申请日2012.06.25
公开(公告)日2012.10.03
IPC分类号C02F9/08; C02F9/10; C02F1/66; C02F1/72; C02F1/32; C02F103/30; C02F1/44; C02F1/469; C02F1/04; C02F1/28; C02F1/463
摘要
本发明涉及一种印染废水零排放回用处理方法。它包括以下步骤：印染废水原液进入原水调节池，在池体的进水口设有PH调节剂投加装置;将出水通过光催化氧化反应器分解其中难降解有机物;将出水通过电絮凝反应器去除悬浮固体和杂质;出水进入浸没式超滤系统进行过滤;将出水进入电吸附反应器，除去盐分，电吸附反应器洗脱浓水进行浓缩蒸馏结晶处理;出水进入纳米电气石陶粒滤池过滤，纳米电气石陶粒滤池反冲洗水回流至原水调节池;出水进入活性炭罐吸附残余杂质，活性炭罐出水即为可回用清水。本发明的有益效果是：不需要使用化学药剂，仅消耗电能，无二次污染;废水经处理后可达到回用标准，效率较高，成本较低，经济效益显著。
权利要求书
1.一种印染废水零排放回用处理方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)印染废水原液进入原水调节池[1]，在池体的进水口设有PH调 节剂投加装置;
(2)将原水调节池[1]的出水通过光催化氧化反应器[2]分解其中难 降解有机物;
(3)将光催化氧化反应器[2]的出水通过电絮凝反应器[3]去除悬浮 固体和杂质;
(4)电絮凝反应器[3]出水进入浸没式超滤系统[4]进行过滤;
(5)将浸没式超滤系统[4]出水进入电吸附反应器[5]，除去盐分， 电吸附反应器[5]洗脱浓水进行浓缩蒸馏结晶处理。
(6)电吸附反应器[5]出水进入纳米电气石陶粒滤池[6]过滤，纳米 电气石陶粒滤池[6]反冲洗水回流至原水调节池;
(7)纳米电气石陶粒滤池[6]出水进入活性炭罐[7]吸附残余杂质， 活性炭罐[7]出水即为可回用清水。
2.根据权利要求1所述的印染废水零排放回用处理方法，其特征在 于步骤(2)所述的光催化氧化反应器[2]为内壁镀有纳米TiO2涂层的管 状不锈钢圆柱，管状不锈钢圆柱前后两端分别设有进水端和出水端，管 状不锈钢圆柱内腔设有紫外线石英灯管。
3.根据权利要求1所述的印染废水零排放回用处理方法，其特征在 于步骤(3)所述的电絮凝反应器[3]采用铝板，电源为直流稳压电源， 脉冲工作模式，工作电流电压为5V，工作电流为0.8A。
4.根据权利要求1所述的印染废水零排放回用处理方法，其特征在 于步骤(4)所述的浸没式超滤系统[4]为幕帘式聚丙烯中空纤维膜片， 该膜片孔径0.2μm，截留分子量为6千至5万道尔顿，出水量1t/d。
5.根据权利要求1所述的印染废水零排放回用处理方法，其特征在 于步骤(5)所述的电吸附反应器[5]为成套设备，正负电极为碳电极材 料，工作电压为1.5V。
6.根据权利要求1所述的印染废水零排放回用处理方法，其特征在 于步骤(6)所述的纳米电气石陶粒滤池[6]为常规砂滤池过滤反冲洗工 作模式，滤料为纳米电气石陶粒。
说明书
一种印染废水零排放回用处理方法
一.技术领域
本发明涉及一种废水处理技术，尤其是涉及一种印染废水零排放回 用处理方法。
二.背景技术
印染废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质 变化大等特点，属难处理的工业废水(徐文东，文湘华.微生物在含染料 废水处理中的应用[J]，环境污染治理技术与设备，2000，1(2)：9-16.)。 近年来由于化学纤维织物的发展，仿真丝的兴起和印染后整理技术的进 步，使PVA浆料、人造丝碱解物、新型助剂等难生化降解有机物大量进 入印染废水，其COD浓度也由原来的数百mg/L上升到2000～3000mg/L (毛艳梅，奚旦立，杨晓波.印染废水深度处理技术及回用的现状和发展 [J]，江苏纺织，2005，3：2-7)。
不同印染厂加工工艺不同，一般主要经过退浆，漂白，丝光，染色， 整理等工序，印染过程各工序排出的废水统称印染废水(戴日成，张统， 郭茜文等.印染废水水质特性及处理技术综述[J]，给水排水，2000， 26(10)：1-17)。印染废水成分复杂、多变、COD高，往往含有多种有机 染料(如分散染料、直接染料、酸性染料、冰染染料、活性染料、还原 染料等)、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质及无机盐等;其水量大、色度 深，且染料结构中硝基和胺基化合物及铬、锌、砷等重金属元素具有较 大的生物毒性，难以生化降解，所以一直是工业废水处理的难点。
随着纳米TiO2光催化氧化效应的发现，纳米TiO2光催化氧化法作为降 解水中难降解有机化合物的有效手段引起了各国众多研究者的广泛重 视。这种效应的原理是利用纳米TiO2在紫外线照射下产生具有强氧化性的 羟基自由基，从而氧化污水中的有机物(Goswami DY.A eview of engineering development of aqueous phase solar photocatalytic detoxification and disinfection process[J].Journal of Solar Engineering,1997,119(3):101～107)。纳米材料的光催化氧化的应用 是近年来污水处理领域的研究热点之一。
电絮凝的应用已有较长的历史，在源水和多种行业废水处理中有着 广泛的应用(谢光炎，等.废水净化的电化学方法进展[J].给水排水， 1998，24(1)：64-68)。电凝聚又称电絮凝，就是在外电压作用下，利 用可溶性阳极产生大量阳离子，对胶体废水进行凝聚沉淀。通常选用铁 或铝作为阳极材料。将金属电极(如铝)置于被处理的水中，然后通以 直流电，此时金属阳极发生氧化反应。产生的铝离子在水中水解、聚合， 生成一系列多核水解产物而起凝聚作用，其过程和机理与化学混凝法基 本相同。同时，在电凝聚器中阴极上产生的新生态的氢，其还原能力很 强，可与废水中的污染物起还原反应，或生成氢气。在阳极上也可能有 氧气放出。氢气和氧气以微气泡的形式出现，在水处理过程中与悬浮颗 粒接触可获得良好的粘附性能，从而提高水处理效率。此外，在电流的 作用下，废水中的部分有机物可能分解为低分子有机物，还有可能直接 被氧化为二氧化碳和水而不产生污泥。未被彻底氧化的有机物部分还可 和悬浮固体颗粒被氢氧化铝吸附凝聚并在氢气和氧气带动下上浮分离。 总之，电凝聚处理原水和废水是多种过程的协同作用，污染物在这些作 用下易被除去(甘莉，甘光奉.电凝聚水处理技术的新进展[J].工业水 处理，2002，22(5)：2-22)。
电吸附技术，它是利用带电电极表面吸附水中离子及带电粒子的现 象，使水中溶解盐类及其他带电物质在电极的表面富集浓缩而实现水的 净化/淡化的一种新型水处理技术(陈兆林，孙晓慰，朱广东，等.电 吸附设备工作过程的研究[J].环境工程学报，2009，3(7)：11-14)。
与传统的生化、物化印染废水处理工艺方法相比，膜分离技术处理 印染废水工艺具有显著的优越性：(1)在常温和低压下进行分离，因而 能耗和设备的运行费用低。(2)设备体积小、结构简单，故投资费用低。 (3)膜分离过程只是简单的加压输送液体，工艺流程简单，易于操作管 理。(4)膜作为过滤介质是由高分子材料制成的均匀连续体，纯物理方 法过滤，物质在分离过程中不发生质的变化，并且在使用过程中不会有 任何杂质脱落，保证透过液的纯净。(5)可实现零排放回用(高年发， 宝菊花.超过滤在葡萄酒酿造中的应用进展[J]，中国酿造，2007， 7(172):80-95)。
电气石是一种环状硅酸盐矿物，具有永久性自发极化效应(Kubo T. Interface activity of water given rise by tourmaline[J].Solid State Physics，24(12):108-113)，表现在热电性和压电性上。通过电 气石对水的电解作用和静电场对带电离子的吸附与中和作用处理有机污 染物是矿产资源利用的新途径(姚鼎山.环保与健康新材料-托玛琳 [M].2001，上海：中国纺织大学出版社)。电气石无二次污染，可反复 使用，电气石颗粒的电极性影响水溶液的氧化还原电位(冀志江，金宗 哲，梁金生，等.电气石对水体pH值的影响[J]，环境科学，2002， 22(6):515-519)，在电场作用下，水分子发生电解形成活性分子H3O+， 吸引水中的杂质、污垢，能够净化水质(吴瑞华等，吴瑞华，汤云晖.电 气石的电场效应及其在环境领域中的应用[J].岩石矿物学杂志，2001， 12(4):474-484)。电气石可以用于处理含Cu2+废水，还可以通过吸附作 用对废水中的Cu2+、Pb2+、Zn2+进行净化处理。因为溶液中金属离子、酸 均可通过吸附、浓集作用结晶在电气石表面，从而起到净化工业废水的 作用(梁岩，商平，孙恩呈，等.电气石粉对油田采出废水处理效果实验 研究[J]，岩石矿物学杂志，2007，26(4):9-14)。
三.发明内容
本发明的目的是提供一种利用光催化氧化、电絮凝、膜过滤、电吸 附、纳米电气石陶粒过滤、活性炭吸附技术联用实现印染废水零排放回 用处理方法。
本发明采用以下技术方法来实现：
它包括以下步骤：
(1)印染废水原液进入原水调节池，在池体的进水口设有PH调节 剂投加装置;
(2)将原水调节池的出水通过光催化氧化反应器分解其中难降解有 机物;
(3)将光催化氧化反应器的出水通过电絮凝反应器去除悬浮固体和 杂质;
(4)电絮凝反应器出水进入浸没式超滤系统进行过滤;
(5)将浸没式超滤系统出水进入电吸附反应器，除去盐分，电吸附 反应器洗脱浓水进行浓缩蒸馏结晶处理;
(6)电吸附反应器出水进入纳米电气石陶粒滤池过滤，纳米电气石 陶粒滤池反冲洗水回流至原水调节池;
(7)纳米电气石陶粒滤池出水进入活性炭罐吸附残余杂质，活性炭 罐出水即为可回用清水。
其中步骤(2)所述的光催化氧化反应器为内壁镀有纳米TiO2涂层的 管状不锈钢圆柱，管状不锈钢圆柱前后两端分别设有进水端和出水端， 管状不锈钢圆柱内腔设有紫外线石英灯管。
其中步骤(3)所述的电絮凝反应器采用铝板，电源为直流稳压电源， 脉冲工作模式，工作电流电压为5V，工作电流为0.8A。
其中步骤(4)所述的浸没式超滤系统为幕帘式聚丙烯中空纤维膜片， 该膜片孔径0.2μm，截留分子量为6千至5万道尔顿，出水量1t/d。
其中步骤(5)所述的电吸附反应器为成套设备，正负电极为碳电极 材料，工作电压为1.5V。
其中步骤(6)所述的纳米电气石陶粒滤池为常规砂滤池过滤反冲洗 工作模式，滤料为纳米电气石陶粒。
与传统的生化、物化印染废水处理工艺方法相比，本发明的有益效 果是：
1、处理过程不需要添加化学药剂，仅消耗电能，无二次污染，保护 生态环境，为印染废水资源化解决了关键性问题。
2、本工艺无需反渗透膜除盐，降低膜更换费用，处理成本较低。
3、废水经处理后可达到生产工艺回用的标准，产水率高，节约大量 水源。
4、处理废水时间较短，污染物去除效率较高，处理设备投入少，无 需化学药剂，能大幅度降低投资成本，具有显著经济效益。
