氧池内悬浮体下降，加强好氧池内有机物、微生物与溶解氧的充分接触，对污水汇总的有机物进行氧化分解;
将经过好氧处理的污水引入斜板沉降池内，能够缩短颗粒沉降的距离，缩短沉降时间，增加沉降面积，提高处理效率，加入絮凝剂，能够消除废水中胶体间的排斥力，使水中胶体颗粒相互碰撞和吸附成较大颗粒的絮凝体，进而沉淀，从水中分离出来;
利用电解处理含酸性染料的废水会有良好的效果，且脱色率较高，能够去除废水中的重金属离子、油以及悬浮物、凝聚吸附废水中呈胶体状态或溶解状态的染料分子，破坏生色基团，获得良好的脱色率;
再利用复合脱色剂对废水进行脱色，其中有机脱色剂和无机脱色剂配合使用，增强了脱色剂的脱色能力，能够同时降解中性染料和阳离子染料以及亲水性染料，对污水的脱色率高，脱色完全;最后对污水进行深度过滤，净化污水，使污水纯化，降低污水的COD。
本发明进一步设置为：所述有机脱色剂包括改性木质素胺、羧甲基壳聚糖和单宁，其中改性木质素胺、羧甲基壳聚糖和单宁的物质的量之比为1:2-5:0.5-1.2。
通过采用上述技术方案，在酸性条件下，改性木质素胺中的氨基与氢离子结合而以季铵阳离子形式存在，结构伸展，可以与染料分子如活性红和活性深蓝中的磺酸基发生电荷中和及吸附架桥双重作用而沉淀下来，从而产生降低溶液中磺酸基的浓度，使色素降低的效果，但是木质素的静电中和作用不强，因此脱色能力较改性木质素胺差;因为羧甲基壳聚糖是带正电性的水溶性聚电解质，其分子链上的正电荷对表面带有负电荷的胶粒产生强烈的吸附作用，能够中和胶粒表面的部分负电荷，降低染料胶粒之间的静电斥力，从而使染料颗粒之间很容易的相互吸附在一起，且羧甲基壳聚糖的分子是线型结构，便于与染料分子发生架桥作用，在混凝沉降池内会形成大量的絮状物沉淀，并且絮体逐渐脱稳长大，当絮体携带染料沉降后，污水可得到脱色净化;单宁能够通过与水中带负电荷的微粒中和并且产生架桥作用，使水体中产生絮体，并使絮体脱稳长大，同时单宁脱色效果明显，可有效去除染料废水中的可溶性有机染料。
本发明进一步设置为：所述改性木质素胺的制备方法如下：按质量比为1:3加入木质素磺酸盐和蒸馏水溶解搅拌，水浴升温至50-70℃，加入20-30mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，搅拌活化1-3min后加入与木质素磺酸钠质量比为1.5:0.5-1.5的双(3-氯-2-羟丙基)四甲基二氯化乙二铵，搅拌1-3小时即制得改性木质素胺。
通过采用上述技术方案，采用氢氧化钠溶液为催化剂，活化时间控制在1-3min，能够使反应产生的木质素酚氧负离子较多，使反应较为充分，并且不会使已经活化的分子失去活性，避免产生副反应。
本发明进一步设置为：所述无机脱色剂是指聚合氯化铝。
通过采用上述技术方案，聚合氯化铝中的氢氧根离子具有架桥作用，多价阴离子具有聚合作用，通过架桥作用和吸附电中和作用，使聚合氯化铝的水解速度快，吸附能力强，形成的矾花大，质密沉淀快，出水浊度低，与有机脱色剂配合使用，可使脱色效果提高。
本发明进一步设置为：所述步骤(8)中混凝沉淀的时间为3-4小时，pH值为6-7。
通过采用上述技术方案，染料溶液的pH值改变不仅会影响复合脱色剂在溶液中的电荷特性，还会影响溶液中悬浮颗粒及污染物表面的化学结构，当pH值较高时，改性木质素胺分子链上的正电荷密度减少，吸附电中和稳定作用减弱，降低了脱色剂的脱色效果，但是pH值过低时，污水中的氢离子过多，对污水中带电胶粒的包埋作用逐渐增强，聚沉速度下降，影响脱色效果。
本发明进一步设置为：所述步骤(2)中的氧化剂是指在废水中浓度均为0.01-0.1mol/L 的双氧水或高锰酸钾。
通过采用上述技术方案，双氧水是较为稳定和具有强氧化能力的氧化剂，能够用来增加溶解氧的浓度，避免废水中的硫酸盐还原为硫化物，双氧水还具有轻微的灭菌性能，能够选择性的杀死某些引起活性污泥膨胀的微生物，使活性污泥保持活性;高锰酸钾能够通过氧化、沉淀和形成水合氧化锰的离子交换等多种作用，有效去除铁、锰和某些有机污染物，使污水得到净化。
本发明进一步设置为：所述步骤(3)中的吸附剂包括以下组分：水溶性粘合剂5-10份、大豆细粉20-30份、粗麸皮1-5份、硅藻土5-28份、黄纸浆5-10份、活性炭10-30份。
通过采用上述技术方案，大豆细粉、粗麸皮、硅藻土、黄纸浆具有较大的孔结构和表面结构，对吸附质具有较强的吸附能力，能够将活性成分吸附在其表面，对废水进行脱色和杂质吸附处理处理。
本发明进一步设置为：所述步骤(6)中的絮凝剂是指硼砂、硫酸亚铁、膨润土、聚合硫酸氯化铁铝中一种或多种。
通过采用上述技术方案，聚合硫酸氯化铁铝的絮凝物比重大，絮凝速度快，容易过滤，且聚合硫酸氯化铁铝的脱色效果优越。
本发明进一步设置为：所述精密过滤的过滤空直径为5～8μm。
通过采用上述技术方案，控制精密过滤器的直径为5-8μm，能够提高过滤的精度和截污能力，精密过滤对过滤的水体无污染，且耐酸碱，不易变形。
综上所述，本发明相比于现有技术具有以下有益效果：
(1)本发明通过使用复合脱色剂，利用质量比为1:1-2.5的无机脱色剂和有机脱色剂，相互配合，提高脱色率，降低水体的COD;
(2)本发明通过使用改性木质素胺、羧甲基壳聚糖和单宁三者相互配合，能够与染料分子中的磺酸基发生电荷中和及吸附架桥双重作用而沉淀下来，从而降低溶液中磺酸基的浓度，使色素降低的效果，羧甲基壳聚糖和单宁能够通过与水中带负电荷的微粒中和并且产生架桥作用，使水体中产生絮体，并使絮体脱稳长大，进而沉淀消除，达到边脱色和边絮凝的效果; (3)本发明通过控制混凝沉淀池内污水的pH值为6-7，能够使改性木质素胺分子链上的正电荷密度增高，使吸附电中和稳定作用增强，提高脱色效果，防止污水中氢离子过多，影响脱色效果;
(4)本发明通过使用氢氧化钠作为制备改性木质素胺的催化剂，其控制活化时间为1-3min，能够使反应产生的木质素酚氧负离子较多，使反应较为充分，并且不会使已经活化的分子失去活性，避免产生副反应。