一种印染废水稀土催化氧化处理装置及方法
【专利摘要】本发明提供了一种印染废水稀土催化氧化处理装置及方法。所述的印染废水稀土催化氧化处理装置，其特征在于，包括反应池，所述的反应池中设有网格隔板以及设于网格隔板下方的曝气装置，所述网格隔板上设有催化氧化反应球或催化氧化反应袋；所述的反应池的侧壁设有进水口和出水口，所述进水口位于曝气装置和网格隔板之间，所述的出水口位于催化氧化反应球或催化氧化反应袋上方。采用本发明装置，对高浓度难降解有机废水具有较高的COD去除率。
【专利说明】一种印染废水稀土催化氧化处理装置及方法
【技术领域】
[0001]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方法，特别是一种适用于PH13-14范围内的退浆废水，煮练废水以及二者混合的多种高浓度难降解有机废水，不需调节PH值，直接处理的方法。
【背景技术】
[0002]我国是世界纺织第一大国，产量已占世界60%，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是仅次于造纸行业，位居第二，是国家环保部重点控制的二大行业之一。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。
[0003]要提升和发展我国纺织工业，印染行业的节能减排是关键。解决这一问题的根本办法是:
[0004]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；
[0005]2、通过废水处理后达到回用，以减少排污总量，这里的难度是回用水质必须符合工艺要求，特别是色差、色牢度等；同时处理后必然有少量浓废水，如何达标排放？例如膜技术、离子交换技术等完全可以将废水处理到回用水平，但是运行费用偏高，更重要的是这二种方法实质是分离方法，而不是处理方法，分离后淡水水质回用没有问题，但必然产生一定量的浓液，超过排放标准，如何进一步处理使其达到排放标准是一难题。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%。他们的共同特点是: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/I ;如针织废水更低)，经处理后回用。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种印染废水稀土催化氧化处理方法，利用稀土元素生产厂的废渣，研制混合稀土催化剂并应用于印染行业高浓度、高碱度和难降解的退浆、煮练废水的处理。
[0007]为了达到上述目的，本发明提供了一种印染废水稀土催化氧化处理装置，其特征在于，包括反应池，所述的反应池中设有网格隔板以及设于网格隔板下方的曝气装置，所述网格隔板上设有催化氧化反应球或催化氧化反应袋；所述的反应池的侧壁设有进水口和出水口，所述进水口位于曝气装置和网格隔板之间，所述的出水口位于催化氧化反应球或催化氧化反应袋上方；所述的催化氧化反应球或催化氧化反应袋的制备方法为:将稀土生产厂的废渣或低品位含稀土的矿泥，其混合稀土氧化物含量为2% _30%，在所述的废渣或矿泥中加入0.15%-0.15%的铜屑，将所得的混合物与硅酸盐按1: 0.5?1: 3的重量比混合，加水调成无流动性的糊状，静置固化24h-48h，得到混合稀土催化剂；将混合稀土催化剂分散成粒径为2-10mm，将粒径为2_10mm的混合稀土催化剂、粒径为3_10毫米的焦炭及粒径为3-15mm的生铁按重量比例为1: 5: 100到1: 10: 300混合，得到混合稀土-铁-碳催化氧化剂，将混合稀土 -铁-碳催化氧化剂装于反应球或反应袋中，得到催化氧化反应球或催化氧化反应袋。
[0008]优选地，所述的反应球上设有多个孔，孔的直径为1.0-1.5毫米，所述的反应袋为60目-120目涤纶或锦纶丝网袋，装填的体积容量为30% -50%。
[0009]优选地，所述的曝气装置包括外径为1cm?30cm、内径为6cm?20cm、平均孔径为0.05 μ m—0.5 μ m的聚乙烯管曝气棒。
[0010]优选地，所述的混合稀土-铁-碳催化氧化剂与废水的体积比例为1: 4—1: 10。
[0011]本发明还提供了一种废水稀土催化氧化处理方法，其特征在于，将COD为SOOOmg/L?50000mg/L、pH为13-14的浓有机废水，不需调节pH值，直接从进水口输入上述的印染废水稀土催化氧化处理装置中进行曝气处理；静止自然沉降分离得到出水或加XSD-1阳离子型促进剂0.015% -003%，曝气反应0.5h?2h后，加入混凝剂进行混凝反应，分离得到出水，COD去除率达50%—70%。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，一般以反应停留时间计算。
[0012]当原水COD小于10000mg/L，所得的出水的COD小于200mg/L。
[0013]优选地，还包括将COD为300mg/L?650mg/L的淡有机废水不需调节pH值，直接加入上述的印染废水稀土催化氧化处理装置中在曝气的条件下进行稀土催化氧化0.5h?
1.5h，反应后移出印染废水稀土催化氧化处理装置，加入混凝剂进行混凝反应，再采用添加稀土生物催化氧化活性污泥的平板膜MBR进行处理，得到COD为15mg/L?25mg/L的出水。
[0014]更优选地，所述的稀土生物催化氧化活性污泥的制备方法为:将稀土氧化物和活性炭按重量比为1:1到1: 4搅拌混合，将所得混合物与活性污泥按比例1-5:: 100混合得到稀土生物催化氧化活性污泥。
[0015]优选地，所述的曝气的气水比为12: I到30: 1，曝气反应2_36h。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。
[0016]所述的废渣符合国家标准“GB 18871-2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准”附录豁免条件。
[0017]本发明在申请号为201310003879.0的中国专利“混合稀土-铜-铁-碳催化氧化法处理高浓度难降解有机废水”的基础上进行改进，提出了适用于退浆、煮练废水稀土催化氧化处理装置和方法。
[0018]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0019]1、本发明不需调节PH值，可直接处理，大大扩充了应用范围，一般pH低反应速度较快，即催化反应速度更快。COD去除率较高，在35% —65%之间。
[0020]2、本发明米用平均孔径为0.05 μ m—0.5 μ m、外径10cm-30cm,,内径6cm_20cm的聚乙烯管子，直接采用空气泵或压力空气，曝气，对高浓度有机废水有较好的去除作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为印染废水稀土催化氧化处理装置示意图。
【具体实施方式】
[0022]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。
[0023]实施例1
[0024]如图1所示，为印染废水稀土催化氧化处理装置示意图，所述的印染废水稀土催化氧化处理装置包括反应池1，所述的反应池I中设有网格隔板2以及设于网格隔板2下方的曝气装置3,所述的曝气装置备包括外径为10cm、内径为6cm、平均孔径为0.05 μ m的聚乙烯管曝气棒，压缩空气7通入曝气装置进行曝气。所述网格隔板2上设有催化氧化反应袋；所述的反应池I的侧壁设有进水口 4和出水口 5，所述进水口 4位于曝气装置3和网格隔板2之间，所述的出水口 5位于催化氧化反应袋上方；所述的催化氧化反应袋的制备方法为:将稀土生产厂的废渣，其混合稀土氧化物(主要为氧化铈，约占氧化稀土的70%，其他有氧化镧、氧化钕等轻稀土氧化物)含量为15wt%，0.1m处辐射剂量小于3 μ sv，在所述的废渣中加入0.lwt%的铜屑，将所得的混合物与硅酸钠按1: 2的重量比混合，分次慢慢加水调成无流动性的糊状，静置固化24h，得到混合稀土催化剂，其0.1m处辐射剂量小于
0.3 μ sv ;将混合稀土催化剂分散成粒径为2-10mm，将粒径为2_10mm的混合稀土催化剂、粒径为3-10毫米的焦炭及粒径为3-15mm的生铁按重量比例为1: 5: 100混合，得到混合稀土 -铁-碳催化氧化剂，将混合稀土 -铁-碳催化氧化剂装于反应袋中，所述的反应袋为60目锦纶丝网袋中，装填的体积容量为30%，得到催化氧化反应袋。
[0025]实施例2
[0026]某印染厂专门生产出口窗帘布其前处理精炼废水水量占总排水量的8%，COD浓度平均10000mg/L，碱性，PH13-14，不需调节pH值，直接从进水口输入实施例1所述的印染废水稀土催化氧化处理装置中进行曝气处理，曝气的气水比为20: 1，曝气反应4h，混合稀土-铁-碳催化氧化剂与废水的体积比例为1: 4，反应结束后pH自动趋于9-11，移出印染废水稀土催化氧化处理装置到另一反应池，加XSD-1促进剂(上海希孙环境科技有限公司)0.030wt%，曝气I小时，用普通混凝剂碱式氯化铝10ppm和阴离子PAM助凝剂Ippm进行混凝分离即可达到COD小于200mg/L( —般在160mg/l—190mg/l),出水符合GB4287-2013 “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；
[0027]将稀土氧化物(主要为氧化铈，约占氧化稀土的70%，其他有氧化镧、氧化钕等轻稀土氧化物)和活性炭按比例0.2%: 1%搅拌混合，将所得混合物与活性污泥按比例I:: 100混合得到稀土生物催化氧化活性污泥，需经搅拌3h，静止2h，会发生分层，这样反复直至形成均匀的污泥。对低浓度废水处理能提高8% -20%的效率。
[0028]将该厂的占水量92%的淡混合废水，COD为370mg/L-400mg/L，不需调节pH值，直接从进水口输入实施例1所述的印染废水稀土催化氧化处理装置中进行曝气处理，曝气的气水比为20: 1，曝气反应2h，移出印染废水稀土催化氧化处理装置，加入普通混凝剂碱式氯化招300ppm和阴离子PAM助凝剂5ppm进行混凝分离即可达到COD为50mg/l?60mg/l,再采用高效平板膜MBR进行处理，其污泥采用上述的稀土生物催化氧化活性污泥，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，日晒色牢度稳定在5级，回用率达到90%。
[0029]实施例2
[0030]某印染厂主要印染坯布为涤纶布，染料以分散染料为主，其混合废水浓度COD在1200mg/l，而退浆、煮练混合废水COD在10000mg/l，PH13，经清浊分流将退浆、煮练混合废水单独引出，不需调节PH值，直接从进水口输入实施例1所述的废水稀土催化氧化处理装置中进行曝气处理，曝气的气水比为20: I，曝气反应8h，混合稀土-铁-碳催化氧化剂与废水的体积比例为1: 10反应结束后pH自动趋于9-11，到另一反应池，静止自然沉降分离得到出水，COD ( 200mg/l，接到集中污水处理厂排放。
[0031]将稀土氧化物(主要为氧化铈，约占氧化稀土的70%，其他有氧化镧、氧化钕等轻稀土氧化物)和活性炭按比例0.2%:1:搅拌混合，将所得混合物与活性污泥按比例I:: 100混合得到稀土生物催化氧化活性污泥。需经搅拌3h，静止2h，会发生分层，这样反复直至形成均匀的污泥。对低浓度废水处理能提高8% -20%的效率。
[0032]将该厂的COD为400mg/l的淡废水，不需调节pH值，直接从进水口输入输入实施例I所述的印染废水稀土催化氧化处理装置进行曝气处理，曝气的气水比为20: 1，曝气反应lh，用普通混凝剂碱式氯化铝300ppm和阴离子PAM助凝剂5ppm进行混凝进行混凝分离即可达到COD为50mg/l?60mg/l，再采用高效平板膜MBR进行处理，其污泥采用上述的稀土生物催化氧化活性污泥，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，回用率达到85%。
【权利要求】
1.一种印染废水稀土催化氧化处理装置，其特征在于，包括反应池(I)，所述的反应池(I)中设有网格隔板⑵以及设于网格隔板⑵下方的曝气装置(3)，所述网格隔板(2)上设有催化氧化反应球或催化氧化反应袋；所述的反应池(I)的侧壁设有进水口(4)和出水口(5)，所述进水口⑷位于曝气装置(3)和网格隔板(2)之间，所述的出水口(5)位于催化氧化反应球或催化氧化反应袋上方；所述的催化氧化反应球或催化氧化反应袋的制备方法为:将稀土生产厂的废渣或低品位含稀土的矿泥，其混合稀土氧化物含量为2% -30%，在所述的废渣或矿泥中加入0.15% -0.15%的铜屑，将所得的混合物与硅酸盐按1: 0.5?I: 3的重量比混合，加水调成无流动性的糊状，固化24h-48h，得到混合稀土催化剂；将混合稀土催化剂分散成粒径为2-10mm，将粒径为2_10mm的混合稀土催化剂、粒径为3_10毫米的焦炭及粒径为3-15mm的生铁按重量比例为1: 5: 100到1: 10: 300混合，得到混合稀土 -铁-碳催化氧化剂，将混合稀土 -铁-碳催化氧化剂装于反应球或反应袋中，得到催化氧化反应球或催化氧化反应袋。
2.如权利要求1所述的印染废水稀土催化氧化处理装置，其特征在于，所述的反应球上设有多个孔，孔的直径为1.0-1.5毫米，所述的反应袋为60目-120目涤纶或锦纶丝网袋，装填的体积容量为30% -50%。
3.如权利要求1所述的印染废水稀土催化氧化处理装置，其特征在于，所述的曝气设备包括外径为1cm?30cm、内径为6cm?20cm、平均孔径为0.05 μ m—0.5 μ m的聚乙烯管曝气棒。
4.一种废水稀土催化氧化处理方法，其特征在于，将COD为8000mg/L?50000mg/L、pH为13.14的浓有机废水，不需调节pH值，直接从进水口输入权利要求所述的印染废水稀土催化氧化处理装置中进行曝气处理；静止自然沉降分离得到出水或加XSD-1阳离子型促进剂0.015% -003%，曝气反应0.5h?2h后，加入混凝剂进行混凝反应，分离得到出水，COD去除率达50% —70%。
5.如权利要求4所述的废水稀土催化氧化处理方法，其特征在于，当原水COD小于10000mg/L，所得的出水的COD小于200mg/L。
6.如权利要求4所述的废水稀土催化氧化处理方法，其特征在于，还包括将COD为300mg/L?650mg/L的淡有机废水不需调节pH值，直接加入上述的印染废水稀土催化氧化处理装置中在曝气的条件下进行稀土催化氧化0.5h?1.5h，反应后移出印染废水稀土催化氧化处理装置，加入混凝剂进行混凝反应，再采用添加稀土生物催化氧化活性污泥的平板膜MBR进行处理，得到COD为15mg/L?25mg/L的出水。
7.如权利要求6所述的废水稀土催化氧化处理方法，其特征在于，所述的稀土生物催化氧化活性污泥的制备方法为:将稀土氧化物和活性炭按重量比为1:1到1: 4搅拌混合，将所得混合物与活性污泥按比例1-5:: 100混合得到稀土生物催化氧化活性污泥。
8.如权利要求6所述的废水稀土催化氧化处理方法，其特征在于，所述的稀土生物催化氧化活性污泥的制备方法为:将稀土氧化物和活性炭按重量比为1:1到1: 4搅拌混合，将所得混合物与活性污泥按比例1-5:: 100混合得到稀土生物催化氧化活性污泥。
9.如权利要求4所述的废水稀土催化氧化处理方法，其特征在于，所述的曝气的气水比为12: I到30: 1，曝气反应2-36h。
【文档编号】C02F9/04GK104386800SQ201410691928
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】奚旦立, 马春燕, 刘振鸿, 李晓阁 申请人:东华大学