一种纺织印染废水处理系统及方法与流程

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种纺织印染废水处理系统方法。

背景技术：

纺织行业废水具有水量大、成分复杂、对环境污染严重等特点。目前国内对该类废水的治理，普遍采用二级生化处理法处理，同时辅以必要的物理化学处理方法，将纺织污水处理至满足《gb/t4287-92》的标准后排放。

但是现有的纺织业废水处理系统的设计往往存在以下3个问题：1、工程设计人员大都是仅仅了解废水水质的情况下，根据自己的工程经验和直觉进行设计，这样往往造成工程缺陷，使建成的处理系统处理废水不能达标排放；2、在有些设计中，因为对出水的达标要求严格，使设计出的工艺建设费用和运行费用偏高；3、在许多现有的处理系统中，由于所要处理的水质发生改变，单一的系统或者工艺不能针对目前的水质进行有效的处理。

因此，对于废水处理的优化改造不仅要基于污水水质分析，还要在污水的成分和水量一定幅度变动的情况下，找出最佳的设施组合。

现有的纺织业废水处理系统，一般采用a/o生化处理辅以一定的物理处理方法，如专利申请号为201410475084.4的发明专利，但是这些处理系统的基本只能满足cod低于2000ppm的工业废水，对于cod高于2000ppm的工业废水的作用有限。实际上，发明人通过对全国多家纺织企业的废水进行探测，发现在生产期间纺织废水大部分时候（约占生产期的70%-80%）的cod处于700-2000ppm的低水平，仅剩小部分时候纺织废水的cod处于2000-3000ppm的高水平，因此现有的纺织废水处理系统对于高cod的防治废水的处理是缺失的。

专利申请号为201310064617.5的发明专利体现了对cod变动的污水的分治思想，但是其cod的变化是源于mbr膜对于难降解物的阻挡，并不是源于水质变化，因此从该专利中“当所述泥水分离沉淀池的cod达到1000mg/l后”可知该专利是用于处理远低于1000ppm的纺织废水，不能满足国内大部分纺织企业的需求。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供一种可针对污水cod变动进行处理的废水处理系统及方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种纺织印染废水处理系统，包括前处理系统，所述前处理系统包括按废水流向依次连通的调节池、混凝反应池、第一沉淀池、厌氧池、第一好氧池、备用芬顿反应池、第二沉淀池；

所述前处理系统还包括污泥回流通道，所述污泥回流通道的进泥口与第二沉淀池的出泥口连通，所述污泥回流通道的出泥口与备用芬顿反应池的进泥口连通，所述污泥回流通道设有第一控制阀；

所述备用芬顿反应池设有投药管道，所述投药管道设有第二控制阀。

通过对混凝反应池投放pac、pam、片碱等药剂，使水中难以沉淀的颗粒能互相聚合而形成胶体，然后与水体中的杂质结合形成更大的絮凝体。絮凝体具有强大吸附力，不仅能吸附悬浮物，还能吸附部分细菌和溶解性物质，形成以无机物为主的污泥，进而在第一沉淀池沉降分离。优选地，所述第一沉淀池为中心辐流式沉淀池，所述第一沉淀池的表面负荷为0.5-1m³/m².h，处理量为8.5-12.5m³/h，经混凝沉淀处理后的废水cod去除率可达50%-70%，总磷去除率达30%-60%。

所述厌氧池根据产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段，即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废水的可生化性，为后续处理奠定良好基础。优选地，所述厌氧池的底部安装有潜流搅拌器；所述厌氧池的出水端设有集水槽，所述集水槽的出水口与第一好氧池的进水口连通；所述厌氧池内还设有悬挂生物填料；所述厌氧池为由按废水流向设置的第一水解池和第二水解池组成的复合水解反应器，所述第一水解池与第二水解池的水力停留时间比为1-1.4:1，所述第一水解池的水力停留时间为4.6-5.0h。厌氧池前后进水和出水对比，经厌氧池处理后的废水cod去除率不足15%，氨氮和总磷也基本没有变化，但是可以提高第一好氧池的效率，相对没有设置厌氧池的系统，第一好氧池的cod去除率可提高10%-30%。

本发明考虑到废水cod波动性较大，为保证系统能稳定达标出水，本发明的废水处理系统具有两种不同的处理流向。当废水的cod（在进入前处理系统前）在2000-3500ppm时，关闭第一控制阀，开启第二控制阀，从投药管道向备用芬顿反应池投放芬顿试剂，去除难降解有机污染物。另依据广东省《印染行业废水治理工程技术规范》，第十页：关于物化单元产生污泥量的计算公式：v=【qd×（sso－sse）/1000＋qmq】÷（1－p），产生大量的污泥。当废水的cod在700-2000ppm时，第二控制阀关闭，停止芬顿试剂的投放，将第二沉淀池的沉降产生的活性污泥回流至备用芬顿反应池中，进一步对难降解的物质进行生化降解。两种不同的处理流向的处理对象不同，但是可保持第二沉淀池出水满足《纺织整染工业水污染物排放标准（gb4287-2012）》中“新建企业水污染物排放浓度限制及单位产品基准排水量”的要求，codcr≤80mg/l，bod5≤20mg/l。

所述前处理系统包括曝气生物滤池，所述曝气生物滤池的进水口与所述第二沉淀池的出水口连通，所述曝气生物滤池的水力停留时间为4-6h。曝气生物滤池具有有机物容积负荷高、水力负荷大、水力停留时间短、所需基建投资少、能耗及运行成本低、出水质量高等特点，增设曝气生物滤池作为深度处理设备，可以进一步降低cod和bod5，出水达到《纺织整染工业水污染物排放标准（gb4287-2012）》中“水污染物特别排放限值”的要求。

其中，所述前处理系统还包括第二好氧池，所述第二好氧池的进水口、出水口分别与第一好氧池的出水口和备用芬顿池的进水口连通，所述第一好氧池和第二好氧池均为生物接触好氧池，所述生物接触好氧池均设有微孔曝气管，所述微孔曝气管的服务面积为0.3-0.7m²/m。

优选地，所述微孔曝气管由内衬管和套装于内衬管外的橡胶膜管，所述橡胶膜管开设有若干个微孔，所述内衬管为abs工程塑料或upvc塑料，所述橡胶膜管以三元乙丙胶（epdm）、硅橡胶（mvq）为基料，采用多种添加剂进行改性，并在其内均设纱线制得，该橡胶膜管不仅具有高抗撕拉强度，还具有均匀曝气、防堵塞的性能。

其中，所述前处理系统还包括调整池，所述调整池的进水口、出水口分别与备用芬顿池的出水口和第二沉淀池的进水口连通。芬顿反应之后废水的ph值不利于后续的处理，因此需增设调整池调节ph值。

其中，所述第二沉淀池为斜管沉淀池，所述斜管沉淀池的出水表面负荷为1.28m³/m².h-2.1m³/m².h。

其中，所述厌氧池的底部安装有潜流搅拌器；所述厌氧池的出水端设有集水槽，所述集水槽的出水口与第一好氧池的进水口连通；所述厌氧池内还设有悬挂生物填料。

其中，所述混凝反应池还设有在线cod监测装置，所述在线cod监测装置电连接有电控单元，所述电控单元分别与第一控制阀和第二控制阀电连接。

其中，所述前处理系统还包括污泥池，所述污泥池的进泥口分别与第一沉淀池和第二沉淀池的出泥口连通，所述污泥池的出泥口连通有污泥压滤机，所述污泥池还设有上清液出口，所述上清液出口与调节池的进水口连通。污泥池用于收集多余的污泥，然后压滤成饼，外运再利用。

其中，还包括后处理系统，所述后处理系统包括按废水流向依次连通的原水池、石英砂过滤器、离子交换树脂系统、保安过滤器、超滤装置和超滤产水池，所述原水池的进水口与前处理系统的出水口连通。为了让最终出水能够满足回用要求，达到《城市污水再生利用-工业用水水质》（gb/t19923-2005）的要求，在前处理系统后增设后处理系统。

原水池作为缓冲池能够协调原水池出水量与进水量的供给关系，避免原水池控制导致系统中需要设置的水泵空转而损坏。优选地，所述原水池的出水口设置有一备一用的cdl20-3南方水泵，单台流量20m³/h，扬程35m，功率4kw，材质为不锈钢，具有体积小，高效率，低噪音等特点。

石英砂过滤器利用石英砂作为过滤介质，在一定的压力下，把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒的石英砂过滤，有效的截留除去水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物、氯、嗅味及部分重金属离子等，使sdi<5，具有低成本，操作维护、管理方便等特点。所述石英砂过滤器的反洗周期时间为16-24小时，反冲洗强度使滤层膨胀15-25%为宜，反冲洗压力为0.15mpa，反冲洗强度为25m³/m²。

离子交换树脂系统采用离子交换方法，可以把水中呈离子态的阳离子、阴离子去除。本发明的离子交换树脂系统优选采用s-ix-yj-260型号、流量为17.5m³/hr的离子交换树脂系统。

经过前面的石英砂过滤器和离子交换树脂系统过滤之后，原水中大颗粒悬浮物已基本被除去，而一些小颗粒悬浮物则没有被除去。废水进入超滤装置，再进行一次微滤，去除5μm以上的悬浮物，以保护超滤膜不被堵塞。保安装过滤器进出口设压力指示表，当压差增大到设定值时更换滤芯。优选地，所述保安过滤器型号为gl-mf-25，流量为22.5m³/hr，设有15支40寸的缠绕式滤芯。

超滤装置可以截留分子量为1500-100000道尔顿的颗粒物，降低废水的sdi值，适合于大分子物质与小分子物质分离，浓缩，分离及纯化。优选地，本发明超滤装置采用gl-uf-45型号，所述超滤装置中设有26支美国陶氏dowsfp2860超滤膜，运行参数：过滤通量（25℃）：45l/m2/hr,流量：2.2m³/hr。uf膜数量计算：nc=q/(f*s)=45×1000/（45×51）=19.6，因为设计温度为25℃，为保证系统水量回收率在80%以上并需满足15℃时也能满足uf膜90%产水量，计算15℃时膜产水量为25℃时产水量温度关系q15=1.03^15-25*q25=0.74q25，即q25=1.35q15，故nc=1.35×19.6=26支。

本发明后处理系统的优化是根据流量为45m³/hr而设计的，利用该优化的后处理系统，得到的回用水不仅符合《城市污水再生利用-工业用水水质》（gb/t19923-2005）要求，更主要符合厂方用水要求，sdi≤2.5，出水水质见下表：

其中，所述后处理系统还包括反冲洗管、药液冲洗管和药液箱，所述反冲洗管的入水口与超滤产水池连通，所述反冲洗管的出水口与超滤装置的出水口连通，所述反冲洗管设有反冲洗泵；所述药液冲洗管的进液口与药液箱的出液口连通，所述药液冲洗管的出液口与超滤装置的进水口连通，所述药液冲洗管上设有冲洗泵。

其中，所述后处理系统还包括浓缩液回流通道，所述浓缩液回流通道的进液口与超滤装置的浓缩液出液口连通，所述浓缩回流通道的出液口与所述调节池连通。

本发明还提供了一种废水处理方法，当废水的cod在2000-3500ppm时，关闭第一控制阀，开启第二控制阀，从投药管道向备用芬顿反应池投放芬顿试剂；当废水的cod在700-2000ppm时，关闭第二控制阀，开启第一控制阀，停止芬顿试剂的投放，将第二沉淀池的沉降产生的活性污泥回流至备用芬顿反应池中。

本发明的有益效果：1、废水经前处理系统处理后排水水质执行广东省地方标准《水污染物排放限值》（db44/26-2001）一级标准、毛纺工业水污染物排放标准（gb28937-2012）和《纺织整染工业水污染物排放标准（gb4287-2012）》中“新建企业水污染物排放浓度限制及单位产品基准排水量”；2、处理成本低；3、系统协调性强，适用于cod在700-3500波动的纺织废液处理上。

附图说明

利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的前处理系统的示意图；

图2是本发明的后处理系统的示意图。

附图标记包括：1-前处理系统、2-调节池、3-混凝反应池、4-第一沉淀池、5-厌氧池、6-第一好氧池、7-第二好氧池、8-备用芬顿反应池、9-调整池、10-第二沉淀池、11-曝气生物池、12-污泥回流通道、13-第一控制阀、14-投药管道、15-第二控制阀、16-在线cod监测装置、17-后处理系统、18-原水池、19-石英砂过滤器、20-离子交换树脂系统、21-保安过滤器、22-超滤装置、23-超滤产水池、24-药液箱、25-药液冲洗管、26反冲洗管、27-浓缩回流通道。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

见图1，一种纺织印染废水处理系统，包括前处理系统1，所述前处理系统1包括按废水流向依次连通的调节池2、混凝反应池3、第一沉淀池4、厌氧池5、第一好氧池6、备用芬顿反应池8、第二沉淀池10；

所述前处理系统1还包括污泥回流通道12，所述污泥回流通道12的进泥口与第二沉淀池10的出泥口连通，所述污泥回流通道12的出泥口与备用芬顿反应池8的进泥口连通，所述污泥回流通道12设有第一控制阀13；

所述备用芬顿反应池8设有投药管道14，所述投药管道14设有第二控制阀15。

所述第一沉淀池4为中心辐流式。

所述厌氧池5的底部安装有潜流搅拌器；所述厌氧池5的出水端设有集水槽，所述集水槽的出水口与第一好氧池6的进水口连通；所述厌氧池5内还设有悬挂生物填料；所述厌氧池5为由按废水流向设置的第一水解池和第二水解池组成的复合水解反应器。

所述前处理系统1包括曝气生物滤池11，所述曝气生物滤池11按废水流向设置在第二沉淀池10之后，所述曝气生物滤池11的水力停留时间为5h。

所述前处理系统1还包括第二好氧池7，所述第二好氧池7按废水流向设置于第一好氧池6和备用芬顿池之间，所述第一好氧池6和第二好氧池7均为生物接触好氧池，所述生物接触好氧池均设有微孔曝气管。

其中，所述第二沉淀池10为斜管沉淀池。

其中，所述厌氧池5的底部安装有潜流搅拌器；所述厌氧池5的出水端设有集水槽，所述集水槽的出水口与第一好氧池6的进水口连通；所述厌氧池5内还设有悬挂生物填料。

其中，所述混凝反应池3还设有在线cod监测装置16，所述在线cod监测装置16电连接有用于控制第一控制阀13和第二控制阀15的电控单元。

其中，所述前处理系统1还包括污泥池28，所述污泥池28的进泥口分别与第一沉淀池4和第二沉淀池10的出泥口连通，所述污泥池28的出泥口连通有污泥压滤机29，所述污泥池28还设有上清液出口，所述上清液出口与调节池2的进水口连通。

实施例2

见图2，本实施例与实施例1的区别在于：还包括后处理系统17。

所述后处理系统17包括按废水流向依次连通的原水池18、石英砂过滤器19、离子交换树脂系统20、保安过滤器21、超滤装置22和超滤产水池23，所述原水池18的进水口与前处理系统1的出水口连通。

其中，所述后处理系统17还包括反冲洗管26、药液冲洗管25和药液箱24，所述反冲洗管26的入水口与超滤产水池23连通，所述反冲洗管26的出水口与超滤装置22的出水口连通，所述反冲洗管26设有反冲洗泵；所述药液冲洗管25的进液口与药液箱24的出液口连通，所述药液冲洗管25的出液口与超滤装置22的进水口连通，所述药液冲洗管25上设有冲洗泵。

其中，所述后处理系统17还包括浓缩液回流通道，所述浓缩液回流通道的进液口与超滤装置22的浓缩液出液口连通，所述浓缩回流通道27的出液口与所述调节池2连通。

离子交换树脂系统20采用s-ix-yj-260型号，超滤装置22采用gl-uf-45型号，所述超滤装置22中设有26支美国陶氏dowsfp2860超滤膜。

应用例1

本应用例运用了了实施例1的装置设备。

本应用例的第一沉淀池4的表面负荷为0.75m³/m².h，处理量为1.5m³/h。

本应用例的第一水解池与第二水解池的水力停留时间比为1.2:1，所述第一水解池的水力停留时间为4.8h。

本应用例的曝气生物滤池11的水力停留时间为5h。

本应用例的微孔曝气管的服务面积为0.5m²/m。

本应用例的斜管沉淀池的出水表面负荷为1.7m³/m².h。

应用例2

本应用例运用了了实施例1的装置设备。

本应用例的第一沉淀池4的表面负荷为0.5m³/m².h，处理量为8.5m³/h。

本应用例的第一水解池与第二水解池的水力停留时间比为1:1，所述第一水解池的水力停留时间为4.6h。

本应用例的曝气生物滤池11的水力停留时间为4h。

本应用例的微孔曝气管的服务面积为0.3m²/m。

本应用例的斜管沉淀池的出水表面负荷为1.28m³/m².h。

应用例3

本应用例运用了了实施例1的装置设备。

本应用例的第一沉淀池4的表面负荷为1m³/m².h，处理量为12.5m³/h。

本应用例的第一水解池与第二水解池的水力停留时间比为1.4:1，所述第一水解池的水力停留时间为5.0h。

本应用例的曝气生物滤池11的水力停留时间为6h。

本应用例的微孔曝气管的服务面积为0.7m²/m。

本应用例的斜管沉淀池的出水表面负荷为2.1m³/m².h。

应用例4

本应用例运用了了实施例2的装置设备。

本应用例的第一沉淀池4的表面负荷为0.8m³/m².h，处理量为11m³/h。

本应用例的第一水解池与第二水解池的水力停留时间比为1.3:1，所述第一水解池的水力停留时间为4.9h。

本应用例的曝气生物滤池11的水力停留时间为5.5h。

本应用例的微孔曝气管的服务面积为0.6m²/m。

本应用例的斜管沉淀池的出水表面负荷为1.8m³/m².h。

应用例5

本应用例运用了了实施例2的装置设备。

本应用例的第一沉淀池4的表面负荷为0.6m³/m².h，处理量为9m³/h。

本应用例的第一水解池与第二水解池的水力停留时间比为1.1:1，所述第一水解池的水力停留时间为4.7h。

本应用例的曝气生物滤池11的水力停留时间为4.5h。

本应用例的微孔曝气管的服务面积为0.4m²/m。

本应用例的斜管沉淀池的出水表面负荷为1.5m³/m².h。

应用例6

本应用例运用了了实施例2的装置设备。

本应用例的第一沉淀池4的表面负荷为0.66m³/m².h，处理量为9.2m³/h。

本应用例的第一水解池与第二水解池的水力停留时间比为1.2:1，所述第一水解池的水力停留时间为4.8h。

本应用例的曝气生物滤池11的水力停留时间为5h。

本应用例的微孔曝气管的服务面积为0.4m²/m。

本应用例的斜管沉淀池的出水表面负荷为1.8m³/m².h。

分别对应用例1-3、4-6的出水水质进行检测，得到如下两表：

从该表可以得知本发明的前处理系统1处理后的废水可达到多个标准的要求，而且运行成本极低，改造简单，易于推广。

从该表可以看出，本发明的前处理系统1和后处理系统17处理后的废水可达到直接回用的标准，回收率为80%-90%（后处理系统17前后的水量对比）。

应用例1-6中，所述前处理系统的每吨废水耗电费（包括应设的泵）约为0.96元/t；混凝反应池所需的pac计1.2元/t，pam计0.10元/t，片碱计0.20元/t，总计1.5元/t；备用芬顿反应池启动芬顿反应时所需的硫酸0.20元/t，片碱1.10元/t，硫酸亚铁1元/t，双氧水1.5元/t，合计3.8元/t。以80wt%的废水的cod为700-2000ppm，20wt%的废水为2000-3500ppm为例，可以换算得到前处理系统的每吨废水所需的处理成本为1.5+0.96+3.8*0.2=3.22元。

应用例4-6中，所述后处理系统的每吨废水耗电费（包括应设的泵）约为0.2元/t；以3年更换一次超滤膜可换算每吨废水的超滤膜损耗成本为0.64元，其它过滤材料、药剂、离子交换树脂的成本约合计为0.44元/t，总合计后处理系统的每吨废水的处理成本为1.28元/t。

一种废水处理系统，包括一级处理系统1，所述一级处理系统1包括按废水流向依次连通的第一调节池2、混凝反应池3、第一沉淀池4、厌氧池5、第一好氧池6、备用芬顿反应池8、第二沉淀池10；

所述一级处理系统1还包括污泥回流通道12，所述污泥回流通道12的进泥口与第二沉淀池10的出泥口连通，所述污泥回流通道12的出泥口与备用芬顿反应池8的进泥口连通，所述污泥回流通道12设有第一控制阀13；

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。