专利名称：一种印染污水回用处理技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及污水回收利用技术领域，尤其是一种印染污水的回收利用。
背景技术：
印染行业随着我国经济的快速发展，也在不断发展，印染用水量也随之快速增加，水污染的总量也在不断增加，对社会环境影响越来越大，如何解决节水与水污染的问题是印染行业迫切需要面对的课题。印染污水回用是解决这一问题行之有效的方法，不仅可大大减少污水排放总量，而且可以减少供水用量，降低水的使用成本。
我国印染污水回用处理技术的研究近年来已经大范围的开展，但是现有技术主要有污水分流处理技术。污水分流处理技术是根据印染工艺过程前洗涤、煮练、染色、后洗涤等分工序排放污水质量来分流分质，对污染程序较重的煮练、漂白、染色和前洗涤工序水排入污水站处理后达标排放，对污染程度较轻的后续洗涤污水进行收集，经过简单净化处理后回用。采用污水分流处理技术由于回用污水污染轻，表面看似回用处理难度较小，处理成本也较低，但由于分流处理技术只是经过简单的净化处理，有很大的不足，主要有以下几点 (1)、回用水的质量不是太高，回用水中COD、色度、含盐量均较高，COD、色度会对印染产品产生二次污染，含盐量过高则会对染色造成影响； (2)、分流处理技术中将煮练、漂白、染色和前洗涤等工序污水直排污水站，但由于污染程度较重，给污水的达标处理带来很大难度，即使排入污水管网，由于现时的污水收费标准按COD的额度来收费，成本大大提高； (3)由于回用水的品质影响染品质量，生产回修成本、染化染料成本及污染外排成本的增加，该处理技术的综合成本也是相对较高，另外还会造成染厂的质量信誉成本增大风险。
(4)、回收率低，只有30％左右； (5)、改造工作难度大，对于运行的印染厂采用分流处理技术改造工作难度大，改造时间长会严重影响生产的正常运行。因此此项技术的推广受到很大的限制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的分流处理技术的回用水的质量不高，所染产品的质量问题，及综合成本较大的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种印染污水回用处理技术是具有以下步骤臭氧接触氧化处理、GT活性生物膜处理、反渗透处理。
本发明中处理工艺原水为达到GB4287-92(《纺织染整工业水污染物排放标准》)中规定的一级排放标准的印染污水，主要指标为 印染用水指标必须达到如下要求 本发明污水处理后出水指标 经本发明印染污水处理的水质对比说明 本发明印染污水回用处理后出水指标可满足所有印染用水指标，其中大部分指标已大大优于染色行业用水指标。
本发明中的所述的臭氧接触氧化处理，是水在臭氧接触氧化塔内水射器中投加臭氧，之后进水与高浓度臭氧水在接触氧化塔内充分接触混合，臭氧投加量控制在5～10g/m3，接触时间5～20分钟。采用臭氧作为氧化剂，是臭氧对水中的有机物进行强烈的氧化分解作用，通过臭氧氧化后，有机物分子量变小，其分子结构形态改变，有机物进入较小孔隙的可能性大大增加了，为后级消化吸附创造了条件，而且通过臭氧氧化，水的色度、臭味可得以改善。
本发明中的GT活性生物膜处理为发明的核心部分，其工作原理是 1截留过滤与吸附机理 由于煅烧催化的活性超细硅藻材料与载银活性炭都具有较大的比表面积，都具有极强的吸附能力，另外该二种介质的质量有着相当的稳定性，对水中的污染物不会被中和或溶解，当被处理的水通过高密度柔性过滤层时水中大颗粒污染物首先被表面密度很高的活性滤膜截留，微小的胶状体与色素同时被活性膜滤层吸附，之后随水进入滤层的污染物会被活性滤层介质逐步吸收，当水分子通过活性生物滤膜层时，水体中污染物已大量被吸收截留，此时流出的已是清水。
2浓缩液排放功能机理 由于水中大量的污染物首先被柔状活性生物膜表面截留，并形成浓缩液停留在膜管内腔，当设备正常运行后，在活性膜管进原水口的另一端，设有一个浓缩液排放口会被打开，把截留的浓缩液排入污水调节池，浓缩液排量约占总进水量的5％左右。
3生物消化机理 由于活性介质经过了生物消化菌的培养，在滤层内含有大量的兼氧类消化菌，当水中的有机物通过滤层时被滤层微孔腔体内的细菌吸收降解，起到过滤吸附功能之外的补充作用。
4自动脱膜机理 由于柔状活性生物膜，在运行一段时间后会饱和或失效，处理效能也会随之下降，因此一旦处理后的出水超出设定指标，就需要进行反冲脱膜，对活性生物膜的管内腔进行反冲清洗，正洗之后可以进行下一轮的预成膜准备。
另外，被反冲出来的含污活性生物膜介质，则回到活性介质反应器，经生化降解再生后待用。
5自动成膜机理 由于活性生物膜是属于一种依靠水流运动，携带活性生物介质自动形成的非固定状膜元件，所形成的膜元件过滤截面组成低部承托层，中间填充吸附层和表面高密度的截面层，成膜厚度视原水进水指标与出水要求进行调节，可根据不同原水的的质量调节活性生物膜的基材成份，在正常运行时，预制成膜可进行全自动编程控制。
GT活性生物膜处理设备的构成 活性生物膜处理装置设备由活性生物介质反应器、预成膜水泵、活性生物膜过滤装置组成。
活性生物膜过滤装置内部填充层为经煅烧催化的超细活性硅藻材料和载银活性炭，活性生物介质反应器和成膜水泵用于活性生物膜超细过滤装置预制膜用。
GT活性生物膜处理装置工作过程 活性生物膜处理装置在投入使用前和每次脱膜清洗后，要进行预制膜的工艺，首先把一定量的煅烧催化合格和不同规格的活性超细硅藻材料与载银活性炭放入活性介质反应槽，加水混合充分后，再与已培养好备用的硝化菌液混合，之后由泵提升进入活性生物膜处理装置，当不同粒径的活性介质随水进入设备内腔，首先颗粒大的活性颗粒被截留并开始自然叠加成膜管底部的承托层，随着含活性介质颗粒的水不停地循环，活性滤板上叠加的活性滤层也就从粗到细，过滤间隙也从大到小，直至滤层上层滤孔接近于0.01～0.001μm时，过滤出水也从刚开始时的高浊度变成后来的清水流出，经过反复循环完成预制成膜工序，之后可以把原水引入活性生物膜处理装置进行正常处理。
GT活性生物膜处理效果 COD去除率71％～87％； 色度去除率65％～85％； 浊度去除率≥97％； 氨氮去除率≥85％； 余氯去除率≥80％； 胶体去除率≥98％； 藻类去除率≥98％； 特点是由于活性生物膜滤材具备随时更新功能，可持久保持较强的过滤、吸附、生物消化功能，并且使用后的活性生物介质有单元回收活化处理装置，可以将其再生后重复利用，使该级的运行处理成本保持极低的水平，另外稳定的处理功能对后级的反渗透有着很好的保护作用。经该级设备处理的水可以进入反渗透处理。
本发明中所述的反渗透处理是一种膜分离技术。反渗透技术是在1～10MPa压力条件下，截留组分为0.1～1nm小分子溶质，使溶液中的水通过反渗透膜，达到分离、纯化、提取、浓缩的目的，它可有效地去除水中的COD、色度、胶体、病毒、细菌及重金属离子，主要用于脱盐。由于印染污水含有大量的无机盐，如果不进行脱盐处理，随着回用次数的增加会造成水中无机盐的积累，而无机盐类过高，对染色有很大影响，无法正常回用。另外通过反渗透装置处理，可以去除残存的有机物、COD、BOD和色度等杂质，可进一步提高回用水品质，从而确保染品的质量。
反渗透浓水直排，产品水进入回用水池。
本发明的有益效果是，本发明的使用国家一类排放标准的印染污水作为回用处理的原水，可大大提高水的利用效率，减轻对环境的污染，同时可以降低污水的处理成本，也同时能够降低印染的生产成本。本发明的印染污水回用处理成本的优点 1.优于超滤处理成本，由于超滤是一种以中空纤维微孔渗透的架构形式制成，运行时一般要0.2～0.4MPa的压力，如前级水浊度和污染系数相对较高，则超滤膜更换成本就会增大，如超滤膜两年更换，那超滤更换成本在每吨水0.5元左右，如超滤在一年内更换，那更换的成本则在每吨水1元以上。
2.如果采用GT活性生物膜处理装置，该设备的耗材是一次投加，每天更新，更换再生，逐步添加的运行模式，其运行耗材成本在每吨水0.15元以下。相比超滤膜更换成本每吨水处理成本节约0.35～0.85元左右。
例如某染厂每天处理回用10000吨水计算 超滤耗材成本(两年计算更换膜耗材) 10000吨水×365天/年×0.5元/吨水＝182.5万元/年耗材费用GT活性生物膜耗材成本 10000吨水×365天/年×0.15元/吨水＝54.75万元/年耗材费用超滤年耗材-舌性生物膜耗材＝每年活性生物膜节省的成本 182.5万元/年-54.75万元/年＝127.75万元 采用活性生物膜工艺取代超滤工艺每年可节省膜耗材费用127.75万元。
3.节省了活性炭处理的费用 一般处理工艺中为了解决脱色，去味，除胶体一般采用活性炭吸附过滤处理工艺，而活性炭在处理污水时会很快饱和，由于缺乏有效的活化再生手段，这样活性炭的处理耗材费用会很高，如在半年更换活性炭，则处理成本在每吨水0.7元以上。由于活性生物膜处理装置具备消化、吸附、过滤的功能，可去除水体中的色度、胶体、浊度、藻类、COD等污染物质，实际上起到了活性炭吸附过滤的功能，同时兼顾了超滤功能，而处理成本并没有增加。仅此一项，如每天回用1万吨污水的用户，每年可节省活性炭的耗材成本在200万元以上。
本发明印染污水回用的处理成本 每吨水≤1.30元(含反渗透膜耗材成本) 如采用活性炭、超滤、反渗透处理工艺处理成本在每吨水2.10元以上。
本发明印染污水回用处理后所染产品的质量优于自来水和地下水。
本发明印染污水回用处理的成本比对自来水成本 城市自来水每吨水2.65元(大部分城市自来水价) 本发明印染污水回用处理成本每吨水1.30元 实际可节省2.65元/吨水-1.30元/吨水＝1.35元/吨水 自来水价 回用水成本节约成本 本发明可节省每吨水1.35元的左右水费。
本发明印染污水回用处理技术，印染污水经处理后，回收率可达到65％～71％。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的工艺示意图； 图2是本发明的GT活性生物膜处理装置图； 图3是本发明的GT活性生物膜处理装置的过滤装置结构示意图。
具体实施例方式 实例一 采用一般印染工厂达到一级排放标准的印染污水，通入管道中，先进行臭氧接触氧化处理在臭氧接触氧化塔的水射器内投加臭氧，臭氧的投加量5g/m3，污水在接触氧化塔内与高浓度臭氧水溶液接触混溶10分钟，臭氧可氧化水中的部分有机物，使其变成小分子结构，同时能达到对水体进行消毒杀菌的目的。
将经过臭氧接触氧化处理的前级水经一级提升泵通过管道引入已进行了预成膜的活性生物膜装置，印染污水经过GT活性生物膜处理后的出水可达到以下指标 在所述的活性生物膜装置的预成膜操作过程是首先把一定量的已培养好备用的煅烧合格的活性超细硅藻材料与载银活性炭放入活性介质反应器1，加水搅拌并与生物消化菌液充分混合后，由泵2提升进入活性生物膜过滤装置3，当不同粒径的活性介质随水进入设备内腔，首先大的活性颗粒被截留并开始自然叠加在活性膜管状过滤装置3底部形成承托层，随着含活性介质颗粒的水不停地循环，滤板上叠加的活性生物滤层也就从粗到细，过滤间隙也从大到小，直至滤层上层滤孔接近于0.01～0.001μm时，过滤出水也从刚开始时的高浊度变成后来的清水流出，经过反复循环完成预制膜工序，之后可以把原水引入活性生物膜处理装置进行正常处理。
经活性生物膜处理过的水可以进入反渗透进行脱盐处理。进入反渗透处理的水在0.5～0.8MPa压强下，截留组分为0.1～1nm小分子溶质，使溶液中的水通过反渗透膜，达到分离、纯化、提取、浓缩的目的，经过反渗透处理的出水达到如下指标 最后回流到蓄水池中的水的水质达到以下标准 1.达到了该印染用户染色生产用水所要求的标准，所染品质优于一般城市自来水。
2.该用户的处理实际成本(不计污水处理成本)每吨水处理费1.28元。
3.该用户实施回用后实际向大自然排放的COD等，污染物已大大地减少排量。
权利要求
1.一种印染污水回用处理技术，其特征是具有以下步骤臭氧接触氧化处理、GT活性生物膜处理、反渗透处理。
2.根据权利要求1所述的一种印染污水回用处理技术，其特征是所述的臭氧接触氧化处理是在臭氧接触氧化塔内的水射器上投加臭氧，污水与高浓度的臭氧在臭氧接触氧化塔内充分接触混合，臭氧的投加量5～10g/m3，接触时间为5～20分钟。
3.根据权利要求1所述的一种印染污水回用处理技术，其特征是GT活性生物膜处理是在活性生物膜处理装置内进行预制柔性生物膜的工艺，首先把一定量的煅烧活性超细硅藻材料与载银活性炭放入活性介质反应器，同时加入一定量的水，再与反应器内存有的生化菌种充分混合，再经24小时培养后，可以用作处理膜的填充基料，一旦开始预制柔状活性生物膜，首先由提升泵将活性介质送入活性膜过滤装置，当不同粒径的活性介质随水进入设备内腔，颗粒大的活性颗粒被截留并开始自然叠加成膜管底部的承托层，随着含活性介质颗粒的水不停地循环，膜管滤板上叠加的活性滤层也就从粗到细，过滤间隙也从大到小，直至膜管滤层表层形成一层柔性的生物滤膜，同时活性生物膜滤孔亦达到0.01～0.001μm左右时，过滤出水也从刚开始时的高浊度变成后来的清水流出，至此柔状活性生物膜预制膜工序已完成，之后可以把原水引入活性生物膜处理装置进行正常处理，处理时进水压力要求在0.25-0.5MPa。
4.根据权利要求3所述的一种印染污水回用处理技术，其特征是活性生物膜处理装置是具有柔状活性生物介质反应器、成膜水泵、活性生物膜压力过滤装置。
5.根据权利要求1所述的一种印染污水回用处理技术，其特征是所述的反渗透处理是在1～10MPa压强下，截留组分为0.1～1nm小分子溶质，使溶液中的水通过反渗透膜。
全文摘要
一种印染污水回用处理技术，具有以下步骤臭氧接触氧化处理、GT活性生物膜处理、反渗透处理。首先进行的臭氧接触氧化处理，对原水中部分有机物的氧化和杀菌，然后的GT活性生物膜处理是本发明的核心技术，是在GT活性生物膜处理装置内进行柔状活性生物膜的预制，制成后的柔状活性生物膜滤层具备高密、多层、中空和通透的功能，可去除水体中较多的悬浮物、色度、胶状体等杂质，GT活性生物膜处理装置基本具备超滤的过滤功能，另外，还具备了活性炭吸附脱色，除氨氮功能和活性兼氧菌滤层的生化反消化功能，从GT活性生物膜出水可进入反渗透脱盐处理，反渗透的出水可满足所有印染生产用水的要求。
文档编号C02F9/14GK101209888SQ20071019235
公开日2008年7月2日 申请日期2007年12月25日 优先权日2007年12月25日
发明者李春放 申请人:李春放