專利名稱：一種印染廢水的處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水的處理工藝，具體涉及一種印染廢水的處理工藝。
背景技術(shù)：
印染廢水是指棉、毛、麻、絲、化纖或混紡產(chǎn)品在預(yù)處理、染色、印花和整理等過程中所排 出的廢水，具有有機(jī)污染物濃度高、可生化性較差、色度高、含有毒有害成分、水質(zhì)變化大、成分復(fù)雜等特點。印染廢水一直以排放量大、處理難度高而成為廢水治理工藝研究的重點和難點。中國是個印染廢水排放大國，印染廢水排放量和污染物總量分別位居全國工業(yè)廢水的第二位和第四位，是我國重點污染行業(yè)之一。印染廢水常見的處理方法有吸附法、混凝法、微生物降解、臭氧氧化、膜處理、芬頓 (Fenton)技術(shù)和光催化等。中國專利200910251726. I公開了凹凸棒土對印染廢水的吸附脫色方法，用印染廢水流過凹凸棒土過濾或?qū)纪拱敉镣都佑谟∪緩U水中，凹凸棒土吸附印染廢水中的染料化合物，至使印染廢水的得到脫色的效果。中國專利200910031911. X公開了一種印染廢水處理系統(tǒng)，包括調(diào)節(jié)池、提升泵、混凝系統(tǒng)、初沉池、接觸氧化沉淀系統(tǒng)、 砂濾池、活性炭吸附池、污泥泵、污泥濃縮池九個部分組。中國專利200710069558. 5公開了一種綜合印染廢水處理工藝，包括預(yù)處理、生化處理、污泥處理。中國專利200810152153. 2 發(fā)明一種印染廢水的處理工藝屬于廢水處理領(lǐng)域，它是用泡沫分離技術(shù)結(jié)合芬頓氧化來處理含二種以上染料的印染廢水。中國專利201010107110. X公開了一種基于納米光催化技術(shù)可以高效利用太陽光處理印染廢水的技術(shù)。吸附法是將活性炭、粘土等多孔物質(zhì)的粉末或顆粒與廢水混合，或讓廢水通過由其顆粒狀物組成的濾床，使廢水中的污染物質(zhì)被吸附在多孔物質(zhì)表面上或被過濾除去。活性炭吸附法對去除水中溶解性有機(jī)物非常有效，但它不能去除水中的膠體和疏水性染料，并且它只對陽離子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有較好的吸附性能。吸附法再生困難，成本高，其應(yīng)用受到限制。混凝法利用絮凝劑、助凝劑在特定的構(gòu)筑物內(nèi)進(jìn)行沉淀或氣浮，去除污水中的污染物的一種化學(xué)物理處理方法?；炷ǖ闹饕獌?yōu)點是工藝流程簡單、操作管理方便、設(shè)備投資省、占地面積少、對疏水性染料脫色效率很高；缺點是污染物去除不徹底、泥渣量多且脫水困難、對親水和可溶性染料處理效果差。微生物降解是利用微生物的作用，使污水中有機(jī)物降解、被吸附而去除的一種處理方法。由于其降解污染物徹底，運(yùn)行費(fèi)用相對低，被廣泛應(yīng)用于印染污水處理中。但微生物降解法也有明顯的缺點，由于印染廢水的B0D/C0D比值低，可生化性差， 一些有機(jī)物質(zhì)無法被微生物攝食。在實際生產(chǎn)運(yùn)行中，多次生化后凈化出水的水質(zhì)COD值仍然較高。另外，微生物對營養(yǎng)物質(zhì)、PH值、溫度等條件嚴(yán)格要求，導(dǎo)致其難以適應(yīng)印染廢水水質(zhì)、水量波動大及毒性高的特點。而且微生物法降解有機(jī)物會生成大量的污泥，污泥處理和處置是一個棘手問題。臭氧氧化法對多數(shù)染料能獲得良好的脫色效果，但對硫化、還原、涂料等不溶于水的染料脫色效果較差，而且耗電多，大規(guī)模推廣應(yīng)用有一定困難。膜分離法是利用膜的微孔進(jìn)行過濾，利用膜的選擇透過性，將廢水中的某些物質(zhì)分離出來的方法，具有分離效率高、能耗低、工藝簡單、操作方便、無污染等優(yōu)點。但由于該技術(shù)需要專用設(shè)備、投資高，而且印染廢水的細(xì)染料微粒和膠體，非常容易結(jié)垢、堵塞膜孔并且難以清洗。Fenton技術(shù)是在Fe鹽的催化作用，H2O2下分解產(chǎn)生高活性的· 0H，將有機(jī)物氧化分解成小分子。Fenton技術(shù)具有設(shè)備簡單、反應(yīng)條件溫和、操作方便、高效等優(yōu)點，在處理有毒有害難生物降解有機(jī)廢水中極有應(yīng)用潛力，但該工藝只有在PH=2 5的范圍才有效，而且消耗大量的H2O2和Fe鹽，處理費(fèi)用高，只適用于低濃度、少量廢水的處理。另外Fenton技術(shù)處理印染廢水也會產(chǎn)生大量污泥。傳統(tǒng)光催化法采用254 nm或者365 nm作為光催化光源，激發(fā)光催化劑羥基自由基，羥基自由基再與水中有機(jī)污染物發(fā)生氧化反應(yīng)，最終生成C02、H2O及無機(jī)鹽等物質(zhì)，但設(shè)備投資和電耗比較聞，而且其效率有待進(jìn)一步提聞。綜上所述，雖然印染廢水的治理技術(shù)比較多，但現(xiàn)有技術(shù)均無法有效解決印染廢水污染問題。而且隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，水資源緊缺已成為制約我國印染行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的限制因素。為了實現(xiàn)印染行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，印染廢水的資源化回用成為實現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種印染廢水的處理工藝，該工藝簡單、高效、穩(wěn)定、運(yùn)行成本低，并且經(jīng)過本發(fā)明中的工藝處理后的凈化水可回用。本發(fā)明的上述目的是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種印染廢水的處理工藝，在攪拌或曝氣作用下將光離子催化劑均勻分散于印染廢水中，以波長185 nm的真空紫外燈作為光催化光源，對印染廢水中的污染物進(jìn)行光離子催化降解后獲得凈化的印染廢水。本發(fā)明采用真空紫外燈直接插入廢水中，其不僅能夠作為光催化光源，而且能夠產(chǎn)生大量高能光離子及高活性羥基自由基，用于脫色和降解有機(jī)污染。本發(fā)明所述光離子催化劑包括TiO2和/或摻雜銅、鐵、鈷、鎳、錳、銀、鈀、鉬、硫化鎘的復(fù)合TiO2催化劑，其用量為O. Ig 5g TiO2Ag印染廢水。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，本發(fā)明光離子催化過程中還添加有臭氧和/或雙氧水以增強(qiáng)廢水降解效率，其用量為廢水COD濃度的O. 0Γ10倍。并能夠進(jìn)一步增強(qiáng)光離子催化過程，并提高脫色和有機(jī)物降解效率。其中Ti02形貌為粉末或顆粒狀，在攪拌或曝氣作用下均勻分散在污水中，保證催化劑、染料分子和紫外光的充分接觸。曝氣除了混合污水和Ti02外，還可提供氧氣，有助于提聞有機(jī)污染物降解效率。此外，加入臭氧和/或雙氧水，亦有助于提聞脫色和有機(jī)物降解效率。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，本發(fā)明印染廢水在進(jìn)行光離子催化反應(yīng)前先進(jìn)行前處理，所述前處理包括混凝、沉淀、好氧或厭氧生物處理。具體如前處理可以是混凝、生物降解和吸附等方法中的一種或多種，用于去除染料廢水中細(xì)小懸浮顆粒和膠體或易生化降解污染物。通過前處理，能夠去除大部分懸浮性、膠體染料和脫除大部分顏色，部分有機(jī)污染物被降解或吸附去除。前處理能夠大大減輕后續(xù)光離子催化反應(yīng)的負(fù)荷。若染料廢水中細(xì)小染料懸浮顆粒和膠體較少，或者COD濃度較低(〈200 mg/L)，該步驟可以省略。作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，本發(fā)明印染廢水在進(jìn)行光離子催化反應(yīng)后再經(jīng)后處理，將光離子催化后的印染廢水進(jìn)行回用，所述后處理包括采用膜分離、沉淀和過濾中的一種或幾種將光離子催化劑從印染廢水中分離出來，循環(huán)利用。
具體如后處理可以為膜分離、沉淀和過濾工藝等一種或多種方法的組合，用于將 TiO2催化劑從凈化后的水中分離出來，循環(huán)利用。經(jīng)過光離子催化反應(yīng)后水中若鹽分達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)或處理水不需要回用，則優(yōu)先采用沉淀法或過濾法分離TiO2 ;若處理水要求回用且鹽分達(dá)不到回用水標(biāo)，優(yōu)先采用膜分離，分離TiO2并去除鹽分。經(jīng)過后處理的凈化后的水可回用。即作為本發(fā)明的一種較佳的實施方式，本發(fā)明中的印染廢水的處理工藝，可以結(jié)合前處理、光離子催化反應(yīng)和后處理三步驟，首先是經(jīng)過前處理的印染廢水進(jìn)入光離子催化反應(yīng)池，進(jìn)一步脫色及降解有機(jī)污染，最后再經(jīng)后處理，用于難治理印染廢水的高效脫色及徹底降解有機(jī)物污染；經(jīng)光離子催化反應(yīng)并結(jié)合前處理和后處理后的廢水能夠達(dá)到廢水排放或回用要求，達(dá)到對印染廢水較佳的處理效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點
ω脫色效率高、有機(jī)物降解徹底光離子催化效率非常高，印染廢水脫色完全；有機(jī)污染能徹底降解，生產(chǎn)無毒無害的CO2和無機(jī)物等；
m設(shè)備簡單、操作方便流程、設(shè)備簡單，操作非常簡便，反應(yīng)條件溫和；
③運(yùn)行穩(wěn)定受水質(zhì)(如PH值、染料成分和鹽分等)和操作條件影響小，運(yùn)行穩(wěn)定；
凈化后的水可回用廢水經(jīng)過紫外燈和光催化殺菌消毒，凈化后能夠回用；
使用成本低光離子催化劑能循環(huán)使用，操作成本低；不產(chǎn)生污泥(在低濃度C0D， 單獨使用光離子催化情況下)，減少污泥處置設(shè)施及處理費(fèi)用。


圖I為本發(fā)明實施例7中的印染廢水治理工藝流程圖2為實施例I中模型印染廢水中亞甲基藍(lán)的顏色隨時間的變化示意圖3為實施例I中模型印染廢水中亞甲基藍(lán)的濃度隨時間的變化圖4是實施例I中模型印染廢水中總有機(jī)碳去除率(礦化率)隨時間的變化；
圖5為實施例I中對照254 nm紫外光源光催化降解模型印染廢水中亞甲基藍(lán)的顏色隨時間的變化示意圖6是實施例2中模型印染廢水中羅丹明B濃度隨時間變化；
圖7是實施例3中高濃度工業(yè)印染廢水的光離子催化降解過程圖8是實施例4中未經(jīng)前處理的低濃度工業(yè)印染廢水印染經(jīng)光離子催化降解的對照
圖9是實施例5中經(jīng)過前處理絮凝及生化處理的工業(yè)印染廢水的光離子催化降解過程以及經(jīng)后處理膜分離處理的前后對照圖10是實施例6中經(jīng)過前處理UASB厭氧-好氧聯(lián)合工藝處理的工業(yè)印染廢水的光離子催化降解過程圖。圖11是是實施例7中高濃度工業(yè)印染廢水的雙氧水強(qiáng)化光離子催化降解過程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的 說明。
實施例I
測試條件實驗室配置的濃度為20 mg/L亞甲基藍(lán)(MB)作為模型印染廢水，功率為7W、 波長為185 nm的真空紫外燈為光源，光離子催化劑TiO2粉末添加量為lg/L，均勻分散于印染廢水中，空氣曝氣混合。每間隔一定時間采樣，測定其廢水顏色、亞甲基藍(lán)濃度和總有機(jī)碳去除率(礦化率)隨時間的變化。從圖2可見，經(jīng)過90分鐘后，亞甲基藍(lán)完全脫色，此時亞甲基藍(lán)的濃度降低到接近零(圖3);而礦化率在160分鐘后大約為80% (圖4)。而相同條件下以254 nm紫外燈為光源的光催化降解亞甲基藍(lán)，其脫色時間超過120分鐘(圖5)。實施例2
測試條件實驗室配置的濃度為20 mg/L羅丹明B (RhB)作為模型印染廢水，功率為 7W、波長為185 nm的真空紫外燈為光源，TiO2粉末添加量為O. 5 g/L，空氣曝氣混合，每間隔一定時間采樣，測定羅丹明B的濃度隨時間的變化。經(jīng)過90分鐘后，RhB完全脫色，此時 RhB的濃度降低到接近零(圖6)。實施例3
測試條件未經(jīng)處理的高濃度工業(yè)印染廢水印染(T0C濃度為426 mg/L),以功率為7W、 波長為185 nm的真空紫外燈為光源，TiO2粉末添加量為2 g/L，磁力攪拌混合。反應(yīng)3 天后，由于印染廢水中鹽分達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)，采用過濾法分離光離子催化劑，廢水完全脫色 (圖7)，其TOC濃度降低為9. 8 mg/L。實施例4
測試條件未經(jīng)處理的低濃度工業(yè)印染廢水印染(T0C濃度為42. 6 mg/L),以功率為 7W、波長為185 nm的真空紫外燈為光源，TiO2粉末添加量為3 g/L，磁力攪拌混合。反應(yīng) 150分鐘后，凈化水過濾分離催化劑，廢水完全脫色(圖8)，其TOC濃度降低為7. 8 mg/L。實施例5
測試條件經(jīng)過活性污泥法前處理的工業(yè)印染廢水(T0C濃度為98. 5 mg/L),以功率為 7W、波長為185 nm的真空紫外燈為光源，TiO2粉末添加量為3 g/L，磁力攪拌混合。反應(yīng) 10小時后，由于印染廢水中鹽分要求回用，采用膜分離法分離光離子催化劑并同時去除鹽分，廢水完全脫色(圖9)，其TOC濃度降低為19.8 mg/L。實施例6
測試條件經(jīng)過UASB厭氧-好氧聯(lián)合工藝前處理的工業(yè)印染廢水(C0D濃度為190 mg/ L)，以功率為7W、波長為185 nm的真空紫外燈為光源，采用摻雜銅的TiO2粉末為光催化齊U,TiO2粉末添加量為5 g/L，磁力攪拌混合。反應(yīng)8小時后，廢水完全脫色(圖10)，其COD 濃度降低為90 mg/L ο實施例7
測試條件未經(jīng)處理的高濃度工業(yè)印染廢水印染(T0C濃度為426 mg/L),以功率為7W、 波長為185 nm的真空紫外燈為光源，TiO2顆粒添加量為O. 2 g/L，雙氧水添加量為O. 5 g/ L，其用量為廢水COD濃度的I. 2倍，磁力攪拌混合。反應(yīng)36小時后，廢水完全脫色(圖11)， 其TOC濃度降低為11.5 mg/L，由于印染廢水中鹽分達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)，采用過濾法分離光離子催化劑TiO2顆粒，將光催化劑TiO2顆粒從印染廢水中分離出來，循環(huán)利用。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含 在本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種印染廢水的處理工藝，其特征是在攪拌或曝氣作用下將光離子催化劑均勻分散于印染廢水中，以波長185 nm的真空紫外燈作為光催化光源，對印染廢水中的污染物進(jìn)行光離子催化降解后獲得凈化的印染廢水。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的印染廢水的處理工藝，其特征是所述光離子催化劑包括TiO2和/或摻雜銅、鐵、鈷、鎳、錳、銀、鈀、鉬、硫化鎘的復(fù)合TiO2催化劑，其用量為O. Ig 5g TiO2Ag印染廢水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的印染廢水的處理工藝，其特征是光離子催化過程中還添加有臭氧和/或雙氧水以增強(qiáng)廢水降解效率，其用量為廢水COD濃度的O. 0Γ10倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的印染廢水的處理工藝，其特征是印染廢水在進(jìn)行光離子催化反應(yīng)前先進(jìn)行前處理，所述前處理包括混凝、沉淀、好氧或厭氧生物處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的印染廢水的處理工藝，其特征是印染廢水在進(jìn)行光離子催化反應(yīng)后再經(jīng)后處理，將光離子催化后的印染廢水進(jìn)行回用，所述后處理包括采用膜分離、沉淀和過濾中的一種或幾種將光離子催化劑從印染廢水中分離出來，循環(huán)利用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的印染廢水的處理工藝，其特征是經(jīng)過光離子催化反應(yīng)后，當(dāng)印染廢水中鹽分達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)或處理水不需要回用時，采用沉淀法或過濾法分離光離子催化劑；當(dāng)印染廢水中鹽分達(dá)不到回用水標(biāo)準(zhǔn)且處理水要求回用時，則采用膜分離法分離光離子催化劑并同時去除鹽分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種印染廢水的處理工藝，在攪拌或曝氣作用下將光離子催化劑均勻分散于印染廢水中，以波長185nm的真空紫外燈作為光催化光源，對印染廢水中的污染物進(jìn)行光離子催化降解后獲得經(jīng)治理的印染廢水；光離子催化劑經(jīng)后處理分離后可以重復(fù)使用。該工藝能夠降解可溶性、難生物降解有機(jī)污染，具有脫色效率高、有機(jī)污染物降解徹底、簡單快捷、無污泥產(chǎn)生、運(yùn)行穩(wěn)定、受水質(zhì)變化影響小及出水可回用等諸多優(yōu)點，能廣泛應(yīng)用于各種染料廢水治理。
文檔編號C02F103/30GK102616881SQ20121001527
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者梁耀彰, 黃海保 申請人:梁耀彰, 黃海保