一种印染高品质染色水处理系统及其工艺的制作方法

本发明属于废水处理领域，涉及一种印染废水处理及清洁生产工艺，具体地涉及一种染色废水深度处理和回用的系统及其工艺。

背景技术：

印染废水是我国目前主要难处理且有害的工业废水之一，其特点是废水量大，水质复杂，色度大，有机物浓度较高，难降解物质较多等。印染废水的分类是根据纤维种类、染整工艺来划分的。印染产品按大类分为漂白布、染色布和印花布三类，其中，漂白布比重最小，占13％左右；印花布占24％左右；染色布比重最大，约为63％。印染产品按纤维分为棉印染布、棉混纺印染布和纯化纤印染布三类：棉印染布比重约为37％；棉混纺印染布约为28％；纯化纤印染布比重在35％左右。

随着经济迅速发展，人们对环保越来越重视，且水资源日益短缺，对印染废水实现零排放节约紧张的水资源，保护生态环境，对纺织行业和国民经济可持续发展具有重要意义。印染行业是我国的工业用水大户和废水排放大户。据不完全统计，我国印染废水的排放量约为3×10⁶～4×10⁶m³/d，约占整个工业废水排放量的35％，但回用率却不到10％。对于对水质要求最高和水量需求量较大高档染色工段目前很少有成功的案例。

申请号为200710067593.3的中国专利申请文件《涤纶织物染整废水处理和回用的方法》，公开了一种涤纶织物染整废水处理和回用的方法，该方法将涤纶织物染整废水通过三元复合无机高分子絮凝剂和天然高分子复合絮凝剂共同絮凝处理，再通过过滤技术，并结合生物处理和臭氧杀菌处理，获得的中水与清水混合，有选择的回用于涤纶织物染整加工过程。该方法可快速去除印染废水中色度及codcr值，中水质量好，运行成本低，回用比例达到50％以上，并且不影响染色加工织物的质量。该方法运行成本高，无机盐分累积，运行操作难度大。申请号为201110184062.9的中国专利申请文件《印染末端废水深度处理回用的药剂及处理方法》，涉及印染末端废水深度处理回用的药剂及处理方法，是在印染末端二沉池出水口将甲组分hh-s001稀释5倍加入到调整池，搅拌机搅拌，加入量是30-32g/m³水，停留2min；将乙组分hh-s002搅拌并稀释10倍后加入到反应器中，加入量是400-410g/m³水，反应时间90-95min；将丙组分hh-s003搅拌后稀释500倍后加入稳定池，加入量是15-16g/m³水，稳定时间为8-10min后加入固液分离器，停留时间为2h。该方法仅从末端进行治理，运行成本高、盐分累积，运行不稳定、回用率低。申请号为的201310211759.x的中国专利申请文件《印染废水清浊分离与废水回用处理系统》，提供了一种印染废水清浊分离与废水回用处理系统，包括用于排放印染设备产生的印染废水的排水管路，排水管路包括用于排放低浓度废水的低浓度排水管和用于排放高浓度废水的高浓度排水管，低浓度排水管，低浓度排水管上设有控制阀ⅰ，高浓度排水管上设有控制阀ⅱ。该方法属于末端处理、回用比例不高。申请号为201310467833.4的中国专利申请文件《一种高盐度高色度印染废水的回收设备》，公开了一种高盐度高色度印染废水的回收设备，包括依次相连的调节池、第一高级氧化装置、第二高级氧化装置、过滤器和净化储罐；经处理后水质色度可达到30倍以下，达到了印染回用水标准，水中的盐分基本不变。该方法仅从末端进行处理回收，回用率不高，容易受前段来水水质冲击。

申请号为201310724150.2的中国专利申请文件《一种好氧活性污泥在印染废水处理过程中的应用》，公开了一种处理印染废水原水的新型好氧活性污泥的驯化方法及应用。所述应用为废水处理工艺，包括以下步骤：(1)对印染废水进行可生化性分析，采用紫外全波扫描技术分析检测废水中基团组分；(2)将印染废水引入调节池，并调节调节池出水的ph值；(3)将调节ph值后的废水引入好氧池，使用新型好氧活性污泥对废水进行好氧生化处理；(4)将好氧池的出水引入深度处理池，最后将达标的水质排放或回用。该方法运行不稳定，存在无机物累积风险，回用率低。

申请号为201710623829.0的中国专利申请文件《一种印染废水深度处理回用方法》，公开了一种印染废水深度处理回用方法，将印染废水依次经过厌氧氧化沟、好氧氧化沟、气浮机、离心过滤池、接触氧化池、离子交换器和uf反应池，进行回收处理；印染废水进入厌氧氧化沟时，向厌氧氧化沟投入厌氧填料，厌氧氧化沟内的曝气装置作用3-5h，再静置5-8h，方便厌氧填料挂膜，之后排入至好氧氧化沟内。该方法回用率低，易受前段来水冲击，臭氧杀菌效果不稳定。申请号为zl200910112879.8的中国专利申请文件公开一种印染深度处理废水装置及方法，是其将尾水经过纳米催化微电解后再经过反渗透过滤，此方法脱盐率高，产水水质高，但是投资大、能耗大、回用率低。申请号为zl201120230172.x的中国专利申请文件公开了一种印染废水处理回用系统，将预处理的印染废水通过双膜系统进行处理回用，该方法脱色效果好、占地小，但是该方法不能及时处理清洗废水和浓水等，且运行效果不稳定。申请号为zl201120266321.8的中国专利申请文件公开了一种印染废水回用处理系统，主要通过生化曝气池、气浮池和砂滤池进行处理，该方法建设和运行成本低，但是出水水质较差，回用受到限制。

综上所述，针对印染废水回用中存在的问题和分析高端回用水水质需求，亟需开发一种全厂的水系统处理方法，实现高回用率和低成本，减少无机物的累积。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种印染高品质染色水处理系统，经过处理的水质ph6.5-7.5、总硬度30-60mg/l、色度0-5倍，浊度2-5ntu，能够满足印染高品质染色回用水水质；回用率高达70％。

本发明的另一个目的是提供基于印染高品质染色水处理系统的印染高品质染色水处理工艺，成本低、系统运行稳定、操作管理方便；盐分等主要污染物不累积、膜处理效果好、使用寿命长。

为实现上述技术目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种印染高品质染色水处理系统，包括自来水软化水处理系统、废水预处理系统、废水深度处理系统、河水净化处理系统、四个主要子系统和印染车间。

其中自来水软化水处理系统由蓄水池、钠离子交换器、盐溶解池、软水蓄水池组成；

废水预处理系统由调节池、初沉池、水解酸化池、好氧池、二沉池组成；

废水深度处理系统由1#中间水池、多介质过滤器、2#中间水池、超滤、超滤产水池、反渗透、回用水池；

河水净化处理系统由生态塘、初沉池、过滤池、河水蓄水池组成。

基于上述印染高品质染色水处理系统的印染高品质染色水处理工艺，步骤如下：

步骤1，印染车间产生的废水进入废水预处理系统，依次经过调节池、初沉池、水解酸化池、好氧池、二沉池后一部分达标排放，一部分出水至废水深度处理系统。

达标排放废水水质：ph6-9、codcr≤500mg/l、色度≤200倍，nh3-n≤35mg/l。达标排放废水q2-1≤30％q2。

步骤2，雨水和外部河道的河水进入河水净化处理系统进行净化，依次经过生态塘、初沉池、过滤池、河水蓄水池。河水净化处理系统出水进入废水深度处理系统。

河水水质：ph8-9、总硬度80-100mg/l、色度100-200倍，浊度20-40ntu。经过废水深度处理系统后，回用水水质指标：ph7-8、总硬度70-90mg/l、色度≤3倍，浊度≤3ntu。

步骤3，废水预处理系统出水与河水净化处理系统来水混合进入废水深度处理系统，然后依次经过1#中间水池、多介质过滤器、2#中间水池、超滤池、超滤产水池、反渗透池、回用水池。

步骤4，自来水进入自来水软化水处理系统，依次经过蓄水池、钠离子交换器、软水蓄水池，出水进入印染车间,盐溶解池与钠离子交换器连接；

自来水水质：ph7-8、总硬度110-190mg/l、色度0-10倍，浊度1-2ntu。经过自来水软化水处理系统1后，软水水质指标ph6.5-7.5、总硬度≤50mg/l、色度≤3倍，浊度≤1ntu。

步骤5，废水深度处理系统回用水和自来水软化水处理系统来水一起进入印染车间；

回用水水质：ph6.5-7.5、总硬度30-60mg/l、色度0-5倍，浊度2-5ntu；印染车间优先采用废水深度处理系统的回用水。

自来水软化水处理系统处理水量q1与废水深度处理系统回用水量q3比例为1:2.5～3.5。

自来水软化水处理系统处理水量为q1、废水预处理系统处理水量为q2、废水深度处理系统处理水量为q3、印染车间蒸发和产品带走水分为q5，则根据水量平衡，有式(1的关系式：

q1+q3＝q2+q5式(1)

印染车间产生的废水为q2，废水预处理系统进入到废水深度处理系统的水量为q2-2，废水预处理系统达标排放的废水为q2-1，废水深度处理系统回流至废水预处理系统的水量为q3-1，则根据水量平衡，有式(2)的关系式：

q2＝q2-1+q2-2-q3-1式(2)

废水深度处理系统来自废水预处理系统水量为q2-2，回用水为q3，回流水量为q3-1，河水净化处理系统处理水量为q4，，则根据水量平衡，有式(3)的关系式：

q3＝q2-2+q4-q3-1式(3)

将式(2)、式(3)代入式(1)，得到式(4)的总体水量平衡关系式；

q1+q4＝q2-1+q5式(4)

本发明与现有技术相比具有以下优点：

(1)针对染色废水处理效果不稳定、安全系数低，本发明的处理系统设有中间池、超滤产水池、保安过滤器、回用蓄水池等，保证系统具有一定的缓冲能力，可以及时发现系统问题并解决问题；

(2)针对染色废水出水水质较差，本发明出水cod低于20mg/l，色度在4倍左右，tp在0.1mg/l左右，cod、色度、tp去除率分别达到70％、98％、90％，满足车间回用水水质指标；

(3)针对染色废水回用率低、成本较高，本发明水回用率达到70％，成本约为3-3.5元/t。

(4)本发明可以将处理工艺中间过程产出的废水及最终产出的浓水在系统内进行处理，最终真正实现了零排放。

综上所述，本发明处理效果稳定、安全系数高、回用率高、运行成本低、绿色环保等显著特点，具有广泛的推广价值。

附图说明

图1是本发明印染高品质染色水处理系统的连接关系图；

图2是图1中自来水软化水处理系统1流程图；

图3是图1中废水预处理系统2流程图；

图4是图1中废水深度处理系统3流程图；

图5是图1中河水净化处理系统4流程图。

其中：1-自来水软化水处理系统、2-废水预处理系统、3-废水深度处理系统、4-河水净化处理系统、5-印染车间；1-1：蓄水池、1-2钠离子交换器、1-3：盐溶解池、1-4：软水蓄水池；2-1：调节池、2-2初沉池、2-3：水解酸化池、2-4：好氧池、2-5：二沉池；3-1：1#中间水池、3-2：多介质过滤器、3-3：2#中间水池、3-4：超滤池、3-5:超滤产水池、3-6：反渗透池、3-7：回用水池；4-1：生态塘、4-2：初沉池、4-3：过滤池、4-4：河水蓄水池。

具体实施方式

以下将结合实施例具体说明本发明的技术方案：

参照图1-5所示，一种印染高品质染色水处理系统，包括自来水软化水处理系统1、废水预处理系统2、废水深度处理系统3、河水净化处理系统4、四个主要子系统和印染车间5。其中自来水软化水处理系统1包括蓄水池1-1、钠离子交换器1-2、盐溶解池1-3、软水蓄水池1-4。废水预处理系统2包括调节池2-1、初沉池2-2、水解酸化池2-3、好氧池2-4、二沉池2-5。废水深度处理系统3包括1#中间水池3-1、多介质过滤器3-2、2#中间水池3-3、超滤3-4、超滤产水池3-5、反渗透3-6、回用水池3-7。河水净化处理系统4包括生态塘4-1、初沉池4-2、过滤池4-3、河水蓄水池4-4。

基于上述印染高品质染色水处理系统的印染高品质染色水处理工艺，步骤如下：

步骤1，印染车间5产生的废水进入废水预处理系统2，依次经过调节池2-1、初沉池2-2、水解酸化池2-3、好氧池2-4、二沉池2-5；废水预处理系统2一部分出水达标排放，一部分出水至废水深度处理系统3。

步骤2，雨水和外部河道的河水进入河水净化处理系统4进行净化，依次经过生态塘4-1、初沉池4-2、过滤池4-3、河水蓄水池4-4。河水净化处理系统4出水进入废水深度处理系统3。

步骤3，废水预处理系统2出水与河水净化处理系统4来水混合进入废水深度处理系统3，然后依次经过1#中间水池3-1、多介质过滤器3-2、2#中间水池3-3、超滤池3-4、超滤产水池3-5、反渗透池3-6、回用水池3-7。

步骤4，自来水进入自来水软化水处理系统1，依次经过蓄水池1-1、钠离子交换器1-2、软水蓄水池1-4，出水进入印染车间5；盐溶解池1-3与钠离子交换器1-2相连接；自来水水质：ph7-8、总硬度110-190mg/l、色度0-10倍，浊度1-2ntu。

步骤5，废水深度处理系统3回用水和自来水软化水处理系统1来水一起进入印染车间5；

回用水水质：ph6.5-7.5、总硬度30-60mg/l、色度0-5倍，浊度2-5ntu；

印染车间5优先采用废水深度处理系统3的回用水。

自来水软化水处理系统1处理水量为q1与废水深度处理系统3回用水量为q3比例为1:2.5～3.5。

自来水软化水处理系统1处理水量为q1、废水预处理系统2处理水量为q2、废水深度处理系统3处理水量为q3、印染车间5蒸发和产品带走水分为q5，则根据水量平衡，有式(1的关系式：

q1+q3＝q2+q5式(1)

印染车间5产生的废水为q2，废水预处理系统2进入到废水深度处理系统3的水量为q2-2，废水预处理系统2达标排放的废水为q2-1，废水深度处理系统3回流至废水预处理系统2的回流水水量为q3-1，则根据水量平衡，有式(2)的关系式：

q2＝q2-1+q2-2-q3-1式(2)

废水深度处理系统3来自废水预处理系统2水量为q2-2，回用水为q3，回流水量为q3-1，河水净化处理系统4处理水量为q4，，则根据水量平衡，有式(3)的关系式：

q3＝q2-2+q4-q3-1式(3)

将式(2)、式(3)代入式(1)，得到式(4)的总体水量平衡关系式；

q1+q4＝q2-1+q5式(4)

实施例1

某印染企业生产高档染色3500t/年，染整3000t/年。企业有印染车间1座，还包括了自来水软化水处理系统1、废水预处理系统2、废水深度处理系统3、河水净化处理系统4共四个主要子系统。其中自来水软化水处理系统1由蓄水池1-1、钠离子交换器1-2、盐溶解池1-3、软水蓄水池1-4组成；废水预处理系统2由调节池2-1、初沉池2-2、水解酸化池2-3、好氧池2-4、二沉池2-5组成；废水深度处理系统3由1#中间水池3-1、多介质过滤器3-2、2#中间水池3-3、超滤3-4、超滤产水池3-5、反渗透3-6、回用水池3-7；河水净化处理系统4由生态塘4-1、初沉池4-2、过滤池4-3、河水蓄水池4-4组成。

其中，蓄水池1-1数量1座，钢砼结构、容积300m³，水深5m；钠离子交换器1-2数量2座，成套装置，碳钢防腐，直径1.6m，高度4.8m，均为逆流钠离子再生罐体，系统流速8～9m/h；盐溶解池1-3，1座，钢砼结构、容积100m³，水深5m；软水蓄水池1-4组成1座，钢砼结构、260m³，水深5m，内设提升泵2台，1用1备。

调节池2-1数量1座，钢砼结构、容积1200m³，水深5m，停留时间19.2h；初沉池2-2数量2座，钢砼结构、表面积128m²，水深5m，表面负荷0.5m³/m².h；水解酸化池2-31座，钢砼结构、容积1200m³，水深5m，停留时间19.2h；好氧池2-42座，钢砼结构、容积1400m³，水深5m，停留时间22.4h；二沉池2-5数量2座，钢砼结构、面积100m²，表面负荷0.625m³/m².h、水深5m。

1#中间水池3-1数量1座，钢砼结构、容积400m³，水深5m；多介质过滤器3-2数量1座；2#中间水池3-3数量1座，钢砼结构、容积300m³，水深5m；超滤3-4数量2套，成品、uf膜每套20只；超滤产水池3-5数量1座，钢砼结构、容积200m³，水深5m；反渗透3-61座，成品、ro膜90只；回用水池3-7数量1座，钢砼结构、容积600m³，水深5m。

生态塘4-1数量1座，容积5万m³，水深2～2.5m；初沉池4-2数量2座，表面积10m²，深度5.5m，水力负荷1.0m³/m².h；过滤池4-3数量1座，成套装置，碳钢防腐，滤速8～10m/h；河水蓄水池4-4数量1座，300m3，水深5m。

自来水软化水处理系统1处理水量q1＝300m³/d；废水预处理系统2处理水量为q2＝850m³/d，其中进入到废水深度处理系统3的水量q2-2＝900m³/d，废水预处理系统2达标排放的废水为q2-1＝250m³/d；回用水为q3＝750m³/d，回流水为q3-1＝300m³/d，河水净化处理系统4处理水量为q4＝150m³/d。印染车间5蒸发和产品带走水分为q5＝200m³/d。

自来水软化水处理系统1处理水量q1与废水深度处理系统3处理水量q3比例为1:2.5。q3＝750m³/d。系统水质情况见表1。

表1

经过一段时间的运行管理，系统稳定后，本实施例处理效果为：出水ph6.5-7.5，色度为0～3倍，浊度1～3ntu，总硬度为20～40mg/l，cod为10～20mg/l，氨氮为0.8～1.2mg/l，回用率达到70％。

实施例2

不同于实施例1的内容在于：自来水软化水处理系统1处理水量为q1＝300m³/d；废水预处理系统2处理水量为q2＝1000m³/d，其中进入到废水深度处理系统3的水量为q2-2＝1085m³/d，废水预处理系统2达标排放的废水为q2-1＝300m³/d；回用水为q3＝900m³/d，回流水为q3-1＝385m³/d，河水净化处理系统4处理水量为q4＝200m³/d。印染车间5蒸发和产品带走水分为q5＝200m³/d。

自来水软化水处理系统1处理水量为q1与废水深度处理系统3处理水量为q3比例为1:2.5～3。q3＝900m³/d。系统水质情况见表2。

表2

经过一段时间的运行管理，系统稳定后，本实施例处理效果为：出水ph6.5-7.5，色度为0～5倍，浊度2～4ntu，总硬度为20～50mg/l，cod为20～30mg/l，氨氮为1.0～1.5mg/l，回用率达到70％。

实施例3

不同于实施例1的内容在于：自来水软化水处理系统1处理水量为q1＝300m³/d；废水预处理系统2处理水量为q2＝1150m³/d，其中进入到废水深度处理系统3的水量为q2-2＝1255m³/d，废水预处理系统2达标排放的废水为q2-1＝345m³/d；回用水为q3＝1050m³/d，回流水为q3-1＝450m³/d，河水净化处理系统4处理水量为q4＝245m³/d。印染车间5蒸发和产品带走水分为q5＝200m³/d。

自来水软化水处理系统1处理水量为q1与废水深度处理系统3处理水量为q3比例为1:3.5。q3＝1050m³/d。系统水质情况见表3。

表3

经过一段时间的运行管理，系统稳定后，本发明处理效果为：出水ph6.5-7.5，色度为0～5倍，浊度2～5ntu，总硬度为30～60mg/l，cod为15～30mg/l，氨氮为1.0～1.5mg/l，回用率达到70％。