專利名稱：一種堿性印染廢水物化預(yù)處理方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種廢水物理預(yù)處理工藝，具體而言，涉 及紡織印染廢水物化與生化相結(jié)合處理工藝中的一種物化預(yù)處理工藝。
背景技術(shù)：
印染生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量高污染、高堿性或酸性的廢水，這類廢水色度、懸浮物 濃度、化學(xué)需氧量(COD)、生物需氧量(BOD)等污染指數(shù)都很高。一般以有機(jī)污染物為主，其 中不少為有毒有害物質(zhì)，直接排放到農(nóng)田和水體都將引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。且隨著織物性 質(zhì)和染料種類、數(shù)量及所用化學(xué)藥劑的變化，廢水水質(zhì)和水量都非常不穩(wěn)定，所以此類廢水 的處理難度比較大。目前處理印染廢水的方法主要有三種類型，即物化法、生化法及物化與生化相結(jié) 合的方法。物化法處理印染廢水是相對簡單的一種處理方法，主要通過投加化學(xué)試劑、采用 活性炭或硅藻土等達(dá)到脫色和去除COD的目的，但所投加的試劑中有的容易變質(zhì)失效，有 的產(chǎn)生較多污泥，且試劑本身價格也比較高，使得廢水處理成本較高，直接影響廢水的處理 和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。印染廢水中含有染料、助劑、漿料、酸堿、纖維雜質(zhì)及無機(jī)鹽等，且染料結(jié)構(gòu)中含硝 基和氨基化合物及銅、鋅、鉻、砷等重金屬，具有較高的生物毒性，可生化性差。而一般的微 生物對顯色物質(zhì)的去除大多是通過吸附后隨排泥而排出的，所以微生物對印染廢水中污染 物濃度的去除范圍有限，也需要較長的生物氧化和接觸時間。此外，印染廢水堿性或酸性 大，其中污染物成分復(fù)雜、濃度較高，水量變化大，更有某些廢水處理工藝中采用的添加劑 不利于生物反應(yīng)菌種的生長，使得印染廢水的生化處理方法在實際運(yùn)行過程中往往處理效 果不理想。所以，僅采用生化法處理印染廢水難以達(dá)到回用或排放標(biāo)準(zhǔn)。目前，印染廢水的處理主要采用物化和生化處理相結(jié)合的工藝，以求達(dá)到最佳處 理效果。其主要工藝為1、預(yù)處理；2、生化處理；3、物化處理；4、污泥后處理?，F(xiàn)有的這種 聯(lián)合污水處理工藝，經(jīng)處理后的水質(zhì)色度和COD等基本上可以達(dá)標(biāo)，但處理過程復(fù)雜，處理 效率比較低，難以滿足設(shè)計要求；生化處理和物化處理過程中所消耗的藥劑、電能較高，單 位成本增高。因此，如何對現(xiàn)有污水處理工藝進(jìn)行增效、降耗方面的改進(jìn)，是目前污水處理 普遍面臨的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對物化和生化處理相結(jié)合工藝中的技術(shù)不足，提供一種于生化 處理階段前進(jìn)行的物化預(yù)處理工藝。本發(fā)明經(jīng)過長期大量的實驗總結(jié)出，現(xiàn)有生化處理前未對水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，這是導(dǎo) 致生化處理易受沖擊、在生化處理和物化處理過程中消耗藥劑、電能較高的主要原因之一。 本發(fā)明設(shè)計在預(yù)處理階段首先對水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，具體是通過物化處理去除大部分的色度和COD,降低水溶性難生化物質(zhì)的含量，大大降低廢水堿度，以減弱對生化階段的沖擊和減小 生化負(fù)荷，降低能耗，從而簡化廢水后續(xù)處理過程，提高處理效率。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的的提供一種堿性印染廢水物化預(yù)處理方法，包括以下步驟(1)往堿性印染廢水中加入硫酸亞鐵水溶液，降低廢水pH值于7 9之間；(2)往步驟(1)處理的體系中加入高分子有機(jī)脫色劑溶液進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后加入 助凝劑聚丙烯酰胺(PAM)溶液；(3)將經(jīng)步驟(2)處理后的體系靜置，通過自然沉降進(jìn)行固液分離。綜合考慮各種藥品溶解度、可操作性以及生產(chǎn)過程中經(jīng)濟(jì)性等不同因素的產(chǎn)生的 綜合效果，本發(fā)明通過大量的實驗總結(jié)，提供優(yōu)選的方案如下上述步驟(1)中硫酸亞鐵的濃度可選0. 22X 103 0. 35X 103g/L之間，優(yōu)選 0. 25 X 103g/L，其加入量可根據(jù)原廢水pH值和體系要求的最終pH值聯(lián)合確定；優(yōu)選根據(jù)廢 水最終PH值為7 9的要求，加入適量上述濃度的硫酸亞鐵溶液；上述步驟(2)所述高分 子有機(jī)脫色劑優(yōu)選凱威爾(KW178)，其配置濃度可選70 85g/L之間，優(yōu)選78. 13g/L ；加入 高分子有機(jī)脫色劑后的反應(yīng)時間為2 5分鐘；步驟(2)所述助凝劑優(yōu)選陰離子聚丙烯酰 胺(PAM)，其配置濃度可選為0. 35 0. 62g/L，優(yōu)選0. 41g/L。上述脫色劑和助凝劑可以選擇現(xiàn)有常規(guī)的試劑，所述KW178是一種新型高分子、 高效的有機(jī)脫色混凝劑，應(yīng)用于紡織、印染廢水和有機(jī)廢水澄清的初級混凝處理，對各種印 染等染料產(chǎn)生的色度具有高效的去除作用。根據(jù)本領(lǐng)域常識，KW178適用pH值范圍很寬， 從4 12均有效，能夠替代硫酸亞鐵，PAC，石灰等無機(jī)藥劑，沒有建立聯(lián)用技術(shù)體系。但根 據(jù)本發(fā)明長期大量創(chuàng)造性的實驗，總結(jié)得到更為合適的PH值范圍、并提出硫酸亞鐵、KW178 和助凝劑聚丙烯酰胺聯(lián)合使用的技術(shù)方案，獲得顯著的效果。大部分印染廢水具有很高的堿性，本發(fā)明設(shè)計的第一個步驟是進(jìn)行酸堿中和和氧 化還原反應(yīng)。首先，在配藥池中，將工業(yè)用硫酸亞鐵用水配制成濃度為0. 25X 103g/L的硫酸 亞鐵溶液，然后通過導(dǎo)管將配制好的硫酸亞鐵溶液直接加入到印染廢水中，硫酸亞鐵水解 呈酸性，適量的酸性硫酸亞鐵溶液和堿性廢水中和，廢水PH值下降至7 9之間；Fe2+氧化 成Fe3+，失去電子，同時印染廢水中染料分子得到電子從而破壞顯色基團(tuán)，色度降低。而且 在一定條件下，F(xiàn)e2+可與染料分子中含有孤對電子的基團(tuán)如-NH2、-NR2、-0H等絡(luò)合生成結(jié)構(gòu) 復(fù)雜的大分子絡(luò)合物，從而降低染料的水溶性，使染料溶液具有膠體性質(zhì)而易被混凝除去。 此外，形成的Fe3+水解產(chǎn)物本身也是很好的混凝劑，繼續(xù)與印染廢水中膠體污染物充分混 合，使膠體脫穩(wěn)從而絮凝沉淀。經(jīng)硫酸亞鐵的中和、氧化和混凝作用后，廢水pH值由12左右下降到7 9，水中 染料分子和懸浮顆粒物濃度等均有所降低，但色度、COD等均較高。本發(fā)明往廢水中適量加 入配置好的濃度約為78. 13g/L的高分子有機(jī)脫色劑溶液，高分子有機(jī)脫色劑去除印染廢 水中的活性、分散、還原和直接等染料所產(chǎn)生的色度，所述高分子有機(jī)脫色劑KW178。直接 染料含有-OH、-NH2, -N = N-等基團(tuán)，它與藥劑結(jié)合，形成氫鍵，或由范德華力吸附在KW178 分子中的基團(tuán)周圍；而活性染料分子中同樣含有活性基團(tuán)，如Cl—等，它可以與KW178分子 中的-OH、-NH2基團(tuán)反應(yīng)，形成共價鍵；同時各種活性染料分子中都含有-SO” -C00—，它們 作為帶負(fù)電荷基團(tuán)也能與KW178中的銨基陽離子起電中和作用，使廢水中的染料、中間體等與KW178形成大分子量的物質(zhì)。為了進(jìn)一步迅速沉淀上述大分子量物質(zhì)，本發(fā)明加入0. 41g/L的助凝劑陰離子聚 丙烯酰胺溶液，通過陰離子聚丙烯酰胺的吸附架橋和網(wǎng)捕作用，小的顆粒物質(zhì)不斷絮凝，形 成大的、沉降性能好的顆粒，隨后顆粒依靠自身重力作用快速沉降，達(dá)到去除印染廢水色度 和COD的目的。由上述說明可知本發(fā)明最為顯著的有益效果是在生化處理前進(jìn)行預(yù)處理，優(yōu)化了整個物化流程，經(jīng)本發(fā)明方案處理后，更大程度 去除C0D，調(diào)節(jié)pH值，降低生化負(fù)荷。本發(fā)明將硫酸亞鐵既作為污水絮凝劑、又利用其水解呈酸性的特性將其作為pH 調(diào)節(jié)劑，省去了后階段的加酸調(diào)節(jié)步驟；而隨后加入的脫色劑和助凝劑陰離子聚丙烯酰胺 可進(jìn)一步大幅度去除廢水色度和COD。實驗證明，處理前色度為500 2000稀釋倍數(shù)，呈黑 紅色，黑紫色，黑藍(lán)色，黑綠色等，COD為900 2000mg/L ；而處理后色度< 5稀釋倍數(shù)或清 澈透明；COD去除率>35%。本發(fā)明方法大大減弱了對生化階段的沖擊，減小了生化負(fù)荷， 降低了能耗，簡化廢水處理過程，提高了系統(tǒng)處理效率。本發(fā)明適應(yīng)面廣，對堿性廢水都適用，尤其適用于高色度廢水。


圖1本發(fā)明堿性印染廢水物化預(yù)處理系統(tǒng)示意圖
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明。實施例1印染廢水來自佛山市三水區(qū)大塘工業(yè)園某印染廠四個不同生產(chǎn)時段的廢水，均呈 深藍(lán)色，經(jīng)測定，廢水pH值為11 13，COD為1100 2800mg/L，色度2000倍左右，具體數(shù) 據(jù)見表1，分別取四個時段廢水各lOOmL，編號1、2、3和4。硫酸亞鐵、KW178、陰離子聚丙烯酰胺等試劑全部為市購產(chǎn)品。將工業(yè)用硫酸亞鐵、KW178、陰離子聚丙烯酰胺均用水溶解，攪拌，配制成濃度分別 為0. 25X 103g/L、78. 13g/L和0. 41g/L的溶液(其他濃度實驗不一一在此贅述，方法相同)， 然后將配制好的硫酸亞鐵溶液加入到印染廢水中，加入適量硫酸亞鐵溶液后，廢水的PH值 調(diào)節(jié)為7 9之間；再往印染廢水中加入濃度為78. 13g/L的脫色劑KW178溶液，反應(yīng)2 5分鐘后加入0. 41g/L的陰離子聚丙烯酰胺溶液。處理效果如下表1 :
5 由上表可見，使用本發(fā)明方法，廢水的COD和色度都有大幅度降低，可有效減輕生 化系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，有利于生化系統(tǒng)和出水水質(zhì)的穩(wěn)定。實施例2印染廢水來自佛山市三水區(qū)大塘工業(yè)園某印染廠四個不同時段的廢水，廢水均呈 紫紅色或褐色，經(jīng)測定，廢水pH值為12左右，COD為900 2100mg/L，色度500倍左右，具 體數(shù)據(jù)見表2，分別取四個時段廢水各IOOmL,且編號1、2、3和4。硫酸亞鐵、KW178、陰離子聚丙烯酰胺等試劑全部為市購產(chǎn)品。將工業(yè)用硫酸亞鐵、KW178、陰離子聚丙烯酰胺均用水溶解，攪拌，配制成濃度分別 為0. 25X 103g/L、78. 13g/L和0. 41g/L的溶液，然后將配制好的硫酸亞鐵溶液加入到印染 廢水中，加入適量硫酸亞鐵溶液，把廢水的PH值調(diào)節(jié)于7 9 ；再往印染廢水中加入適量 78. 13g/L的KW178溶液，反應(yīng)2 5分鐘后加入0. 41g/L的陰離子聚丙烯酰胺溶液。處理 效果如下表 2 由上表可見，使用本發(fā)明方法后，廢水的COD和色度都有大幅度降低，可有效減輕 生化系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，有利于生化系統(tǒng)和出水水質(zhì)的穩(wěn)定。實施例3印染廢水來自佛山市三水區(qū)大塘工業(yè)園某染整廠四個不同時段的廢水，呈黑色， 將測定，廢水PH值為12 14，COD為2200 3000mg/L，色度2000倍左右，具體數(shù)據(jù)見表 3，分別取四個時段廢水各IOOmL,且編號1、2、3和4。硫酸亞鐵、KW178、陰離子聚丙烯酰胺等試劑全部為市購產(chǎn)品。將工業(yè)用硫酸亞鐵、KW178、陰離子聚丙烯酰胺均用水溶解，攪拌，配制成濃度分別為0. 25X 103g/L、78. 13g/L和0. 41g/L的溶液，然后將配制好的硫酸亞鐵溶液加入到印染 廢水中，加入適量硫酸亞鐵溶液后，廢水的PH值調(diào)節(jié)于7 9 ；再往印染廢水中加入適量 78. 13g/L的KW178溶液，反應(yīng)2分鐘左右后加入0. 41g/L的陰離子聚丙烯酰胺溶液。處理 效果如下表3 由上表可見，使用本發(fā)明方法，廢水的COD和色度都有大幅度降低，可有效減輕生 化系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，有利于生化系統(tǒng)和出水水質(zhì)的穩(wěn)定。實施例4本發(fā)明提供一種堿性印染廢水物化預(yù)處理系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖見附圖1所示。系統(tǒng)包括緩沖池2和沉淀池6，池2與池6之間是加藥溝11，池和加藥溝11的結(jié) 構(gòu)同現(xiàn)有常規(guī)的廢水處理池和溝；本系統(tǒng)在緩沖池2和沉淀池6之間依次設(shè)置有硫酸亞鐵 滴加口 8、脫色劑滴加口 9、助凝劑滴加口 10。系統(tǒng)還包括硫酸亞鐵(FeSO4)池3、脫色劑池4和助凝劑池5，池3、4或5都配置有 攪拌裝置。池3、4和5分別設(shè)置有導(dǎo)管，導(dǎo)管上配有閥門12、13、14以控制硫酸亞鐵溶液、 脫色劑和助凝劑的滴加量。廢水通過管道由1處進(jìn)入緩沖池2經(jīng)緩沖后流入加藥溝11，經(jīng)過硫酸亞鐵滴加口 8滴加硫酸亞鐵溶液反應(yīng)后，液體流經(jīng)脫色劑滴加口 9，反應(yīng)后流經(jīng)助凝劑滴加口 10，自流 至沉淀池6進(jìn)行固液分離，隨后上清液通過管道7進(jìn)入調(diào)節(jié)池(常規(guī)調(diào)節(jié)池，圖中未標(biāo)示)， 由調(diào)節(jié)池進(jìn)入生化處理工序段。實施例5本實施例應(yīng)用實施例4所示系統(tǒng)進(jìn)行印染廢水的預(yù)處理。印染廢水取自佛山市三水區(qū)大塘工業(yè)園某棉紗廠四個不同時段的廢水，水體呈紅 色或黃綠色，經(jīng)測定，廢水PH值為9 11，COD為1100 2000mg/L，色度400倍左右(具 體數(shù)據(jù)見下表)，具體數(shù)據(jù)見表4，分別取四個時段廢水各IOOmL,且編號1、2、3和4。硫酸亞鐵、KW178、陰離子聚丙烯酰胺等試劑全部為市購產(chǎn)品。配制工業(yè)用硫酸亞鐵、KW178、陰離子聚丙烯酰胺水溶液，攪拌，濃度分別為 0. 25X 103g/L、78. 13g/L和0. 41g/L，分別置于硫酸亞鐵(FeSO4)池3、脫色劑池4和助凝劑 池5，在導(dǎo)管上配閥門12、13、14以控制硫酸亞鐵溶液、脫色劑和助凝劑的滴加量。印染廢水通過管道由1處進(jìn)入緩沖池2經(jīng)緩沖后流入加藥溝11，經(jīng)過硫酸亞鐵滴 加口 8滴加硫酸亞鐵溶液反應(yīng)后，廢水的pH值調(diào)節(jié)為7 9之間；液體流經(jīng)脫色劑滴加口
79，滴加脫色劑與廢水反應(yīng)2 5分鐘后水流流經(jīng)助凝劑滴加口 10，反應(yīng)后水流自流至沉淀 池6進(jìn)行固液分離，隨后上清液通過管道7進(jìn)入調(diào)節(jié)池，由調(diào)節(jié)池進(jìn)入生化處理工序段。處理效果如表4 表 權(quán)利要求
一種堿性印染廢水物化預(yù)處理方法，其特征在于包括以下步驟(1)往堿性印染廢水中加入硫酸亞鐵水溶液，調(diào)節(jié)廢水pH值；(2)往步驟(1)處理的體系中加入高分子有機(jī)脫色劑溶液進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后加入助凝劑溶液；(3)將經(jīng)步驟(2)處理后的體系靜置，通過自然沉降進(jìn)行固液分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿性印染廢水物化預(yù)處理方法，其特征在于所述步驟(1)所 述硫酸亞鐵的濃度為0. 25X 103g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿性印染廢水物化預(yù)處理方法，其特征在于所述pH值調(diào)節(jié)為 7 9。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿性印染廢水物化預(yù)處理方法，其特征在于所述步驟(2)所 述高分子有機(jī)脫色劑為KW178。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的堿性印染廢水物化預(yù)處理方法，其特征在于所述KW178的濃 度為 78. 13g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿性印染廢水物化預(yù)處理方法，其特征在于加入高分子有機(jī) 脫色劑后的反應(yīng)時間為2 5分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿性印染廢水物化預(yù)處理方法，其特征在于步驟(2)所述助 凝劑為陰離子聚丙烯酰胺溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的堿性印染廢水物化預(yù)處理方法，其特征在于所述陰離子聚丙 烯酰胺濃度為0. 41g/L。
9.一種堿性印染廢水物化預(yù)處理系統(tǒng)，包括通過加藥溝(11)相連接的緩沖池(2)和沉 淀池(6)，其特征在于在緩沖池(2)和沉淀池(6)之間依次設(shè)置有硫酸亞鐵滴加口(8)、脫 色劑滴加口(9)和助凝劑滴加口(10)；所述硫酸亞鐵滴加口(8)、脫色劑滴加口(9)和助凝 劑滴加口(10)分別通過導(dǎo)管連接硫酸亞鐵池(3)、脫色劑池(4)和助凝劑池(5)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種堿性印染廢水物化預(yù)處理方法和系統(tǒng)。本發(fā)明首先往廢水中加入硫酸亞鐵溶液與廢水進(jìn)行酸堿中和和氧化還原反應(yīng)，然后再加入高分子有機(jī)脫色劑和助凝劑處理后進(jìn)行固液分離。本發(fā)明在預(yù)處理階段通過物化處理去除大部分的色度和COD，降低水溶性難生化物質(zhì)的含量，大大降低廢水堿度，減弱對生化階段的沖擊和減小生化負(fù)荷，降低能耗，從而簡化廢水后續(xù)處理過程，提高處理效率。
文檔編號C02F9/04GK101891319SQ20101022655
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
發(fā)明者姚穎, 康巨雷, 張斐然, 袁勇, 鄧麗芳 申請人:佛山市三水區(qū)大塘污水處理有限公司