申请日2007.11.08
公开(公告)日2009.10.14
IPC分类号C02F1/24; C02F103/34
摘要
本发明阴离子染料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来处理阴离子染料印染废水，具体步骤如下：第一步，阴离子染料印染废水的收集及检测;第二步，阴离子染料印染废水预处理;第三步，泡沫分离循环脱色过程，是在阴离子染料印染废水中投加阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵，在鼓泡塔中进行四次脱色过程;第四步，蒸发结晶。本发明工艺所用设备简单、投资少、耗能小、操作方便，不但色度去除率高和处理效果波动小，而且同时得到被再次应用于印染过程的染料粗产品。
权利要求书
1. 阴离子染料印染废水的处理工艺，其特征在于：它是用泡沫分离技术来处理阴离 子染料印染废水，具体步骤如下：
第一步，阴离子染料印染废水的收集及检测
收集印染厂的阴离子染料印染废水，用公知的方法检测其中所含的主要染料色素成 分及其摩尔浓度、COD值、色度和pH值;
第二步，阴离子染料印染废水预处理
用盐酸调节第一步所述的阴离子染料印染废水的pH值为4.0～7.0，并将其等分成 四个批次;
第三步，泡沫分离循环脱色过程
第1次脱色，向第二步预处理后的第一批次阴离子染料印染废水中投加阳离子表面 活性剂十六烷基三甲基溴化铵，以下称为CTAB，所投加CTAB与阴离子染料印染废水中 所含染料色素的摩尔比为1.5～2.69∶1，用鼓泡塔进行第1次脱色，温度为15～45℃， 气体体积流速为0.02～0.05m3/小时，泡沫层高度为0.6～0.8m，用破沫方法对泡沫层进 行破沫，一个周期操作时间为15～20分钟，阴离子染料印染废水色度脱除率大于97%， COD脱除率大于88%，处理后的阴离子染料印染废水达到GB4287-92要求，直接排放，泡 沫层经破沫得到破沫液，过滤该破沫液，所得固体为染料粗产品，将被再次应用于印染 过程中，而收集的滤液将进行第2次脱色;
第2次脱色，将第1次脱色所得的滤液加入到第二步预处理后的第二批次阴离子染 料印染废水中形成新的阴离子染料印染废水，再补加部分阳离子表面活性剂CTAB，补加 的CTAB与第二批次的阴离子染料印染废水所含染料色素的摩尔比为0.8～1.2∶1，用鼓 泡塔进行第2次脱色，温度、气体体积流速、泡沫层高度及周期操作时间均与第1次脱 色相同，处理后的阴离子染料印染废水达到GB4287-92要求，直接排放，将得到的破沫 液过滤，所得固体为染料粗产品，将被再次应用于印染过程中，而收集的滤液将进行第 3次脱色;
第3次脱色，将第2次脱色所得的滤液加入到第二步预处理后的第三批次阴离子染 料印染废水中，采用与第2次脱色时相同的方法及工艺参数，进行第3次脱色，处理后 的阴离子染料印染废水达到GB4287-92要求，直接排放，将得到的破沫液过滤，所得固 体为染料粗产品，将被再次应用于印染过程中，而收集的滤液将进行第4次脱色;
第4次脱色，将第3次脱色所得的滤液加入到第二步预处理后的第四批次阴离子染 料印染废水中，采用与第2次脱色时相同的方法及工艺参数，进行第4次脱色，该阴离 子染料印染废水色度脱除率仍不低于97.0%，COD脱除率大于85%，处理后的阴离子染料 印染废水达到GB4287-92要求，直接排放，将得到的破沫液过滤，所得固体为染料粗产 品，将被再次应用于印染过程中，对收集的滤液进行下一步蒸发结晶处理;
第四步，蒸发结晶
对第三步第4次脱色后收集的滤液进行蒸发结晶，收集到的结晶析出物为染料粗产 品，该粗产品将被再次应用于印染过程中。
2.根据权利要求1所述阴离子染料印染废水的处理工艺，其特征在于：所述破沫方 法为机械法、热消泡法或电场法。
说明书
阴离子染料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，具体地说是阴离子染料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值后，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，一是色度去除率不高，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。
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。
目前，用泡沫分离技术处理阴离子染料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：提供一种阴离子染料印染废水的处理工艺，它是用 泡沫分离技术来处理阴离子染料印染废水，克服了物化法设备占地面积大并产生二次污 染，生化法色度去除率不高和处理效果波动大，以及物化生化结合法存在工艺复杂和成 本较高的缺点。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：本发明的阴离子染料印染废水的处理 工艺，它是用泡沫分离技术来处理阴离子染料印染废水，具体步骤如下：
第一步，阴离子染料印染废水的收集及检测
收集印染厂的阴离子染料印染废水，用公知的方法检测其中所含的主要染料色素成 分及其摩尔浓度、COD值、色度和pH值;
第二步，阴离子染料印染废水预处理
用盐酸调节第一步所述的阴离子染料印染废水的pH值为4.0～7.0，并将其等分成 四个批次;
第三步，泡沫分离循环脱色过程
第1次脱色，向第二步预处理后的第一批次阴离子染料印染废水中投加阳离子表面 活性剂十六烷基三甲基溴化铵(以下称为CTAB)，所投加CTAB与该阴离子染料印染废水 中所含染料色素的摩尔比为1.5～2.69∶1，用鼓泡塔进行第1次脱色，温度为15～45 ℃，气体体积流速为0.02～0.05m3/小时，泡沫层高度为0.6～0.8m，用破沫方法对泡沫 层进行破沫，一个周期操作时间为15～20分钟，阴离子染料印染废水色度脱除率大于 97%，COD脱除率大于88%，处理后的阴离子染料印染废水达到GB4287-92要求，直接排 放，泡沫层经破沫得到破沫液，过滤该破沫液，所得固体为染料粗产品，将被再次应用 于印染过程中，而收集的滤液将进行第2次脱色;
第2次脱色，将第1次脱色所得的滤液加入到第二步预处理后的第二批次阴离子染 料印染废水中，再补加部分阳离子表面活性剂CTAB，补加的CTAB与第二批次的阴离子 染料印染废水所含染料色素的摩尔比为0.8～1.2∶1，用鼓泡塔进行第2次脱色，温度、 气体体积流速、泡沫层高度及周期操作时间均与第1次脱色相同，处理后的阴离子染料 印染废水达到GB4287-92要求，直接排放，将得到的破沫液过滤，所得固体为染料粗产 品，将被再次应用于印染过程中，而收集的滤液将进行第3次脱色;
第3次脱色，将第2次脱色所得的滤液加入到第二步预处理后的第三批次阴离子染 料印染废水中，采用与第2次脱色时相同的方法及工艺参数，进行第3次脱色，处理后 的阴离子染料印染废水达到GB4287-92要求，直接排放，将得到的破沫液过滤，所得固 体为染料粗产品，将被再次应用于印染过程中，而收集的滤液将进行第4次脱色;
第4次脱色，将第3次脱色所得的滤液加入到第二步预处理后的第四批次阴离子染 料印染废水中，采用与第2次脱色时相同的方法及工艺参数，进行第4次脱色，该阴离 子染料印染废水色度脱除率仍不低于97.0%，COD脱除率大于85%，处理后的阴离子染料 印染废水达到GB4287-92要求，直接排放，将得到的破沫液过滤，所得固体为染料粗产 品，将被再次应用于印染过程中，对收集的滤液进行下一步蒸发结晶处理;
第四步，蒸发结晶
对第三步第4次脱色后收集的滤液进行蒸发结晶，收集到的结晶析出物为染料粗产 品，该粗产品将被再次应用于印染过程中。
在上述阴离子染料印染废水的处理工艺中，所述破沫方法为已知的机械法、热消泡 法或电场法。
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 将泡沫分离技术应用于阴离子染料印染废水的处理之中，不但脱除阴离子染料印染废水 中的染料色素优于其他已有的阴离子染料印染废水处理工艺，而且同时得到被再次应用 于印染过程的染料粗产品。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。 本发明方法投加的药品为表面活性剂，并且产生的破沫液经处理后得到的染料粗产品被 再次应用于印染过程，从而避免了大量固体废物的产生。
2.处理过程操作方便。本发明脱色工艺主要装置为一泡沫分离脱色塔，即鼓泡塔， 占地面积小，运行时只需控制好pH值、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.色度去除率高和处理效果波动小。本发明脱色工艺的单个脱色周期为15～20分 钟，整个循环脱色过程在60～80分钟内即可完成，单个脱色时其色度去脱率大于97%， COD脱除率不低于85%。
