申请日2008.10.08
公开(公告)日2009.03.11
IPC分类号C02F1/72; C02F9/04
摘要
本发明一种印染废水的处理工艺属于废水处理领域，它是用泡沫分离技术结合芬顿氧化来处理含二种以上染料的印染废水，具体步骤包括：第一步，含二种以上染料的印染废水收集和过滤;第二步，检测及预处理，检测该印染废水所含的染料色素成份及化学耗氧量、色度、pH值和固体悬浮物含量，用盐酸或氢氧化钠调节其pH值至6.0～8.0;第三步，泡沫分离脱色过程，向上步处理后的废水中投加表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵，后用鼓泡塔进行脱色;第四步，将上步所得废水进行芬顿氧化。处理后的废水COD达到国家排放标准。该工艺克服了已有印染废水处理工艺占地面积大并产生二次污染、色度去除率不高和处理效果波动大、工艺复杂和成本较高或达不到理想效果的缺点。
权利要求书
1.一种印染废水的处理工艺，其特征在于：它是用泡沫分离技术结合芬顿氧化来处 理含二种以上染料的印染废水，具体步骤如下：
第一步，含二种以上染料的印染废水收集和过滤
收集含二种以上染料的印染废水，经格栅过滤，去除其中通不过格栅的固体物质;
第二步，含二种以上染料的印染废水的检测及预处理
用公知的方法检测由第一步得到的印染废水中所含的染料色素成份及该印染废水的 化学耗氧量COD(mg/L)、色度(倍)、pH值和固体悬浮物含量SS(mg/L)，用盐酸或氢 氧化钠调节该印染废水的pH值至6.0～8.0;
第三步，泡沫分离脱色过程
向经第二步预处理后的印染废水中投加表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵，所投加 表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵的量mg/L与该印染废水色度倍值的比为0.10～ 0.14:1，然后用塔直径为32mm的鼓泡塔进行脱色，温度为15～35℃，气体体积流速为 0.02～0.05m3/h，泡沫层高度为0.6～0.8m，用破沫方法对该泡沫层进行破沫得到破沫液， 过滤该破沫液，由过滤所得的固体待处理，由过滤所得的滤液与鼓泡塔主体液层脱色后 的废水合并，一个泡沫分离周期的操作时间为20～30min;
第四步，芬顿氧化过程
将第三步所得合并的废水进行芬顿氧化，其过程是：首先检测第三步所得合并的废 水的COD，然后先加入H2O2，再加入FeSO4，使Fe2+与H2O2的摩尔比为0.12～0.2:1，H2O2 与COD的质量比为2～2.5:1，反应温度为20～35℃，反应时间30～40min，经如此的芬 顿氧化后，各项指标均可达到GB8978-1996二级排放标准，可直接排放;将由此芬顿氧 化得到的固体沉淀与第三步中由过滤所得所得固体合并，并通过公知的焚烧工艺进行无 害化处理。
2.根据权利要求1所述的一种印染废水的处理工艺，其特征在于：其中所述的二种 以上染料是酸性染料、阳离子染料、直接染料、活性染料和还原染料的随意组合。
3.根据权利要求1所述的一种印染废水的处理工艺，其特征在于：其中所述破沫方 法为机械破沫法或热消泡破沫法。
说明书
一种印染废水的处理工艺
技术领域
本发明的技术方案属于废水处理领域，具体地说是一种印染废水的处理工艺。
背景技术
印染行业是工业废水排放大户，其排放的废水具有水量大、有机污染物浓度高、色 度深、可生化性较差、水质变化大、及成分复杂的特点，属较难处理的工业废水之一。 目前，用于印染废水处理的主要方法有物化法、生化法以及两种工艺相结合的处理方法。
物化法应用于印染废水处理的时间较长。CN1760143A公开了《印染废水混凝气浮沉 淀处理方法及其一体化装置》，该专利采用混凝气浮沉淀一体化处理方法，投加药品为硫 酸铝、高效脱色剂和聚丙烯酰胺;CN1884119A公开了《一种高浓度印染废水处理方法》， 该专利采用混凝、加磁流体、絮凝和过滤的方法。这些物化法设备占地面积大、并且产 生二次污染。
工业上单独使用生化法来处理印染废水并不多见，往往是和物化法结合使用。 CN1762861A公开了《印染废水处理工艺》，该专利是将印染废水经过调节pH后，依次采 用混凝气浮、厌氧、缺氧、曝气、污泥二沉及干化污泥工艺来处理废水。生化法有两大 缺点，一是色度脱除率不高，二是生物相不稳定、处理效果波动大。而物化生化结合法 存在工艺复杂和成本较高的缺点。
CN 200710134018.0公开了一种处理工业废水中阳离子染料的天然植物材料和方法， 该专利是利用废弃的天然植物材料柚子皮来处理阳离子染料废水，其最佳工艺为每升废 水中加1-2g的柚子皮颗粒。如果按照每升废水中加1.5g的柚子皮颗粒，每天处理1000 吨废水计算，那么每天需要1.5吨柚子皮颗粒。按照该专利的工艺，需要将柚子皮剪碎， 在80℃恒温干燥箱中烘干至恒重，用蒸馏水浸泡，再置于80℃恒温干燥箱中烘干至恒重， 用粉碎机粉碎过筛得60-80目的颗粒，可见其工业化生产的成本相当高;而且柚子皮吸 水性强，吸附后的柚子皮直接燃烧也有一定难度，如果不燃烧，又会产生新的污染，还 有该专利文献按并没有报道用实际工业废水进行实验的内容，该工艺只适用于含单纯阳 离子染料的印染废水的处理。
泡沫分离技术是近些年发展比较快的新兴分离技术，泡沫分离技术具有设备简单、 投资少、能耗低和不产生污染而越来越受到更多研究者的重视。CN1544118A披露了《表 面活性剂类泡沫分离和破除技术及生产线》，该专利技术利用泡沫分离塔进行泡沫分离， 利用气液分离器除去泡沫中夹带的水分，用破泡器破泡，实现表面活性剂泡沫分离和破 除。该专利文献虽然提及该方法被用于印染行业进行废水处理，但文中并没有对印染废 水的处理实质性内容，只是提及而已。CN 200710150106.X公开了阴离子染料印染废水 的处理工艺，该工艺只适用于采用泡沫分离方法处理含各种单组分的阴离子染料的印染 废水。
对于含二种以上染料的印染废水，由于废水中所含染料组分复杂并性质各异，因此 CN 200710134018.0和CN 200710150106.X公开的染料印染废水的处理工艺均不适用。 本发明的发明人已经用试验证明：单一使用泡沫分离技术来处理含二种以上染料的印染 废水还达不到理想的效果。
目前，用泡沫分离技术和芬顿氧化技术结合处理含二种以上染料的印染废水的技术 尚未见到文献报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种印染废水的处理工艺，它是用泡沫分离技 术结合芬顿氧化来处理含二种以上染料的印染废水，既克服了物化法处理印染废水工艺 中设备占地面积大并产生二次污染，用生化法处理印染废水其色度脱除率不高和处理效 果波动大，物化生化结合法处理印染废水存在工艺复杂和成本较高的缺点，也弥补了单 用泡沫分离技术来处理含二种以上染料的印染废水达不到理想效果的不足。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：一种印染废水的处理工艺，它是用泡 沫分离技术结合芬顿氧化来处理含二种以上染料的印染废水，具体步骤如下：
第一步，含二种以上染料的印染废水收集和过滤
收集含二种以上染料的印染废水，经格栅过滤，去除其中通不过格栅的固体物质;
第二步，含二种以上染料的印染废水的检测及预处理
用公知的方法检测由第一步得到的印染废水中所含的染料色素成份及该印染废水的 化学耗氧量COD(mg/L)、色度(倍)、pH值和固体悬浮物含量SS(mg/L)，用盐酸或氢 氧化钠调节该印染废水的pH值至6.0～8.0;
第三步，泡沫分离脱色过程
向经第二步预处理后的印染废水中投加表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵，所投加 表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵的量mg/L与该印染废水色度倍值的比为0.10～ 0.14:1，然后用塔直径为32mm的鼓泡塔进行脱色，温度为15～35℃，气体体积流速为 0.02～0.05m3/h，泡沫层高度为0.6～0.8m，用破沫方法对该泡沫层进行破沫得到破沫液， 过滤该破沫液，由过滤所得的固体待处理，由过滤所得的滤液与鼓泡塔主体液层脱色后 的废水合并，一个泡沫分离周期的操作时间为20～30min;
第四步，芬顿氧化过程
将第三步所得合并的废水进行芬顿氧化，其过程是：首先检测第三步所得合并的废 水的COD，然后先加入H2O2，再加入FeSO4，使Fe2+与H2O2的摩尔比为0.12～0.2:1，H2O2 与COD的质量比为2～2.5:1，反应温度为20～35℃，反应时间30～40min，经如此的芬 顿氧化后，各项指标均可达到GB8978-1996二级排放标准，可直接排放;将由此芬顿氧 化得到的固体沉淀与第三步中由过滤所得所得固体合并，并通过公知的焚烧工艺进行无 害化处理。
上述一种印染废水的处理工艺中，所述的二种以上染料是酸性染料、阳离子染料、 直接染料、活性染料和还原染料的随意组合。
上述一种印染废水的处理工艺中，所述破沫方法为机械破沫法或热消泡破沫法。
上述一种印染废水的处理工艺中，所述鼓泡塔为通用化工设备;所述破沫方法为已 知的通用化工工艺方法;过滤破沫液所用的过滤介质为已知的目数为200的常用混纺介 质。
本发明的有益效果是：泡沫分离技术是一种特殊的化工单元过程，其根据表面吸附 原理，基于溶液中溶质或颗粒间表面活性的差异从而使其得以分离。泡沫分离技术在环 保、生物物质的提取等领域得到日益广泛的应用。泡沫分离法的优点在于适合低浓度物 质的分离回收，并且所用设备简单、投资少、耗能小、操作方便。本发明工艺方法首次 将泡沫分离技术结合芬顿氧化应用于含二种以上的染料印染废水的处理之中，不仅脱除 含二种以上的染料印染废水中的染料色素优于其他已有的印染废水处理工艺，而且更有 效地降低了废水的色度和COD，比单纯采用芬顿氧化工艺处理印染废水节约成本。以下 是对本发明方法有益效果更加详细的叙述。
1.可大幅度的减少二次污染。目前，染料印染废水处理工业上投加的混凝剂分无机 盐类(如硫酸铝、明矾、三氯化铁)和高分子混凝剂(如碱式氯化铝、聚丙烯酰胺)两种。 无论采用哪类混凝剂，经气浮或沉淀处理后都会产生大量的固体废物，产生二次污染。 本发明工艺中所投加的表面活性剂不仅数量少，而且在本发明工艺的操作参数下得到较 高的富集比，废水在整个过程中产生的固体废物很少，从而避免了由于大量固体废物产 生的二次污染。
2.处理过程操作方便。本发明工艺中的脱色工艺的主要装置为鼓泡塔，该设备占地 面积小，运行时只需控制好pH、体积气体流速、泡沫层高度、表面活性剂浓度即可，操 作方便。
3.操作费用低。本发明工艺将泡沫分离技术结合芬顿氧化，运行中投加的药品量少， 设备维护费用低，在处理含二种以上染料的印染废水所达到的效果相同时，整体操作费 用较采用任何单一方法低得多。
4.色度脱除率高和处理效果波动小。本发明工艺中，一个泡沫分离周期的操作时间 为20～30min，整个处理工艺在60～80min内即可完成，印染废水的COD的脱除率≥74%， 色度脱除率≥86.4%(见实施例)。
具体实施方式
实施例1
第一步：含二种以上染料的印染废水收集和过滤
收集印染厂的含二种以上染料的印染废水，经格栅过滤，去除其中通不过格栅的固 体物质;
第二步：含二种以上的染料印染废水的检测及预处理
用公知的方法检测由第一步得到的印染废水，其中所含的染料色素成份为活性黑 KN-B活性染料、直接兰2B直接染料和直接湖兰5B直接染料，该印染废水的COD为728 mg/L、色度为150倍、pH值为8.2、SS为72mg/L，用盐酸调节其pH值至6.0;
第三步：泡沫分离脱色过程
向经第二步预处理后的印染废水中投加表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵，所投加 表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵的量为15mg/L，与该印染废水色度倍值的比为 0.10:1，然后用塔直径为32mm的鼓泡塔进行脱色，温度为15℃，气体体积流速为0.02 m3/h，泡沫层高度为0.6m，用热消泡破沫法对该泡沫层进行破沫得到破沫液，过滤该破 沫液，由过滤所得固体待处理，由过滤所得滤液与鼓泡塔主体液层脱色后的废水合并， 该印染废水的色度脱除率为89.8%，COD脱除率为46.5%，一个泡沫分离周期的操作时间 为20min;
第四步：芬顿氧化过程
将第三步所得合并的废水进行芬顿氧化，其过程是：首先检测该废水的COD，该COD 为390mg/L，然后先加入浓度为975mg/L的H2O2，再加入浓度为872mg/L的FeSO4溶液， 使Fe2+与H2O2的摩尔比为0.2:1，H2O2与COD的质量比为2.5:1，反应温度为20℃，反应 时间30min，经如此的芬顿氧化后，该废水的COD脱除率为77.4%，各项指标均可达到 GB8978-1996二级排放标准，可直接排放。将由此芬顿氧化得到的固体沉淀与第三步的 过滤固体合并，通过公知的焚烧工艺进行无害化处理。
实施例2
第一步：含二种以上染料的印染废水收集和过滤
收集印染厂的含二种以上染料的印染废水，经格栅过滤，去除其中通不过格栅的固 体物质;
第二步：含二种以上的染料印染废水的检测及预处理
用公知的方法检测经第一步得到的印染废水，其中所含的染料色素成份为直接黄棕 D3G直接染料、酸性金黄G酸性染料、直接冻黄G直接染料和活性黑KN-B活性染料，该 印染废水的COD为900mg/L，色度为360倍，pH值为7.5、SS为90mg/L，用氢氧化钠 调节其pH值至8.0;
第三步：泡沫分离脱色过程
向经第二步预处理后的印染废水中投加表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵，所投加 表面活性剂的量为46.8mg/L，与该印染废水色度值的比为0.13:1，然后用塔直径为32mm 的鼓泡塔进行脱色，温度为25℃，气体体积流速为0.035m3/h，泡沫层高度为0.7m，用 机械破沫法对该泡沫层进行破沫得到破沫液，过滤该破沫液，由过滤所得固体待处理， 由过滤所得滤液与鼓泡塔主体液层脱色后的废水合并，该印染废水的色度脱除率为 86.4%，COD脱除率为44.7%，一个泡沫分离周期操作时间为25min;
第四步：芬顿氧化过程
将第三步所得合并的废水进行芬顿氧化，其过程是：首先检测该废水的COD，该COD 为498mg/L，然后先后加入浓度为996mg/L的H2O2，再加入浓度为667mg/L的FeSO4溶 液，使Fe2+与H2O2的摩尔比为0.15:1，H2O2与COD的质量比为2:1，反应温度为25℃，反 应时间30min，经如此的芬顿氧化后，该废水的COD脱除率为75.3%，各项指标均可达到 GB8978-1996二级排放标准，可直接排放。将由此芬顿氧化得到的固体沉淀与第三步的 过滤固体合并，通过公知的焚烧工艺进行无害化处理。
实施例3
第一步：含二种以上染料的印染废水收集和过滤
收集印染厂的含二种以上染料的印染废水，经格栅过滤，去除其中通不过格栅的固 体物质;
第二步：含二种以上的染料印染废水的检测及预处理
用公知的方法检测经第一步得到的印染废水，其中所含的染料色素成份为阳离子深 棕X-3RL阳离子染料、直接红棕RN直接染料、硫靛红莲RRN还原染料和活性黑KN-B活 性染料，该印染废水的COD为870mg/L，色度为450倍，pH值为5.8、SS82为mg/L， 用氢氧化钠调节其pH值至7.0;
第三步：泡沫分离脱色过程
向经第二步预处理后的印染废水中投加表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵，所投加 表面活性剂的量为63mg/L，与该印染废水色度值的比为0.14:1，然后用塔直径为32mm 的鼓泡塔进行脱色，温度为35℃，气体体积流速为0.05m3/h，泡沫层高度为0.8m，用机 械破沫法对泡沫层进行破沫得到破沫液，过滤该破沫液，由过滤所得固体待处理，由过 滤所得滤液与鼓泡塔主体液层脱色后的废水合并，该印染废水的色度脱除率为87.3%， COD脱除率为45.9%，一个泡沫分离周期操作时间为30min;
第四步：芬顿氧化过程
将第三步所得合并的废水进行芬顿氧化，其过程是：首先检测该废水的COD，该COD 为471mg/L，然后先加入浓度为1036mg/L的H2O2，再加入浓度为505mg/L的FeSO4溶 液，使Fe2+与H2O2的摩尔比为0.12:1，H2O2与COD的质量比为2.2:1，反应温度为35℃， 反应时间40min，经如此的芬顿氧化后，该废水的COD脱除率为74.4%，各项指标均可达 到GB8978-1996二级排放标准，可直接排放。将由此芬顿氧化得到的固体沉淀与第三步 的过滤固体合并，通过公知的焚烧工艺进行无害化处理。
上述实施例中，所用鼓泡塔为通用化工设备;所用破沫方法为已知的通用化工工艺 方法;过滤破沫液所用的过滤介质为已知的目数为200的常用混纺介质。
