申请日2015.11.23
公开(公告)日2016.03.09
IPC分类号C02F9/14; C02F103/30
摘要
本发明提供一种染料废水的处理方法，采用预处理、生物处理、均质调节、深度处理、终沉排水等步骤用于处理高浓度染料废水或染整综合废水，适应有机物浓度、色度范围广，有机物降解率高，脱色率高，处理后的染料废水水水质稳定，满足《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB?4287-1992)排放标准要求。
权利要求书
1.一种染料废水的处理方法，其特征在于包括以下步骤：
1)预处理;
2)生物处理;
3)均质调节;
4)深度处理;
5)终沉排水。
2.如权利要求1所述的染料废水的处理方法，其特征在于包括以下步骤：
1)预处理：絮凝、沉淀、pH值调整;
2)生物处理：厌氧生物处理、水解酸化处理、好氧生物处理;
3)均质调节：沉淀、pH值调整;
4)深度处理：催化氧化、沉淀;
5)终沉排水：pH值调整、终沉、排水。
3.如权利要求2所述的染料废水的处理方法，其特征在于包括以下步骤：
1)预处理：染料废水进入絮凝池后，根据废水中COD浓度和色度加入FeCl3、硅藻土和石灰进行絮凝处理，絮凝反应完成后沉淀，上清液调整pH后进入下一工段;
2)生物处理：预处理后的废水进入厌氧反应池，在厌氧微生物的作用下对废水进行脱色、对有机物进行降解;厌氧池出水进入水解酸化池，在微氧环境下有机物进行水解，提高废水可生化性;水解酸化池出水进入好氧反应池，由曝气装置提供溶解氧，在好氧环境下脱氮、除磷、脱色、降解有机物;
3)均质调节：生物处理出水进入沉淀池，上清液进入均质池进行pH值调整后进入下一工段;
4)深度处理：经生物处理后的废水进入催化氧化反应池，催化氧化体系由H2O2-纳米TiO2-紫外光-O2组成，由曝气装置提供溶解氧，进一步破坏染料分子的发色基团和分子结构，从而达到脱色的目的;
5)终沉排水：深度处理后的出水进入终沉池，排出上清液，染料废水得以处理完毕。
4.如权利要求3所述的染料废水的处理方法，其特征在于包括以下步骤：
1)预处理：染料废水进入絮凝池中，FeCl3加入量为5-50mg/g(CODcr)，FeCl3、硅藻土和石灰的加入比例为质量比(10-20)：(2-4)：(0.5-2)，搅拌反应5-15分钟后絮凝反应完成，沉淀后上清液调整pH至6-8后进入下一工段;
2)生物处理：预处理后的废水进入厌氧反应池，停留时间为4-8小时;厌氧池出水进 入水解酸化池，停留时间为12-24小时，溶解氧浓度为0.2-0.3mg/L;水解酸化池出水进入好氧池，停留时间为6-10小时，溶解氧浓度为4-6mg/L;
3)均质调节：生物处理出水进入沉淀池，沉淀时间2-5小时，上清液进入均质池调整pH值4-6后进入下一工段;
4)深度处理：生物处理后的废水进入催化氧化反应池，H2O2加入量按照H2O2与废水体积比为0.2-1.2‰，纳米TiO2加入量按照TiO2与废水质量比为1.0-3.0‰，TiO2可重复利用，紫外光波长254nm，照射时间15-30分钟，溶解氧浓度为2-5mg/L;
5)终沉排水：深度处理后的出水进入终沉池，沉淀时间4-6小时，排出上清液，染料废水得以处理完毕。
5.如权利要求4所述的染料废水的处理方法，其特征在于，预处理步骤中，FeCl3加入量为30-40mg/g(CODcr)，FeCl3、硅藻土和石灰的加入比例为质量比15：3：1。
6.如权利要求4所述的染料废水的处理方法，其特征在于，深度处理步骤中，H2O2加入量按照H2O2与废水体积比为0.5-1.0‰，纳米TiO2加入量按照TiO2与废水质量比为1.6-2.2‰，溶解氧浓度为3-4mg/L。
7.如权利要求2-4任一所述的染料废水的处理方法，其特征在于，所述pH调整剂为调减剂或调酸剂，其中调减剂为氢氧化钠、氢氧化钙中的一种或其组合，调酸剂为硫酸、盐酸中的一种或其组合。
8.如权利要求3-6任一所述的染料废水的处理方法，其特征在于，所述厌氧反应池为UASB、IC反应器中的一种，好氧反应池为SBR、CASS、接触氧化中的一种，沉淀池和终沉池为平流沉淀池、幅流沉淀池中的一种，所述曝气装置为穿孔管曝气、盘式曝气中的一种。
9.如权利要求1所述的染料废水的处理方法，其特征在于所述印染废水为退浆、煮炼、染色等高浓度染料废水或染整综合废水，其中高浓度染料废水COD为3000-8000mg/L，色度为2000倍以上，染整综合废水COD为500-3000mg/L，色度为500倍-2000倍。
说明书
一种染料废水的处理方法
技术领域
本发明属于废水治理领域，具体涉及一种染料废水的处理方法。
背景技术
染料行业属于高能耗、高污染产业。据测算，我国每生产1t染料，大约排放废水744m3,在生产和使用过程中约有10-20%染料释放到水体中.染料生产的基本原料为苯系、萘系、蒽醌、苯胺及联苯胺类化合物，且在生产工艺过程中多与金属、盐类等物质螯合，大多数染料为有毒难降解有机物，化学稳定性强，具有致癌、致畸、致突变作用，造成了染料废水成为难处理的工业废水之一，具有色度深、碱性大、有机污染物含量高和水质变化大的特点。危害人类健康，严重破坏水体、土壤及生态环境，造成难以想象的后果。
对染料行之有效的降解和处理技术是处理染料废水的重要前提。针对大多数染料化学性质稳定、难以降解的特点，各国科学家都高度重视染料及染料废水的降解和处理方法的研究。随着科技进步以及污染治理技术的不断发展，人类也找到了很多行之有效的处理染料废水的方法，概括起来不外乎物化法、生物法、物化-生物联合法，然而对于同样的染料废水,由于技术参数不同,即使采用同样的工艺可能处理结果也不一样，因此，在实际应用中,技术参数的选择是工艺成败的关键。
发明内容
为了有效决染料废水治理问题，消除印染行业发展的瓶颈。本发明采用预处理、生物处理、均质调节、深度处理、终沉排水等步骤用于处理高浓度染料废水或染整综合废水，适应有机物浓度、色度范围广，有机物降解率高，脱色率高，处理后的染料废水水水质稳定。
为了实现上述发明目的，本发明采用下述组合工艺对染料废水进行处理：
1)预处理;
2)生物处理;
3)均质调节;
4)深度处理;
5)终沉排水。
优选地，所述的染料废水的处理方法，其包括以下步骤：
1)预处理：絮凝、沉淀、pH值调整;
2)生物处理：厌氧生物处理、水解酸化处理、好氧生物处理;
3)均质调节：沉淀、pH值调整;
4)深度处理：催化氧化、沉淀;
5)终沉排水：pH值调整、终沉、排水。
优选地，所述的染料废水的处理方法，其包括以下步骤：
1)预处理：染料废水进入絮凝池后，根据废水中COD浓度和色度加入FeCl3、硅藻土和石灰进行絮凝处理，絮凝反应完成后沉淀，上清液调整pH后进入下一工段;
2)生物处理：预处理后的废水进入厌氧反应池，在厌氧微生物的作用下对废水进行脱色、对有机物进行降解;厌氧池出水进入水解酸化池，在微氧环境下有机物进行水解，提高废水可生化性;水解酸化池出水进入好氧反应池，由曝气装置提供溶解氧，在好氧环境下脱氮、除磷、脱色、降解有机物;
3)均质调节：生物处理出水进入沉淀池，上清液进入均质池进行pH值调整后进入下一工段;
4)深度处理：经生物处理后的废水进入催化氧化反应池，催化氧化体系由H2O2-纳米TiO2-紫外光-O2组成，由曝气装置提供溶解氧，进一步破坏染料分子的发色基团和分子结构，从而达到脱色的目的;
5)终沉排水：深度处理后的出水进入终沉池，排出上清液，染料废水得以处理完毕。
进一步优选地，所述的染料废水的处理方法，其包括以下步骤：
1)预处理：染料废水进入絮凝池中，FeCl3加入量为5-50mg/g(CODcr)，FeCl3、硅藻土和石灰的加入比例为质量比(10-20)：(2-4)：(0.5-2)，搅拌反应5-15分钟后絮凝反应完成，沉淀后上清液调整pH至6-8后进入下一工段;
2)生物处理：预处理后的废水进入厌氧反应池，停留时间为4-8小时;厌氧池出水进入水解酸化池，停留时间为12-24小时，溶解氧浓度为0.2-0.3mg/L;水解酸化池出水进入好氧池，停留时间为6-10小时，溶解氧浓度为4-6mg/L;
3)均质调节：生物处理出水进入沉淀池，沉淀时间2-5小时，上清液进入均质池调整pH值4-6后进入下一工段;
4)深度处理：生物处理后的废水进入催化氧化反应池，H2O2加入量按照H2O2与废水体积比为0.2-1.2‰，纳米TiO2加入量按照TiO2与废水质量比为1.0-3.0‰，TiO2可重复利用，紫外光波长254nm，照射时间15-30分钟，溶解氧浓度为2-5mg/L;
5)终沉排水：深度处理后的出水进入终沉池，沉淀时间4-6小时，排出上清液，染料废水得以处理完毕。
作为本发明的最优选方案，对如下参数进行限定：
1)FeCl3加入量为30-40mg/g(CODcr)，FeCl3、硅藻土和石灰的加入比例为质量比15：3：1。
2)H2O2加入量按照H2O2与废水体积比为0.5-1.0‰，纳米TiO2加入量按照TiO2与废水质量比为1.6-2.2‰，溶解氧浓度为3-4mg/L。
3)pH调整剂为调减剂或调酸剂，其中调减剂为氢氧化钠、氢氧化钙中的一种或其组合，调酸剂为硫酸、盐酸中的一种或其组合。
4)厌氧反应池为UASB、IC反应器中的一种，好氧反应池为SBR、CASS、接触氧化中的一种，沉淀池和终沉池为平流沉淀池、幅流沉淀池中的一种，所述曝气装置为穿孔管曝气、盘式曝气中的一种。
本发明所述染料废水处理组合工艺适应于处理退浆、煮炼、染色等高浓度染料废水或染整综合废水，其中高浓度染料废水COD为3000-8000mg/L，色度为2000倍以上，染整综合废水COD为500-3000mg/L，色度为500倍-2000倍。
与现有废水处理方法比较，本发明所述染料废水处理方法具有如下优点：
1)本发明工艺组合合理、技术参数可靠，处理后的废水水质稳定，满足《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-1992)排放标准要求。
2)预处理工段采用FeCl3+硅藻土+石灰多相絮凝技术，有效降低生物处理的有机负荷和毒性抑制，保证了生物处理的高效运行。
3)生物处理工段采用厌氧生物处理-水解酸化处理-好氧生物处理组合工艺，充分发挥了存在于各种环境下微生物的降解作用，在此过程中，大部分苯系、萘系、蒽醌、苯胺及联苯胺等有毒难降解有机物得以有效去除，。
4)深度处理工段采用H2O2-纳米TiO2-紫外光-O2多维催化氧化体系，进一步破坏染料分子的发色基团和分子结构，从而达到深度脱色的目的。
5)本发明染料废水组合处理工艺适应范围广，不仅能够处理退浆、煮炼、染色等高浓度染料废水，而且同样适用于浓度较低的染整综合废水的处理
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明进一步说明，本领域技术人员应该能够知晓，本发明不只限于此实施例。
实施例1：
某印染厂主要加工棉、麻、化学纤维等的染整处理，其产生的高浓废水主要来源于退浆废水、煮炼废水、染色废水、印花废水等工序，染料种类复杂，COD浓度、色度高。水质指标见表一。采用本发明的处理方法进行处理，操作如下：
染料废水进入絮凝池中，FeCl3加入量为35mg/g(CODcr)，FeCl3、硅藻土和石灰的加入比例为质量比15：3：1，搅拌反应5-15分钟后沉淀。上清液加入硫酸调整pH至6后进入UASB厌氧反应池，停留时间为6小时，厌氧池出水进入水解酸化池，停留时间为18小时，溶解氧浓0.2-0.3mg/L，水解酸化池出水进入CASS反应池，停留时间为8小时，溶解氧浓度为4-6mg/L。好氧池出水进入平流沉淀池，沉淀时间3小时后上清液进入均质池，加入硫酸调整pH值为4.0后进入催化氧化反应池，H2O2加入量按照H2O2与废水体积比为0.8‰，纳米TiO2加入量按照TiO2与废水质量比为1.9‰，紫外光波长254nm，照射时间20分钟，溶解氧浓度为3mg/L。经上述处理后的出水进入幅流沉淀池，沉淀时间5小时，排出上清液，染料废水得以处理完毕。
