申请日2015.08.25
公开(公告)日2015.12.02
IPC分类号C02F103/30; C02F9/04
摘要
本发明涉及一种膜法印染废水回用处理的设备及方法。该方法为将印染废水二级生化出水经机械过滤后引入超滤系统;经超滤系统中的超滤膜过滤后得到的产水进入膜接触反应器的一侧，同时在膜接触反应器另一侧通入含臭氧气体;臭氧通过膜进行扩散并与废水中有机物反应，废水中残留色度、有机物等被去除，实现深度处理。该方法涉及的设备包括机械过滤器、超滤膜系统以及膜接触反应器。所述超滤膜切割分子量经优化选取，优选的切割分子量为30kDa)50kDa。本发明利用膜法组合方法克服了现有技术臭氧传质过程中传质效率低、臭氧利用率低以及印染废水回用过程复杂，占地面积大，回用成本高的缺陷，实现了印染废水的深度处理和回用。
权利要求书
1.一种膜法印染废水回用处理的设备，包括原水箱，增压泵，清水箱， 气源，臭氧发生器，臭氧浓度检测仪，臭氧分解器，其特征在于，该设备还 包括机械过滤器，超滤系统，膜接触反应器。
2.根据权利要求1所述一种膜法印染废水回用处理的设备，其特征在 于，所述的机械过滤器采用格栅、滤网滤布、砂滤、活性炭、活性棉、微滤 中的一种或多种。
3.一种基于权利要求1或2中所述的设备的膜法印染废水回用处理的 方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)将待处理的印染废水经二级生化处理后引入原水箱，在增压泵作用 下将废水引入机械过滤器中;
2)将上述1)中经机械过滤器过滤后的废水引入含切割分子量为 3kDa-100kDa的超滤膜的超滤系统，经所述的超滤系统过滤后产生的浓水外 排，同时得到超滤产水;
3)将2)中的超滤产水引入膜接触反应器的一侧，同时在膜接触反应器 的另一侧通入含臭氧气体;
4)控制3)中膜接触反应器内气相侧压力小于泡点压力与液相压力之和， 使臭氧气体以无泡方式通过膜进行扩散并与另一侧的废水中有机物反应，将 废水中残留色度、有机物等去除，实现废水的深度处理;
5)充分反应后产生的尾气经分解后排空，有机废水经充分氧化达标后 排出。
4.根据权利要求3所述的印染废水回用的方法，其特征在于，所述的 超滤膜系统的膜的切割分子量为30kDa-50kDa。
5.根据权利要求3所述的印染废水回用的方法，其特征在于，所述的 膜接触反应器内气相侧压力值为1kPa-10kPa。
6.根据权利要求3所述的印染废水回用处理的方法，其特征在于，所 述的膜接触反应器的膜采用耐氧化的中空纤维膜材料构成。
7.根据权利要求6所述的印染废水回用处理的方法，其特征在于，所 述的中空纤维膜材料为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚(偏氟乙烯-共聚-六氟 丙烯)、聚(偏氟乙烯-共聚-四氟乙烯)、聚(偏氟乙烯-共聚-三氟乙烯)、 聚(偏氟乙烯-共聚-氯三氟乙烯)中的一种或几种。
8.根据权利要求6和7所述的印染废水回用处理的方法，其特征在于， 所述的中空纤维膜为疏水微孔膜，孔径大小为0.1-1微米，孔隙率为40-90%， 壁厚为0.1-0.4mm。
说明书
一种膜法印染废水回用处理的设备及方法
【技术领域】
本发明涉及一种膜法印染废水回用处理的设备及方法，具体涉及一种应 用超滤系统及膜接触反应器对印染废水二级生化出水进行深度处理及回用 处理的设备及方法，属于废水处理领域。
【背景技术】
印染废水组分复杂，色度、COD等含量较高。尤其是随着染料化工的发 展，染料成分日趋复杂，其处理变得越发困难。与此同时，印染行业对回用 水中残留COD、色度等都有严格限制。印染行业排放废水量巨大，而回用率 很低。实现印染废水的深度处理及回用有重要意义。印染废水经二级生化处 理后，出水普遍残留较高色度，主要由具有发色官能团的难降解有机物及大 量微生物代谢产物构成。微生物代谢产物分子跨度大，微生物聚合物 (>10kDa)，蛋白质和多糖、类腐殖质(1-10k)，低分子有机酸和中性物 质(<1kDa).且大分子在废水中含量较多，可生物降解性能差，处理难度大。
臭氧氧化能力极强，不产生污泥与异味，无二次污染，且气源易得，常 用于废水深度处理工艺。但是臭氧在水中溶解度不高、稳定性较差，需要合 适的气液接触技术以实现臭氧快速混合，减少传质过程中的能量损失。传统 的臭氧接触方式大多为填料塔、喷雾塔、鼓泡塔等。这些设备的臭氧传质速 率不够高，且易出现液泛、乳液、泡沫、气雾夹带等问题。
【发明内容】
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，利用超滤膜及膜接触反应器 对印染废水二级生化出水进行深度处理及回用。
本发明的目的是通过以下方式来实现的：
本发明提供了一种膜法印染废水回用处理的设备，包括原水箱，增压泵， 清水箱，气源，臭氧发生器，臭氧浓度检测仪，臭氧分解器，该设备还包括 机械过滤器，超滤系统，膜接触反应器。
所述的机械过滤器采用格栅、滤网滤布、砂滤、活性炭、活性棉、微滤中 的一种或多种。
本发明还提供了一种膜法印染废水回用处理的方法，该方法包括以下步 骤：
1)将待处理的印染废水经二级生化处理后引入原水箱，在增压泵作用 下将废水引入机械过滤器中;
2)将上述1)中经机械过滤器过滤后的废水引入含切割分子量为 3kDa-100kDa的超滤膜的超滤系统，经所述的超滤系统过滤后产生的浓水外 排，同时得到超滤产水;
3)将2)中的超滤产水引入膜接触反应器的一侧，同时在膜接触反应器 的另一侧通入含臭氧气体;
4)控制3)中膜接触反应器内气相侧压力小于泡点压力与液相压力之和， 使臭氧气体以无泡方式通过膜进行扩散并与另一侧的废水中有机物反应，将 废水中残留色度、有机物等去除，实现废水的深度处理;
5)充分反应后产生的尾气经分解后排空，有机废水经充分氧化达标后 排出。
上述步骤1)中的机械过滤器用来去除原废水中的泥沙、悬浮物、以及 部分溶解态有机物。该步骤可有效保护后续步骤中的膜组件免受水中杂质的 物理磨损，同时降低了后续处理的有机物负荷;
步骤2)利用前置的超滤膜对水中大分子进一步拦截，以减轻后续氧化 过程的有机物负荷。二级生化出水中有机物有残留染料、微生物分解产物等， 分子量分布较广。超滤膜可去除其中分子量较大的部分有机物，对水中总有 机物的降低效果显著;
步骤3)利用膜接触反应器进行臭氧曝气，通过控制气相压力小于液相 压力及跨膜压差之和，使得曝气过程以无泡的方式进行。该曝气方式压力损 失小，传质过程能耗小。通过无泡形式曝气，臭氧的传质系数大，传质效率 高。所使用的膜接触反应器由中空纤维膜组成，该膜组件提供了很大的比表 面积。通过膜接触反应器可减小臭氧接触器的体积。与此同时，在膜接触反 应器中，气相和液相分别独立流动，两相的操作互不干扰，可有效避免传统 反应器易出现的液泛等问题。
在上述技术方案的基础上，本发明设备还可以做如下改进：
优选地，所述的超滤膜系统的膜的切割分子量为30kDa-50kDa。
进一步，所述的膜接触反应器内气相侧压力值为1kPa-10kPa。
进一步，所述的膜接触反应器的膜采用耐氧化的中空纤维膜材料构成。
更进一步，所述的中空纤维膜材料为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚(偏 氟乙烯-共聚-六氟丙烯)、聚(偏氟乙烯-共聚-四氟乙烯)、聚(偏氟乙烯 -共聚-三氟乙烯)、聚(偏氟乙烯-共聚-氯三氟乙烯)中的一种或几种。
更进一步，所述的中空纤维膜为疏水微孔膜，孔径大小为0.1-1微米， 孔隙率为40-90%，壁厚为0.1-0.4mm。
本发明的有益效果是：
本发明方法利用前置的超滤膜对印染废水生化出水中大分子有机物进 行拦截以减轻后续臭氧氧化阶段的负荷。然后利用膜接触反应器以无泡曝气 的方式实现臭氧和废水的快速混合。利用此膜法组合工艺来实现印染废水的 深度处理和回用，并且克服了现有技术臭氧传质过程中传质效率低、臭氧利 用率低以及印染废水回用过程复杂，占地面积大，回用成本高的缺陷。
