专利名称：处理印染废水方法及所用的过滤设备的制作方法
技术领域：
本发明属于工业废水的处理方法，更具体说是印染废水的处理方法及其专用的过滤设备。
对于环境的污染，工业废水占很大比重，所以环境保护的任务中，处理工业废水是非常重要的问题。尤其是我国广大城乡都进行工业化建设，政府和企业都必须认真考虑。处理工业废水的方法有三种类型即生化法、物化法以及生化和物化结合的方法。近年来，随着石油工业的发展，合成纤维新产品的不断涌现，所使用的染料种类也相应增多，如士林染料、纳夫妥染料、分散染料、阳离子染料、活性染料、还原染料、硫化染料等。还有各类助剂、浆料、酸碱表面活性剂及无机盐类，这些物质均导致了印染废水中化学耗氧量CODcr、生物耗氧量BOD5、色度及重金属离子的增多。当印染废水中BOD5/CODcr＝0.2-0.3之间时，是难以用生化法进行处理的，特别是有些染料(如活性染料)对于生化处理的菌胶团有抑制和毒害作用。为了有效地处理印染废水，目前世界各国都在探索高效的物化处理方法。
日本专利特开昭51-80348上公开了一种用凝聚过滤法处理印染废水的方法，在废水中通入二氧化碳调整溶液pH值达到5.5-7.2，再投加凝聚剂硫酸铝保持ppm级，然后分离过滤沉淀物，这种方法的缺点是需将二氧化碳预先进行压缩，工艺设备复杂，投资昂贵。
日本专利特开昭53-94297的中介绍的另一种方法是将铁(III)离子与活性染料形成酞化青铁络合物，在触媒的作用下发生凝聚，当pH值为3时其氧化作用可以去除印染废水中的有害物质。这种方法需要漂洗罐、脱磷罐、再生罐、沉淀静止罐等处理设备，投资较大，处理后的废渣含水率高，处理不当会产生二次污染。尤其是这种方法只能适用于废水中含有活性染料成分的特定条件，应用范围有限。
CN91104222.9发明专利公开说明书提出了一种三单元处理印染废水的方法及设备，即滤饼截获的粗过滤、催化氧化絮凝和微孔过滤三个步骤的构想，但是其中有些技术尚不成熟，其中有的定量范围不够明确，所以实际操作不便。
本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，进一步完善三单元的处理印染废水的方法，使其适用范围更宽，工艺简单易行、投资少、效果更好，还要进一步完善其所用过滤设备中的技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现上述目的的。
本发明的印染废水的处理方法是由粗过滤、催化氧化絮凝和微孔过滤三个处理单元组成，其中第一处理单元是使废水进入过滤截获器中的改型过滤管进行粗过滤，使废水中的粒径在5微米以上的颗粒被截获，并附着在改型过滤管的管壁上逐渐形成滤饼，废水中悬浮物的去除率可达30-50％。第二处理单元是将从所说的过滤截获器过滤后的滤液在料液池中进行催化氧化絮凝，即在滤液中按顺序投加絮凝剂聚合硫酸铁30-50ppm，然后投加强氧化剂双氧水或次氯酸钠5-10ppm，进行催化氧化作用，破坏染料分子中的发色基团，同时使铁离子与水中的OH-结合形成氢氧化铁(III)絮状物，再加入助凝剂聚丙烯酰胺0.3-0.6ppm或石灰乳5-15ppm，增强滤液中悬浮物的絮凝沉淀作用，使废水中的颜色变浅或澄清。第三处理单元是将第二处理单元絮凝沉淀后的滤液泵入微孔过滤器，使废水再经过孔隙更小(1-5微米)的改型微孔过滤管过滤，去除废水中的细小悬浮物，得到澄清并可以回用的出水或达到排放标准的废水。
第二处理单元，即催化氧化、絮凝步骤中使用的聚合硫酸铁是一种高效无机高分子絮凝剂，在水解过程中产生多核络合物，通过吸附、架桥、胶联等作用，促进滤液中胶体颗粒的聚集，同时中和胶体颗粒和悬浮物表面的电荷，降低胶团的ζ电位，破坏胶团的稳定性，从而形成絮状凝聚物沉淀。
聚合硫酸铁的水解、聚合沉降反应如下
从上述反应中可看出，聚合硫酸铁在水溶液中能提供大量的高凝聚力的聚合铁络离子[Fe(H2O]3+，这种絮状氢氧化铁具有凝聚净化作用，对去除废水中CODcrBOD5、色度、悬浮物及重金属离子起到强用。此外，聚合硫酸铁中的Fe3+和Fe2+对过氧化氢有催化作用，会产生氧化能力极强的OH-自由基，利用其氧化能力将印染废水中的有机物及其它有害物质氧化分解，破坏染料分子中的发色基团。如
以降低废水中的化学耗氧量，去除废水中的色度。而加入助凝剂是为了加速絮凝作用，加大凝聚物的密度，使其加速沉淀提高过滤澄清效果。
本发明中所用的过滤设备包括了第一单元的过滤截获器和第三单元的微孔过滤器两种装置，二者的结构基本相同，均是由罐体、排泥装置、进水管、出水管和过滤装置等五部分组成，其中罐体是密封的，其上部为顶盖，下部则设置可开闭的排泥装置，进水管和出水管分别与罐体中部和顶盖相连通，过滤装置包括安装盘和改型过滤管，安装盘上开具通孔，通孔处与改型过滤管上部一一固定连接，过滤装置位与罐体内部，安装盘的周边固定在顶盖和中部罐体的连接处。过滤截获器和微孔过滤器只有其中改型过滤管的孔隙不同。
第一处理单元中采用的过滤截获器中，装有壁厚为8-10毫米，孔隙为5-10微米的改型过滤管。随着过滤过程的进行，逐渐在过滤管的管壁上形成滤饼，截获能力大为提高，可以截获废水中粒径在5微米以上的悬浮颗粒。随着滤饼的增厚，过滤阻力逐渐加大，当不能满足过滤出水量要求时，停止过滤并用压缩空气反吹脱，使滤饼脱落下来，然后再用净水冲洗。完成这些操作过程过，过滤截获器得到再生重新使用。被冲洗下来的废渣从排泥口清除。
第三处理单元中采用的微孔过滤器中，装有壁厚为8-10毫米，孔隙为1-5微米的改型过滤管，用来过滤经第二单元絮凝后的滤液。
根据不同的用途，改型过滤管可以做成不同形状，其制作过程如下。改型过滤管是分别以聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯或ABC工程塑料等材料为母料，并添加适量(5％按重量)的活性材料(活性硅藻土、活性碳、活性除氟滤料或生石灰)混合填入模具烧结而成，烧结温度300-350℃。控制模具内装料的数量和机械振捣次数，可以得到不同孔隙的改型过滤管。其中添加剂可以是上述活性材料之中的一种，也可以是几种。最常用和经济的母体材料是聚氯乙烯，用于除浊度采用活性硅藻土为添加剂、而用于脱色采用活性碳，用于除氟采用除氟塑料，用于除重金属采用生石灰。这样烧结成的微孔过滤管，具有较高的强度(耐压0.7MP3)，同时具有较强的吸附作用，可以增强处理的效果。
在过滤截获器和微孔过滤器的下部设置的排泥装置，是由底盖、锁紧汽缸和开盖汽缸组成的。底盖位于罐体底部开口处，底盖的一侧装有一转轴，底盖可围绕转轴向下转动开启；锁紧汽缸固定在罐体下部的一侧，其活塞杆端部装有销紧钩；开盖汽缸固定在罐体下部的另一侧，它的活塞杆通过曲柄连杆与底盖连锁，这样可以制成气动式自动卸泥装置。
本发明中的第一、三处理单元中的过滤截获器和微孔过滤器，可单台使用，也可将几台装置串联或并联使用。
本发明具有占地面积小投资少、处理效果好的特点。其投资费用仅为气浮法的三分之一。该设备采用的气动式自动卸泥装置，操作方便，可减轻劳动强度。本过滤设备采用的改型过滤管，具有合适的孔隙度，能够形成滤饼截滤液中的悬浮物、胶体物质和颗粒物。并同时具有吸附作用，以用来进行脱色。改型过滤管外形成的滤饼，又有附加的过滤功能，提高了过滤的效率。这种装置的反吹再生非常简单，反吹下来的泥饼含水率在80％左右，可以省去污泥深缩和脱水设备，处理费用大为降低。
经测定，处理后的水质pH值在7左右，对印染废水色度去除90-95％，悬浮物去除率95-98％，化学耗氧量去除率70-83％。
用本方法处理后的水质清澈透明，可回用于一、二级漂洗工艺用水、冲洗车间地面冲而及绿化用水。这样可节约大量水资源，经济及社会效益相当可观。
图1为实施例中的过滤截获器和微孔过滤器结构示意图。
图2为排泥装置处于开启状态时的示意图。
其中1-罐体，11-顶盖，12-放空管，13-排气管，14-压力表，15-压力表，16-罐体支承座，17-进水挡板，111 -反吹进气管，121-正吹进气管；2-排泥装置，21-底盖，22-开盖汽缸，23-锁紧汽缸，211-转轴，221-开盖汽缸活塞杆，222-曲柄连杆，231-锁紧汽缸活塞杆，232-锁紧钩；3-进水管4-出水管，41-反吹进气管；5-过滤装置，51-安装盘，52-改型过滤管，52-上垫片，54-下垫片，55-锁紧螺母；6-操作平台。
本实施例中进水管与罐体连接处设置一进水挡板，防止水流直接冲击改型过滤管，改型过滤管与安装盘采用锁紧螺母连接，以便于拆装。改型过滤管外径为85毫米，内径为65毫米，长1000毫米，在安装盘上共均匀分布31根过滤管。对于过滤截获器的改型过滤管，用聚氯乙烯装料1.4公斤，振捣30次，孔隙5-10微米；而微孔过滤器的改型过滤管，则装料1.6公斤，振捣34次，孔隙可控制在1-5微米。
操作过程一、过滤操作 开启进水管3上的阀门，使被处理的水沿进水管3进入罐体1，然后经过改型过滤管外壁向内进行过滤。水中的悬浮物及絮状物被截留在改型过滤管的外壁上，过滤后的水沿着改型过滤管的内壁向上由出水管4排出。
二、排除滤渣和再生冲洗操作当出水水质超过标准或改型过滤管的阻力达到0.3MPa时，过滤器需要排渣再生，关闭进水管3上的阀门A0开启放空管12上的阀门A5，使罐体内的剩余水回流至反应池。开启放空阀门A4，关闭阀门A5，开启正吹进气管121上的阀门A6，通入压力空气进入罐体，吹脱滤饼中的水分。然后关闭阀门A6和A1，开启阀门A4并开启反吹进气管41上的阀门A2反吹进气，压缩空气从改型过滤管的内壁向外透过，使过滤管外壁的滤饼吹脱。当压力表14与压力表15的读数基本相同时，即认为滤饼已完全脱落。用少量清水反洗，可以使再生更为彻底。
三、开盖排泥操作 当管壁上的滤饼脱落至罐体底部时，开启气泵向锁紧汽缸23中进气，活塞杆231向下运动带动锁紧钩232动作并脱离底盖21，与此同时，开盖汽缸中的活塞杆221也带动曲柄连杆222动作，底盖21以转轴211为轴向下转动跌落，滤渣排出。而后启动两个汽缸，共同完成关盖和锁紧过程。
经测定，采用本发明处理前后的水质对质如下
本发明克服了上述现有技术的不足，成本低、占地少、投资省，效果好，并且应用范围较广，该工艺不但可以处理印染废水，而且对于冶金制造，仪器加工、电镀、造纸等行业的废水以及高浓度有机废水也能进行相应处理，有着极其广阔的应用前景。
虽然本发明是用以上的具体实施例加以说明的，但本发明并不限于以上的实施例。本技术领域的普通技术人员阅读了说明书以后所能联想到的各种变形技术方案，只要是利用了本发明的基本构思，并且落在本发明权利要求的等同范围以内，都应当认为是落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种处理印染废水的方法，由粗过滤、催化氧化絮凝和微孔过滤三个处理单元组成，其特征是第一处理单元是使废水进入过滤截获器中的改型过滤管进行粗过滤，使废水中的粒径在5微米以上的颗粒被截获，并附着在改型过滤管的管壁上逐渐形成滤饼；第二处理单元是将从所说的过滤截获器过滤后的滤液在料液池中进行催化氧化絮凝，即在滤液中按顺序投加絮凝剂聚合硫酸铁40ppm，然后投加强氧化剂双氧水或次氯酸钠5-10ppm，再加入助凝剂聚丙烯酰胺0.5ppm或石灰乳10ppm，增强滤液中悬浮物的絮凝沉淀作用；第三处理单元是将第二处理单元絮凝沉淀后的滤液泵入微孔过滤器，使废水再经过孔隙更小(1-5微米)的改型微孔过滤管过滤，去除废水中的细小悬浮物，得到澄清并可以回用的出水或达到排放标准的废水。
2.根据权利要求1所述的处理印染废水的方法，其特征在于所述的强氧化剂以次氯酸钠为最佳。
3.一种如权利要求1所述的处理印染废水的方法所用的过滤设备，其特征在于这种过滤设备包括第一单元的过滤截获器和第三单元的微孔过滤器两种装置，它们均是由罐体、排泥装置、进水管、出水管和过滤装置等五部分组成；罐体是密封的，其上部为顶盖，下部则设置可开闭的排泥装置，进水管和出水管分别与罐体中部和顶盖相连通；过滤装置包括安装盘和改型过滤管，安装盘上开具通孔，通孔处与改型过滤管上管部一一固定连接，过滤装置位于罐体内部，安装盘的周边固定在顶盖和中部罐体的连接处。
4.根据权利要求3所述的过滤设备，其特征在于改型过滤管的壁厚为8-10毫米。
5.根据权利要求3或4所述的过滤设备，其特征在于过滤截获器中的改型过滤管的孔隙为5-10微米。
6.根据权利要求3或4所述的过滤设备，其特征在于微孔过滤器中的改型过滤管的孔隙为1-5微米。
7.根据权利要求3或4所述的过滤设备，其特征在于改型过滤管是以聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯或ABS工程塑料中的一种材料为母料，并添加活性物质材料在模具中烧结而成，烧结温度300-350℃，控制填料数量和机械振捣次数，可以控制孔隙的孔径。
8.根据权利要求7所述的过滤设备，其特征在于添加的活性物质材料为活性硅藻土、活性炭、除氟滤料或生石灰中的一种或几种混合材料。
9.根据权利要求3所述的过滤设备，其特征在于排泥装置，是由底盖、锁紧汽缸和开盖汽缸组成的，底盖位于罐体底部开口处，底盖的一侧装有一转轴，度盖可围绕轴向下转动开启；锁紧汽缸固定在罐体下部的一侧，其活塞杆端部装有销紧钩；开盖汽缸固定在罐体下部的另一侧，它的活塞杆通过曲柄连杆与底盖连锁。
全文摘要
本发明涉及印染废水的处理方法和专用的过滤设备。将印染废水进入罐体内装有改型过滤管的过滤截获器,使粒径在5微米以上颗粒和悬浮物被截获,并形成具有过滤作用的滤饼;而后在滤液中投加絮凝剂聚合硫酸铁、氧化剂和助凝剂,使之催化氧化絮凝。再进入微孔过滤器过滤,得到符合排放标准的水质。本发明投资省运行费低,还可用于冶金制造、电镀、食品、化工等行业,以及高浓度的有机废水的后处理。
文档编号C02F1/52GK1196336SQ9710449
公开日1998年10月21日 申请日期1997年6月23日 优先权日1996年10月29日
发明者李秀敏, 王建光, 王建明, 王建力, 宋明泽, 王恒明 申请人:李秀敏, 王建光, 王建明, 王建力, 宋明泽, 王恒明