本實用新型屬于紡織印染行業(yè)廢水處理及資源回收領域，具體涉及一種色織布染紗廢水高效處理與在線回收資源化產(chǎn)品的裝置。

背景技術：

色織布生產(chǎn)過程包括退漿、絲光、染紗等工序。其中，染紗廢水產(chǎn)生于色織布生產(chǎn)過程中的染紗工序，水量較大。由于不同的纖維原料和產(chǎn)品需要使用不同的染料、助劑和染色方法，加上各種染料的上色率不同和染液的濃度不同，使染色廢水水質變化很大，其中含有漿料、染料、助劑、表面活性劑等，一般呈強堿性，色度很高，COD 較BOD 高得多，可生化性較差，屬難降解有機廢水。同時染紗工序中加入了Na₂SO₄和Na₂CO₃，染紗廢水呈現(xiàn)高含鹽的特點。

目前，色織布生產(chǎn)企業(yè)的廢水以各工序集中排放、末端治理為主。退漿工序中退漿廢水含有大量的聚乙烯醇（PVA），絲光工序中廢堿液含有大量的氫氧化鈉，染紗工序中染紗廢水含有大量的Na₂SO₄、Na₂CO₃和難降解有機物，導致綜合廢水除水量大、色度深以外，難降解有機物和含鹽量也很高，集中處理難度較大，常規(guī)的二級處理工藝無法有效去除廢水中的難降解有機物和鹽分，高的含鹽量還會對生化處理系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響，甚至使系統(tǒng)崩潰。單一處理技術或簡單的集成技術無法達到排放標準，復雜的處理工藝又面臨著占地面積大、基建和運行費用高的問題，中小規(guī)模的紡織印染企業(yè)根本無力承擔。同時，廢水中一些可回收的資源沒有得到有效利用，致使企業(yè)產(chǎn)品成本增加，經(jīng)濟效益下降，從而影響企業(yè)治理污染的積極性和主動性。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于針對色織布生產(chǎn)廢水處理難度大、難以達標排放、處理費用高等一系列難題，提出一種色織布染紗廢水高效處理與在線回收方法及裝置，將染紗廢水單獨處理，并資源化回收其中的無水硫酸鈉，可有效降低綜合廢水中的難降解有機物和鹽分的含量，并且提高了原材料的利用率，從源頭上控制了污染物的產(chǎn)生量，充分體現(xiàn)了清潔生產(chǎn)的理念。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型公開了如下的技術方案：

一種色織布染紗廢水的處理裝置，其特征在于它包括自清洗過濾器、調(diào)節(jié)池、非均相Fenton氧化池、氣浮池、雙膜系統(tǒng)、MVR系統(tǒng)；其中的自清洗過濾器1與調(diào)節(jié)池2進口相連，調(diào)節(jié)池出口與非均相Fenton氧化池進口3相連，非均相Fenton氧化池出口與氣浮池4進口相連接，氣浮池出口與雙膜系統(tǒng)相連，氣浮池浮渣出口同時連接有板框壓濾機；所述雙膜系統(tǒng)由CMF5和RO6組成， CMF產(chǎn)水口與RO進口相連接，RO濃水口與MVR系統(tǒng)7相連接。

本實用新型更進一步公開了色織布染紗廢水處理與在線回收方法在去除色織布染紗廢水中難降解有機物和鹽分方面的應用。實驗結果顯示：整套裝置可回收90%以上的染紗廢水，廢水中的鹽分能夠得到有效去除，脫鹽率>99%，RO產(chǎn)水和MVR系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸餾液可回用于各生產(chǎn)環(huán)節(jié)使用，替代新用水量。

本實用新型更加詳細的描述如下：

一種色織布染紗廢水高效處理與在線回收裝置，包括自清洗過濾器、調(diào)節(jié)池、非均相Fenton氧化池、氣浮池、雙膜系統(tǒng)（微濾CMF+反滲透RO）、機械蒸汽再壓縮（MVR）系統(tǒng)，采用依次連接構成；

所述自清洗過濾器對染紗廢水中的布毛、顆粒物、絮體等進行過濾，出水進入調(diào)節(jié)池；

所述調(diào)節(jié)池對染紗廢水的水質和水量進行勻質化，加入pH調(diào)節(jié)劑硫酸中和pH值，同時使廢水中的Na₂CO₃轉變?yōu)镹a₂SO₄，調(diào)節(jié)池的出水進入非均相Fenton氧化池；

所述非均相Fenton氧化池對廢水進行脫色和去除部分難降解有機物，出水進入氣浮池；所述氣浮池中加入NaOH將廢水pH值調(diào)至中性，通過氣浮作用去除水中的絮體和懸浮顆粒，確保出水澄清透明，氣浮產(chǎn)生浮渣經(jīng)板框壓濾機脫水后成泥餅外運，氣浮出水進入雙膜系統(tǒng)；

所述雙膜系統(tǒng)由CMF和RO組成， CMF為RO的預處理工藝，CMF產(chǎn)水進入RO， RO濃水進入MVR系統(tǒng)，RO產(chǎn)水回用于生產(chǎn)；所述MVR系統(tǒng)對廢水進行蒸發(fā)結晶，廢水中Na₂SO₄經(jīng)提純、濃縮、結晶、干燥，成為無水硫酸鈉，可以作為資源化產(chǎn)品外售或者回用于生產(chǎn)工序，蒸餾液回用于生產(chǎn)。

一種色織布染紗廢水高效處理與在線回收方法，其特征在于按如下的步驟進行：

（1）自清洗過濾器對染紗廢水中的布毛、顆粒物、絮體進行過濾，降低濁度、凈化水質及保護系統(tǒng)其他設備正常工作；

（2）調(diào)節(jié)池對染紗廢水的水質和水量進行勻質化，根據(jù)染紗廢水中Na₂CO₃的含量加入硫酸，使廢水中Na₂CO₃完全轉變?yōu)镹a₂SO₄并繼續(xù)加入硫酸調(diào)節(jié)pH值至適于Fenton反應的pH值范圍5~6；

（3）非均相Fenton氧化池內(nèi)填充有新型的三元負載型活性炭催化劑CuO-MnO₂-ZnO/AC，總填充體積量為非均相Fenton氧化池有效容積的1/3~1/2，同時向非均相Fenton氧化池中加入30%雙氧水，30%雙氧水投加量為0.1-0.5kg/噸水，雙氧水中的有效成分H₂O₂與CuO-MnO₂-ZnO/AC催化劑構成非均相Fenton氧化體系，通過氧化作用對染紗廢水進行脫色并去除部分難降解有機物，出水呈淡黃色；

所述三元負載型活性炭催化劑CuO-MnO₂-ZnO/AC采用市售柱狀活性炭，用 5 %的鹽酸浸泡 24 h，5 %的NaOH溶液浸泡 24 h，水洗至中性，于120 ℃烘干活化后作為載體，采用浸漬法制備而成。Cu負載量為1%~5%（質量比），Mn負載量為1%~5%（質量比），Zn負載量為0.1%~1%（質量比）；

（4）氣浮池中加入氫氧化鈉將廢水pH值調(diào)至7~8，通過氣浮作用去除水中的絮體和懸浮顆粒，確保出水澄清透明，氣浮產(chǎn)生的浮渣經(jīng)板框壓濾機脫水后成泥餅外運；

（5）CMF作為RO的預處理，去除懸浮顆粒、膠體、大分子有機物，保證出水的SDI值小于3，達到RO的進水要求；

（6）RO系統(tǒng)采用海水膜，實現(xiàn)對染紗廢水的濃縮，為后續(xù)MVR工藝降低進水負荷，單根膜脫鹽率大于99.5%；

（7）MVR蒸發(fā)濃縮單元包括凝水換熱器、MVR 蒸發(fā)器、離心機和干燥器，控制進水pH值為7~8，SS<10mg/L，MVR蒸發(fā)系統(tǒng)鹽分離溫度控制在60~70 ℃，將RO濃水中Na₂SO₄提純、濃縮、結晶、干燥，轉化為固體形態(tài)無水硫酸鈉，可以作為資源化產(chǎn)品外售或者回用于生產(chǎn)工序，蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸餾液回用于生產(chǎn)工序。

本實用新型公開的色織布染紗廢水的處理裝置與現(xiàn)有技術相比所具有的積極效果在于：

（1）通過組合工藝可以實現(xiàn)染紗廢水的高效處理與再生回用，降低了綜合廢水中難降解有機物和鹽分的含量，進而降低了綜合廢水的污染負荷與治理難度，確保了綜合廢水的達標排放；

（2）對染紗廢水中的價值組分無水硫酸鈉進行在線回收與資源化利用，從源頭上控制了污染物的產(chǎn)生量，最大限度地節(jié)約原材料，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本和治污費用；

（3）非均相Fenton氧化池內(nèi)填充新型的三元負載型活性炭催化劑CuO-MnO₂-ZnO/AC，各催化組分之間優(yōu)勢互補，具有協(xié)同作用，實現(xiàn)了在高鹽條件下高效去除難降解有機物。

附圖說明

圖1 為本實用新型一種色織布染紗廢水高效處理與在線回收方法的工藝流程圖；

圖2為本裝置平面結構示意圖；

圖中標號：1 自清洗過濾器；2 調(diào)節(jié)池；3 非均相Fenton氧化池；4 氣浮池；5 CMF；6 RO；7 MVR。

具體實施方式

下面通過具體的實施方案敘述本實用新型。除非特別說明，本實用新型中所用的技術手段均為本領域技術人員所公知的方法。另外，實施方案應理解為說明性的，而非限制本實用新型的范圍，本實用新型的實質和范圍僅由權利要求書所限定。對于本領域技術人員而言，在不背離本實用新型實質和范圍的前提下，對這些實施方案中的物料成分和用量進行的各種改變或改動也屬于本實用新型的保護范圍。CMF（連續(xù)微濾膜）、RO（反滲透膜）、 MVR（機械蒸汽再壓縮）都是已知的，均由市售。

實施例1

一種色織布染紗廢水的處理裝置，其特征在于它包括自清洗過濾器、調(diào)節(jié)池、非均相Fenton氧化池、氣浮池、雙膜系統(tǒng)、MVR系統(tǒng)；其中的自清洗過濾器與調(diào)節(jié)池進口相連，調(diào)節(jié)池出口與非均相Fenton氧化池進口相連，非均相Fenton氧化池出口與氣浮池進口相連接，氣浮池出口與雙膜系統(tǒng)相連，氣浮池浮渣出口同時連接有板框壓濾機；所述雙膜系統(tǒng)由CMF和RO組成， CMF產(chǎn)水口與RO進口相連接， RO濃水口與MVR系統(tǒng)相連接。

實施例2

一種色織布染紗廢水高效處理與在線回收方法：

（1）自清洗過濾器對染紗廢水中的布毛、顆粒物、絮體進行過濾，降低濁度、凈化水質及保護系統(tǒng)其他設備正常工作；

（2）調(diào)節(jié)池對染紗廢水的水質和水量進行勻質化，根據(jù)染紗廢水中Na₂CO₃的含量加入硫酸，使廢水中Na₂CO₃完全轉變?yōu)镹a₂SO₄并繼續(xù)加入硫酸調(diào)節(jié)pH值至適于Fenton反應的pH值范圍5；

（3）非均相Fenton氧化池內(nèi)填充有新型的三元負載型活性炭催化劑CuO-MnO₂-ZnO/AC，總填充體積量為非均相Fenton氧化池有效容積的1/3，同時向非均相Fenton氧化池中加入30%雙氧水，雙氧水投加量為0.3kg/噸水，雙氧水中的有效成分H₂O₂與CuO-MnO₂-ZnO/AC催化劑構成非均相Fenton氧化體系，通過氧化作用對染紗廢水進行脫色并去除部分難降解有機物，出水呈淡黃色；

所述三元負載型活性炭催化劑CuO-MnO₂-ZnO/AC采用市售柱狀活性炭，用 5 %的鹽酸浸泡 24 h，5 %的NaOH溶液浸泡 24 h，水洗至中性，于120 ℃烘干活化后作為載體，采用浸漬法制備而成。Cu負載量為3%（質量比），Mn負載量為3%（質量比），Zn負載量為0.5%（質量比）。

（4）氣浮池中加入氫氧化鈉將廢水pH值調(diào)至7~8，通過氣浮作用去除水中的絮體和懸浮顆粒，確保出水澄清透明，氣浮產(chǎn)生的浮渣經(jīng)板框壓濾機脫水后成泥餅外運；

（5）CMF作為RO的預處理工藝，去除懸浮顆粒、膠體、大分子有機物，保證出水的SDI值小于3，達到RO的進水要求；

（6）RO系統(tǒng)采用海水膜，實現(xiàn)對染紗廢水的濃縮，為后續(xù)MVR工藝降低進水負荷，單根膜脫鹽率大于99.5%；

（7）MVR蒸發(fā)濃縮單元包括凝水換熱器、MVR 蒸發(fā)器、離心機和干燥器，控制進水pH值為7~8，SS<10mg/L，MVR蒸發(fā)系統(tǒng)鹽分離溫度控制在60℃，將RO濃水中Na₂SO₄提純、濃縮、結晶、干燥，轉化為固體形態(tài)無水硫酸鈉，可以作為資源化產(chǎn)品外售或者回用于生產(chǎn)工序，蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸餾液回用于生產(chǎn)工序。

實施例3

實際應用情況說明

北方某色織企業(yè)，染紗工序廢水排放量為200m³/d，Na₂SO₄濃度為3.5%，Na₂CO₃濃度為1.2%， COD為1200~1300mg/L，SS為10~100 mg/L，色度為50~10000倍，pH為9-11。

按照本實用新型提供的色織布染紗廢水高效處理與在線回收方法及裝置進行處理。

通過自清洗過濾器1對染紗廢水中的布毛、顆粒物、絮體等進行過濾，出水進入調(diào)節(jié)池2；調(diào)節(jié)池2對染紗廢水的水質和水量進行勻質化，加入硫酸調(diào)節(jié)pH值至5~6，調(diào)節(jié)池的出水進入非均相Fenton氧化池3；非均相Fenton氧化池3內(nèi)填充有新型的三元負載型活性炭催化劑CuO-MnO₂-ZnO/AC，總填充體積量為非均相Fenton氧化池有效容積的1/2， 30%雙氧水投加量為0.5kg/噸水，該池的停留時間為2h，出水進入氣浮池4；氣浮池4中加入NaOH將廢水pH值調(diào)至7~8，氣浮產(chǎn)生的浮渣經(jīng)板框壓濾機脫水后成泥餅外運，氣浮出水進入CMF 5；CMF 5產(chǎn)水進入RO 6；RO 6對CMF產(chǎn)水進行濃縮后，濃水進入MVR 7；MVR 7控制進水pH值為7~8，SS<10mg/L，MVR蒸發(fā)系統(tǒng)鹽分離溫度控制在60~70 ℃，蒸發(fā)、結晶、干燥后生成無水硫酸鈉。

運行結果表明，整套裝置可回收90%以上的染紗廢水，平均日回收水量為172.6m³/d。廢水中的鹽分得到了有效去除，脫鹽率>99%，RO產(chǎn)水和MVR系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸餾液可回用于各生產(chǎn)環(huán)節(jié)使用，替代新用水量。

按《工業(yè)無水硫酸鈉》的標準要求和指定的分析方法對回收的無水硫酸鈉品質進行分析，分析結果如上示。參照中規(guī)定的無水硫酸鈉質量標準，回收的無水硫酸鈉可達到國家三類標準一等品水平。運行期間，平均日回收無水硫酸鈉按單價每日創(chuàng)收0.25萬元。