一種組合法處理印染廢水工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種組合法處理印染廢水工藝，包括預處理工藝和組合處理工藝。預處理工藝包括調(diào)節(jié)曝氣流程和中和混凝沉淀流程，廢水經(jīng)過調(diào)節(jié)曝氣、中和混凝沉淀的預處理，再進入微波+光電催化+工業(yè)廢渣過濾吸附進行組合處理，此工藝能有效地降解印染廢水中的難降解有機物等污染物，提高廢水的處理效果，處理后的廢水基本可以滿足重復利用的要求。本發(fā)明有效地解決了目前處理印染廢水的有關(guān)難題(特別是集中工業(yè)園區(qū)混合印染廢水，污染物成分復雜、生物可降解性低下、脫色難度大)，提供了一種高效地處理工藝，處理效果穩(wěn)定，生產(chǎn)運行成本低，操作運行簡便。
【專利說明】一種組合法處理印染廢水工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬水處理領(lǐng)域，具體地說，涉及一種組合法處理印染廢水工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是世界紡織印染工業(yè)第一大國，而紡織印染行業(yè)又是工業(yè)廢水排放大戶，約占整個工業(yè)廢水排放量的35%。據(jù)不完全統(tǒng)計，印染廠每加工IOOm織物，會產(chǎn)生3~5t廢水。印染廢水由于含有纖維原料本身的夾帶物以及加工過程中使用的漿料、油劑、染料和化學助劑等，已成為危害最大的難以治理的重要污染源。隨著現(xiàn)代染料、助劑的化學性質(zhì)朝著抗氧化、抗光化、抗生化方向的發(fā)展，使得印染廢水的治理更加復雜。目前，印染廢水處理方法常用的有物理化學處理法、化學處理法、生物處理法以及這3種方法的組合。物理化學處理法有:吸附法、膜分離法。化學處理法有:混凝法、氧化法。生物處理法有:好氧處理法、厭氧處理法、厭氧——好氧聯(lián)合處理法、高效降解菌法。這些方法很少單獨使用，一般幾種方法聯(lián)合應用?；炷ㄊ悄壳笆谷玖蠌U水脫色最經(jīng)濟、最有效的方法之一。常用的混凝劑有無機低分子混凝劑、無機高分子混凝劑、有機高分子混凝劑和微生物絮凝劑等。近年來，大量的實驗研究表明無機高分子混凝劑的混凝效果一般要優(yōu)于傳統(tǒng)的鐵鹽和鋁鹽混凝劑，廣泛地應用于印染廢水處理中。同時，有機混凝劑特別是人工合成的高分子混凝劑應用也日益廣泛。但混凝法存在藥劑投加量大，成本較高，產(chǎn)生的固體廢物較多等問題。
[0003]本發(fā)明就是針對上述問題提供一種印染廢水的處理方法，該方法工藝簡單、脫色效果好、COD去除率較高，處理廢水過程中產(chǎn)生的污泥和殘渣可綜合利用為建筑材料，處理后的廢水能達到重復利用的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一種組合法處理印染廢水工藝，它包括預處理工藝和組合處理工藝。預處理階段包括調(diào)節(jié)曝氣流程和中和混凝沉淀流程，廢水經(jīng)過預處理后，再進入微波+光電催化+工業(yè)廢渣過濾吸附進行組合處理，此工藝能有效地降解印染廢水中的難降解有機物等污染物，提高廢水的處理效果，處理后的廢水基本可以滿足重復利用的要求。
[0005]預處理工藝包括調(diào)節(jié)曝氣流程和中和混凝沉淀流程，調(diào)節(jié)曝氣流程采用充氧曝氣池，曝氣池控制曝氣強度2-4m3/m2.h，以使各類工業(yè)廢水和印染廢水充分均和；中和混凝沉淀流程采用中和混凝沉淀池，在中和區(qū)采用計量閥投加片堿調(diào)節(jié)PH值，控制pH值為8~10，后續(xù)投加0.5% PAC進行混凝，此外還投加陽離子有機脫色劑投加量3-6mg/L。陽離子有機脫色劑為二甲基二烯丙基氯化銨聚合物(PD M D AA C)，后續(xù)投加濃度為0.5%的PAC進行混凝，此外還投加陽離子有機脫色劑且投加量為3~6mg/L ;通過預處理工藝可以去除印染廢水中的大顆粒懸浮物和部分有機物。
[0006]組合法處理工藝是通過微波+光電催化+工業(yè)廢渣過濾吸附進行組合處理。組合處理工藝分為三個主要階段:
[0007]1、微波誘導強化階段:在此階段廢水流經(jīng)微波誘導池進行誘導強化處理。其微波強化誘導作用機理是:當印染廢水置于微波場中時，高頻微波電磁場使液相中的極性分子高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生熱效應，從而改變體系的熱力學焓值，同時也降低反應的活化能和分子的化學鍵強度。一方面微波作用產(chǎn)生的熱效應與非熱效應大大強化了活性自由基.0Η對廢水中難降解有機物的氧化，并使其溶解性及可催化性能改變；另一方面液相體系中的固相微粒在微波場中能迅速匯聚沉降分離。廢水微波輻射lmin，微波輻射功率為1.2kw。
[0008]2、光電催化階段:廢水經(jīng)微波誘導強化處理后進入光電催化反應器。本階段采用電解-光催化氧化協(xié)同法，使用TiO2膜光電極，在正負電極之間施加陽極偏電壓，使光致催化劑產(chǎn)生的電子更易離開TiO2膜光電極表面，減少電子與空穴的湮滅，提高TiO2的光催化量子效率，可大量減少催化劑回收過程。電流密度40mA/cm2、光照距離為4~8cm、光電催化反應時間0.5~1.5h。與此同時利用半導體材料作光催化劑，在UV光輻照下，產(chǎn)生電子——空穴對，生成具有氧化能力的高活性自由基.0H，引發(fā)氧化還原反應，加速廢水中有機物的降解，無二次污染。在電解、光催化、光電催化三種方式協(xié)同作用染料廢水中COD的過程中，光電催化氧化過程中COD的去除速率要高于光催化氧化過程和電解降解過程，這是因為在光催化過程中產(chǎn)生的電子與空穴后，電子與空穴的復合幾率較高，而光電催化中，外加在Ti02/Ti薄膜陽極偏電壓能夠形成定向電場，轉(zhuǎn)移走光生電子，減小電子一空穴復合幾率，提高.0Η的產(chǎn)率，進而加快了有機物的降解速率。另外，UV光照射對電化學氧化產(chǎn)生促進作用，在電解反應過程中添加的電解質(zhì)NaCl會在陽極電解反應產(chǎn)生HC10，其在吸收紫外線的能量后會分解為*C1和.0Η，加快有機物的降解速率。從實際使用的效果來看，在光電催化氧化降解過程中，有著良好的光電協(xié)同作用。
[0009]經(jīng)微波處理后的廢水再經(jīng)過光催化氧化和電化學法協(xié)同處理，此組合處理工藝的作用可以將印染廢水中的污染物降解為二氧化碳、水和簡單有機物，并具有常溫常壓下進行反應的優(yōu)點。微波 誘導處理的作用是改善和強化廢水的后續(xù)光電催化處理的效率，有利于后續(xù)的光電催化處理。微波誘導強化處理是一種高級誘導技術(shù)，它是基于印染廢水中的難降解有機物等對微波具有很強的吸收能力，其表面的點位能與微波發(fā)生強烈的作用而使得某些表面點位快速加熱至很高的溫度，可以將吸附到這些點位及附近的有機物高溫礦化分解，因而具有快速處理難降解有機污染物的優(yōu)點，同時，極性介質(zhì)在微波作用下通過離子遷移和極性分子的旋轉(zhuǎn)使分子運動，被作用物質(zhì)的分子從相對靜態(tài)瞬間轉(zhuǎn)變成動態(tài)，高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生內(nèi)加熱效應。
[0010]此外微波誘導作用能降低化學反應活化能，改變化學反應的動力學性能，因此非常有利于后續(xù)的電解一光催化反應的進行，對光電催化作用具有較強的協(xié)同和強化作用。
[0011]3、廢水過濾吸附階段:采用工業(yè)廢棄的沸石和礦渣作為吸附材料，對前面處理的廢水再進入工業(yè)廢渣過濾和吸附處理，進一步對廢水進行深度處理，處理后的廢水可以滿足重復利用的要求。
[0012]本發(fā)明首次設計了多種處理手段和工藝的組合處理方法，一次性投藥、投藥量少、產(chǎn)生的固體廢物較少，工藝簡單、COD去除率較高、脫色效果好，適用于各種印染廢水的處理，且處理后的廢水能達到廢水回用的要求。特別是對原水濃度較高的染料廢水(初始濃度為C0Dcr2000~3000mglL，色度200~1000倍)進行處理，可取得較理想的效果?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0013]附圖是本發(fā)明的一種組合法處理印染廢水工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明
[0015]見前述處理工藝可以對廢水進行進一步的處理，不僅可以做到達標排放，而且可以直接回用。
[0016]廢水處理前后的數(shù)據(jù)請見下表:
[0017]
【權(quán)利要求】
1.一種組合法處理印染廢水工藝，其特征在于，它包括預處理工藝和組合法處理工藝；所述預處理工藝包括調(diào)節(jié)曝氣流程和中和混凝沉淀流程，調(diào)節(jié)曝氣流程采用充氧曝氣池，曝氣池控制曝氣強度2-4m3/m2.h，以使各類工業(yè)廢水和印染廢水充分均和；中和混凝沉淀流程采用中和混凝沉淀池，在中和區(qū)采用計量閥投加片堿調(diào)節(jié)PH值，控制pH值為8~10，后續(xù)投加濃度為0.5%的PAC進行混凝，此外還投加陽離子有機脫色劑且投加量為3~6mg/L ;通過預處理工藝可以去除印染廢水中的大顆粒懸浮物和部分有機物。 所述組合法處理工藝是通過微波+光電催化+工業(yè)廢渣過濾吸附進行組合處理。組合處理工藝分為三個主要階段: (1)微波誘導強化階段:在此階段廢水流經(jīng)微波誘導池進行誘導強化處理。其微波強化誘導作用機理是:當印染廢水置于微波場中時，高頻微波電磁場使液相中的極性分子高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生熱效應，從而改變體系的熱力學焓值，同時也降低反應的活化能和分子的化學鍵強度。一方面微波作用產(chǎn)生的熱效應與非熱效應大大強化了活性自由基.ΟΗ對廢水中難降解有機物的氧化，并使其溶解性及可催化性能改變；另一方面液相體系中的固相微粒在微波場中能迅速匯聚沉降分離。 (2)光電催化階段:廢水經(jīng)微波誘導強化處理后進入光電催化反應器。本階段采用電解-光催化氧化協(xié)同法，使用TiO2膜光電極，在正負電極之間施加陽極偏電壓，使光致催化劑產(chǎn)生的電子更易離開TiO2膜光電極表面，減少電子與空穴的湮滅，提高TiO2的光催化量子效率，可大量減少催化劑回收過程。與此同時利用半導體材料作光催化劑，在UV光輻照下，產(chǎn)生電子——空穴對，生成具有氧化能力的高活性自由基.0Η，引發(fā)氧化還原反應，加速廢水中有機物的降解，無二次污染。在電解、光催化、光電催化三種方式協(xié)同作用染料廢水中COD的過程中，光電催化氧化過程中COD的去除速率要高于光催化氧化過程和電解降解過程，這是因為在光催化過程中產(chǎn)生的電子與空穴后，電子與空穴的復合幾率較高，而光電催化中，外加在Ti02/Ti薄膜陽極偏電壓能夠形成定向電場，轉(zhuǎn)移走光生電子，減小電子——空穴復合幾率，提高.0Η的產(chǎn)率，進而加快了有機物的降解速率。另外，UV光照射對電化學氧化產(chǎn)生促進作用，在電解反應過程中添加的電解質(zhì)NaCl會在陽極電解反應產(chǎn)生hcio，其在吸收紫外線的能量 后會分解為.α和.0Η，加快有機物的降解速率。從實際使用的效果來看，在光電催化氧化降解過程中，有著良好的光電協(xié)同作用。 經(jīng)微波處理后的廢水再經(jīng)過光催化氧化和電化學法協(xié)同處理，此組合處理工藝的作用可以將印染廢水中的污染物降解為二氧化碳、水和簡單有機物，并具有常溫常壓下進行反應的優(yōu)點。微波誘導處理的作用是改善和強化廢水的后續(xù)光電催化處理的效率，有利于后續(xù)的光電催化處理。微波誘導強化處理是一種高級誘導技術(shù)，它是基于印染廢水中的難降解有機物等對微波具有很強的吸收能力，其表面的點位能與微波發(fā)生強烈的作用而使得某些表面點位快速加熱至很高的溫度，可以將吸附到這些點位及附近的有機物高溫礦化分解，因而具有快速處理難降解有機污染物的優(yōu)點，同時，極性介質(zhì)在微波作用下通過離子遷移和極性分子的旋轉(zhuǎn)使分子運動，被作用物質(zhì)的分子從相對靜態(tài)瞬間轉(zhuǎn)變成動態(tài)，高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生內(nèi)加熱效應。 此外微波誘導作用能降低化學反應活化能，改變化學反應的動力學性能，因此非常有利于后續(xù)的電解——光催化反應的進行，對光電催化作用具有較強的協(xié)同和強化作用。 (3)廢水過濾吸附階段:經(jīng)過前面處理的廢水再進入工業(yè)廢渣過濾和吸附處理，進一步對廢水進行深度處理，處理后的廢水可以滿足重復利用的要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其預處理特征是:在廢水調(diào)節(jié)池中曝氣流程采用充氧曝氣池，曝氣池控制曝氣強度2~4m3/m2.h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的方法，其預處理特征是:在中和區(qū)采用計量閥投加片堿調(diào)節(jié)PH值，控制pH值為8~10，后續(xù)投加0.5% PAC進行混凝，此外還投加陽離子有機脫色劑投加量3-6mg/L。陽離子有機脫色劑為二甲基二烯丙基氯化銨聚合物(PD M D AA C)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其組合處理階段的特征是:在預處理階段后，對廢水微波輻射lmin，微波輻射功率為1.2kw。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和4所述的方法，其組合處理階段的特征是:所用光催化的光源為紫外燈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、4和5所述的方法，其特征是:其光電催化的電極材料為TiO2膜光電極，電流密度40mA/cm2、光照距離為4~8cm、光電催化反應時間0.5~1.5h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，廢水過濾吸附階段采用的過濾吸附材料為工業(yè)廢棄的沸石和礦渣。
【文檔編號】C02F1/30GK103570165SQ201210271454
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月1日
【發(fā)明者】郭世平, 喻小平, 徐晶晶 申請人:湖北川東環(huán)保能源開發(fā)有限公司