一种印染废水处理系统及工艺 |
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| 申请号 | CN201710964229.0 | 申请日 | 2017-10-17 | 公开(公告)号 | CN107512833A | 公开(公告)日 | 2017-12-26 |
| 申请人 | 福建省万德环境工程有限公司; | 发明人 | 邱尚淋; 蔡芳星; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开一种印染废 水 处理 系统及工艺，是由本 申请 人 根据多年印染 废水 工程实践经验而总结开发出的HCAO系统( 水解 酸化 优势菌种好 氧 接触 氧化系统)处理高浓度的印染废水，回收水的SS(固体悬浮物)和BOD含量能达到排放要求， 污泥 活性好，沉降性能良好。该印染废水处理工艺能够对印染废水进行深度处理，达到回收用水的标准，使得对废水处理的单纯投入变成有产出的投资，起到减少废水 排放量 、节约水资源、保护环境的多重效果，能够适应纺织染整行业的市场需求。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种印染废水处理系统，包括依次连接的一级处理单元、一级沉淀单元、二级处理单元和二级沉淀单元，所述一级处理单元包括用于收集废水的格栅池以及用于调节废水水量和pH值的废水调节池，所述格栅池连接有一用于向所述格栅池内通入废水的进水管道，所述格栅池与所述废水调节池相连通，所述一级沉淀单元包括依次连通的混凝反应池和一级沉淀池，所述混凝反应池内添加有用于废水中污泥沉淀的混凝脱色剂，其特征在于：所述二级处理单元包括依次连通的HCAO水解酸化池、优势菌种好氧接触氧化池和中间集水池，所述HCAO水解酸化池内设置有脉冲布水器和功能生物填料，所述优势菌种好氧接触氧化池的底部铺设有曝气装置，所述优势菌种好氧接触氧化池内设置有功能生物填料，所述二级沉淀单元包括二级沉淀池以及与所述二级沉淀池连通的终极沉淀池，所述终极沉淀池连通有一清水池。 |
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| 说明书全文 | 一种印染废水处理系统及工艺技术领域背景技术[0002] 目前我国水域污染问题依然严峻，特别是像泉州市这种二线以下沿海城市的水域污染相当严重，而这些水域污染的罪魁祸首就是纺织染整行业的废水排放，这些废水排放主要采用集控处理，即污水处理厂综合处理，企业自行分级处理废水并回用的较少，这种处理方式的水资源耗费量大，企业的运营成本较高，也给当地造成了较大的环保压力。 [0003] 由于化学工业的发展，纺织工业的织物原料已由传统的天然纤维发展到大量采用人造纤维，染料品种也越来越多，而且越来越不易被生物降解，使用的浆料和各种助剂也日益被人工化学药品所代替，这些化学物质多数难以直接降解，致使废水水质由原来比较稳定、易于降解变得复杂多变、难于降解。且随着印染废水的排放标准越来越严格，纺织染整行业的废水处理系统也面临着技术升级的压力，在现有市场条件下，只有对废水进行进一步的深度处理，达到可回收用水的标准，从而使部分废水回用到生产中去，从而使得企业对废水处理的单纯投入就变成了一种有产出的投资，同时也起到节约水资源、减少环境污染的双重作用。 [0005] (1)退浆废水棉织物上的浆料和纤维本身的部分杂质在漂染前必须去除。退浆废水一般占废水总量的15％左右，污染物约占总量的一半。退浆废水是碱性的有机废水，含有各种浆料分解物、纤维屑、酸和酶等污染物，废水呈淡黄色。 [0006] (2)煮炼废水为保证漂白和染整的加工质量，要将纤维中的棉蜡、油脂、果胶类含氮化合物等杂质去除。煮炼工艺一般用烧碱、肥皂、表面活性剂等的水溶剂，在120℃、pH值10～13的条件下对棉纤维进行煮炼。煮炼废水量大，呈强碱性，含碱浓度约0.3％，废水呈深褐色，BOD和COD均高达每升数千毫克。 [0007] (3)漂白废水漂白工艺一般采用次氯酸钠、过氧化氢(双氧水)、亚氯酸钠等氧化剂去除纤维表面和内部的有色杂质，使织物漂白。由于双氧水在漂白废水中几乎完全分解，而次氯酸钠和亚氯酸钠等含氯漂白剂的大部分氯又在漂白过程中被分解，所以漂白废水的特点是量虽大，但污染程度小，BOD和COD均较低，基本上属于清洁废水，可循环使用。 [0008] (4)丝光废水丝光处理是将织物在氢氧化钠浓碱液内浸透，目的是提高纤维的张力强度，增加纤维的表面光泽，降低织物的潜在收缩率，同时增加与染料的亲和力。 [0009] (5)染色废水染色废水的特点是水质变化大，色泽深，主要的污染源是染料和助剂。不同纤维原料需用不同的染料、助剂和染色方法，加上染料色率的高低、染液的浓度不同、染色设备和规模不同，废水水质变化很大。一般染色废水的碱性都强，特别当采用硫化染料和还原染料时，pH值高达10以上。染料本身的BOD均较低，COD却要高得多，并且染色废水中的许多物质不易被生物分解。 发明内容[0012] 本发明的目的在于提供一种印染废水处理系统及工艺，是由本申请人根据多年印染废水工程实践经验而总结开发出的HCAO系统(水解酸化优势菌种好氧接触氧化系统)处理高浓度的印染废水，回收水的SS(固体悬浮物)和BOD含量能达到排放要求，污泥活性好，沉降性能良好。该印染废水处理工艺能够对印染废水进行深度处理，达到回收用水的标准，使得对废水处理的单纯投入变成有产出的投资，起到减少废水排放量、节约水资源、保护环境的多重效果，能够适应纺织染整行业的市场需求。 [0013] 为了达成上述目的，本发明的解决方案是： [0014] 一种印染废水处理系统，包括依次连接的一级处理单元、一级沉淀单元、二级处理单元和二级沉淀单元，所述一级处理单元包括用于收集废水的格栅池以及用于调节废水水量和pH值的废水调节池，所述格栅池连接有一用于向所述格栅池内通入废水的进水管道，所述格栅池与所述废水调节池相连通，所述一级沉淀单元包括依次连通的混凝反应池和一级沉淀池，所述混凝反应池内添加有用于废水中污泥沉淀的混凝脱色剂，所述二级处理单元包括依次连通的HCAO水解酸化池、优势菌种好氧接触氧化池和中间集水池，所述HCAO水解酸化池内设置有脉冲布水器和功能生物填料，所述优势菌种好氧接触氧化池的底部铺设有曝气装置，所述优势菌种好氧接触氧化池内设置有功能生物填料，所述二级沉淀单元包括二级沉淀池以及与所述二级沉淀池连通的终极沉淀池，所述终极沉淀池连通有一清水池。 [0015] 所述格栅池内设置有多个格栅槽，此多个格栅槽均分成若干列平排设置在所述格栅池内，各个格栅槽之间的连通方式使得废水在所述格栅池内的流通路线为S型。 [0017] 所述一级沉淀池为平流式沉淀池。 [0019] 该印染废水处理系统还包括污泥处理单元，所述污泥处理单元包括污泥浓缩池和压滤机，所述一级沉淀池、所述二级沉淀池和所述终极沉淀池的底部还分别通过污泥排出管与所述污泥浓缩池连接，所述污泥浓缩池通过废水回收管与所述废水调节池连接，所述污泥浓缩池连接有用于将污泥提升至所述压滤机的螺杆泵。 [0020] 一种印染废水处理工艺，包括以下步骤： [0021] (1)废水的收集：废水先通过进水管道进入所述格栅池内，经过所述格栅池的过滤除去废水中大部分的漂浮和悬浮杂物，使得废水中的SS(固体悬浮物)浓度降低； [0022] (2)废水的预处理：经过收集的废水进入所述废水调节池内，用于调节废水的水量、均化水质并降低废水温度，根据废水的酸碱性选择是否往所述废水调节池内投放酸度调节剂，调节废水的pH值至8～10； [0023] (3)废水的一级沉淀：经过预处理的废水进入所述混凝反应池内，加入混凝脱色剂进行废水的混凝和絮凝反应，然后经一级沉淀池处理完成废水和固体悬浮物的分离，除去废水中大部分的SS和部分色度； [0024] (4)废水的酸化水解：经过一级沉淀的废水进入所述HCAO水解酸化池进行酸化水解，通过脉冲布水器控制搅拌强度和厌氧污泥的浓度，在水解和产酸菌的生化作用下，废水中的染料等大分子、难降解的有机物分解成小分子有机物，使废水中溶解性有机物的含量显著提高； [0025] (5)废水的生化处理：经过酸化水解的废水进入所述优势菌种好氧接触氧化池进行降解和净化，利用曝气装置控制溶解氧的浓度在2～4mg/L，废水中的大部分有机物在菌胶团的作用下分解成CO2和H2O，部分有机物同化成活性污泥； [0026] (6)废水的二级沉淀：经过生化处理的废水由所述中间集水池进入所述二级沉淀池，将废水中生化处理产生的活性污泥沉淀分离； [0027] (7)废水的过滤：最后经过二级沉淀的废水进入所述终极沉淀池进行净化，经终极沉淀池的混凝、沉淀及泥水分离作用，进一步除去废水中部分有机物，达到排放标准，回收入所述清水池。 [0028] 进一步，所述格栅池内设置有多个格栅槽，此多个格栅槽均分成若干列平排设置在所述格栅池内，各个格栅槽之间的连通方式使得废水在所述格栅池内的流通路线为S型，这样设置，可充分除去废水中大部分的漂浮和悬浮杂物，防止管道堵塞，保证系统畅通。 [0029] 进一步，所述二级沉淀池的底部还设置有使得污泥自流回至所述二级处理单元的污泥回流管。这样设置，将生化处理产生的活性污泥回流至二级处理单元，能够缩短培菌与调试周期，实现污泥的循环利用，减少污泥排放量。 [0030] 进一步，该印染废水处理系统还包括污泥处理单元，由于该印染废水处理系统定期都会产生一定量的微生物，系统内污泥量增多，因此需定期从系统中排放一定量的剩余污泥，以维持系统内污泥量平衡。所述污泥处理单元包括污泥浓缩池和压滤机，所述一级沉淀池、所述二级沉淀池和所述终极沉淀池的底部还分别通过污泥排出管与所述污泥浓缩池连接，所述污泥浓缩池通过废水回收管与所述废水调节池连接，所述污泥浓缩池上安装有用于将污泥提升至所述压滤机的螺杆泵。该印染废水处理系统在一级沉淀池、二级沉淀池和终极沉淀池内均有污泥产生，将处于流体状态的污泥统一回收到污泥浓缩池内，经过压滤机的压滤脱水，使其成为可堆放、便于运输的干污泥，得到的滤液重新进入废水调节池再次进行预处理。 [0031] 采用上述技术方案后，本发明一种印染废水处理系统，具有以下特点： [0032] (1)该印染废水处理系统对水量、水质、水温的变化适应能力强，抗冲击能力强； [0033] (1)产生污泥量少：HCAO水解酸化池产生的剩余污泥比好氧法和物化法都要少得多，并且产生的污泥的脱水性有较大的改善，减少了污泥的处置费用； [0034] (2)对营养物质的需求较少：微生物新陈代谢过程中需要不同的元素物质，有些工业污水成分单一，含有的营养成分不一定满足或完全满足微生物的需要，这样会影响到污泥的活性和处理效果，此时就要靠外加营养物质来调配，微生物体内各种元素所占比例的通式为C5H7NO2，碳可占菌体干重的50％左右，生化处理的主要目的是去除含碳有机物，故不会缺碳，氮可占菌体干重的10％左右，氮源以氨态氮易为微生物利用，常投加氮类营养料如尿素、氨水等，微生物体内还含有少量P，P占菌体干重的1～2％，常投加磷盐营养料如磷酸三钠、磷酸二氢钾等，单一的好氧法处理要求BOD∶N∶P＝100∶5∶1，而对水解酸化处理要求BOD∶N∶P约为350∶5∶1，可减少营养料的投加； [0035] (3)HCAO水解酸化池内具有两个主要的控制要素：污泥浓度和搅拌强度，为达到高的污染物去除率，HCAO水解酸化池内应保留高浓度的厌氧污泥，HCAO水解酸化池内布置的脉冲布水器起到重要作用，脉冲布水器内储存的污水通过虹吸作用瞬间流过布水中心筒，在HCAO水解酸化池内形成强大的冲击搅拌作用，将泥水充分混合，有效保证有机物的去除效率，改善了废水的可生化性，因而提高了整个生化处理过程的效率； [0036] (4)耐冲击负荷高：车间排出的废水水质不稳定，变化比较大，如果废水直接进入优势菌种好氧接触氧化池，会对好氧接触氧化池中的菌种产生冲击，废水先经酸化水解池的处理，不仅有降解污染物的作用，还可以缓解这种冲击荷，让水质达到一定稳定值再进入好氧接触氧化池； [0037] (5)由于采用HCAO水解酸化+优势菌种好氧接触氧化的方式进行生化处理，HCAO系统的水解酸化池和好氧接触氧化池里均设有有利于生物活性和稳定性的的功能生物填料，并且投加有针对废水特点培育筛选出的具有高效、强生命力的优势菌种，这些优势菌种的共同特点是：直接利用原始废水的环境下培育筛选出的菌种，而不是另外添加外来营养物质或者在温室培养出来的，这样培育筛选出的菌种具有强生命力和强适应能力； [0039] 本发明一种印染废水处理工艺，能够对印染废水进行深度处理，达到回收用水的标准，使得对废水处理的单纯投入变成有产出的投资，起到减少废水排放量、节约水资源、保护环境的多重效果，能够适应纺织染整行业的市场需求。附图说明 [0040] 图1为本发明一种印染废水处理系统的工艺流程图； [0041] 图2为本发明中污泥处理单元的工艺流程图。 具体实施方式[0042] 为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。 [0043] 一、具体实施例 [0044] 一种印染废水处理系统，包括依次连接的一级处理单元、一级沉淀单元、二级处理单元和二级沉淀单元，如图1所示，一级处理单元包括用于收集废水的格栅池以及用于调节废水水量和pH值的废水调节池，格栅池的入水口连接有一用于向格栅池内通入废水的进水管道，格栅池内设置有多个格栅槽，此多个格栅槽均分成若干列平排设置在格栅池内，各个格栅槽之间的连通方式使得废水在格栅池内的流通路线为S型，从而使得废水中大部分的漂浮和悬浮杂物充分除去，防止管道堵塞，保证系统畅通。废水调节池与格栅池相邻设置，废水调节池与格栅池相邻的侧壁上开设有废水溢流口，格栅池内废水经过的最后一个格栅槽通过废水溢流口与废水调节池相连通。 [0045] 一级沉淀单元包括依次相邻设置并连通的混凝反应池和一级沉淀池，混凝反应池内添加有用于废水中污泥沉淀的混凝脱色剂硫酸铝，废水调节池的底部设置有将废水提升至混凝反应池的提升泵，一级沉淀池为平流式沉淀池。 [0046] 二级处理单元包括依次相邻设置并连通的HCAO水解酸化池、优势菌种好氧接触氧化池和中间集水池，HCAO水解酸化池与一级沉淀池相邻设置，HCAO水解酸化池与一级沉淀池相邻的侧壁上开设有一级沉淀溢流口，经过一级沉淀池一次沉淀后的废水通过一级沉淀溢流口进入HCAO水解酸化池。HCAO水解酸化池内设置有脉冲布水器和功能生物填料，脉冲布水器设置在HCAO水解酸化池的中央，优势菌种好氧接触氧化池的底部铺设有曝气装置，优势菌种好氧接触氧化池内设置有附着有菌胶团的功能生物填料。二级沉淀单元包括二级沉淀池以及与二级沉淀池相邻并连通设置的终极沉淀池，中间集水池的底部设置有将废水提升至二级沉淀池的的提升泵，终极沉淀池连接有一清水池。二级沉淀池的底部分别设置有使得污泥自流回至HCAO水解酸化池和优势菌种好氧接触氧化池的污泥回流管。 [0047] 由于印染废水处理系统内定期都会产生一定量的微生物，系统内的污泥量增多，因此需定期从系统中排放一定量的剩余污泥，以维持系统内污泥量平衡。因此，该印染废水处理系统还包括污泥处理单元，如图2所示，污泥处理单元包括污泥浓缩池和压滤机，一级沉淀池、二级沉淀池和终极沉淀池的底部还分别设置有污泥排出管，通过污泥排出管与污泥浓缩池连接，污泥浓缩池通过废水回收管与废水调节池连接，污泥浓缩池上安装有用于将污泥提升至压滤机的螺杆泵。该印染废水处理系统在一级沉淀池、二级沉淀池和终极沉淀池内均有污泥产生，将处于流体状态的污泥统一回收到污泥浓缩池内，经过压滤机的压滤脱水，使其成为可堆放、便于运输的干污泥，得到的滤液重新进入废水调节池再次进行预处理。 [0048] 采用上述技术方案后，本发明一种印染废水处理系统，具有以下特点： [0049] (1)该印染废水处理系统对水量、水质、水温的变化适应能力强，抗冲击能力强； [0050] (1)产生污泥量少：HCAO水解酸化池产生的剩余污泥比好氧法和物化法都要少得多，并且产生的污泥的脱水性有较大的改善，减少了污泥的处置费用； [0051] (2)对营养物质的需求较少：微生物新陈代谢过程中需要不同的元素物质，有些工业污水成分单一，含有的营养成分不一定满足或完全满足微生物的需要，这样会影响到污泥的活性和处理效果，此时就要靠外加营养物质来调配，微生物体内各种元素所占比例的通式为C5H7NO2，碳可占菌体干重的50％左右，生化处理的主要目的是去除含碳有机物，故不会缺碳，氮可占菌体干重的10％左右，氮源以氨态氮易为微生物利用，常投加氮类营养料如尿素、氨水等，微生物体内还含有少量P，P占菌体干重的1～2％，常投加磷盐营养料如磷酸三钠、磷酸二氢钾等，单一的好氧法处理要求BOD∶N∶P＝100∶5∶1，而对水解酸化处理要求BOD∶N∶P约为350∶5∶1，可减少营养料的投加； [0052] (3)HCAO水解酸化池内具有两个主要的控制要素：污泥浓度和搅拌强度，为达到高的污染物去除率，HCAO水解酸化池内应保留高浓度的厌氧污泥，HCAO水解酸化池内布置的脉冲布水器起到重要作用，脉冲布水器内储存的污水通过虹吸作用瞬间流过布水中心筒，在HCAO水解酸化池内形成强大的冲击搅拌作用，将泥水充分混合，有效保证有机物的去除效率，改善了废水的可生化性，因而提高了整个生化处理过程的效率； [0053] (4)耐冲击负荷高：车间排出的废水水质不稳定，变化比较大，如果废水直接进入优势菌种好氧接触氧化池，会对好氧接触氧化池中的菌种产生冲击，废水先经酸化水解池的处理，不仅有降解污染物的作用，还可以缓解这种冲击荷，让水质达到一定稳定值再进入好氧接触氧化池； [0054] (5)由于采用HCAO水解酸化+优势菌种好氧接触氧化的方式进行生化处理，HCAO系统的水解酸化池和好氧接触氧化池里均设有有利于生物活性和稳定性的的功能生物填料，并且投加有针对废水特点培育筛选出的具有高效、强生命力的优势菌种，这些优势菌种的共同特点是：直接利用原始废水的环境下培育筛选出的菌种，而不是另外添加外来营养物质或者在温室培养出来的，这样培育筛选出的菌种具有强生命力和强适应能力； [0055] (6)经过处理后的废水可直接再回收利用，系统运行稳定，抗冲击能力强，不会产生污泥膨胀，不会造成沉淀池漂泥，操作管理方便。 [0056] 采用本发明一种印染废水处理系统进行的废水处理工艺，具体步骤如下： [0057] (1)废水的收集：废水先通过进水管道进入格栅池内，经过格栅池内各个格栅槽的过滤除去废水中大部分的漂浮和悬浮杂物，使得废水中的SS(固体悬浮物)浓度降低； [0058] (2)废水的预处理：经过收集的废水进入废水调节池内，由于不同时段排出的废水水量不一样，所以设置废水调节池来储存不同时段排出的废水，用于调节废水的水量、均化水质并降低废水温度，然后根据废水的酸碱性选择是否往废水调节池内投放硫酸，调节废水的pH值至8～10； [0059] (3)废水的一级沉淀：经过预处理的废水经过提升泵提升进入混凝反应池内，加入混凝脱色剂硫酸铝进行废水的混凝和絮凝反应，然后经一级沉淀池处理完成废水和固体悬浮物的分离，除去废水中大部分的SS和部分色度； [0060] (4)废水的酸化水解：经过一级沉淀的废水进入HCAO水解酸化池进行酸化水解，通过脉冲布水器控制搅拌强度和厌氧污泥的浓度，在水解和产酸菌的生化作用下，废水中的染料等大分子、难降解的有机物分解成小分子有机物，使废水中溶解性有机物的含量显著提高； [0061] (5)废水的生化处理：经过酸化水解的废水进入优势菌种好氧接触氧化池进行降解和净化，利用曝气装置控制溶解氧的浓度在2～4mg/L，废水中的大部分有机物在菌胶团的作用下分解成CO2和H2O，部分有机物同化成活性污泥； [0062] (6)废水的二级沉淀：经过生化处理的废水自流入中间集水池，中间集水池的废水经过提升泵提升进入二级沉淀池，将废水中生化处理产生的活性污泥沉淀分离，活性污泥经由污泥回流管自流回至HCAO水解酸化池或者优势菌种好氧接触氧化池； [0063] (7)废水的过滤：最后经过二级沉淀的废水进入终极沉淀池进行净化，经终极沉淀池的混凝、沉淀及泥水分离作用，进一步除去废水中部分有机物，达到排放标准，回收入清水池； [0064] (8)污泥的回收及处理：定期将一级沉淀池、二级沉淀池和终极沉淀池内处于流体状态的污泥统一回收到污泥浓缩池内，经过压滤机的压滤脱水，使其成为可堆放、便于运输的干污泥，得到的滤液重新进入废水调节池再次进行预处理。 [0065] 二、废水处理结果检测 [0066] 按上述技术方案实施后，处理后的出水水质符合《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012)中的相关指标，具体检测结果见下表。 [0067] 表1 各个处理单元废水检测结果 [0068] |
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