一種印染廢水稀土催化氧化處理裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種印染廢水稀土催化氧化處理裝置及方法。所述的印染廢水稀土催化氧化處理裝置，其特征在于，包括反應(yīng)池，所述的反應(yīng)池中設(shè)有網(wǎng)格隔板以及設(shè)于網(wǎng)格隔板下方的曝氣裝置，所述網(wǎng)格隔板上設(shè)有催化氧化反應(yīng)球或催化氧化反應(yīng)袋；所述的反應(yīng)池的側(cè)壁設(shè)有進(jìn)水口和出水口，所述進(jìn)水口位于曝氣裝置和網(wǎng)格隔板之間，所述的出水口位于催化氧化反應(yīng)球或催化氧化反應(yīng)袋上方。采用本發(fā)明裝置，對高濃度難降解有機(jī)廢水具有較高的COD去除率。
【專利說明】一種印染廢水稀土催化氧化處理裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種紡織染整行業(yè)高濃度難降解、高堿度有機(jī)廢水處理方法，特別是一種適用于PH13-14范圍內(nèi)的退漿廢水，煮練廢水以及二者混合的多種高濃度難降解有機(jī)廢水，不需調(diào)節(jié)PH值，直接處理的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]我國是世界紡織第一大國，產(chǎn)量已占世界60%，紡織工業(yè)中印染行業(yè)是技術(shù)含量最高、必不可少的中間行業(yè)，但也是能耗較高，污染物、特別是廢水排放量最大的行業(yè)，在我國工業(yè)行業(yè)中水污染排放是僅次于造紙行業(yè)，位居第二，是國家環(huán)保部重點(diǎn)控制的二大行業(yè)之一。印染廢水是高濃度有機(jī)廢水，處理難度較大，同時由于印染行業(yè)主要分布在東南沿海5省，廢水排放高度集中，污染問題更為突出。
[0003]要提升和發(fā)展我國紡織工業(yè)，印染行業(yè)的節(jié)能減排是關(guān)鍵。解決這一問題的根本辦法是:
[0004]1、從源頭上實(shí)施清潔生產(chǎn)，，使單位產(chǎn)品的排污量減少，包括廢水量和污染物數(shù)量，這是一個需要時間并且是順序漸進(jìn)的過程；
[0005]2、通過廢水處理后達(dá)到回用，以減少排污總量，這里的難度是回用水質(zhì)必須符合工藝要求，特別是色差、色牢度等；同時處理后必然有少量濃廢水，如何達(dá)標(biāo)排放？例如膜技術(shù)、離子交換技術(shù)等完全可以將廢水處理到回用水平，但是運(yùn)行費(fèi)用偏高，更重要的是這二種方法實(shí)質(zhì)是分離方法，而不是處理方法，分離后淡水水質(zhì)回用沒有問題，但必然產(chǎn)生一定量的濃液，超過排放標(biāo)準(zhǔn)，如何進(jìn)一步處理使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)是一難題。從印染工藝分析，主要分為前處理(煮練、退漿、堿減量和精煉等)和印染(染色和印花)二部分，前處理水量一般占總量的40% -45%, COD負(fù)荷卻占50% -55% ;染色和印花水量占55% -60%,COD負(fù)荷占45%-50%。他們的共同特點(diǎn)是:第一道是最濃水，污染物幾乎全部集中在這里，后面是3-4道漂洗，濃度很低，如果將全部廢水混合在一起，處理達(dá)標(biāo)可以，但是回用很難，甚至于不可能。因為大量鹽類在一般方法中是無法去除的；所以必須清濁分流，將第一道濃廢水(通常COD = 5000mg/l-20000mg/l)集中，處理后使達(dá)到排入集中污水處理廠的接管標(biāo)準(zhǔn)(即COD ( 200mg/l);其余水量占80% -90%的淡廢水(通常COD = 300mg/l-400mg/I ;如針織廢水更低)，經(jīng)處理后回用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種印染廢水稀土催化氧化處理方法，利用稀土元素生產(chǎn)廠的廢渣，研制混合稀土催化劑并應(yīng)用于印染行業(yè)高濃度、高堿度和難降解的退漿、煮練廢水的處理。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種印染廢水稀土催化氧化處理裝置，其特征在于，包括反應(yīng)池，所述的反應(yīng)池中設(shè)有網(wǎng)格隔板以及設(shè)于網(wǎng)格隔板下方的曝氣裝置，所述網(wǎng)格隔板上設(shè)有催化氧化反應(yīng)球或催化氧化反應(yīng)袋；所述的反應(yīng)池的側(cè)壁設(shè)有進(jìn)水口和出水口，所述進(jìn)水口位于曝氣裝置和網(wǎng)格隔板之間，所述的出水口位于催化氧化反應(yīng)球或催化氧化反應(yīng)袋上方；所述的催化氧化反應(yīng)球或催化氧化反應(yīng)袋的制備方法為:將稀土生產(chǎn)廠的廢渣或低品位含稀土的礦泥，其混合稀土氧化物含量為2% _30%，在所述的廢渣或礦泥中加入0.15%-0.15%的銅屑，將所得的混合物與硅酸鹽按1: 0.5?1: 3的重量比混合，加水調(diào)成無流動性的糊狀，靜置固化24h-48h，得到混合稀土催化劑；將混合稀土催化劑分散成粒徑為2-10mm，將粒徑為2_10mm的混合稀土催化劑、粒徑為3_10毫米的焦炭及粒徑為3-15mm的生鐵按重量比例為1: 5: 100到1: 10: 300混合，得到混合稀土-鐵-碳催化氧化劑，將混合稀土 -鐵-碳催化氧化劑裝于反應(yīng)球或反應(yīng)袋中，得到催化氧化反應(yīng)球或催化氧化反應(yīng)袋。
[0008]優(yōu)選地，所述的反應(yīng)球上設(shè)有多個孔，孔的直徑為1.0-1.5毫米，所述的反應(yīng)袋為60目-120目滌綸或錦綸絲網(wǎng)袋，裝填的體積容量為30% -50%。
[0009]優(yōu)選地，所述的曝氣裝置包括外徑為1cm?30cm、內(nèi)徑為6cm?20cm、平均孔徑為0.05 μ m—0.5 μ m的聚乙烯管曝氣棒。
[0010]優(yōu)選地，所述的混合稀土-鐵-碳催化氧化劑與廢水的體積比例為1: 4—1: 10。
[0011]本發(fā)明還提供了一種廢水稀土催化氧化處理方法，其特征在于，將COD為SOOOmg/L?50000mg/L、pH為13-14的濃有機(jī)廢水，不需調(diào)節(jié)pH值，直接從進(jìn)水口輸入上述的印染廢水稀土催化氧化處理裝置中進(jìn)行曝氣處理；靜止自然沉降分離得到出水或加XSD-1陽離子型促進(jìn)劑0.015% -003%，曝氣反應(yīng)0.5h?2h后，加入混凝劑進(jìn)行混凝反應(yīng)，分離得到出水，COD去除率達(dá)50%—70%。進(jìn)水流量根據(jù)廢水濃度、難降解程度和處理后的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般以反應(yīng)停留時間計算。
[0012]當(dāng)原水COD小于10000mg/L，所得的出水的COD小于200mg/L。
[0013]優(yōu)選地，還包括將COD為300mg/L?650mg/L的淡有機(jī)廢水不需調(diào)節(jié)pH值，直接加入上述的印染廢水稀土催化氧化處理裝置中在曝氣的條件下進(jìn)行稀土催化氧化0.5h?
1.5h，反應(yīng)后移出印染廢水稀土催化氧化處理裝置，加入混凝劑進(jìn)行混凝反應(yīng)，再采用添加稀土生物催化氧化活性污泥的平板膜MBR進(jìn)行處理，得到COD為15mg/L?25mg/L的出水。
[0014]更優(yōu)選地，所述的稀土生物催化氧化活性污泥的制備方法為:將稀土氧化物和活性炭按重量比為1:1到1: 4攪拌混合，將所得混合物與活性污泥按比例1-5:: 100混合得到稀土生物催化氧化活性污泥。
[0015]優(yōu)選地，所述的曝氣的氣水比為12: I到30: 1，曝氣反應(yīng)2_36h。反應(yīng)時間取決于廢水COD高低和堿度高低，反應(yīng)結(jié)束后pH自動趨于9-11。
[0016]所述的廢渣符合國家標(biāo)準(zhǔn)“GB 18871-2002電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)”附錄豁免條件。
[0017]本發(fā)明在申請?zhí)枮?01310003879.0的中國專利“混合稀土-銅-鐵-碳催化氧化法處理高濃度難降解有機(jī)廢水”的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，提出了適用于退漿、煮練廢水稀土催化氧化處理裝置和方法。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0019]1、本發(fā)明不需調(diào)節(jié)PH值，可直接處理，大大擴(kuò)充了應(yīng)用范圍，一般pH低反應(yīng)速度較快，即催化反應(yīng)速度更快。COD去除率較高，在35% —65%之間。
[0020]2、本發(fā)明米用平均孔徑為0.05 μ m—0.5 μ m、外徑10cm-30cm,,內(nèi)徑6cm_20cm的聚乙烯管子，直接采用空氣泵或壓力空氣，曝氣，對高濃度有機(jī)廢水有較好的去除作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為印染廢水稀土催化氧化處理裝置示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]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)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0023]實(shí)施例1
[0024]如圖1所示，為印染廢水稀土催化氧化處理裝置示意圖，所述的印染廢水稀土催化氧化處理裝置包括反應(yīng)池1，所述的反應(yīng)池I中設(shè)有網(wǎng)格隔板2以及設(shè)于網(wǎng)格隔板2下方的曝氣裝置3,所述的曝氣裝置備包括外徑為10cm、內(nèi)徑為6cm、平均孔徑為0.05 μ m的聚乙烯管曝氣棒，壓縮空氣7通入曝氣裝置進(jìn)行曝氣。所述網(wǎng)格隔板2上設(shè)有催化氧化反應(yīng)袋；所述的反應(yīng)池I的側(cè)壁設(shè)有進(jìn)水口 4和出水口 5，所述進(jìn)水口 4位于曝氣裝置3和網(wǎng)格隔板2之間，所述的出水口 5位于催化氧化反應(yīng)袋上方；所述的催化氧化反應(yīng)袋的制備方法為:將稀土生產(chǎn)廠的廢渣，其混合稀土氧化物(主要為氧化鈰，約占氧化稀土的70%，其他有氧化鑭、氧化釹等輕稀土氧化物)含量為15wt%，0.1m處輻射劑量小于3 μ sv，在所述的廢渣中加入0.lwt%的銅屑，將所得的混合物與硅酸鈉按1: 2的重量比混合，分次慢慢加水調(diào)成無流動性的糊狀，靜置固化24h，得到混合稀土催化劑，其0.1m處輻射劑量小于
0.3 μ sv ;將混合稀土催化劑分散成粒徑為2-10mm，將粒徑為2_10mm的混合稀土催化劑、粒徑為3-10毫米的焦炭及粒徑為3-15mm的生鐵按重量比例為1: 5: 100混合，得到混合稀土 -鐵-碳催化氧化劑，將混合稀土 -鐵-碳催化氧化劑裝于反應(yīng)袋中，所述的反應(yīng)袋為60目錦綸絲網(wǎng)袋中，裝填的體積容量為30%，得到催化氧化反應(yīng)袋。
[0025]實(shí)施例2
[0026]某印染廠專門生產(chǎn)出口窗簾布其前處理精煉廢水水量占總排水量的8%，COD濃度平均10000mg/L，堿性，PH13-14，不需調(diào)節(jié)pH值，直接從進(jìn)水口輸入實(shí)施例1所述的印染廢水稀土催化氧化處理裝置中進(jìn)行曝氣處理，曝氣的氣水比為20: 1，曝氣反應(yīng)4h，混合稀土-鐵-碳催化氧化劑與廢水的體積比例為1: 4，反應(yīng)結(jié)束后pH自動趨于9-11，移出印染廢水稀土催化氧化處理裝置到另一反應(yīng)池，加XSD-1促進(jìn)劑(上海希孫環(huán)境科技有限公司)0.030wt%，曝氣I小時，用普通混凝劑堿式氯化鋁10ppm和陰離子PAM助凝劑Ippm進(jìn)行混凝分離即可達(dá)到COD小于200mg/L( —般在160mg/l—190mg/l),出水符合GB4287-2013 “紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中排入集中污水處理廠要求；
[0027]將稀土氧化物(主要為氧化鈰，約占氧化稀土的70%，其他有氧化鑭、氧化釹等輕稀土氧化物)和活性炭按比例0.2%: 1%攪拌混合，將所得混合物與活性污泥按比例I:: 100混合得到稀土生物催化氧化活性污泥，需經(jīng)攪拌3h，靜止2h，會發(fā)生分層，這樣反復(fù)直至形成均勻的污泥。對低濃度廢水處理能提高8% -20%的效率。
[0028]將該廠的占水量92%的淡混合廢水，COD為370mg/L-400mg/L，不需調(diào)節(jié)pH值，直接從進(jìn)水口輸入實(shí)施例1所述的印染廢水稀土催化氧化處理裝置中進(jìn)行曝氣處理，曝氣的氣水比為20: 1，曝氣反應(yīng)2h，移出印染廢水稀土催化氧化處理裝置，加入普通混凝劑堿式氯化招300ppm和陰離子PAM助凝劑5ppm進(jìn)行混凝分離即可達(dá)到COD為50mg/l?60mg/l,再采用高效平板膜MBR進(jìn)行處理，其污泥采用上述的稀土生物催化氧化活性污泥，出水COD穩(wěn)定在15mg/l-25mg/l。平均值20mg/l,透明度大于30厘米,無色達(dá)到回用要求,經(jīng)廠方質(zhì)檢部門連續(xù)幾個月檢驗，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到要求，日曬色牢度穩(wěn)定在5級，回用率達(dá)到90%。
[0029]實(shí)施例2
[0030]某印染廠主要印染坯布為滌綸布，染料以分散染料為主，其混合廢水濃度COD在1200mg/l，而退漿、煮練混合廢水COD在10000mg/l，PH13，經(jīng)清濁分流將退漿、煮練混合廢水單獨(dú)引出，不需調(diào)節(jié)PH值，直接從進(jìn)水口輸入實(shí)施例1所述的廢水稀土催化氧化處理裝置中進(jìn)行曝氣處理，曝氣的氣水比為20: I，曝氣反應(yīng)8h，混合稀土-鐵-碳催化氧化劑與廢水的體積比例為1: 10反應(yīng)結(jié)束后pH自動趨于9-11，到另一反應(yīng)池，靜止自然沉降分離得到出水，COD ( 200mg/l，接到集中污水處理廠排放。
[0031]將稀土氧化物(主要為氧化鈰，約占氧化稀土的70%，其他有氧化鑭、氧化釹等輕稀土氧化物)和活性炭按比例0.2%:1:攪拌混合，將所得混合物與活性污泥按比例I:: 100混合得到稀土生物催化氧化活性污泥。需經(jīng)攪拌3h，靜止2h，會發(fā)生分層，這樣反復(fù)直至形成均勻的污泥。對低濃度廢水處理能提高8% -20%的效率。
[0032]將該廠的COD為400mg/l的淡廢水，不需調(diào)節(jié)pH值，直接從進(jìn)水口輸入輸入實(shí)施例I所述的印染廢水稀土催化氧化處理裝置進(jìn)行曝氣處理，曝氣的氣水比為20: 1，曝氣反應(yīng)lh，用普通混凝劑堿式氯化鋁300ppm和陰離子PAM助凝劑5ppm進(jìn)行混凝進(jìn)行混凝分離即可達(dá)到COD為50mg/l?60mg/l，再采用高效平板膜MBR進(jìn)行處理，其污泥采用上述的稀土生物催化氧化活性污泥，出水COD穩(wěn)定在15mg/l-25mg/l。平均值20mg/l,透明度大于30厘米，無色達(dá)到回用要求，回用率達(dá)到85%。
【權(quán)利要求】
1.一種印染廢水稀土催化氧化處理裝置，其特征在于，包括反應(yīng)池(I)，所述的反應(yīng)池(I)中設(shè)有網(wǎng)格隔板⑵以及設(shè)于網(wǎng)格隔板⑵下方的曝氣裝置(3)，所述網(wǎng)格隔板(2)上設(shè)有催化氧化反應(yīng)球或催化氧化反應(yīng)袋；所述的反應(yīng)池(I)的側(cè)壁設(shè)有進(jìn)水口(4)和出水口(5)，所述進(jìn)水口⑷位于曝氣裝置(3)和網(wǎng)格隔板(2)之間，所述的出水口(5)位于催化氧化反應(yīng)球或催化氧化反應(yīng)袋上方；所述的催化氧化反應(yīng)球或催化氧化反應(yīng)袋的制備方法為:將稀土生產(chǎn)廠的廢渣或低品位含稀土的礦泥，其混合稀土氧化物含量為2% -30%，在所述的廢渣或礦泥中加入0.15% -0.15%的銅屑，將所得的混合物與硅酸鹽按1: 0.5?I: 3的重量比混合，加水調(diào)成無流動性的糊狀，固化24h-48h，得到混合稀土催化劑；將混合稀土催化劑分散成粒徑為2-10mm，將粒徑為2_10mm的混合稀土催化劑、粒徑為3_10毫米的焦炭及粒徑為3-15mm的生鐵按重量比例為1: 5: 100到1: 10: 300混合，得到混合稀土 -鐵-碳催化氧化劑，將混合稀土 -鐵-碳催化氧化劑裝于反應(yīng)球或反應(yīng)袋中，得到催化氧化反應(yīng)球或催化氧化反應(yīng)袋。
2.如權(quán)利要求1所述的印染廢水稀土催化氧化處理裝置，其特征在于，所述的反應(yīng)球上設(shè)有多個孔，孔的直徑為1.0-1.5毫米，所述的反應(yīng)袋為60目-120目滌綸或錦綸絲網(wǎng)袋，裝填的體積容量為30% -50%。
3.如權(quán)利要求1所述的印染廢水稀土催化氧化處理裝置，其特征在于，所述的曝氣設(shè)備包括外徑為1cm?30cm、內(nèi)徑為6cm?20cm、平均孔徑為0.05 μ m—0.5 μ m的聚乙烯管曝氣棒。
4.一種廢水稀土催化氧化處理方法，其特征在于，將COD為8000mg/L?50000mg/L、pH為13.14的濃有機(jī)廢水，不需調(diào)節(jié)pH值，直接從進(jìn)水口輸入權(quán)利要求所述的印染廢水稀土催化氧化處理裝置中進(jìn)行曝氣處理；靜止自然沉降分離得到出水或加XSD-1陽離子型促進(jìn)劑0.015% -003%，曝氣反應(yīng)0.5h?2h后，加入混凝劑進(jìn)行混凝反應(yīng)，分離得到出水，COD去除率達(dá)50% —70%。
5.如權(quán)利要求4所述的廢水稀土催化氧化處理方法，其特征在于，當(dāng)原水COD小于10000mg/L，所得的出水的COD小于200mg/L。
6.如權(quán)利要求4所述的廢水稀土催化氧化處理方法，其特征在于，還包括將COD為300mg/L?650mg/L的淡有機(jī)廢水不需調(diào)節(jié)pH值，直接加入上述的印染廢水稀土催化氧化處理裝置中在曝氣的條件下進(jìn)行稀土催化氧化0.5h?1.5h，反應(yīng)后移出印染廢水稀土催化氧化處理裝置，加入混凝劑進(jìn)行混凝反應(yīng)，再采用添加稀土生物催化氧化活性污泥的平板膜MBR進(jìn)行處理，得到COD為15mg/L?25mg/L的出水。
7.如權(quán)利要求6所述的廢水稀土催化氧化處理方法，其特征在于，所述的稀土生物催化氧化活性污泥的制備方法為:將稀土氧化物和活性炭按重量比為1:1到1: 4攪拌混合，將所得混合物與活性污泥按比例1-5:: 100混合得到稀土生物催化氧化活性污泥。
8.如權(quán)利要求6所述的廢水稀土催化氧化處理方法，其特征在于，所述的稀土生物催化氧化活性污泥的制備方法為:將稀土氧化物和活性炭按重量比為1:1到1: 4攪拌混合，將所得混合物與活性污泥按比例1-5:: 100混合得到稀土生物催化氧化活性污泥。
9.如權(quán)利要求4所述的廢水稀土催化氧化處理方法，其特征在于，所述的曝氣的氣水比為12: I到30: 1，曝氣反應(yīng)2-36h。
【文檔編號】C02F9/04GK104386800SQ201410691928
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】奚旦立, 馬春燕, 劉振鴻, 李曉閣 申請人:東華大學(xué)