申请日2018.07.04
公开(公告)日2018.11.27
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种磁性生物炭强化印染废水处理效能的方法，其特征在于，印染废水经铁盐混凝沉淀后，再经生化处理，得到的泥水混合液在二沉池中静沉，部分污泥回流至生化处理系统，剩余污泥与混凝沉淀产生的铁泥一起排入污泥浓缩池进行浓缩处理后进行水热反应得到水热混合液;水热混合液通过磁分离装置将磁性生物炭富集和分离;富集的磁性生物炭部分返回至混凝段以强化絮凝沉淀效果，部分返回至污水生化处理段以提高废水生化处理效能，未被磁分离装置分选的剩余水热液经浓缩脱水后外运处置，浓缩的上清液及脱水液返回至生化处理系统。本发明可强化废水的处理效果并实现了污泥功能化改性，操作简单，改善了废水生化处理效果及污泥的资源化利用。
权利要求书
1.一种磁性生物炭强化印染废水处理效能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：印染废水经铁盐混凝沉淀后，再经生化处理，得到的泥水混合液在二沉池中静沉，部分污泥回流至生化处理系统，剩余污泥与混凝沉淀产生的铁泥一起排入污泥浓缩池进行浓缩处理;
步骤2)：将浓缩后的污泥与混凝沉淀产生的铁泥泵入水热反应釜中，加热进行水热反应得到水热混合液，实现磁性生物炭的转化;
步骤3)：水热混合液通过磁分离装置将磁性生物炭富集和分离;富集的磁性生物炭部分返回至混凝段，部分返回至污水生化处理段，未被磁分离装置分选的剩余水热液经浓缩脱水后外运处置，浓缩的上清液及脱水液返回至生化处理系统。
2.如权利要求1所述的利用磁性生物炭强化印染废水处理效能的方法，其特征在于，所述步骤1)中回流至生化处理系统的污泥为污泥总量的50～100%。
3.如权利要求1所述的利用磁性生物炭强化印染废水处理效能的方法，其特征在于，所述步骤1)中的浓缩处理采用重力浓缩，处理时间为12～20h;浓缩后的污泥浓度为15～25g/L。
4.如权利要求1所述的利用磁性生物炭强化印染废水处理效能的方法，其特征在于，所述步骤2)中浓缩后的污泥的注入量为水热反应釜容积的40%～85%;加热方式采用蒸汽加热、导热油加热或电加热方式，加热温度为160～240℃;水热反应时间为0.5～5h。
5.如权利要求1或4所述的利用磁性生物炭强化印染废水处理效能的方法，其特征在于，所述步骤2)中水热反应时采用低速机械搅拌或底部搅拌的方式维持污泥混合不沉淀，低速机械搅拌的速度为60～150rpm/min。
6.如权利要求1所述的利用磁性生物炭强化印染废水处理效能的方法，其特征在于，所述步骤3)中水热混合液以2～3L/min的速度流入磁分离装置，磁分离装置的磁场强度为0.1～1.5T，水热混合液中干物质质量的65%～80%被分离富集为磁性生物炭;富集的磁性生物炭10%～30%返回至印染废水处理工艺的混凝阶段，70%～90%返回至污水生化处理段;未被磁分离装置分选的水热混合液经浓缩3～5h后，再经脱水后外运处置。
说明书
一种磁性生物炭强化印染废水处理效能的方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种磁性生物炭强化印染废水处理效能的方法。
背景技术
印染废水组分复杂、常含有多种染料，色度高、毒性强，可降解性差，而且浓度高、废水量大，是较难处理的工业废水之一。随着国家节能减排要求的提高，印染废水有机物(COD)排放标准普遍提高。其中，废水直排水体的标准提高至一级B(COD<60mg/L)或一级A标准(COD<50mg/L)。由于染料和染料中间体的变化以及化学浆料的大量使用，使废水中含有大量难降解有机物，可生化性差，现有的印染废水处理工艺在生化段处理效果不佳，要实现达标排放，技术难度大。
印染废水中比较典型的难降解有机物有聚乙烯醇(PVA)、苯胺等。PVA是经纱上浆的主要浆料，生物化学稳定性好，这也使得含PVA的印染退浆废水具有COD浓度高、可生化性差等特点，处理难度大。而偶氮染料的大量使用，是印染废水中苯胺类污染物的主要来源。苯胺在水体环境中稳定性强、难生物降解，能长期残留，传统处理技术难以奏效。此外，在混凝沉淀工序中会将大量铁盐投入废水，不仅会产生大量污泥，铁盐本身还可能会对水体造成二次污染。因此，将混凝沉淀段产生的铁泥以及生化段产生的剩余污泥进行功能化改性，强化印染废水生化处理，提高其附加值，具有较大的现实意义和实践价值。
本发明报道了一种磁性生物炭强化印染废水处理效能的方法，通过对浓缩后的剩余活性污泥与含铁混凝污泥进行水热反应，实现了污泥向磁性生物炭的转化，再通过磁分离装置将磁性生物炭进行富集和分离。分选出的磁性生物炭返回至污水生化处理段及混凝沉淀段。磁性物质可以对活性污泥中的微生物产生一定的磁性生物效应，有效提高微生物的生物活性，加快废水中有毒有害污染物的生化反应速率。生物炭释放的铁离子可促进微生物的生长代谢，且可改善污泥的沉降性能和脱水性能，提高废水的处理效果，尤其是难降解PVA及苯胺的去除。另外，磁性物质还可以强化絮凝反应，提高沉降速度和表面负荷，减少沉淀池的占地面积以及药剂投加量。
发明内容
本发明所要解决的问题是将污泥转化成磁性生物炭，并循环利用以强化印染废水混凝沉淀效果和生物处理效能，同时提高难降解有机物的去除效率。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种磁性生物炭强化印染废水处理效能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：印染废水经铁盐混凝沉淀后，再经生化处理，得到的泥水混合液在二沉池中静沉，部分污泥回流至生化处理系统，剩余污泥与混凝沉淀产生的铁泥一起排入污泥浓缩池进行浓缩处理;
步骤2)：将浓缩后的污泥与混凝沉淀产生的铁泥泵入水热反应釜中，加热进行水热反应得到水热混合液，实现磁性生物炭的转化;
步骤3)：水热混合液通过磁分离装置将磁性生物炭富集和分离;富集的磁性生物炭部分返回至混凝段，部分返回至污水生化处理段，未被磁分离装置分选的剩余水热液经浓缩脱水后外运处置，浓缩的上清液及脱水液返回至生化处理系统。
优选地，所述步骤1)中回流至生化处理系统的污泥为污泥总量的50～100%。
优选地，所述步骤1)中的浓缩处理采用重力浓缩，处理时间为12～20h;浓缩后的污泥浓度为15～25g/L。
优选地，所述步骤2)中浓缩后的污泥的注入量为水热反应釜容积的40%～85%;加热方式采用蒸汽加热、导热油加热或电加热方式，加热温度为160～240℃;水热反应时间为0.5～5h。
优选地，所述步骤2)中水热反应时采用低速机械搅拌或底部搅拌的方式维持污泥混合不沉淀，低速机械搅拌的速度为60～150rpm/min。
优选地，所述步骤3)中水热混合液以2～3L/min的速度流入磁分离装置，磁分离装置的磁场强度为0.1～1.5T，水热混合液中干物质质量的65%～80%被分离富集为磁性生物炭;富集的磁性生物炭10%～30%返回至印染废水处理工艺的混凝阶段，70%～90%返回至污水生化处理段;未被磁分离装置分选的水热混合液经浓缩3～5h后，再经脱水后外运处置。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本方法使用的磁性生物炭，可以强化絮凝反应，提高沉降速度和表面负荷，减少沉淀池的占地面积以及药剂投加量。磁性物质还会对微生物产生一定的磁性生物效应，可有效提高微生物的生物活性，加快废水中有毒有害污染物的生化反应速率;
(2)本方法使用的磁性生物炭，会不断释放铁离子，铁离子既可以提高污泥的絮凝性和沉淀性，也有助于生化反应系统中微生物的生长，实现污水生化系统的高效稳定;
(3)浓缩污泥在水热反应中一定程度破坏了污泥絮体结构，促使EPS溶解，使结合水转化为自由水;铁离子通过电中和作用促使污泥颗粒絮凝从而改善污泥脱水性能，未经磁分离的水热液无需调理可直接实现高效脱水。
