公布日：2023.06.16
申请日：2022.09.08
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1
/461(2023.01)N;C02F101/22(2006.01)N;C02F101/20(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F103/30(2006.01)N
摘要
本发明涉及印染废水处理技术领域，为解决现有技术下印染废水处理效果较差，处理成本较高的问题，公开了一种印染废水达标及回用处理工艺，包括如下步骤：印染废水去除漂浮物后进行曝气，再向印染废水中加入混凝剂；除去沉淀后加酸调节pH，再进行铁碳微电解；加碱调节pH，再与混凝剂、助凝剂和电气石混合；除去悬浮物后进行水解酸化、A/O处理，再与混凝剂、助凝剂混合；除去沉淀后，经超滤膜和反渗透膜过滤得到回用水；将反渗透浓水经铁碳微电解以及芬顿氧化后，与超滤反洗水混合，再投入混凝剂、助凝剂和电气石，除去沉淀外排。该处理工艺处理后的回用水可再次用于纺织印染工艺，减轻用水压力，降低废水处理成本，外排水水质达标含锑量少。
权利要求书
1.一种印染废水达标及回用处理工艺，其特征是，包括如下步骤：（1）印染废水去除漂浮物后进行曝气，再向印染废水中加入混凝剂反应；（2）印染废水除去沉淀后加酸调节pH，再进行铁碳微电解；（3）铁碳微电解后的印染废水加碱调节pH，再与混凝剂、助凝剂和电气石混合；（4）印染废水除去悬浮物后进行水解酸化、A/O处理，再与混凝剂、助凝剂混合；（5）印染废水除去沉淀后，经超滤膜和反渗透膜过滤得到回用水；（6）将反渗透浓水经铁碳微电解以及芬顿氧化后，与超滤反洗水混合，再投入混凝剂、助凝剂和电气石，除去沉淀外排。
2.根据权利要求1所述的一种印染废水达标及回用处理工艺，其特征是，所述混凝剂为聚合硫酸铁或聚合硫酸铝，助凝剂为聚丙烯酰胺，其中聚合硫酸铁的投加量为印染废水质量的0.10-0.15%，聚合硫酸铝的投加量为印染废水质量的0.05-0.10%，聚丙烯酰胺的投加量为印染废水质量的0.02-0.03%。
3.根据权利要求1或2所述的一种印染废水达标及回用处理工艺，其特征是，所述电气石的粒径为0.1-1μm，电气石的投加量为印染废水质量的0.5-0.1%。
4.根据权利要求1所述的一种印染废水达标及回用处理工艺，其特征是，所述步骤（2）中除去沉淀后的印染废水加酸调节pH至3-4，再在铁碳填料作用下进行铁碳微电解，铁碳微电解时向废水曝气，铁碳微电解时间为20-60min。
5.根据权利要求1所述的一种印染废水达标及回用处理工艺，其特征是，所述步骤（3）中，铁碳微电解后的印染废水加碱调节pH至8.5-9.5。
6.根据权利要求1或5所述的一种印染废水达标及回用处理工艺，其特征是，所述步骤（4）中印染废水生化处理后，投入碳酸钠将pH调节为6-7，再与聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺混合，其中聚合硫酸铝的投加量为印染废水质量的0.05-0.10%，聚丙烯酰胺的投加量为印染废水质量的0.02-0.03%。
7.根据权利要求1所述的一种印染废水达标及回用处理工艺，其特征是，所述步骤（5）中，印染废水除去沉淀后，先经石英砂滤层过滤后，再经超滤膜和反渗透膜过滤。
8.根据权利要求1所述的一种印染废水达标及回用处理工艺，其特征是，所述步骤（6）中铁碳微电解以及芬顿氧化过程为向反渗透浓水中加酸至pH为3-4，再与铁碳填料混合反应40-75min，再与双氧水和硫酸亚铁混合，其中双氧水的投加量为50-200mg/L，硫酸亚铁的投加量为15-100mg/L。
9.根据权利要求1或8所述的一种印染废水达标及回用处理工艺，其特征是，所述步骤（6）还包括将反渗透浓水经铁碳微电解以及芬顿氧化后，与超滤反洗水混合，再投入混凝剂、助凝剂，除去沉淀经改性聚丙烯酰胺凝胶过滤后外排。
10.根据权利要求9所述的一种印染废水达标及回用处理工艺，其特征是，所述步骤（6）中改性聚丙烯酰胺凝胶由如下步骤制备得到：A、将丙-1,2-二胺四乙酸、过硫酸铵加入水中搅拌10-20min；B、再加入丙烯酰胺和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌3-8min后常温静置2-4h后得到凝胶；C、将凝胶洗涤、干燥后备用；丙-1,2-二胺四乙酸、过硫酸铵、丙烯酰胺、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和水的质量体积比为（0.5-1）：（2-5）g：（10-15）g：（2-3）g：100mL。
发明内容
本发明为了克服现有技术下印染废水处理效果较差，处理成本较高的问题，提供一种印染废水达标及回用处理工艺，该处理工艺对印染废水处理效果好，处理后的回用水可再次用于纺织印染工艺，减轻企业用水压力，降低废水处理成本。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种印染废水达标及回用处理工艺，包括如下步骤：(1)印染废水去除漂浮物后进行曝气，再向印染废水中加入混凝剂反应；(2)印染废水除去沉淀后加酸调节pH，再进行铁碳微电解；(3)铁碳微电解后的印染废水加碱调节pH，再与混凝剂、助凝剂和电气石混合；(4)印染废水除去悬浮物后进行水解酸化、A/O处理，再与混凝剂、助凝剂混合；(5)印染废水除去沉淀后，经超滤膜和反渗透膜过滤得到回用水；(6)将反渗透浓水经铁碳微电解以及芬顿氧化后，与超滤反洗水混合，再投入混凝剂、助凝剂和电气石，除去沉淀外排。
印染过程在高温下进行，并且还包括还原清洗、碱洗等步骤，因此印染废水有温度高、碱性强等特点。本发明先通过过滤除去印染废水中的大颗粒的垃圾和纤维，然后使用曝气均匀印染废水水质并降低印染废水的温度，再投加混凝剂以及混凝助剂除去印染废水中絮状沉淀物；铁碳微电解处理可将印染废水中难降解有机污染物降解，使得废水脱色、COD降低并且提高印染废水的生物降解性，印染废水中的不溶物可由铁碳微电解中产生的Fe(OH)2以及Fe(OH)3凝结和絮凝与废水分离；微电解处理的印染废水通过水解酸化可将印染废水中不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质，从而改善废水的可生化性去除COD，提高后续A/O的处理效果，再通过A/O生化处理进一步分解有机物，最后通过超滤-反渗透过程得到回用水，回用水可重新用于纺织印染工艺中。超滤-反渗透产生的浓水较高浓度的污染物，与反洗水混合后污染物浓度降低，通过铁碳微电解及芬顿反应使有机物分解，再除去沉淀后使废水达到外排标准。
作为优选，所述混凝剂为聚合硫酸铁或聚合硫酸铝，助凝剂为聚丙烯酰胺，其中聚合硫酸铁的投加量为印染废水质量的0.10-0.15％，聚合硫酸铝的投加量为印染废水质量的0.05-0.10％，聚丙烯酰胺的投加量为印染废水质量的0.02-0.03％。
印染废水中含有锑、铬等重金属元素，其中锑是近年国家重点监控的废水污染物。由于在涤纶纤维合成过程中会使用含锑的催化剂，在印染时纤维中的锑元素会游离至印染废水中，导致印染废水中锑含量较高。聚合硫酸铁和聚合硫酸铝均有良好的絮凝效果，其中聚合硫酸铁对锑的除去效果更佳。
作为优选，所述电气石的粒径为0.1-1μm，电气石的投加量为印染废水质量的0.5-0.1％。
电气石溶液可进一步提高絮凝剂的沉淀效果，降低浊度并且降低重金属离子浓度。
作为优选，所述步骤(2)中除去沉淀后的印染废水加酸调节pH至3-4，再在铁碳填料作用下进行铁碳微电解，铁碳微电解时向废水曝气，铁碳微电解时间为20-60min。
铁碳微电解在酸性环境下进行，酸可以选用硫酸、盐酸或草酸。铁碳微电解过程中产生的游离氢
和O·具有很强的氧化还原活性，可以破坏一些难降解有机污染物的碳链，提高印染废水的生物降解性；在铁碳微电解时曝气可促进废水与铁碳填料充分接触并且减少铁碳填料板结现象；一些有机污染物也可以后续沉淀为Fe(OH)2和Fe(OH)3的凝结和絮凝而去除。
作为优选，所述步骤(3)中，铁碳微电解后的印染废水加碱调节pH至8.5-9.5。
铁碳微电解后废水pH仍为酸性，在调节为碱性后，Fe(OH)2和Fe(OH)3的凝结效果。
作为优选，所述步骤(4)中印染废水生化处理后，投入碳酸钠将pH调节为6-7，再与聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺混合，其中聚合硫酸铝的投加量为印染废水质量的0.05-0.10％，聚丙烯酰胺的投加量为印染废水质量的0.02-0.03％。
铁离子易污染反渗透膜，因此在步骤中使用聚合硫酸铝与聚丙烯酰胺沉淀，沉淀效果好并且降低废水中铁离子含量。
作为优选，所述步骤(5)中，印染废水除去沉淀后，先经石英砂滤层过滤后，再经超滤膜和反渗透膜过滤。
作为优选，所述步骤(6)中铁碳微电解以及芬顿氧化过程为向反渗透浓水中加酸至pH为3-4，再与铁碳填料混合反应40-75min，再与双氧水和硫酸亚铁混合，其中双氧水的投加量为50-200mg/L，硫酸亚铁的投加量为15-100mg/L。
铁碳微电解与芬顿反应可进一步去除反渗透浓水中难降解污染物。
作为优选，所述步骤(6)还包括将反渗透浓水经铁碳微电解以及芬顿氧化后，与超滤反洗水混合，再投入混凝剂、助凝剂，除去沉淀经改性聚丙烯酰胺凝胶过滤后外排。
改性聚丙烯酰胺凝胶可吸附废水中的重金属离子，使外排水中的重金属离子浓度在达到排放标准的基础上进一步降低。
作为优选，所述步骤(6)中改性聚丙烯酰胺凝胶由如下步骤制备得到：A、将丙-1,2-二胺四乙酸、过硫酸铵加入水中搅拌10-20min；B、再加入丙烯酰胺和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌3-8min后常温静置2-4h后得到凝胶；C、将凝胶洗涤、干燥后备用；丙-1,2-二胺四乙酸、过硫酸铵、丙烯酰胺、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和水的质量体积比为(0.5-1)：(2-5)g：(10-15)g：(2-3)g：100mL。
改性聚丙烯酰胺凝胶中聚丙烯酰胺与丙-1,2-二胺四乙酸接枝，对废水中重金属离子有较好的吸附效果，可进一步降低外排水中的重金属离子浓度。
因此，本发明具有如下有益效果：(1)可有效降低印染废水中的COD、色度和重金属浓度，得到水质良好、可再次用于纺织印染的回用水，减轻企业用水压力；(2)进一步处理超滤-反渗透过程中产生的反渗透浓水和超滤反洗水，使之达到可排放标准；(3)废水处理成本低，可推广应用。
（发明人：张刚;张颢琛;郭振坤;刘长然）
