CN103304054B

CN103304054B - 一种印染废水的处理方法

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Publication number: CN103304054B
Application number: CN201310237404.8A
Authority: CN
Inventors: 冯立顺; 张秀玲
Original assignee: Dezhou University
Current assignee: Dezhou University
Priority date: 2013-06-16
Filing date: 2013-06-16
Publication date: 2015-09-23
Anticipated expiration: 2033-06-16
Also published as: CN103304054A

Abstract

本发明公开了一种印染废水处理的方法，其先将印染废水与生活污水混合后，在一定pH值下搅拌，混合废水中固有的铁离子、镁离子、钙离子、镁离子的氢氧化物和生活污水中的悬浮性颗粒物等成分形成的具有协同作用的复合絮凝体。该复合絮凝体通过静电吸附，黏附，桥联和卷扫等作用将印染废水中的色度去除，同时生活污水也得到净化。本发明适用于水溶性和非水溶性单一或多种混合废水，可与生物法或者其他物理化学法相配合进行进一步处理。其具有脱色程度较高，COD、悬浮物、总磷和总氮均有大幅度降低，处理流程短，操作、管理简单，只需酸碱剂，设备投资和运行费用低，原有处理设施可不需要更改，适用范围广，便于推广应用等特点。

Description

一种印染废水的处理方法

技术领域

本发明属于工业废水处理领域，尤其涉及一种印染废水的处理方法。

背景技术

印染行业是我国用水量大、排放量大的工业部门之一。据资料统计，我国纺织业2000年排放废水12.6亿吨，并且逐年增长，2002年纺织废水排放70亿吨，其中80%是印染废水。一般而言，有机染料生物降解性较差，在自然环境中的降解超过一百年，有些甚至是致癌、致突变、致畸变的有机物，对环境尤其是水环境的威胁和危害越来越大另外，随着染料工业的飞速发展和后整理技术的进步，新型助剂、染料、整理剂等在印染行业中被大量使用，进一步加重了印染废水脱色处理难度。由于印染废水具有水量大、色度深、有机污染物含量高等特点，印染废水已成为当前最主要的水体污染源之一，也是我国工业废水中较难治理的废水之一。

目前印染废水处理的方法主要有物理法、化学法、物化法和生物法。

1、物理法

（1）膜技术（微滤，纳滤，超滤）

优点：出水水质较好，可以直接回用。

缺点：投资成本较高，膜件寿命短，进水水质要求较高和易于阻塞，清洗困难膜通量低，并且还会产生难以处理的20%左右盐累积水。

（2）浮选（气浮）

优点：可以去除悬浮颗粒物

缺点：对于水溶性染料基本没有效果。

2、化学法

（1）氯化/臭氧化（NaClO，O₃）

优点：脱色率较高

缺点：由于本身氧化电势不足，矿化率较差，还有可能生成对环境有毒害的副产物。

（2）湿空气氧化

优点：处理后废水COD去除率约有60%。

缺点：反应条件苛刻，对于设备的要求很高，反应设备要耐高温高压，燃料消耗大，不

适合大水量。

（3）芬顿试剂氧化（H₂O₂/Fe(Ⅱ)）

缺点：反应pH较窄（pH<3.5），反应速率相对较慢，双氧水投加量较多而造成处理成本上升，并且易于产生含铁污泥，出水中带有铁离子特殊颜色，无法直接回用于染色工艺之中。

（4）离子对萃取

缺点：离子液体具有一定选择性，而且难以应用在规模较大废水处理中。

（5）光催化（UV/H₂O₂，UV/O₃，UV/TiO₂ ^]，UV/Fenton）

优点：氧化性较强，能够有效无选择性的矿化有机污染物。设备相对简单，运行稳定，操作方便，经济上具有一定的优势。适合于现场装配，用于不同地点废水的处理，另外其不会产生污泥或较少以及相关费用。

缺点：此系统难以有效利用太阳光作为UV光源。该工艺适合于浓度在10^-6级的低浓度以及浊度较低的含染料污水处理。需要设计特殊的UV照射光反应器，而且残留的双氧水可能需要进一步处理。反应体系的pH影响重大。双氧水投加量较多，运行成本相对较高，难以用于处理水量较大的废水。反应速率较慢，尤其是矿化反应，并且矿化程度并不理想，需要后续进一步深处理。

3、物理化学法

（1）吸附（活性炭碳或者是低廉吸附质）

优点：活性炭对染料吸附效果较好。

缺点：具有一定选择性，再生困难，一般应用在浓度较低的染料废水处理或深度处理工艺。

（2）电化学法（电絮凝，电氧化）

优点：不需要添加化学药剂，设备体积小，操作简单灵活，污泥量少，后续处理简单，在一定程上可以去除部分无机盐。

缺点：由于生成氧化膜而使电极钝化，电能和的消耗都较大。由于电极极化导致金属和电耗升高、处理效率降低的不足。

（3）絮凝/沉淀（铁盐/铝盐/石灰/有机聚合物）

优点：对于分散染料、还原染料等非水溶性染料具有较好的去除效果。

缺点：难以去除水溶性的染料，会产生大量难以处置的化学性污泥。某些絮凝剂，如氯化铝、硫酸亚铁、氯化铁，聚合速度慢，形成的絮状物小，腐蚀性强。高分子类絮凝剂絮凝效果较好，但是成本较高。

（4）离子交换

优点：吸附效果较好。

缺点：饱和吸附容量有限，废水中的无机盐对其有一定抑制作用。树脂成本相对较高，再生困难，难以处理高水量废水。

4、生化法

厌氧/好氧/缺氧（活性污泥^[35]，白腐菌^[36]）

优点：成本低廉。

缺点：水力停留时间较长，去除色度能力较弱，耐有机负荷和无机盐冲击能力较差。

综上所述，每种水处理方法都有自身的缺陷，比如成本，可行性，实用性，可靠性，稳定性，环境影响，污泥产出，可操作性差，需要预处理，有机物去除率和潜在产物的毒性等。

近年来，国内外开展了镁盐法处理印染废水的研究，其脱色原理是镁盐加碱水解生成带正电荷的氢氧化镁沉淀，它强烈吸附带负电荷的阴离子染料而使带有阴离子电荷的染料废水脱色。许坤[许坤,贾智萍,姜兆春.氢氧化镁对水溶性阴离子染料废水脱色的研究.环境化学.1998,17(1):94-99.]、嵇鸣[嵇鸣,赵宜江,张艳,等.氢氧化镁对印染废水脱色处理.水处理技术,2000,26(4):245-248.]等人的研究发现，氢氧化镁沉淀吸附染料后放置时间不宜超过1.5min，否则会发生解吸影响脱色效果，如此短的时间内进行固液分离在实际应用中难以实现，还有氢氧化镁絮体沉降效果亦较差。此外，大多数文献均是针对水溶性染料的应用，而镁盐法对于分散染料、还原染料、等非水溶性染料的去除效果较差。

铁盐/铝盐/钙盐/有机聚合物等常规絮凝剂对于非水溶性染料的去除效果较好，而对于水溶性染料的去除效果较差。

本发明基于以上所存在的问题，另辟蹊径，利用生活污水中固有的钙、镁、铝、铁离子在碱性条件下所生成的氢氧化物胶体与生活废水中所有的悬浮颗粒物和胶体物质等共同形成的复合絮凝体，该复合絮凝体具有长效静电吸附，黏附，桥联和卷扫等功能，其对于印染废水中的水溶性或非水溶性染料以及生活污水中的污染物具有较好的净化效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种印染废水的处理方法，该方法具有适用范围广，脱色程度高，处理流程短，操作、管理简单，除酸碱外无需其他化学药剂，设备投资和运行费用低，原有处理设施可不需要更改，便于推广应用等特点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案提供一种印染废水的处理方法，其特征在于，具体步骤为：

第一步：将印染废水和生活污水在调节池混合均匀。

第二步：将混合废水进入絮凝沉淀池，向其中投加一定量碱剂调节至适当的pH。

第三步：搅拌。

第四步：静止自由沉降。

第五步：所得上清液进入中和池，以酸剂调节pH至中性，然后排放或进一步处理。

所述第一步中的印染废水为分散染料、还原染料、直接染料，活性染料、酸性染料、弱酸性染料、碱性染料一种或多种混合废水。

所述第一步中的生活污水为居民生活区所排放废水。

所述第一步中的印染废水与生活污水的质量比例为：1：0.1—1：10。

所述第二步中的碱剂为氢氧化钠、氨水、氧化钙、氢氧化钙中的一种或多种混合碱剂。

所述第二步中的适当pH为9-14。

所述第三步中的搅拌为先以快搅拌速度搅拌，然后以慢搅拌速度搅拌，其中，快搅拌速度为100-2000转/分，慢搅拌速度为10-100转/分，快搅拌时间为0.1分钟-60分钟，慢搅拌时间为0.1分钟-60分钟。

所述第四步中的静止自由沉降时间为0.1分钟-180分钟。

所述第五步中的酸剂为硫酸、盐酸、硝酸、醋酸、草酸、碳酸、酸性烟道气体一种或者多种。

本发明所具有的优势：

在不投加废水处理试剂（除酸碱）的情况下，利用生活污水中固有的钙、镁、铝、铁离子在碱性条件下所生成的氢氧化物胶体与生活废水中所有的悬浮颗粒物和胶体物质等共同形成的复合絮凝体，该复合絮凝体具有长效静电吸附，黏附，桥联和卷扫等絮凝吸附功能。

该复合絮凝体与氢氧化镁絮凝体相比，该复合絮凝体正电荷特性稳定，并且具有对非阴离子污染物进行絮凝的效果。

该复合絮凝体与常规絮凝剂（钙盐、铝盐、铁盐、有机高分子絮凝剂等）相比，带有正电荷性，其对于阴离子型污染物具有静电吸附去除的作用，并且去除效果较好。

本发明所提供的印染废水处理方法可同时去除水溶性和非水溶性有机染料，具有适用性广泛的特点，同时具有净化生活污水的功能，而且处理效果十分理想，在所有测试样品中，色度去除率可达到80%以上，COD去除率可达60%以上，悬浮物可达50%以上，总磷可达70%以上，总氮可达40%以上。

本发明所提供的印染废水处理方法只需普通酸碱外，不需投加其他水处理试剂，达到“以废治废”的目的，而酸碱可以使用丝光废碱或者烟道气等废酸废碱，成本将会进一步降低。

与常规印染废水处理工艺相比，本发明所提供的印染废水处理方法还具有流程短，色度去除率高，操作管理简单，设备投资和运行费用低，便于推广应用等特点。

附图说明

图1为本发明印染废水处理方法流程图。

图中，1、调节混合池，2、絮凝沉淀池，3、为中和池。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

模拟印染废水：150mg/L的活性蓝X-BR水溶液（以蒸馏水配制），其水质COD_cr为134mg/L，色度（稀释倍数法）110，最大吸收波长为640nm处吸光度为0.964，pH为6.5。

生活污水采自于南昌市某小区，其水质特征见表1。

第一步：将10ml模拟印染废水和10ml生活污水按1：1质量比例在混合均匀。

第二步：向其中投加4mg氢氧化钠调节至pH至11.9。

第三步：快搅拌速度为300转/分，快搅拌时间为2分钟。慢搅拌速度为100转/分。慢搅拌时间为5分钟。

第四步：静止自由沉降时间为60分钟。

第五步：以硫酸调节pH值为8.9。

混合废水经过上述处理后的上清液水质特征指标见表2，色度去除率可到达90%，COD去除率可达到68%，悬浮物去除率为52%，总磷去除率为72%，总氮去除率为47%。总体上符合GB4287-92标准，上清液可直接排放。

表1：南昌市某小区生活污水水质特征指标

表2：处理后混合废水水质特征指标

—表示未检测出。

实施例2

模拟印染废水：200mg/L分散红玉S-2GFL水溶液（以蒸馏水配制），其水质COD_cr为310mg/L，色度（稀释倍数法）300，最大吸收波长为470nm处吸光度为2.316，pH为6.9。生活污水采自于德州市某小区，其水质特征见表3。

第一步：将10ml模拟印染废水和15ml生活污水按1：1.5质量比例在混合均匀。

第二步：向其中投加6mg氢氧化钠调节至pH至12.0。

第四步：静止自由沉降时间为60分钟。

第五步：以硫酸调节pH值为8.9。

混合废水经过上述处理后的上清液水质特征指标见表4，色度去除率可到达97%，COD去除率可达到68%，悬浮物去除率为73%，总磷去除率为82%，总氮去除率为45%。总体上符合GB4287-92标准，上清液可直接排放。

表3：德州市某小区生活污水水质特征指标

表4：本发明处理后混合废水水质特征指标

—表示未检测出。

实施例3

模拟含混合染料印染废水：分别含有100mg/L的活性蓝X-BR和200mg/L分散红玉S-2GFL混合水溶液（以蒸馏水配制），其水质COD_cr为430mg/L，色度（稀释倍数法）400，最大pH为6.7。

生活污水采自于烟台市某小区，其水质特征见表5。

第一步：将10ml模拟印染废水和20ml生活污水按1：2质量比例在混合均匀。

第二步：向其中投加0.4g氢氧化钙调节至pH至12.3。

第四步：静止自由沉降时间为60分钟。

第五步：以盐酸调节pH值为8.9。

混合废水经过上述处理后的上清液水质特征指标见表6，色度去除率可到达95%，COD去除率可达到82%，悬浮物去除率为67%，总磷去除率为85%，总氮去除率为50%。总体符合GB4287-92标准，上清液可直接排放。

表5：烟台市某小区生活污水水质特征指标

表6：本发明处理后混合废水水质特征指标

—表示未检测出。

实施例4

实际印染废水：采自于山东德州某印染有限责任公司，根据该厂工艺条件，推测其中还有分散染料、还原染料和活性染料等，其水质特征见表7。

生活污水采自于德州市某小区，其水质特征见表3。

第一步：将10ml模拟印染废水和30ml生活污水按1：3质量比例在混合均匀。

第二步：向其中投加0.31g氢氧化钙调节至pH至12.2。

第三步：快搅拌速度为400转/分，快搅拌时间为5分钟。慢搅拌速度为150转/分。慢搅拌时间为10分钟。

第四步：静止自由沉降时间为120分钟。

第五步：以硫酸调节pH值为8.9。

混合废水经过上述处理后的上清液水质特征指标见表8，色度去除率可到达82%，COD去除率可达到64%，悬浮物去除率为77%，总磷去除率为80%，总氮去除率为45%。除CODcr值略高之外总体符合GB4287-92标准。上清液需进一步处理，或者按照本发明所提供的方法重新处理一次。

表7：德州市某印染有限责任公司废水水质特征指标

表8：本发明处理后混合废水水质特征指标

—表示未检测出。

Claims

1.一种印染废水处理的方法，其特征在于，具体步骤为：

第一步：将印染废水和生活污水按质量比例为1：0.1—1：10在调节池混合均匀；

第二步：将混合废水进入絮凝沉淀池，以碱剂调节pH值至11.9-14；

第三步：搅拌，先以快搅拌速度搅拌，然后以慢搅拌速度搅拌，其中快搅拌速度为100-2000转/分，慢搅拌速度为10-100转/分，快搅拌时间为0.1分钟-60分钟，慢搅拌时间为0.1分钟-60分钟；

第四步：静止自由沉降，静止自由沉降时间为0.1分钟-180分钟；

第五步：所得上清液进入中和池，以酸剂调节pH至中性，然后排放或进一步处理；

在不投加除酸碱之外废水处理试剂的情况下，利用生活污水中固有的钙、镁、铝、铁离子在碱性条件下所生成的氢氧化物胶体与生活废水中所有的悬浮颗粒物和胶体物质共同形成的复合絮凝体，该复合絮凝体具有长效静电吸附，黏附，桥联和卷扫絮凝吸附功能。

2.根据权利要求1中所述的一种印染废水处理的方法，其特征在于：所述第一步中的印染废水为分散染料、还原染料、直接染料，活性染料、酸性染料、碱性染料一种或多种混合废水。

3.根据权利要求1中所述的一种印染废水处理的方法，其特征在于：所述第二步中的碱剂为氢氧化钠、氨水、氧化钙、氢氧化钙中的一种或多种混合碱剂。

4.根据权利要求1中所述的一种印染废水处理的方法，其特征在于：所述第五步中的酸剂为硫酸、盐酸、硝酸、醋酸、草酸、碳酸、酸性烟道气体一种或者多种。