申请日1991.06.29
公开(公告)日1993.01.20
IPC分类号C02F9/00; B01D29/33; B01D29/52; C02F1/52
摘要
本发明涉及印染废水的处理方法和专用设备。本发明的方法是使印染废水进入罐体内分布着改型过滤管的过滤截获器，使5μm以上的粒子被截获，并形成具有过滤作用的滤饼;而后在滤液中投加凝聚剂聚合硫酸铁、氧化剂和助凝剂，使之催化氧化絮凝;再通入微孔过滤器进行微孔过滤，得到达到排放标准的水体。本发明具有占地小、设备投资少、运行费用低、处理效果好且应用范围较宽的优点。
権利要求書
1、一种包括过滤和絮凝过程的处理印染废水的方法，其特征在于它是由滤饼截获、催化氧化絮凝和微孔过滤三个处理单元组成的;其中第一处理单元是使印染废水进入过滤截获器，通过过滤截获器中的改型过滤管过滤，使废水中5μm以上的粒子被截获，并附着在改型过滤管管壁上形成滤饼;第二处理单元是将经第一单元处理后的滤液进行催化氧化絮凝，即在滤液中投加凝聚剂聚合硫酸铁100份，调整PH值后再添加强氧化剂双氧水或次氯酸盐30-50份，再加入助凝剂聚丙烯酰胺0.2-1份或石灰乳40-60份，使滤液中的粒子絮凝沉淀;第三处理单元是将经第二单元絮凝沉淀后的滤液送入微孔过滤截获器，使之再次经过致密度较高的改型过滤管进行二次过滤，去除滤渣，得到澄清的可以回用的水体或达到排放标准的水体。
2、根据权利要求1所述的处理印染废水的方法，其特征在于所述的氧化剂次氯酸盐以次氯酸钠为最佳。
3、一种如权利要求1所述的处理印染废水的方法所用的过滤设备，其特征在于这种过滤设备包括过滤截获器和微孔过滤器两部装置，它们均是由罐体排泥装置、进水管、出水管和过滤装置构成的，罐体的上部为顶盖，下部设置排泥装置;进水管和出水管分别与罐体中部和顶盖连通;过滤装置包括安装盘和改型过滤管，安装盘上开具通孔，通孔处与改型过滤管上部一一固定连接，过滤装置位于罐体内部，安装盘的周边固定在顶盖和中部罐体的交接处。
4、根据权利要求3所述的过滤设备，其特征在于改型过滤管的壁厚为15-25mm。
5、根据权利要求3或4所述的过滤设备，其特征在于过滤截获器中的改型过滤管管壁的孔隙为5-10μm。
6、根据权利要求3或4所述的过滤设备，其特征在于微孔过滤器中的改型过滤管管壁的孔隙为3-5μm。
7、根据权利要求3或4所述的过滤设备，其特征在于改型过滤是以聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和ABS工程塑料中的一种材料为母体，并填加活性物质材料制成的。
8、根据权利要求7所述的过滤设备，其特征在于填加的活性物质材料为活性硅藻土、活性炭、除氟滤料、生石灰中的一种或几种混合材料。
9、根据权利要求3所述的过滤设备，其特征在于排泥装置是由底盖、锁紧气缸、开盖气缸组成的，底盖位于罐体底部开口处，底盖的一侧是一转轴;锁紧气缸固定在罐体下部的一侧，其活塞杆端部销接一锁紧勾;开盖气缸固定在罐体下部的另一侧，它的活塞杆通过曲柄连杆与底盖连锁。
说明书
本发明属于印染废水的处理。
目前处理印染废水的方法有三种类型;即生化法、物化法及生化与物化相结合的方法。近一、二十年来随着石油加工业的发展，合成纤维新产品不断涌现，所使用的染料种类也相应增多，如士林染料、纳夫妥染料、分散染料、阳离子染料、活性染料、还原染料、硫化染料等。还有各类助剂、浆料、纤维类、酸碱表面活性剂及无机盐类，这些物质均导致排放水体中的CODcr、BOD5、色度、有机物质及重金属等增高而污染收纳水体，尤其当废水中的BOD5∶CODcr达到0.2-0.3之间，处于生化临界线以下或边缘时，是难以用生化法进行降解处理的。有的染料特别是活性，染料对于生化处理的菌角团的生长发育有抑制及毒害作用。所以世界各国均在探讨各种高效能的物化法的处理方法。
一份申请号为昭51-80348的日本专利申请文件上公开了一种用凝聚过滤法处理印染废水的方法。即在废水中通入二氧化碳来调整溶液的PH值达到5.5-7.2，再投加凝聚剂硫酸铝保持ppt级，用絮凝法处理印染废水，分离过滤沉淀物。这种方法的缺点是需将二氧化碳予先进行压缩，所以工艺设备复杂，造价高。
申请号为昭53-94297的日本专利申请文献中介绍的另一种方法是：将铁(Ⅲ)离子与活性染料形成酞化青铁络合物共沉淀，而后在触媒作用下发生凝聚，铁离子再生。在PH为3的情况下发生费通氧化作用去除印染废水中的络合物即酞化青铁络合物。这种方法需采用漂洗罐、脱磷罐、再生罐、沉淀静止罐等许多处理设备，投资大;处理 后的废渣含水量高，处理不当会产生二次污染。尤其是这种方法只能适用于废水中含有活性染料成份的特定条件，应用范围较窄。
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，而发明了一种成本低，占地小，投资少，效果好，且应用范围较宽的处理印染废水的成套工艺方法;并设计出一套用于此方法的专用设备。用此工艺方法不但可以处理印染废水，而且对于医药卫生、冶金机械、食品加工、石油化工、颜料化工、电镀等行业的排水和含杂质较高的给水也能进行相应处理，有着极其广阔的应用前景。
本发明是通过以下技术方案实现上述目的的。本处理方法由滤饼截获、催化氧化絮凝和微孔过滤三个处理单元所构成。其中第一处理单元是使废水进入过滤截获器，通过过滤截获器中的改型过滤管在非恒压作用下导向过滤，使废水中的5μm以上的粒子被截获，并附着在改型过滤管管壁上逐渐形成滤饼，滤饼则可截获1μm以下的物质，使去除率达30%-50%。第二处理单元是将从过滤截获器过滤后的滤液进行催化氧化絮凝，即在滤液中投加凝聚剂聚合硫酸铁100份，调整PH值后再添加加强氧化剂双氧水或次氯酸盐30-50份，进行催化氧化作用，破坏染料分子中的发色基团同时使铁离子与水中的OH-结合形成氢氧化铁(Ⅲ)絮状物，再加入助凝剂聚丙烯酰胺0.2-1份或石灰乳40-60份，增强滤液中的粒子的凝聚沉淀作用，使水体颜色变浅或澄清。第三处理单元是将经第二单元絮凝沉淀后的滤液送入微孔过滤截获器，使之再次经过致密度较高的改型过滤管进行二次压差过滤，去除滤渣，得到澄清的可以回用的水体或达到排放标准的水体。
上述第二处理单元集催化、氧化、絮凝为一体。其机理如下：聚合硫酸铁(PFS)是一种高效染铁系无机高分子凝聚剂。将之放入水中，将在水解过程中产生多核络合物，通过吸附、架桥、交联等作用，促进滤液中胶体微粒聚集，同时胶体微粒和悬浮物表面的电荷中和降低胶团ε电位，破坏胶团的稳定性，形成絮状凝聚物沉淀。
PFS络离子的水解、聚合沉降反应如下：
Fe3++6H2O→〔Fe(H2O)6〕3+
〔Fe(H2O)6〕3++H2O→〔Fe(H2O)5(OH)〕2++H3O+
〔Fe(H2O)5(OH)〕2++H2O→〔Fe(H2O)4(OH)2〕++H3O+
〔Fe(H2O)4(OH)2〕++H2O→〔Fe(H2O)3(OH)3〕↓ +H2O+
2〔Fe(H2O)5(OH)2〕2+→〔Fe2(H2O)3(OH)4〕4++2H2O
〔Fe2(H2O)3(OH)2〕4++H2O→〔Fe2(H2O)7(OH)3〕3++H3O+
〔Fe2(H2O)7(OH)3〕3++〔Fe(H2O)5(OH)〕2+→
〔Fe3(H2O)5(OH)4〕5++7H2O
从上述反应中可看出，聚合硫酸铁在水溶液中能提供大量的高凝聚力的聚合铁络离子如〔Fe(H2O6)〕3+，这种絮状氢氧化铁具有凝聚净化作用，对去除废水中的CODcr及悬浮物、色度、重金属等起到强化作用。此外，聚合硫酸铁中的〔Fe3+〕和〔Fe2+〕对过氧化氢有催化作用，会产生氧化能力极强的OH自由基，利用其氧化能力将印染废水中的有机物等有害物质氧化分解，破坏染料分子中的发色基团。如：本发明的方法中所用的过滤设备包括了过滤截获器和微孔过滤器两种装置，二者的结构基本相同。均是由罐体、排泥装置、进水管、出水管和过滤装置等五部分组成的。其中罐体上部为顶盖，下部则设置排泥装置。进水管和出水管分别与罐体中部和顶盖连通。过滤装置包括安装盘和改型过滤管，安装盘上开具通孔，通孔处与改型过滤管上部一一固定连接，过滤装置位于罐体内部，安装盘的周边固定在顶盖和中部罐体的交接处。
改型过滤管采用厚壁管的形式，一般的壁厚设计为15-25mm，使用过程中，不会发生在水流的冲击下左右晃动的问题。
在第一单元中采用的过滤截获器中的改型过滤管管壁和孔隙为5-10μm，可以过滤截获5μm以上的固体物质，并逐渐在管壁上形成滤饼，可提高截获能力。随着滤饼的增厚，水流阻力逐渐加大，当增大到不能满足液体出水量的要求时，停止过滤并用压缩空气反吹洗，使滤饼脱落下来，继而压缩空气从毛细管中高速射出，借助气流之动力可将阻塞于毛细管孔中的固体排出，再用净水冲洗即可再生使用。被冲洗下来的废渣从排泥装置中的排泥口排出后可以进一步处理制作为新的凝聚剂回收使用。
第三单元中采用的微孔过滤器中设置的改型过滤管管壁的孔隙一般控制在3-5μm，用来过滤经第二单元絮凝沉淀后的滤液。
改型过滤管是以聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和ABC工程塑料等材料为母体，并填加活性物质材料制成的。刚性强，同时具有吸附作用，可强化去除效果。根据水质不同，活性物质材料可以有针对性地选择活性硅藻土、活性炭、除氟滤料、生石灰中的一种可几种材料 在过滤截获器和微孔过滤器的下部设置的排泥装置是由底盖、锁紧气缸和开盖气缸组成的;底盖位于罐体底部开口处，底盖的一侧是一转轴，底盖可围绕转轴向下转动开启;锁紧气缸固定在罐体下部的一侧，其活塞杆端部销接一销紧勾;开盖气缸固定在罐体下部的另一侧，它的活塞杆通过曲柄连杆与底盖连锁。
本发明中第一、三单元中的过滤截获器和微孔过滤器，可单台使用，也可将几台装置串联或并联为一组设备使用。
本发明具有占地面积小，投资少，去除效率高的优点。其费用仅为气浮方法的三分之一。它在去除过滤过程中采用的过滤设备的所有操作过程均在操作平台上进行，即方便又简单，易于掌握。该设备中的排泥装置为气动式的机械自动卸泥装置，可减轻工人的劳动强度。本过滤设备利用改型过滤管的孔隙度且形成滤饼来截获管壁外的悬浮物、颗料物、胶体凝聚物，并兼有吸附作用，其过滤效果和色度去除是现有技术的几十倍。同时改型过滤管用反吹洗法清洗方便，再生方法简单。过滤下来的污泥含水率只有80-85%左右，并可进一步处理回收利用，可降低处理运行费用。据测算，其费用仅为气浮方法的30%。本发明的絮凝过程采用在一定的PH值的条件下汇同吸附、中和、表面接触作用进行催化、氧化、絮凝架桥、交联沉淀一体完成，处理应用范围广，效果佳。
经测定，处理后的水质的PH值为7左右。对印染废水色度去除率在90%-96%，悬浮物去除率达95%-98%，化学耗氧量CODcr去除率可达70-83%。
用本方法处理后的水质清澈透明，可回用于：一、二级漂洗、洗刷设备、冲洗车间地面、浇花草、冲洗厕所等，节约大量水资源，且 取水费用相当经济。
