專利名稱：一種印染廢水深度處理方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，特別是涉及一種印染廢水深度處理方法及其設(shè)備，通過(guò)以自 主研制的滌綸高彈絲纖維球?yàn)V料作為過(guò)濾介質(zhì)的微絮凝深床過(guò)濾技術(shù)和超濾技術(shù)相結(jié)合 的組合工藝，對(duì)印染廢水進(jìn)行深度處理。
背景技術(shù)：
紡織印染工業(yè)在迅速發(fā)展的同時(shí)也帶來(lái)了許多負(fù)面的影響，目前我國(guó)印染行業(yè)耗水量 和廢水排放量較大的問(wèn)題尤為突出，單位產(chǎn)品耗水量一般是發(fā)達(dá)國(guó)家的3倍左右。雖然我 國(guó)自上世紀(jì)70年代就開始進(jìn)行紡織印染廢水治理技術(shù)的研究，但由于資金投入、生產(chǎn)工 藝、廢水水質(zhì)成分復(fù)雜等因素，紡織印染廢水處理尚未實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，尚無(wú)成熟的回 用技術(shù)，紡織廢水的回用率僅為10%，其中印染廢水回用率只有7%。
水資源的緊缺和污染物的排放，己經(jīng)成為印染行業(yè)發(fā)展的制約性因素。盡管目前對(duì)采 用諸如光化學(xué)、電化學(xué)及高級(jí)氧化等一系列高新技術(shù)來(lái)處理并回用印染廢水的研究很多， 而且處理效果也很好，但是由于處理成本、能耗等因素的制約，這些新技術(shù)在印染廢水處 理及綜合回用實(shí)際運(yùn)用中并沒(méi)有得到推廣，目前還只停留在研究階段。因此，研究開發(fā)處 理效果好、處理成本相對(duì)低廉、能耗低、實(shí)用性強(qiáng)、環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益明顯的印染廢水深度處 理技術(shù)顯得尤為重要。
相比傳統(tǒng)的常規(guī)印染廢水深度處理技術(shù)，微絮凝深床過(guò)濾是一種高效經(jīng)濟(jì)的集成化工 藝，構(gòu)筑物占地面積小，投資運(yùn)行費(fèi)用低，而超濾膜工藝憑借其分離過(guò)程簡(jiǎn)單、投資費(fèi)用 和能耗低等特點(diǎn)，隨著我國(guó)超濾膜材料的開發(fā)、膜制造技術(shù)的日益成熟和膜清洗方法的改 進(jìn)，必將會(huì)在印染廢水深度處理中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種印染廢水深度處理方法及其設(shè)備，采用以自主研制的滌綸 高彈絲纖維球?yàn)V料作為濾料的微絮凝深床過(guò)濾與超濾技術(shù)相結(jié)合的組合工藝對(duì)印染廢水 進(jìn)行深度處理。本發(fā)明中的組合工藝對(duì)印染廢水中濁度物質(zhì)的去除效果非常顯著，而且微 絮凝深床過(guò)濾工藝某種程度上作為超濾的預(yù)處理工藝，大大減輕了超濾膜的負(fù)荷，降低了 膜污染發(fā)生的機(jī)率，同時(shí)超濾作為后續(xù)處理可以解決深床過(guò)濾因?yàn)闉V速的提高而導(dǎo)致開始 階段出水濁度升高的問(wèn)題。
本發(fā)明的印染廢水深度處理方法，包括如下步驟 (1)待處理水與經(jīng)蠕動(dòng)泵3投加的絮凝劑在纖維球過(guò)濾柱前的進(jìn)水管道中混合，絮凝劑為聚合氯化鋁鐵(PAFC)，投加量為10 15mg/L;
(2) 混合后的水進(jìn)入纖維球過(guò)濾柱5，其過(guò)濾柱填料為自主研制的滌綸高彈絲纖維球 濾料21，過(guò)濾濾速為30 50 m/h，過(guò)濾周期為40~48h;
(3) 纖維球過(guò)濾柱5出水進(jìn)入超濾膜組件39、 41，超濾膜組件為中空纖維膜組件， 其中空纖維膜材料為聚丙烯；
(4) 纖維球過(guò)濾柱5在過(guò)濾周期末進(jìn)行低強(qiáng)度反沖洗，反沖洗方式為氣水反沖一水 沖，氣沖強(qiáng)度為18 22L/(s*m2)，水沖強(qiáng)度為6~8 L/(s*m2)，氣水聯(lián)合反沖洗時(shí)間為4 6min， 水沖時(shí)間1 3min;
(5) 在超濾膜通量下降15%的運(yùn)行周期末，超濾加壓泵之前的裝置停止運(yùn)行，由化 學(xué)清洗劑罐35配制質(zhì)量濃度為3%的檸檬酸和質(zhì)量濃度為1%的雙氧水組合的復(fù)合清洗劑， 復(fù)合體積比為1:1，超濾加壓泵進(jìn)入超濾膜對(duì)膜面或膜孔中附著的污染物進(jìn)行20^0min的 清洗，使膜通量恢復(fù)。
所述步驟(1)中的進(jìn)水方式采用側(cè)向流進(jìn)水，以便絮凝劑和廢水可以快速有效地混 合，混合時(shí)間為6 8s。
所述自主研制的滌綸高彈絲纖維球?yàn)V料，纖維長(zhǎng)度2 3cm,纖維直徑10 15pm，單 個(gè)纖維球有2750 3200根根滌綸高彈絲，濾料填充高度80cm，裝填密度1.05~1.25g/cm3， 孔隙率為90 93%，纖維球?yàn)V料在使用之前先經(jīng)烘箱過(guò)熱蒸汽膨化預(yù)處理，烘箱溫度控制 在105'C土rC，膨化時(shí)間為3h。
所述的自主研制的滌綸高彈絲纖維球?yàn)V料制備方法為采用聚丙烯腈、聚酯、尼龍為 原料經(jīng)過(guò)紡絲、拉伸和熱定型等工藝(原料的質(zhì)量比為1: 1: 2，紡絲溫度100~200'C， 紡速1000~2000米/分，拉伸倍數(shù)5 7倍)，使纖維具有鋸齒狀或螺旋狀的立體彈性結(jié)構(gòu)； 鋸齒的長(zhǎng)度為0.15 9mm，螺旋形的直徑為0.15 9mm，螺距為0.15 18mm;使用熱熔、 注塑的方法，將纖維每隔0.5 25cm形成一個(gè)結(jié)，將打結(jié)后的纖維束每隔1 2個(gè)結(jié)切斷， 制成紡錘形的纖維濾料，濾料直徑0.6 4.5cm，長(zhǎng)度0.6 55cm。纖維之間可形成均勻的 微小孔隙，過(guò)濾中不會(huì)被壓實(shí)。
所述步驟(3)中的中空纖維膜組件中的膜材料填裝在有機(jī)玻璃外殼內(nèi)，兩端用環(huán)氧 樹脂密封，構(gòu)成膜組件，該種膜組件具有高滲透性能和分離性能，膜組件可以進(jìn)行反沖， 使用壽命長(zhǎng)，具有良好的耐溫、耐酸堿、耐氧化性。聚丙烯膜材料的截留分子量10000 100000，操作壓力0.10 0.15MPa，適用的PH值2 13，純水膜通量為100 200L/(m2'h)。 本發(fā)明的一種實(shí)現(xiàn)膠束強(qiáng)化超濾深度凈水方法所需的設(shè)備，包括原水箱10，污水初慮裝置，超濾膜組件39和41，保安濾芯32，貯水箱22，凈水箱31和投藥箱1，其中， 原水箱10通過(guò)提升泵11經(jīng)閥門9流量計(jì)8連通管道混合器4;投藥箱1通過(guò)蠕動(dòng)泵3連 通管道混合器4，攪拌器2裝在投藥箱1中；管道混合器4出水孔通過(guò)污水初慮裝置把水 送入貯水箱22中；貯水箱22的出水口由閥門23控制，經(jīng)過(guò)水泵24、保安濾芯32連通超 濾膜組件39和41，過(guò)濾得到的凈水由閥門38控制送入凈水箱31，濃縮液由閥門42、 26 控制排出或送回水泵24的進(jìn)水口 。
所述的污水初慮裝置包括一個(gè)纖維球?yàn)V柱5，其上裝有布水器6和管道混合器4相連， 上部柱壁裝有溢流管7，中部裝有濾料21，下部出水口連通貯水箱22，底部裝有空氣釋放 頭19并裝有防空管20，其中，空氣釋放頭19經(jīng)過(guò)流量計(jì)15、閥門16和空壓機(jī)18相連。
所述的膠束強(qiáng)化超濾深度凈水方法所需的設(shè)備，還含有一個(gè)反沖洗水箱12，其進(jìn)水口 經(jīng)過(guò)流量計(jì)27和閥門30連通凈水箱，出水口通過(guò)水泵17，閥門13，流量計(jì)14連通纖維 球?yàn)V柱5的下部。
所述的膠束強(qiáng)化超濾深度凈水方法所需的設(shè)備，還包括有一個(gè)清洗劑罐35，其進(jìn)水口 分別由閥門29、 36控制連通超濾膜組件10和12，清洗劑罐35的出水口由閥門34控制連 通水泵24的進(jìn)水口。
所述的膠束強(qiáng)化超濾深度凈水方法所需的設(shè)備，其中，水泵24和清洗劑罐35水箱之 間裝有流量計(jì)33，超濾膜組件39和41的凈水出口裝有流量計(jì)37和閥門40，濃縮液排出 口裝有流量計(jì)28，超濾膜組件39和41之間由閥門25控制連通。
本發(fā)明具有的特點(diǎn)和有益效果
(1) 本發(fā)明的微絮凝深床過(guò)濾一超濾組合工藝對(duì)印染廢水中濁度物質(zhì)的去除效果非 常顯著，而且微絮凝深床過(guò)濾工藝某種程度上作為超濾的預(yù)處理工藝，大大減輕了超濾膜 的負(fù)荷，降低了膜污染發(fā)生的機(jī)率，同時(shí)超濾作為后續(xù)處理可以解決深床過(guò)濾因?yàn)闉V速的 提高而導(dǎo)致開始階段出水濁度升高的問(wèn)題，出水濁度在0.8 2.2>^1;之間，再經(jīng)過(guò)超濾膜 工藝處理后，透過(guò)液濁度可以始終維持在0.5 0.7NTU之間；
(2) 本發(fā)明的組合工藝可以去除印染廢水中的高分子質(zhì)量有機(jī)物，對(duì)廢水中的UV254
和丫512去除率分別達(dá)到了 81%和83%以上，對(duì)廢水中顆粒污染物的去除率達(dá)95%以上，從 掃描波長(zhǎng)在254nm和512nm處的液相色譜圖分析可知，超濾膜對(duì)污染物的去除作用純粹 是一種物理隔濾作用，污染物不會(huì)發(fā)生其它化學(xué)轉(zhuǎn)化；
(3) 本發(fā)明所用的滌綸高彈絲纖維球?yàn)V料相比傳統(tǒng)的常規(guī)粒狀濾料和普通纖維球?yàn)V 料，具有孔隙率高、比表面積大、濾速快、截污能力強(qiáng)和過(guò)濾周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，以該濾料作為過(guò)濾介質(zhì)的微絮凝深床過(guò)濾工藝對(duì)水中顆粒污染物的去除效果顯著，可 以使出水水質(zhì)濁度維持在1NTU以下，絮凝劑PAFC的加入強(qiáng)化了工藝對(duì)濁度物質(zhì)的去除， 而且濾速的改變對(duì)工藝運(yùn)行和過(guò)濾出水水質(zhì)影響也不大，因此在廢水深度處理領(lǐng)域中具有 廣闊的應(yīng)用前景；
(4)本發(fā)明的微絮凝深床過(guò)濾一超濾組合工藝對(duì)印染廢水中濁度物質(zhì)的去除效果非 常顯著，而且微絮凝深床過(guò)濾工藝某種程度上作為超濾的預(yù)處理工藝，大大減輕了超濾膜 的負(fù)荷，降低了膜污染發(fā)生的機(jī)率，同時(shí)超濾作為后續(xù)處理可以解決深床過(guò)濾因?yàn)闉V速的 提高而導(dǎo)致開始階段出水濁度升高的問(wèn)題。


圖l是本發(fā)明所需設(shè)備的剖面圖，其中，l為投藥箱，2為攪拌器，3為蠕動(dòng)泵，4為管道 混合器，5為纖維球過(guò)濾柱，6為布水器，7為溢流管，8、 14、 15、 27、 28、 33、 37為 流量計(jì)，9、 13、 16、 23、 25、 26、 29、 30、 34、 36、 38、 40、 42為閥門，10為原水箱， 11、 17、 24為水泵，12為清洗劑罐，18為空壓機(jī)，19為空氣釋放頭，20為放空管，21 為濾料，22為貯水箱，31為凈水箱，32為保安濾芯，35為清洗劑罐，39、 41為超濾膜組 件。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限 定的范圍。
實(shí)施例1
待處理的廢水經(jīng)原水箱10由提升水泵11從水箱中抽吸，絮凝劑由蠕動(dòng)泵3投加，與 被抽吸的原水在管道混合器4中混合，管道混合器進(jìn)水方式采用側(cè)向流進(jìn)水，以便絮凝劑 和廢水可以快速有效地混合，混合時(shí)間為6 8s，混合出水通過(guò)連接管道直接進(jìn)入纖維球 過(guò)濾柱5，出水進(jìn)入貯水箱22后采用加壓水泵24通過(guò)保安濾芯32，再經(jīng)過(guò)連接管道進(jìn) 入超濾膜組件39、 41，超濾膜透過(guò)水進(jìn)入凈水箱31 ，濃縮液可經(jīng)閥門26回流至加壓水 泵24之前與進(jìn)水混合再進(jìn)入超濾膜裝置進(jìn)行處理，也可通過(guò)閥門42排出。
實(shí)施例2
試驗(yàn)原水取自實(shí)驗(yàn)室印染廢水處理裝置好氧接觸氧化池出水，廢水濁度在52.4 93.6NTU之間，廢水的色度主要是由活性染料活性紅K-2BP產(chǎn)生，水經(jīng)原水箱10由提升 水泵11從水箱中抽吸，絮凝劑聚合氯化鋁鐵(PAFC)，由蠕動(dòng)泵3投加，投加量為10mg/L， 與被抽吸的原水在管道混合器4中混合，管道混合器進(jìn)水方式采用側(cè)向流進(jìn)水，以便絮凝 劑和廢水可以快速有效地混合，混合時(shí)間為6 8s，混合出水通過(guò)連接管道直接進(jìn)入纖維 球過(guò)濾柱5，過(guò)濾濾速為40m/h，過(guò)濾周期為40 48h，出水進(jìn)入貯水箱22后采用加壓水 泵24通過(guò)保安濾芯32，再經(jīng)過(guò)連接管道進(jìn)入超濾膜組件39、 41，操作壓力《0.15MPa， 超濾膜透過(guò)水進(jìn)入凈水箱31 ，濃縮液通過(guò)閥門42排出。
經(jīng)過(guò)16個(gè)月的實(shí)踐考察，發(fā)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行良好，出水濁度穩(wěn)定在0.5 0.7NTU之 間；對(duì)TOC (總有機(jī)碳)的去除率達(dá)到41% 53%,對(duì)UV254和V^的去除率則分別達(dá)到 了 81%和83%以上。
權(quán)利要求
1.一種印染廢水深度處理方法，包括如下步驟(1)待處理水與經(jīng)蠕動(dòng)泵(3)投加的絮凝劑在纖維球過(guò)濾柱前的進(jìn)水管道中混合，絮凝劑為聚合氯化鋁鐵PAFC，投加量為10～15mg/L；(2)混合后的水進(jìn)入纖維球過(guò)濾柱(5)，其過(guò)濾柱填料為滌綸高彈絲纖維球?yàn)V料，過(guò)濾濾速為30～50m/h，過(guò)濾周期為40～48h；(3)纖維球過(guò)濾柱(5)出水進(jìn)入超濾膜組件(39)、(41)，超濾膜組件為中空纖維膜組件，其中空纖維膜材料為聚丙烯；(4)纖維球過(guò)濾柱(5)在過(guò)濾周期末進(jìn)行低強(qiáng)度反沖洗，反沖洗方式為氣水反沖-水沖，氣沖強(qiáng)度為18～22L/(s·m2)，水沖強(qiáng)度為6～8L/(s·m2)，氣水聯(lián)合反沖洗時(shí)間為4～6min，水沖時(shí)間1～3min；(5)在超濾膜通量下降15％的運(yùn)行周期末，超濾加壓泵之前的裝置停止運(yùn)行，由化學(xué)清洗劑罐(35)配制質(zhì)量濃度為3％的檸檬酸和質(zhì)量濃度為1％的雙氧水組合的復(fù)合清洗劑，復(fù)合體積比為1∶1，超濾加壓泵進(jìn)入超濾膜對(duì)膜面或膜孔中附著的污染物進(jìn)行20～40min的清洗，使膜通量恢復(fù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的印染廢水深度處理方法，其特征在于所述步驟(1)中進(jìn)水方 式采用側(cè)向流進(jìn)水，混合時(shí)間為6 8s。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的印染廢水深度處理方法，其特征在于所述滌綸高彈絲纖維球 濾料，纖維長(zhǎng)度2 3cm，纖維直徑10 15^im,單個(gè)纖維球有2750 3200根滌綸高彈絲， 濾料填充高度80cm，裝填密度1.05~1.25g/cm3，孔隙率為90% 93%，纖維球?yàn)V料在使用 之前先經(jīng)烘箱過(guò)熱蒸汽膨化預(yù)處理，烘箱溫度控制在105'C士rC，膨化時(shí)間為3h。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的印染廢水深度處理方法，其特征在于所述滌綸高彈絲纖維球?yàn)V 料制備方法為采用聚丙烯腈、聚酯、尼龍為原料，經(jīng)過(guò)紡絲、拉伸和熱定型工藝(原料 的質(zhì)量比為l: 1: 2，紡絲溫度100~200°C，紡速1000-2000米/分，拉伸倍數(shù)5~7倍)， 使纖維具有鋸齒狀或螺旋狀的立體彈性結(jié)構(gòu)，鋸齒的長(zhǎng)度為0.15 9mm，螺旋形的直徑為 0.15 9mm，螺距為0.15 18mm;使用熱熔、注塑的方法，將纖維每隔0.5 25cm形成一 個(gè)結(jié)，將打結(jié)后的纖維束每隔1 2個(gè)結(jié)切斷，制成紡錘形的纖維濾料，濾料直徑0.6 4.5cm，長(zhǎng)度0.6 55cm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的印染廢水深度處理方法，其特征在于所述步驟(3)中的中空 纖維膜組件中的膜材料填裝在有機(jī)玻璃外殼內(nèi)，兩端用環(huán)氧樹脂密封，構(gòu)成膜組件；聚丙 烯膜材料的截留分子量10000 100000,操作壓力0.10 0.15MPa,適用的pH值2 13，純水膜通量為100 200L/(m2'h)。
6. —種膠束強(qiáng)化超濾深度凈水的設(shè)備，包括原水箱(IO)，污水初慮裝置，超濾膜組件(39) 和(41)，保安濾芯(32)，貯水箱(22),凈水箱(31)和投藥箱(1)，其特征在于所 述的原水箱(10)通過(guò)提升泵(11)經(jīng)閥門(9)流量計(jì)(8)連通管道混合器(4)，所述 的投藥箱(1)通過(guò)蠕動(dòng)泵(3)連通管道混合器(4)，攪拌器(2)裝在投藥箱(1)中， 所述的管道混合器(4)出水孔通過(guò)污水初慮裝置把水送入貯水箱(22)中，所述的貯水 箱(22)的出水口由閥門(23)控制，經(jīng)過(guò)水泵(24)、保安濾芯(32)連通超濾膜組件(39)和(41)，過(guò)濾得到的凈水由閥門(38)控制送入凈水箱(31)，濃縮液由閥門(42)、 (26)控制排出或送回水泵(24)的進(jìn)水口。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述一種膠束強(qiáng)化超濾深度凈水的設(shè)備，其特征在于所述的污水初 慮裝置包括一個(gè)纖維球?yàn)V柱(5)，其上裝有布水器(6)和管道混合器(4)相連，上部柱 壁裝有溢流管(7)，中部裝有濾料(21)，下部出水口連通貯水箱(22)，底部裝有空氣釋 放頭(19)并裝有防空管(20),所述的空氣釋放頭(19)經(jīng)過(guò)流量計(jì)(15)、閥門(16) 和空壓機(jī)(18)相連。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述一種膠束強(qiáng)化超濾深度凈水的設(shè)備，其特征在于還含有一個(gè)反 沖洗水箱(12)，其進(jìn)水口經(jīng)過(guò)流量計(jì)(27)和閥門(30)連通凈水箱，出水口通過(guò)水泵(17)，閥門(13)，流量計(jì)(14)連通纖維球?yàn)V柱(5)的下部。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5 7中任意一權(quán)利要求所述一種膠束強(qiáng)化超濾深度凈水的設(shè)備，其特征 在于還包括有一個(gè)清洗劑罐(35)，其進(jìn)水口分別由閥門(29)、 (36)控制連通超濾膜 組件(10)和(12)，清洗劑罐(35)的出水口由閥門(34)控制連通水泵(24)的進(jìn)水 □。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5 7中任意一權(quán)利要求所述一種膠束強(qiáng)化超濾深度凈水的設(shè)備，其特 征在于所述的水泵(24)和清洗劑罐(35)水箱之間裝有流量計(jì)(33),超濾膜組件(39) 和(41)的凈水出口裝有流量計(jì)(37)和閥門(40)，濃縮液排出口裝有流量計(jì)(28),超 濾膜組件(39)和(41)之間由閥門(25)控制連通。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種印染廢水深度處理方法及其設(shè)備，通過(guò)以自主研制的滌綸高彈絲纖維球?yàn)V料作為過(guò)濾介質(zhì)的微絮凝深床過(guò)濾技術(shù)和超濾技術(shù)相結(jié)合的組合工藝，對(duì)印染廢水進(jìn)行深度處理；其設(shè)備包括纖維球?yàn)V柱(5)和超濾膜組件(39)、(41)等。組合工藝對(duì)印染廢水中濁度物質(zhì)的去除效果非常顯著，而且微絮凝深床過(guò)濾工藝某種程度上作為超濾的預(yù)處理工藝，大大減輕了超濾膜的負(fù)荷，降低了膜污染發(fā)生的機(jī)率，同時(shí)超濾作為后續(xù)處理可以解決深床過(guò)濾因?yàn)闉V速的提高而導(dǎo)致開始階段出水濁度升高的問(wèn)題。
文檔編號(hào)C02F1/52GK101293714SQ20081003899
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2008年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月16日
發(fā)明者劉亞男, 劉振鴻, 罡 薛, 馬鐘瑛, 品 高 申請(qǐng)人:東華大學(xué)