专利名称：印染污水再生处理循环利用方法
技术领域：
本发明涉及一种污水治理、资源回收利用技术领域，尤其是印染污水再生处 理循环利用的方法。
背景技术：
我国是世界最大的纺织产品出口国。纺织工业的平均年增长率超过10%， 2005年规模以上纺织企业销售收入达到26400亿元，从业人数超过1960万，加 上原料产地(棉花、毛、麻生产)的从业人员1亿，共约1.2亿，对国家发展和 社会稳定起着十分重要的作用。
但纺织印染行业是水资源消耗量大、污染物排放量较大的行业之一。我国纺 织印染行业全年排放废水量超过13亿立方米，居全国各行业第四位，其中印染 废水约占80%。印染行业年用水量3 5吨/百米布，是国外同行业的2 3倍。
印染污水有机污染物含量高、色度大、难以生物降解的物质多，含有大量的 无机盐、硫化物等，属于难处理的工业污水。目前，我国纺织印染污水通常采用 物化法、生化法处理。其中物化法中的化学混凝法具有设备简单、管理方便等特 点，曾被认为是有效的脱色技术之一；生化法具有运行费用低等特点，但占地面 积大、建设投资大，尤其是由于近年来纺织和印染新技术的应用，PVA浆料、表 面活性剂等难以生物降解的有机物大量进入印染废水，使可生化性明显降低，处 理难度增加。我国目前比较成熟的印染污水处理、达标排放的工艺是生化与物化 相结合的工艺，具体流程为印染污水—调节池一中和池一厌氧水解酸化一好氧 生物处理一混凝沉淀处理一达标排放。排放标准一般为《纺织染整工业水污染物 排放标准》(GB4287-92)的一级排放要求(COD《100mg/L，色度《50倍)。
污水再生处理循环利是实现水资源可持续利用的必然选择。但由于印染污水 处理难度大，同时印染行业对生产用水质要求较高，其中对水的色度、硬度、铁 盐和pH值都有特别严格的要求，具体为透明度》30cm，色度《10、 pH《6.5 8.5、铁《0. lmg/L、锰《0. lmg/L、 SS<10mg/L、硬度(以CaC(U十)《17. 5mg/L (溶解性染料、喷射冷凝器冷却水)，《150mg/L (皂洗和碱液用水)。因此目前 我国印染行业水的回用率只有7%，是全国所有行业中最低，必须加快研究和发展步伐，争取实现跨越式发展。
最近几十年来，膜分离技术作为新的分离净化和浓縮方法，被应用到污水处 理领域，形成新的污水处理方法。国际上A.M.EI-Nashar在1973年最早用反渗 透膜处理直接染料和酸性染料污水获得成功。1999年，Rozzi等对意大利科摩地 区的纺织印染工业的抛光工艺废水进行了小规模的深度处理试验，结果表明，经 过混凝沉淀和微滤工艺的前处理，纳滤后出水可以达到预期的回用水质。随后他 们又对纺织印染污水经过常规工艺处理后达标排放的二级出水，经预处理、纳滤 深度处理以实现废水回用的目的。
中国专利申请号200610092989.9 "印染废水闭路循环的处理方法"公开了 一种印染废水闭路循环的处理方法，印染废水经絮凝沉淀脱除大部分COD和色度 后，经微滤器预处理后进入纳滤系统进一步深度处理，处理后出水的C0D< 10mg/L，电导率〈300us/ms，浊度、SS和色度均检测不到，可作为制备印染工 艺软水的水源或作为印染过程中的洗涤水，从而实现了印染废水的闭路循环，产 生的纳滤浓縮液再进入印染废水收集池，进行闭路循环处理。其中微滤器滤出液 己达到排放要求，为防止无机盐的积累，将20 30%的滤出液排放。但对于我国 大多数印染污水，采用该技术所述的絮凝沉淀、微滤器过滤后滤出液并不能保证 达到排放要求，也许该技术适用于内蒙古自治区以羊毛、羊绒加工为主的纺织印 染企业。同时，由于纳滤浓縮液的循环，增加了进入纳滤膜的废水中无机盐等含 量，提高了纳滤膜的运行压力，从而增加了能耗与处理成本。
中国专利申请号20071008643.0 "—种基于膜技术的印染废水处理方法"提
供一种基于膜技术与印染废水常规处理技术相结合，使之达到中水回用的二级排 放标准的印染废水处理方法印染废水和生活废水按体积比(20 25): 1混合 后得综合废水。综合废水调节PH和COD值，将综合废水泵入絮凝罐加入絮凝剂 泵入絮凝沉降容器得澄清液，澄清液泵入膜生物反应器进行生化处理得透析液， 透析液泵入反渗透分离系统进行反渗透分离得反渗透透析液回用，浓縮液流入氧 化吸附池处理，浓縮液回流入絮凝沉降处理工序进行二次絮凝沉降处理达到二级 排放标准排放。但对于目前我国印染废水的一级排放要求来说，该技术反渗透浓 縮液经氧化吸附池、絮凝沉降处理达到二级排放标准是不够的，且该种处理方法 不适合于大批量的废水处理。
中国专利ZL200510060615.4 "印染废水回用处理方法"提供一种对退浆废 水、碱减量废水与染色废水进行回收处理的系统工艺，基本方法为对退浆废水、
碱减量废水分别进行酸析预处理，回收析出的浆料，然后与染色废水一起进行 A/0生化处理，再经臭氧催化深度处理后，将大部分水回用于染色工艺，实现印 染污水的回用。该技术经A/0生化处理、混凝-沉淀处理后废水达到一级排放要 求(COD《100mg/L，色度《50倍)，再经臭氧催化氧化处理达到回用要求(COD 《50mg/L,色度《3倍)。但该技术臭氧催化氧化环节运行费用较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种减少处理成本、节省投资 费用、减少设施占地面积、符合排放标准的印染污水再生处理循环利用的方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现 一种印染污水再生处理循环利用方 法，其特征在于该方法包括
(1) 调节pH值在线实时检测并自动加酸或碱调节混合印染污水的pH值 为所采用的混凝剂所对应的最佳pH值；
(2) 混凝沉淀加入混凝剂搅拌反应、重力沉降；
(3) 机械过滤上清液经机械过滤，去除水中少量悬浮颗粒；
(4) 精滤采用保安过滤器过滤，以捕捉水中残余的微小颗粒；
(5) 反渗透膜分离采用反渗透膜对污水进行膜分离，产出清水循环利用；
(6) 浓縮污水处理达到国家一级排放标准后排放。 所述的浓縮污水处理包括去除水中有机污染物的生物处理和二次混凝沉淀
处理，或污水处理厂集中处理。
所述的调节pH值首先按原始水质的pH值高低、然后按后续工序所采用的 混凝剂所对应的最佳pH值，混凝剂为硫酸亚铁的最佳pH值为10、硫酸铝的最
佳pH值为6。
所述的混凝沉淀所采用的混凝剂为硫酸亚铁或硫酸铝；助凝剂为聚丙烯酰胺 PAM或粉煤灰;混凝剂用量按有效含量计算分别为硫酸亚铁为400 1000mg/L、 硫酸铝为150 300mg/L，助凝剂用量分别为聚丙烯酰胺PAM为0 2mg/L、粉 煤灰为0 150mg/L。
所述的机械过滤的设备是钢质罐体或混凝土质滤池，按水量多少选择；所采 用的滤料是石英砂或海绿砂或无烟煤或活性炭，滤料的粒度按级配比排列，最小 的为0.5 1.0mm，最粗的为16 32mm，细的在上，粗的在下。
所述的精滤设备采用不锈钢罐体，精滤介质采用过滤精度为1 5 u m的熔喷 型滤芯。
所述的反渗透膜分离采用脱盐率大于99%的反渗透膜，材质为聚酰胺，控制 膜分离产水率大于60%，反渗透膜分离运行压力0. 8 1.8MPa。
所述的生物处理采用的是活性污泥法或间歇式活性污泥法SBR或接触氧化法。
所述的二次混凝沉淀处理所采用的混凝剂为硫酸铝、用量为50 100mg/L; 或聚合氯化铝、用量为50 100mg/L;助凝剂为聚丙烯酰胺PAM、用量为0 2mg/L; 或粉煤灰、用量为0 150mg/L。
与现有技术相比，本发明的优点(1)通过自动调节污水的pH值到所采用 的混凝剂所对应的最佳pH值，大幅度地提高了混凝沉淀的效果，(2)通过加大 混凝剂的用量，显著提高混凝沉淀的去污率，沉淀上清液经机械过滤、精滤后其 污染指数SDI《3，满足反渗透膜的进水水质要求；(3)由于经生物处理的反渗 透膜浓縮污水量不到印染污水总量的40%，不仅可减少生物处理设施的占地面积 与投资费用，还可减少二次混凝沉淀设施的占地面积与投资费用；(4)本发明由 于在生化处理前直接反渗透膜分离，与常规生化处理后反渗透膜分离方法相比 较，减少了投资费用与运行成本；(5)本发明的工艺流程中印染污水是一次通过 不循环，与常规膜分离后浓縮废水循环处理方法相比较，减少了无机盐的累计带 来的膜分离运行压力提高的问题，因此可降低膜分离的运行压力而降低运行费 用；(6)对于附近建有大型污水处理厂的印染企业，本发明膜分离的浓縮污水可 直接排到污水处理厂集中处理，不仅由于污水排放量的减少节省缴纳的污水处理 费用，而且可为企业省去生物处理与二次混凝沉淀设施，节约大量的投资费用与 占地面积。
图l为本发明的工艺流程图。
图2为本发明的另一种工艺流程图。
具体实施例方式
下面结合上述附图对本发明的具体实施方案进行详细描述。
在本发明中，所述的印染污水是各类纺织印染企业生产过程中排放的各种污 水混合后的总称，其中所含的颜色及污染物主要是天然有机物质(天然纤维所含 的蜡质、胶质、半纤维素、油脂)与人工合成有机物质(染料、助剂、浆料)。 由于不同纤维原料的织物在染色和印花过程中，为使染色溶液和印花溶液成为电 解质溶液，更好地染到不同织物上，需要在不同的pH值条件下进行染色，因此
排放污水的pH值是不同的。
如图1所示具体包括自动调节pH值、混凝沉淀、机械过滤、精滤、反渗 透膜分离、产水循环利用、浓縮污水经生物处理、二次混凝沉淀后达标排放，若 附近有污水处理厂，如图2所示，浓縮污水排放至污水处理厂集中处理后达标排放。
实施例1:以本发明在某大型印染企业的一个分公司连续试验为例进一步说明。
该企业每天生产过程中排放印染污水3000吨，污水水质为化学需氧量 1500 2500mg/L、色度800 1200倍、pH值9 14、电导率4000 6000 w s/cm。
经前期小样试验，决定釆用硫酸亚铁为混凝剂，控制污水pH=10，具体流程 如下(图1):
(1) 调节pH值在线实时检测并自动加酸或碱调节混合印染污水的pH值10。
(2) 混凝沉淀污水中按900mg/L的用量加入混凝剂硫酸亚铁搅拌反应、 重力沉降。
(3) 机械过滤混凝沉淀后的上清液进行机械过滤，以石英砂为滤料，最 细的为0.5 1.0mm，最粗的在16 32mm，粗的在下，细的在上，放在直径为2.5m 的钢质罐体内，滤层总高度为1.7米。
(4) 精滤采用安装有过滤精度为5um熔喷型滤芯的不锈钢保安过滤器进 行精滤。
(5) 反渗透膜分离采用脱盐率在99.2%的ESPA4 8040反渗透膜对精滤后 污水进行膜分离，产出清水在生产中循环利用，控制产水率在60 65%范围、运 行压力在0.8 12MPa范围。
(6) 生物处理膜分离后剩余的35 40%浓縮污水排入接触氧化池进行生 物处理，停留时间为24h。
(7) 二次混凝沉淀生化出水加混凝剂再次反应沉淀，上清液达标排放， 混凝剂为硫酸铝，助凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)。
本实施例膜分离产出清水水质为色度<5、总硬度(以CaC03计)<8mg/L、 pH值6.8 7.2，满足印染用水水质要求，可循环使用于生产过程。
本实施例二次混凝沉淀后出水水质为色度<50、化学需氧量C0D〈90，满 足《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-92)的一级排放要求(COD《100mg/L，色度《50倍)。
经测算，本实施例产出清水的总成本约2. 1元/吨，扣除原有的污水处理费 用1.5元/吨，实际清水费用0.6元/吨，与公司使用3.8元/吨的自来水相比较， 可节约用水费用3. 2元/吨，经济效益与社会效益十分显著。
实施例2:以本发明在某新建印染企业工程应用为例进一步说明。
该企业每天生产过程中排放印染污水3000吨，污水水质为化学需氧量500~ 700mg/L、色度600 1000倍、pH值8 12、电导率3000 6000 p s/cm。
经前期小样试验，决定采用硫酸亚铁为混凝剂、聚丙烯酰胺(PAM)为助凝 剂，控制污水pH40，具体流程如下(图2):
(1) 调节pH值在线实时检测并自动加酸或碱调节混合印染污水的pH值10。
(2) 混凝沉淀污水中按800mg/L的用量加入混凝剂硫酸亚铁、2mg/L的 用量加入助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)搅拌反应、重力沉降。
(3) 机械过滤混凝沉淀后的上清液进行机械过滤，以石英砂为滤料，最 细的为0.5 1.0mm，最粗的在16 32mra，粗的在下，细的在上，放在分为三格 的总尺寸10.5X3.5米的混凝土质滤池内，滤层总高度为1.7米。
(4) 精滤采用3个不锈钢保安过滤器进行精滤，每个保安过滤器直径为 800mm、内装过滤精度为5 U m的40〃熔喷型滤芯60支。
(5) 反渗透膜分离采用114支脱盐率在99.7%的LFC3-LD 8040反渗透膜 对精滤后污水进行膜分离，产出清水在生产中循环利用，控制产水率在60 65% 范围、运行压力在0.8 1.2MPa范围。
(6) 浓縮污水处理膜分离后剩余的35 40%浓縮污水排到附近大型污水 处理厂统一处理后入达标排放。
本实施例膜分离产出清水水质为色度<2、总硬度(以CaC03计)<5rag/L、 pH值6.8 7.2，满足印染用水水质要求，可循环使用于生产过程。
经测算，本实施例产出清水的总成本约1.9元/吨，扣除原有的污水处理费用 3.5元/吨，实际清水费用-0.6元/吨，与公司使用3.8元/吨的自来水相比较， 可节约用水费用5.4元/吨，经济效益与社会效益十分显著，预计一年内可收回 投资。
权利要求
1、一种印染污水再生处理循环利用方法，其特征在于该方法包括(1)调节pH值在线实时检测并自动加酸或碱调节混合印染污水的pH值为所采用的混凝剂所对应的最佳pH值；(2)混凝沉淀加入混凝剂搅拌反应、重力沉降；(3)机械过滤上清液经机械过滤，去除水中少量悬浮颗粒；(4)精滤采用保安过滤器过滤，以捕捉水中残余的微小颗粒；(5)反渗透膜分离采用反渗透膜对污水进行膜分离，产出清水循环利用；(6)浓缩污水处理达到国家一级排放标准后排放。
2、 根据权利要求1所述的印染污水再生处理循环利用方法，其特征在于所 述的浓縮污水处理包括去除水中有机污染物的生物处理和二次混凝沉淀处理， 或污水处理厂集中处理。
3、 根据权利要求1所述的印染污水再生处理循环利用方法，其特征在于所 述的调节pH值首先按原始水质的pH值高低、然后按后续工序所采用的混凝剂 所对应的最佳pH值，混凝剂为硫酸亚铁的最佳pH值为10、硫酸铝的最佳pH 值为6。
4、 根据权利要求1所述的印染污水再生处理循环利用方法，其特征在于所 述的混凝沉淀所采用的混凝剂为硫酸亚铁或硫酸铝；助凝剂为聚丙烯酰胺PAM 或粉煤灰；混凝剂用量按有效含量计算分别为硫酸亚铁为400 1000mg/L、硫 酸铝为150 300mg/L，助凝剂用量分别为聚丙烯酰胺PAM为0 2mg/L、粉煤 灰为0 150mg/L。
5、 根据权利要求1所述的印染污水再生处理循环利用方法，其特征在于所 述的机械过滤的设备是钢质罐体或混凝土质滤池，按水量多少选择；所采用的滤 料是石英砂或海绿砂或无烟煤或活性炭，滤料的粒度按级配比排列，最小的为 0.5 1.0ram,最粗的为16 32mra，细的在上，粗的在下。
6、 根据权利要求1所述的印染污水再生处理循环利用方法，其特征在于所 述的精滤设备采用不锈钢罐体，精滤介质采用过滤精度为1 5ym的熔喷型滤心。
7、 根据权利要求1所述的印染污水再生处理循环利用方法，其特征在于所述的反渗透膜分离采用脱盐率大于99%的反渗透膜，材质为聚酰胺，控制膜分离 产水率大于60%，反渗透膜分离运行压力0. 8 1. 8MPa。
8、 根据权利要求2所述的印染污水再生处理循环利用方法，其特征在于所 述的生物处理采用的是活性污泥法或间歇式活性污泥法SBR或接触氧化法。
9、 根据权利要求2所述的印染污水再生处理循环利用方法，其特征在于所 述的二次混凝沉淀处理所采用的混凝剂为硫酸铝、用量为50 100mg/L;或聚合 氯化铝、用量为50 100mg/L;助凝剂为聚丙烯酰胺PAM、用量为0 2mg/L;或 粉煤灰、用量为0 150mg/L。
全文摘要
一种印染污水再生处理循环利用方法，其特征在于该方法包括(1)调节pH值在线实时检测并自动加酸或碱调节混合印染污水的pH值为所采用的混凝剂所对应的最佳pH值；(2)混凝沉淀加入混凝剂搅拌反应、重力沉降；(3)机械过滤上清液经机械过滤，去除水中少量悬浮颗粒；(4)精滤采用保安过滤器过滤，捕捉残余的微小颗粒；(5)反渗透膜分离采用反渗透膜进行膜分离，产出的清水循环利用；(6)生物处理膜分离浓缩污水采用生物处理，去除水中有机污染物；(7)二次混凝沉淀生化出水加混凝剂再次反应沉淀，达到国家一级排放标准后排放。生物处理与二次混凝沉淀可以污水处理厂集中处理来取代。具有占地面积小、投资少、运行费用低的特点。
文档编号C02F9/06GK101205105SQ20071030503
公开日2008年6月25日 申请日期2007年12月18日 优先权日2007年12月18日
发明者敏 吴, 周宇松, 沈博侃, 谭锁奎, 逯庆国, 郭红燕 申请人:中国兵器工业第五二研究所