申请日2018.09.04
公开(公告)日2018.12.14
IPC分类号C02F9/14; C02F101/30
摘要
本发明涉及印染废水的污水处理技术领域，公开了一种印染废水污泥减量处理装置。该装置包括以管路依次连接的调节池、水解酸化池、中沉池、好氧池、二沉池、臭氧氧化池、接触氧化池及终沉池。本发明通过使用臭氧催化氧化技术，结合厌氧或好氧以及沉淀池的作用，达到印染污水全生化处理的目标，在整个处理过程中无需额外投加水处理剂，处理过程简单，污泥产量大大降低，实现了企业印染污水污泥减量的目的。处理后可降低印染废水污染物浓度，满足纳管外排或回用要求，且实现系统污泥减量。
权利要求书
1.一种印染废水污泥减量处理装置，其特征在于：该装置包括以管路依次连接的调节池(1)、水解酸化池(9)、中沉池(13)、好氧池(18)、二沉池(21)、臭氧氧化池(26)、接触氧化池(31)及终沉池(32)。
2.如权利要求1所述的一种印染废水污泥减量处理装置，其特征在于：所述调节池和所述水解酸化池的池内底部均设置有穿孔曝气管(5)，调节池和水解酸化池的外部设置有与所述穿孔曝气管相连接的第一风机(2)，所述第一风机用于将风输送到穿孔曝气管进行曝气;所述好氧池和所述接触氧化池的池内底部均设置有曝气盘(19)，好氧池和接触氧化池的外部设置有与所述曝气盘连接的第二风机(20)，所述第二风机用于将风输送到曝气盘进行曝气;所述臭氧氧化池的池内底部设置有钛合金曝气盘(27)，臭氧氧化池的外部设置有与所述钛合金曝气盘连接的臭氧发生器(28)，所述臭氧发生器用于将臭氧输送到钛合金曝气盘进行曝气;其中，所述第一风机为罗茨风机，所述第二风机为螺杆风机。
3.如权利要求1所述的一种印染废水污泥减量处理装置，其特征在于：所述中沉池和水解酸化池、所述二沉池和好氧池、所述终沉池和接触氧化池之间均设置有污泥回流泵(25)，所述污泥回流泵用于将一部分污泥泵入水解酸化池、好氧池和接触氧化池中，将另一部分污泥泵入污泥处理系统(33)。
4.如权利要求1所述的一种印染废水 污泥减量处理装置，其特征在于：所述调节池外设置有pH自动检测及调节装置(3)、冷却塔(4)、引水罐(6)、冷却循环泵(7)和污水提升泵(8)，所述引水罐的进水端与调节池连接，引水罐的出水端分别与所述冷却循环泵和所述污水提升泵连接，冷却循环泵用于将印染废水泵入所述冷却塔，冷却塔的出水端与调节池连接，污水提升泵用于将印染废水泵入水解酸化池中。
5.如权利要求1所述的一种印染废水污泥减量处理装置，其特征在于：所述水解酸化池的池内设置有高度为2.8~3.2m的第一填料支架(10)，第一组合填料(11)和推流器(12)，所述组合填料装配在所述填料支架上，所述推流器位于水解酸化池底部的左右两侧，推流器顺进水水流方向推进。
6.如权利要求1所述的一种印染废水污泥减量处理装置，其特征在于：所述中沉池采的左侧设置有配水槽(16)，所述配水槽与中沉池之间设置有穿孔墙(17)，中沉池的底部设置有若干第一储泥斗(23)，所述储泥斗的底部设置有排泥管(15)，中沉池的中部设置有斜管(14)，所述斜管将中沉池分成上下两部分，所述穿孔墙上的孔位于储泥斗与斜管之间，中沉池的右上部设置有第一集水槽(22)。
7.如权利要求1所述的一种印染废水污泥减量处理装置，其特征在于：所述二沉池的上部左右两侧设置有第二集水槽(222)，二沉池的底部设置有第二储泥斗(232)，二沉池中设置有刮泥机(24);所述终沉池的结构与二沉池的结构相同。
8.如权利要求1所述的一种印染废水污泥减量处理装置，其特征在于：所述臭氧氧化池的外部设置有尾气处理系统(29)，臭氧反应池中设置有通过1.8~2.2m高的网板支撑的活性炭催化剂(30)。
9.如权利要求1所述的一种印染废水污泥减量处理装置，其特征在于：所述接触氧化池中设置有2.8~3.2m高的第二填料支架(102)和第二组合填料(112)，组合填料装填在填料支架上。
10.一种利用如权利要求1至9任一所述的印染废水污泥减量处理装置处理印染废水的方法，其特征在于包括如下工艺步骤：
(a)将印染废水通过调节池曝气，调节印染废水的pH至8.5~9.0、温度不超过40℃;
(b)将经步骤(1)调节后的印染废水输送到水解酸化池，曝气，并将印染废水中的大分子有机物水解转化为小分子的醇、醛、酸类物质;
(c)经步骤(2)处理后的印染废水在中沉池中进行沉淀，沉淀后的污泥部分回流至水解酸化池中确保水解酸化池中的污泥浓度，中沉池中的上清液进入好氧池;
(d)好氧池利用好氧微生物和曝气作用将印染废水中的有机物转化为二氧化碳和水;
(e)经步骤(4)处理后的印染废水在二沉池进行沉淀，沉淀的污泥部分回流至好氧池中确保好氧池中的污泥浓度，二沉池中的上清液进入臭氧氧化池进行后续处理;
(f)臭氧氧化池中，用臭氧对印染废水进行曝气，将印染废水中的有机物氧化;
(g)经步骤(6)处理的印染废水进入接触氧化池，对印染废水曝气，利用接触氧化池中的微生物将印染废水中的有机物氧化分解;
(h)经步骤(7)处理的印染废水在终沉池进行沉淀，沉淀的污泥部分回流至接触氧化池中确保接触氧化池中的污泥浓度，终沉池中的上清液直接排放掉或回收再利用。
说明书
一种印染废水污泥减量处理装置及方法
技术领域
本发明涉及印染废水的污水处理技术领域，尤其涉及一种印染废水污泥减量处理装置及方法。
背景技术
印染废水是纺织工业污染的主要来源。以加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品、丝绸为主的印染、毛织染整及丝绸厂等排出的印染废水。印染废水不仅排放量大，色度和污染程度高，而且随着纤维产品、浆料、染料、洗涤剂、化学助剂和整理剂等的应用，印染废水成分不断变化，处理的难度也就更大。
印染废水具有水量大、有机污染物含量高、难降解物质多、色度高，以及组分复杂等特点，属难处理的工业印染废水。印染废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱，纤维杂质及无机盐等,其中染料中的硝基和氨基化合物，以及铜、铬、锌、砷等重金属元素，具有较大的生物毒性,严重污染环境。
目前，常规印染污水处理方法不管是先生化后物化，还是先物化后生化，均会产生大量印染污泥，其中尤以物化污泥量最大，因此大大增加了企业的污水处理成本，并不经济。
中国专利申请公开说明书，CN106007198A中公开了一种集成印染废水处理装置及其处理方法。该装置包括印染废水处理模块、污泥处理模块和沼气资源化模块，前处理印染废水在螺旋对称流厌氧反应器中通过厌氧菌群进行降解，染色印染废水在高效脱色厌氧反应器中通过厌氧微生物氧化还原反应促进染料还原，得到的印染废水在气升式外循环涡旋强化生物脱氮反应器中进行硝化——反硝化脱氮处理，所得的生化污泥和物化污泥混合后脱水并在水热反应器中进行水热反应使得难降解颗粒物热水解为易降解有机物，并最终在高效厌氧消化器中降解消化转化为沼气。该发明将前处理印染废水和染色印染废水分别进行厌氧生物处理，提高了针对性。但是，该技术方案的采用物化与生化结合的处理方法进行印染废水的处理，产生的污泥量远远大于全生化处理方法产生的污泥量，增加了污泥处理的负担。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种印染废水污泥减量处理装置及方法。本发明通过使用臭氧催化氧化技术，结合厌氧或好氧以及沉淀池的作用，达到印染污水全生化处理的目标，实现企业印染污水污泥减量的目的。处理后可降低印染废水污染物浓度，满足纳管外排或回用要求，且实现系统污泥减量。
本发明的具体技术方案为：一种印染废水污泥减量处理装置，该装置包括以管路连接的调节池、水解酸化池、中沉池、好氧池、二沉池、臭氧氧化池、接触氧化池及终沉池，印染废水依次通过所述调节池、所述水解酸化池、所述中沉池、所述好氧池、所述二沉池、所述臭氧氧化池、所述接触氧化池及所述终沉池进行处理。
本发明设计的印染废水污泥减量处理装置及方法，采用工艺路线为印染污水——>调节池——>水解酸化池——>中沉池——>好氧池——>二沉池——>臭氧氧化池——>接触氧化池——>终沉池——>外排池。整个工艺采用生化方法进行处理，不涉及物化方法。全生化处理能够减少印染废水处理过程中污泥的产生量，同时，在整个处理过程中无需额外投加水处理剂，处理过程简单，污泥产量大大降低。其中，好氧池和接触氧化池可设置成多格结构，增加印染废水的处理量。
印染废水通过本发明的印染废水污泥处理装置，实现印染废水的净化，同时，处理过程中产生的污泥量大大减少。首先经过调节池预处理保证印染废水具有合适的温度和pH。印染废水进入水解酸化池中，印染废水中的大分子有机物被水解转化为小分子的醇、醛、酸类物质，提高了污水的可生化性。水解酸化后的印染废水进入中沉池进行沉淀，沉淀的污泥用污泥回流泵回流至水解酸化池进行再次酸化。中沉池的上清液进入好氧池，好氧池采用“活性污泥法”处理经水解酸化后的印染废水，通过接种菌种并驯化的方式，利用好氧微生物将污水中的有机物转化为二氧化碳和水，进一步降低印染废水中的有机物含量。然后，印染废水进入二沉池进行再次沉淀，采用自动机械刮泥将淤泥集中到储泥斗，利用污泥回流泵将污泥回流至好氧池中，上清液进入臭氧氧化池。臭氧氧化池通过臭氧发生器产生高浓度的臭氧，用钛合金曝气盘作为布气装置，使臭氧以微小气泡形式与印染废水充分混合，利用臭氧将印染废水中的有机物进行氧化。采用接触氧化池处理经臭氧氧化后的印染废水，池底曝气对污水进行充氧，并使池内污水处于流动状态，以保证污水与填料充分接触，避免接触氧化池中存在污水与填料接触不均。在有氧的条件下，有机物由微生物氧化分解，印染废水得到净化。最后，印染废水进入终沉池进行沉淀，用刮泥机将污泥集中到储泥斗，利用污泥回流装置将污泥回流至接触氧化池中。通过本发明的印染废水污泥减量处理装置，能够达到印染污水全生化处理的目标，实现企业印染污水污泥减量的目的。处理后可降低印染废水污染物浓度，满足纳管外排或回用要求，且实现系统污泥减量。
作为优选，所述调节池和所述水解酸化池的池内底部均设置有穿孔曝气管，调节池和水解酸化池的外部设置有与所述穿孔曝气管相连接的第一风机，所述第一风机用于将风输送到穿孔曝气管进行曝气;所述好氧池和所述接触氧化池的池内底部均设置有曝气盘，好氧池和接触氧化池的外部设置有与所述曝气盘连接的第二风机，所述第二风机用于将风输送到曝气盘进行曝气;所述臭氧氧化池的池内底部设置有钛合金曝气盘，臭氧氧化池的外部设置有与所述钛合金曝气盘连接的臭氧发生器，所述臭氧发生器用于将臭氧输送到钛合金曝气盘进行曝气。
作为优选，所述第一风机为罗茨风机，所述第二风机为螺杆风机。
调节池池底设置的穿孔曝气管在防止池底积泥同时加强调节池的搅拌作用，保证污泥能够进入后续的处理装置。水解酸化池中的穿孔曝气管，定期开启曝气，能主动脱除填料上的生物膜，提高生物膜的活性。好氧池中的曝气盘和螺杆风机为好氧池进行充氧。臭氧氧化池通过臭氧发生器产生高浓度的臭氧，用钛合金曝气盘作为布气装置，使臭氧以微小气泡形式与印染废水充分混合，利用臭氧将印染废水中的有机物进行氧化。采用接触氧化池处理经臭氧氧化后的印染废水，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均。
作为优选，所述中沉池和水解酸化池、所述二沉池和好氧池、所述终沉池和接触氧化池之间均设置有污泥回流泵，所述污泥回流泵用于将一部分污泥泵入水解酸化池、好氧池和接触氧化池中，将另一部分污泥泵入污泥处理系统。
利用污泥回流泵将中沉池、二沉池和终沉池中的污泥泵出，一部分回流至中沉池、二沉池和终沉池的前一道处理工序水解酸化池、好氧池和接触氧化池中，确保水解酸化池、好氧池和接触氧化池中的污泥浓度;另一部分进入污泥处理系统。通过本发明的技术方案，最终进入污泥处理系统的污泥量大大减少。
作为优选，所述调节池外设置有pH自动检测及调节装置、冷却塔、引水罐、冷却循环泵和污水提升泵，所述引水罐的进水端与调节池连接，引水罐的出水端分别与所述冷却循环泵和所述污水提升泵连接，冷却循环泵用于将印染废水泵入所述冷却塔，冷却塔的出水端与调节池连接，污水提升泵用于将印染废水泵入水解酸化池中。
所述pH自动检测及调节装置能确保池内pH稳定在8.5~9.0，所述冷却塔、所述引水罐和所述冷却循环泵相互配合确保调节池内印染废水的温度，所述污水提升泵能将调节池出水提升至水解酸化池中。当调节池中印染废水pH超过9时，pH自动检测及调节装置通过加入酸液调节pH。引水罐将调节池中印染废水引出，当印染废水温度大于40℃时，冷却循环泵将印染废水输送到冷却塔中，冷却后的印染废水流回到调节池中。污水提升泵将印染废水输送到水解酸化池中。
作为优选，所述水解酸化池的池内设置有高度为2.8~3.2m的第一填料支架，第一组合填料和推流器，所述组合填料装配在所述填料支架上，所述推流器位于水解酸化池底部的左右两侧，推流器顺进水水流方向推进。
推流器顺进水水流方向推进，大大提升泥水混合效果。水解酸化池中层悬挂2.8~3.2m高的组合填料，用于接种水解污泥，提高水解系统生物量。
作为优选，所述中沉池采的左侧设置有配水槽，所述配水槽与中沉池之间设置有穿孔墙，中沉池的底部设置有若干第一储泥斗，所述储泥斗的底部设置有排泥管，中沉池的中部设置有斜管，所述斜管将中沉池分成上下两部分，所述穿孔墙上的孔位于储泥斗与斜管之间，中沉池的右上部设置有第一集水槽。
采用斜管沉淀池形式，能够有效减少占地面积，同时由于水解絮状污泥具有比重小，絮体小，不易沉降的特性，采用斜管形式能提高污泥沉降的效率，可以更好的提高水解酸化池的污泥浓度。
作为优选，所述二沉池的上部左右两侧设置有第二集水槽，二沉池的底部设置有第二储泥斗，二沉池中设置有刮泥机;所述终沉池的结构与二沉池的结构相同。
作为优选，所述臭氧氧化池的外部设置有尾气处理系统，臭氧反应池中设置有通过1.8~2.2m高的网板支撑的活性炭催化剂。
活性炭具有良好的吸附性能，能有效促进臭氧和有机物吸附到活性炭的表面，提高有机物的降解速率。臭氧氧化池对有机物的去除包括臭氧氧化、活性炭吸附等。产生的尾气中还含有部分臭氧，经尾气处理系统处理后排放。
作为优选，所述接触氧化池中设置有2.8~3.2m高的第二填料支架和第二组合填料，组合填料装填在填料支架上。污泥附在填料表面，不会随水流动，因生物膜直接受到上升气流的强烈搅动，不断更新，从而提高了净化效果。
水解酸化池中的穿孔曝气管与推流器协同能增强水解酸化池中的印染废水的湍流程度避免污泥在池底沉积。穿孔曝气管定期开启曝气，能主动脱除填料上的生物膜，提高生物膜的活性，使污泥中的有机物被氧化成小分子的醛、醇，提高污水的可生化性。水解酸化池处理后的印染废水通过中沉池沉淀，印染废水中的小分子有机物随中沉池的上清液进入好氧池中，利用好氧池中的活性污泥将印染废水中的小分子有机物氧化成二氧化碳和水。好氧池中的曝气盘和第二风机为好氧池进行充氧，使印染废水中的小分子有机物被充分的降解。若水解酸化池中的印染废水不经过中沉池沉淀直接进入好氧池进行处理，则含高浓度污泥的印染废水将不利于活性污泥中的微生物与印染废水中的有机物充分接触，不利于印染废水中有机物的去除。好氧池处理后的印染废水通过二沉池沉淀后进入臭氧氧化池。钛合金曝气盘使臭氧以微小气泡形式与印染废水充分混合，利用臭氧将印染废水中的不易生化去除的印染浆料和助剂氧化成容易生化去除的物质。臭氧氧化池中的活性炭催化剂具有良好的吸附性能，能有效促进臭氧和有机物吸附到活性炭的表面，提高有机物的降解速率。臭氧和活性炭通过臭氧氧化、活性炭吸附等实现对有机物的降解和去除。若将臭氧氧化池设置在调节池后，则处理过程需使用大量的臭氧，将大大的增加印染废水处理的成本，同时，大量的污泥吸附到活性炭的表面，会堵塞活性炭的孔道，造成印染废水污泥减量的效果不明显。因此，臭氧氧化池设置在二沉池之后。采用接触氧化池处理经臭氧氧化后的印染废水，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均，将印染废水中的有机物除去。水解酸化池处理后的印染废水中污泥含量较高，需使用沉淀效果好的中沉池进行沉淀。经过好氧池和接触氧化池处理后的印染废水中的污泥含量明显降低，采用二沉池和终沉池进行污泥沉淀即可。
一种印染废水污泥减量处理方法，包括如下工艺步骤：
(a)将印染废水通过调节池曝气，调节印染废水的pH至8.5~9.0、温度不超过40℃;
(b)将经步骤(1)调节后的印染废水输送到水解酸化池，曝气，并将印染废水中的大分子有机物水解转化为小分子的醇、醛、酸类物质;
(c)经步骤(2)处理后的印染废水在中沉池中进行沉淀，沉淀后的污泥部分回流至水解酸化池中确保水解酸化池中的污泥浓度，中沉池中的上清液进入好氧池;
(d)好氧池利用好氧微生物和曝气作用将印染废水中的有机物转化为二氧化碳和水;
(e)经步骤(4)处理后的印染废水在二沉池进行沉淀，沉淀的污泥部分回流至好氧池中确保好氧池中的污泥浓度，二沉池中的上清液进入臭氧氧化池进行后续处理;
(f)臭氧氧化池中，用臭氧对印染废水进行曝气，将印染废水中的有机物氧化;
(g)经步骤(6)处理的印染废水进入接触氧化池，对印染废水曝气，利用接触氧化池中的微生物将印染废水中的有机物氧化分解;
(h)经步骤(7)处理的印染废水在终沉池进行沉淀，沉淀的污泥部分回流至接触氧化池中确保接触氧化池中的污泥浓度，终沉池中的上清液直接排放掉或回收再利用。
本发明采用全生化处理方法，处理过程中无需额外加入水处理剂，并且新增了臭氧氧化池和接触氧化池，处理过程中产生的污泥量大大减少。本发明的印染废水污泥减量装置和方法的污水处理量平均达到6000t/d，污泥产量仅8t/d，污泥产量低至1.33t污泥/千吨污水(现有技术平均处理量4500t/d，污泥产量为16t/d，污泥产量低至3.56t污泥/千吨污水)，本发明的污泥减量率达到62.6%。通过本发明的一种印染废水污泥减量处理方法，处理后的印染废水符合排放标准，能达到印染污水全生化处理的目标，同时，系统中的污泥量得到大幅度的减少。
与现有技术对比，本发明的有益效果是：本发明通过使用臭氧催化氧化技术，结合厌氧或好氧以及沉淀池的作用，达到印染污水全生化处理的目标，实现企业印染污水污泥减量的目的。处理后可降低印染废水污染物浓度，满足纳管外排或回用要求，且实现系统污泥减量。