本发明涉及一种纺织染整行业高浓度难降解、高碱度有机废水处理装置和方法，特别是一种适用于pH13-14范围内的退浆，精练废水以及混合的高浓度难降解有机废水，不需调节pH值，直接处理的装置和方法。
背景技术：
我国是世界纺织第一大国，纤维加工量已占世界65％，纺织工业中印染行业是技术含量最高、必不可少的中间行业，但也是能耗较高，污染物、特别是废水排放量最大的行业，在我国工业行业中水污染排放量位居第三。印染废水是高浓度有机废水，处理难度较大，同时由于印染行业主要分布在东南沿海5省，废水排放高度集中，污染问题更为突出。要提升和发展我国纺织工业，印染行业的节能减排是关键和瓶颈。解决这一问题的根本办法是：
1、从源头上实施清洁生产，使单位产品的排污量减少，包括废水量和污染物数量，这是一个需要时间并且是顺序渐进的过程；
2、从印染工艺分析，主要分为前处理(煮练、退浆、碱减量和精炼等)和印染(染色和印花)二部分，前处理水量一般占总量的40％-45％，COD负荷却占50％-55％；染色和印花水量占55％-60％，COD负荷占45％-50％。它们的共同特点是：第一道是最浓水，污染物几乎全部集中在这里，后面是3-4道漂洗，浓度很低，如果将全部废水混合在一起，处理达标可以，但是回用很难，甚至于不可能。因为大量盐类在一般方法中是无法去除的，所以必须清浊分流，将第一道浓废水(通常COD＝5000mg/l-20000mg/l)集中，处理后使达到排入集中污水处理厂的接管标准(即COD≤200mg/l)；其余水量占80％-90％的淡废水(通常COD＝300mg/l-400mg/l；如针织废水更低)，经处理后回用。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种采用混合稀土催化氧化处理有机废水的装置和方法，以解决高浓度难降解有机工业废水的处理问题。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种采用混合稀土催化氧化处理有机废水的装置，其特征在于，包括容器，所述的容器内设有混合稀土-铁-碳催化氧化剂装置和曝气棒，所述的曝气棒的孔径为300nm～2000nm。
优选地，所述的曝气棒为聚乙烯制成。
优选地，所述的曝气棒的制备方法为：将聚乙烯和0.3％-0.5％发孔剂均匀混合，放入模具中，在2h内升温至80℃-150℃成型，再修除毛刺。
优选地，所述的曝气棒连接空气泵或压缩空气管路。
优选地，所述的混合稀土-铁-碳催化氧化剂装置中装填有混合稀土-铁-碳催化氧化剂，所述的混合稀土-铁-碳催化氧化剂的制备方法包括：将含稀土氧化物的原料与铜屑和硅酸盐混合，含稀土氧化物的原料与铜屑和硅酸盐的重量比为1∶2-4∶6-8，加水调成糊状，经24h～48h固化，得到混合稀土催化剂；将所述的混合稀土催化剂粉碎成粒径为2-10mm的颗粒，与粒径为3～10mm焦炭及粒径为2-20mm生铁屑按重量比1∶5-10∶100-300混合，得到混合稀土-铁-碳催化氧化剂。
更优选地，所述的硅酸盐由硅酸钠、硅酸铝、硅酸钙按照重量比(1-3)∶(3-5)∶(25-45)混合而成。
更优选地，所述的混合稀土-铁-碳催化氧化剂装置为长度为10cm-30cm，厚度为2cm-20em的多孔装置。
优选地，所述的混合稀土-铁-碳催化氧化剂于容器中的装填的体积容量为30％-50％。
优选地，所述的含稀土氧化物的原料的0.1m处辐射剂量小于3μSv；所述的混合稀土催化剂的0.1m处辐射剂量小于0.3μSv。
优选地，所述的含稀土氧化物的原料为稀土矿石生产中的废渣与重量比浓度为10％-60％的盐酸按照重量比1∶1-4混合后活化6-12小时，静置沉淀、固液分离得到的固体物。
优选地，所述的含稀土氧化物的原料的混合稀土氧化物含量为2wt％-30wt％。
优选地，所述的容器内分隔成第一处理室、第二处理室和连接通道，第一处理室和第二处理室内设有网格隔板，所述的混合稀土-铁-碳催化氧化剂装置设于网格隔板上，所述的曝气棒位于第一处理室和第二处理室内、网格隔板的下方，曝气棒的曝气孔连接空气泵或压缩空气管路，所述的第一处理室的底部设有第一进水口，第一处理室的顶部设有第一出水口，第二处理室的底部设有第二进水口，第二处理室的顶部设有第二出水口，第一出水口和第二进水口经由连接通道连通。
本发明还提供了一种采用混合稀有金属催化氧化处理有机废水的方法，其特征在于，采用上述的采用混合稀有金属催化氧化处理有机废水的装置，包括：将有机废水从第一进水口通入容器中，进行曝气处理，用吸油毡吸附或刮油机刮除分离表层油状物，从第二出水口排出。
优选地，所述的有机废水为纺织染整行业的废水。
更优选地，所述的有机废水为pH＝13-14范围内的退浆、煮练、精炼或其中至少两种以上混合的有机废水。
更优选地，所述的有机废水的COD为10000mg/l～50000mg/l。
优选地，所述的曝气处理的气水比为2∶1到30∶1。
优选地，所述的曝气处理的反应停留时间为2-36h。
优选地，所述的采用混合稀土催化氧化处理有机废水的方法还包括：加XSD-1阳离子型促进剂0.015wt％-0.03wt％后，进行曝气。
优选地，所述的采用混合稀土催化氧化处理有机废水的方法还包括：加混凝剂进行混凝处理。
本发明的曝气处理的反应时间取决于废水COD高低和碱度高低，反应结束后pH自动趋于9-11。进水流量根据废水浓度、难降解程度和处理后的要求进行调节，一般以曝气管长度、服务面积、反应停留时间、曝气量、曝气强度等因素进行调节计算。一般以一根曝气管长度为100cm时，服务体积为0.5m3-2.0m3，反应停留时间为0.5h-5.0h。曝气量30l/h-500l/h；根据液位高度确定曝气压力。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明可用于处理纺织染整或化工行业高浓度难降解、高碱度有机废水，特别是pH＝13-14范围内的高碱度退浆、煮练、精炼废水或混合的高浓度难降解有机废水。COD去除率在35％～65％之间。
2、本发明不需调节pH值，可直接处理。不必用酸、碱调节，大大扩充了应用范围，催化反应速度更快。
3、本发明的曝气棒是由聚乙烯粉末(120目)加发孔剂加温聚合而成。其能够将溶解、悬浮的难降解有机物通过扰动、分子碰撞、粘结成为类似于“黄色油状物”浮于水面，再用吸油毡吸附或刮油机刮除分离，达到去除有机污染物的目的。
附图说明
图1为采用混合稀有金属催化氧化处理有机废水的装置结构示意图。
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。
本发明中的有效孔径为能够曝气的通孔的孔径。
实施例1
如图1所示，所述的采用混合稀有金属催化氧化处理有机废水的装置包括容器1，所述的容器1内设有混合稀土-铁-碳催化氧化剂装置和曝气棒，所述的曝气棒设于混合稀土-铁-碳催化氧化剂装置的下方。
所述的曝气棒具有曝气孔5，所述的曝气孔5的有效孔径为300nm～2000nm。所述的曝气棒长度为100cm，内径为2cm、外径为3cm，其前端封闭，中部设有曝气孔，后端连接压缩空气管路7。所述的曝气棒为聚乙烯制成，为市售产品，购自上海天平过滤设备有限公司，也可采用市售的其它相同孔径的产品。
所述的混合稀土-铁-碳催化氧化剂装置中装填有混合稀有金属催化氧化剂2，混合稀有金属催化氧化剂2的制备方法包括：将含稀土氧化物的原料(为稀土矿石生产中的废渣与重量比浓度为10％的盐酸按照重量比1∶1混合后活化6小时，静置沉淀、固液分离得到的固体物，混合稀土氧化物含量为2wt％，0.1m处辐射剂量小于3μSv)与铜屑和硅酸盐(硅酸钠、硅酸铝、硅酸钙按照重量比1∶3∶25混合而成)混合，含稀土氧化物的原料与铜屑和硅酸盐的重量比为1∶2∶6，加水调成糊状，经24h固化，得到混合稀土催化剂(0.1m处辐射剂量小于0.3μSv)；将所述的混合稀土催化剂粉碎成粒径为2-10mm的颗粒，与粒径为3～10mm焦炭及粒径为2-20mm生铁屑按重量比1∶5∶100混合，得到混合稀土-铁-碳催化氧化剂2，装填于长度为10cm、厚度为2cm的多孔装置中。，混合稀土-铁-碳催化氧化剂2于容器1中的装填的体积容量为30％。
所述的容器1内分隔成第一处理室11、第二处理室12和连接通道13，第一处理室11和第二处理室12内设有网格隔板6，所述的混合稀土-铁-碳催化氧化剂装置设于网格隔板6上，所述的曝气棒位于第一处理室11和第二处理室12内、网格隔板6的下方，曝气棒的曝气孔5连接压缩空气管路7，所述的第一处理室11的底部设有第一进水口3，第一处理室11的顶部设有第一出水口，第二处理室12的底部设有第二进水口，第二处理室12的顶部设有第二出水口4，第一出水口和第二进水口经由连接通道13连通。
实施例2
类似于实施例1，区别在于：
所述的混合稀有金属催化氧化剂2的制备方法包括：将含稀土氧化物的原料(稀土矿石生产中的废渣与重量比浓度为60％的盐酸按照重量比1∶4混合后活化12小时得到，混合稀土氧化物含量为30wt％，0.1m处辐射剂量小于3μSv)与铜屑和硅酸盐(硅酸钠、硅酸铝、硅酸钙按照重量比3∶5∶45混合而成)混合，含稀土氧化物的原料与铜屑和硅酸盐的重量比为1∶4∶8，加水调成糊状，经48h固化，得到混合稀土催化剂(0.1m处辐射剂量小于0.3μSv)；将所述的混合稀土催化剂粉碎成粒径为2-10mm的颗粒，与粒径为3～10mm焦炭及粒径为2-20mm生铁屑按重量比1∶10∶300混合，得到混合稀土-铁-碳催化氧化剂2，装填于长度为30cm、厚度为20cm的多孔装置中，混合稀土-铁-碳催化氧化剂2于容器1中的装填的体积容量为50％。
应用例1
一种采用混合稀有金属催化氧化处理有机废水的方法，采用实施例1所述的采用混合稀土催化氧化处理有机废水的装置，具体步骤为：
将某印染厂专门生产出口窗帘布的前处理精炼有机废水(水量占总排水量的5％，水量50t/d；COD浓度平均10000mg/L，碱性，pH13-14)，不需调节pH值，直接从第一进水口3通入容器1中，进行曝气处理，进水流量为2.08t/h，每个处理室中设置4根曝气棒，每根曝气棒的服务体积为0.8m3，反应停留时间为6h、气水比为3∶1，用吸油毡吸附分离表层油状物，从第二出水口4排出，加XSD-1阳离子型促进剂(由硫酸铝、双氰胺和甲醛按照重量比10∶4∶3混合而成)0.015wt％，用曝气管曝气1h，加0.06％碱式氯化铝和0.002％PAM混凝分离即可达到COD小于200mg/l(160mg/l～190mg/l)，符合GB4287-2012“纺织染整工业水污染物排放标准”中排入集中污水处理厂要求。
将占水量92％的淡混合废水(240t/d)，COD为370mg/l-400mg/l，pH＝8，不需调节pH值，直接从第一进水口3通入容器1中，进行曝气处理，进水流量为10t/h，每个处理室中设置8根曝气棒，反应停留时间为4h、气水比为2.5∶1，用吸油毡吸附分离表层油状物，从第二出水口4排出，加0.05％碱式氯化铝和0.002％阴离子PAM混凝分离，即可达到COD50mg/l～60mg/l左右，再采用高效平板膜MBR反应器，其污泥采用加入0.002％的实施例1中的混合稀土-铁-碳催化氧化剂的污泥，出水COD稳定在15mg/l-25mg/l，平均值20mg/l，透明度大于30厘米，无色达到回用要求，经厂方质检部门连续几个月检验，产品质量达到要求，色牢度稳定在5级，回用率达到90％。
应用例2
一种采用混合稀有金属催化氧化处理有机废水的方法，采用实施例2所述的采用混合稀有金属催化氧化处理有机废水的装置，具体步骤为：
某印染厂主要印染坯布为涤纶布，染料以分散染料为主，其精炼废水COD在6000mg/l，pH13，经清浊分流将精练混合废水单独引出，不需调节pH值，直接从第一进水口3通入容器1中，进行曝气处理，曝气棒数量根据处理量决定，每根曝气棒的服务面积为1.0m3，反应停留时间为2.5h-4.5h、气水比为2∶1--3∶1，用刮油机刮除分离表层油状物，从第二出水口4排出，加0.02wt％XSD促进剂(由硫酸铝、双氰胺和甲醛按照重量比10∶4∶3混合而成)，曝气5.0h，气水比3∶1，加0.05％碱式氯化铝和0.002％阴离子PAM混凝分离，COD≤500mg/l，接到集中污水处理厂排放。