專利名稱：一種印染廢水回用處理工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于環境工程領域，涉及一種廢水回用處理工藝，具體涉及一種印染廢水 回用處理工藝。
背景技術：
印染工業作為中國具有優勢的傳統支柱行業之一，20世紀90年代以來獲得迅猛 發展，其廢水日排放量為3X IO6 4X106m3，是各行業中的排污大戶之一。在國家節能減排 政策背景下，印染行業作為高污染行業，減排壓力持續存在。并且，隨著印染廢水排放標準 的日趨嚴格，水費的不斷上漲及排污費的日益提高，印染廢水的回用正引起越來越大的重 視。印染廢水是指印染加工過程中各工序所排放的廢水混合而成的混合廢水。主要包 括預處理階段(如燒毛、退漿、煮練、漂白、絲光)排放的退漿、煮練、漂白、絲光廢水；染色 階段排放的染色廢水；印花階段排放的印花廢水和皂洗廢水；整理階段排放的整理廢水。 印染廢水水質隨原材料、生產品種和工藝的不同而有所差異，主要含有漿料、染料、纖維雜 質及無機鹽等，具有“高COD、高色度、高pH值、難降解和水質多變化”等五大特征。傳統的印染廢水處理方法主要是物化法和生物法。物化法如吸附、過濾、混凝、電 解和化學氧化等具有設備簡單，操作簡便和工藝成熟的優點，但是這類處理方法通常不能 完全消除有機污染物，且需消耗大量化學藥劑，運行費用高，而且容易造成二次污染。生物 法操作簡單，運行費用低，無二次污染的優點，在印染廢水的處理中得到了廣泛的應用。但 生物法存在著其自身無法解決的問題只能除去印染廢水中的BOD(B0D-生化需氧量(水中 的有機物被好氧微生物分解時所需的氧量))，對于COD (COD是指化學需氧量(用化學氧化 劑氧化水中有機物所消耗的氧化劑量，用氧量表示))，特別是有毒難降解有機物和色度的 去除效果不明顯，以及活性污泥沉降性差，生化反應速率低及剩余污泥的處理費較高等缺 點ο膜技術作為一種新型的分離技術，既能對廢水進行有效的凈化，又能回收一些有 用物質，同時具有節能、無相變、設備簡單、操作方便等特點，因此在廢水處理中得到了廣泛 的應用并顯示了廣闊的發展前景。近年來，多樣化的膜組合工藝得到越來越多的關注。將不 同種類的膜組合而成的膜集成系統能發揮各種膜技術的優勢，由此可形成廢水深度處理的 新工藝。尤其是膜生物反應器(MBR)與反滲透(RO)工藝相結合的“雙膜法”廢水回用處理 技術，可彌補單獨使用MBR技術和RO技術的不足，充分發揮其作用，這將會是印染廢水深度 處理與回用的一個新方向。MBR就是集高效膜分離技術和生物反應器的生物降解作用于一 體的生物化學反應系統。它用膜組件(超濾或微濾膜)替代傳統活性污泥法中的沉淀池，實 現泥水分離，大大提高了污泥濃度和反應速率，增強了系統的耐沖擊力；實現了 SRT (泥齡) 和HRT(水力停留時間)的分別控制；提高了污染物停留時間，增加了生長時間較長的細菌， 具有固液分離率高、出水水質好、處理效率高、占地空間小和運行管理簡單等優點。MBR出水 可以直接作為RO系統的進水，通過RO膜進一步截留有機物質、離子、硬度和金屬物質等，從而對MBR處理水進行深度處理，達到廢水循環利用的目的。雖然MBR+R0膜集成系統具有如此多的優點，并成功克服了傳統污水處理技術難 以深度回用處理印染廢水的目的，如專利CN101041532公開了一種基于膜技術的MBR+R0印 染廢水處理方法，將綜合廢水經過絮凝沉降后得澄清溶液，澄清液經膜生物反應器進行生 化處理得透析液，透析液經過反滲透分離系統得反滲透透析液中水回用。但由于印染廢水中含多種染料、助劑、化學漿料等難以被微生物生化降解的高濃 度有機物，使得MBR池污泥的過濾性能較差，容易堵塞膜孔，引起MBR膜污染。同時，很大一 部分難降解的有機物能透過MBR膜，導致MBR出水中的有機物濃度仍然較高，從而影響后續 RO膜的運行穩定性。膜污染是指混合液中微粒、膠體粒子或溶質大分子與膜存在物理、化學、生化或機 械作用，引起膜面或膜孔內吸附、沉積以及微生物在膜水界面的積累，造成膜孔徑變小或堵 塞，使膜產生透過流量與分離特性大幅度降低的現象。除了處理水質效果，膜污染是影響 MBR運行控制最為關鍵的因素，也是限制其工藝經濟性的突出問題。
發明內容
本發明的目的是針對采用膜技術回用處理印染廢水的過程中膜污染嚴重的情況， 提供一種有效結合膜技術和物化處理技術，操作簡單，運行成本低的印染廢水回用處理新工藝。本發明的目的可以通過以下措施達到一種印染廢水回用處理工藝，其特征在于先將印染廢水進入好氧生物池進行生化 處理，生化處理后的水進入膜生物反應器池經布置在膜生物反應器中的膜組件進行膜過濾 處理，同時向膜生物反應器池中投加聚合氯化鋁，膜生物反應器池內的污泥混合液回流至 好氧生物池，膜過濾處理出水進入反滲透系統進行深度處理得到可回用產水。其工藝流程 見附圖1。所述的聚合氯化鋁(PAC)的投加方式是將PAC在線連續投加到MBR池中。在線連 續投加是指一天24小時不間斷投加，投加速度根據投加的量而定，投加的量由MBR過濾處
理量決定。根據MBR過濾處理量，在線連續投加PAC的投加量以有效Al濃度計為5mg/L 50mg/L。其中，聚合氯化鋁(PAC)的投加量< Smg/L時不能有效提高污泥過濾性能和MBR 膜出水水質；聚合氯化鋁(PAC)的投加量> 50mg/L時造成水處理成本提高。所述的印染廢水先經過過濾、和中和反應再進入好氧生物池進行下一步處理。所述的過濾采用間距為0. 5 3mm的細格柵，以除去污水中顆粒較大的懸浮物，保 護后續設備的正常運行，及防止大顆粒雜質在膜面的沉積。所述的中和反應采用濃硫酸(98% )調節廢水pH至6-9，這是由于印染廢水偏堿 性，不利于后續生物處理反應。所述的的MBR膜組件為中空纖維膜組件或平板膜組件，優選為平板膜組件。所述的MBR膜材質為聚偏氟乙烯，其膜孔徑為0. 04 0. 40 μ m,優選為0. 08 μ m 0. 40 μ m。膜的孔徑是決定膜過濾效果的重要因素，膜孔徑大于0. 40 μ m時，不能有效地截 留廢水中的有機物質，且容易堵。
所述的膜生物反應器(MBR)池中的膜組件下方布置有曝氣設備，曝氣產生的上升 氣流對膜表面進行沖刷，防止污泥顆粒在膜表面的沉積和吸附，從而有效減緩膜污染的發 展趨勢。本發明中的MBR池的污泥濃度保持在5 18g/L，膜池內的污泥混合液回流至好氧 生物池，回流量為膜過濾出水量的150 300%，使得好氧生物池中的污泥濃度能維持一個 較高的水平，從而提高整個生物處理系統的處理效率。膜生物反應器是結合了膜分離技術 和污泥法的一種高效污水處理技術，由于膜的過濾作用，生物完全被截留在生物反應器中， 實現了水力停留時間和污泥齡的徹底分離，使生物反應器內保持較高的MLSS。MBR與傳統 活性污泥法的區別之一就是MBR污泥濃度比傳統污泥法要高，MBR反應器內的污泥濃度是 MBR運行的重要參數之一，它不僅影響污染物的去除效果，還影響膜組件的產水量，因此在 本專利中給出適宜的污泥濃度范圍。回流量也是同樣道理。所述的反滲透(RO)系統采用抗污染RO膜，材質為聚酰胺，其膜片呈電中性，具有 低壓運行、產水量高、脫鹽率高、耐污染性能好的優點。RO系統的目的是除去MBR出水中的 硬度、離子和金屬物質，同時進一步截留部分溶解性有機物質、氮、磷等，有效地保證RO產 水滿足回用要求。本發明的有益效果本發明既克服了傳統污水處理技術難以深度回用處理印染廢水的缺陷，又在一定 程度上有效解決了膜技術回用處理印染廢水的過程中，膜污染嚴重的情況。廢水溶液中存在的微粒，膠體或溶質大分子是引起膜污染的重要原因，本發明中 PAC的加入會產生絮體，但MBR本身就含有較高MLSS (混合液懸浮固體)濃度，因此PAC產 生的絮體不但不會加速膜污染，而且PAC能有效吸附容易引起膜污染的大分子有機物質和 膠體，除了使處理水質變好外，也能有效降低MBR膜污染速度，進而延長MBR膜的清洗周期。并且，由于MBR出水水質的進一步提高，當MBR出水進入RO系統以進一步截留污 染物質、離子、硬度和金屬物質時，能有效減緩有機物在RO膜表面的吸附和沉積，降低RO膜 有機污染的產生機率，從而提高RO系統的運行穩定性。本發明的PAC是直接投加到MBR池，絮凝和生物處理同時進行，不需要額外的絮凝 澄清裝置，占地面積小。且PAC投加過程操作管理簡單，見效快，運行費用低，便于推廣應 用。另外，PAC對設備的腐蝕性很小，對環境無毒害作用。本發明中的RO產水可達到《污水再生利用工程設計規范》(GB50335-2002)中的再 生水用作冷卻用水的水質控制指標。
圖1是印染廢水回用處理工藝流程圖。
具體實施例方式實施例1如圖1，本發明試驗處理量按20m3/d設計；印染廢水經0. 5mm細格柵去除顆粒較大 的雜質后再進入中和反應池，通過投加濃硫酸調節廢水PH至7，然后進入好氧生物池，污泥 濃度保持在10g/L左右，降解大部分的有機物，好氧生物池出水進入MBR池，MBR池內的污泥混合液回流至好氧生物池，回流量為膜過濾出水量的200% ；同時向MBR池中在線連續投加 聚合氯化鋁(PAC)，根據膜過濾出水量，按投加量為15mg/L(以有效Al濃度計)加入PAC ； MBR通過反應池內的平板膜組件過濾出水，膜材質為聚偏氟乙烯，膜孔徑為0. 08 μ m ；最后， MBR出水經RO系統深度處理后可直接回用于工業生產，RO系統采用抗污染RO膜，膜片呈電 中性。處理情況如表1所示，除表1中所列舉的污染物，RO產水其他污染物指標均達到 《污水再生利用工程設計規范》(GB 50335-2002)中的再生水用作冷卻用水的水質控制指 標。同時，MBR膜污染速度為0. 12kPa/d, RO膜化學清洗周期為3個月。表1試驗進、出水水質 實施例2如圖1，本發明試驗處理量按20m3/d設計；印染廢水經3mm細格柵去除顆粒較大 的雜質后再進入中和反應池，通過投加濃硫酸調節廢水PH至8，然后進入好氧生物池，污泥 濃度保持在8g/L左右，降解大部分的有機物，好氧生物池出水進入MBR池，MBR池內的污泥 混合液回流至好氧生物池，回流量為膜過濾出水量的300% ；同時向MBR池中在線連續投加 聚合氯化鋁(PAC)，根據膜過濾出水量，按投加量為50mg/L(以有效Al濃度計)加入PAC ； MBR通過反應池內的中空纖維膜組件過濾出水，膜材質為聚偏氟乙烯，膜孔徑為0. 20ym； 最后，MBR出水經RO系統深度處理后可直接回用于工業生產，RO系統采用抗污染RO膜，膜 片呈電中性。處理情況如表2所示，除表2中所列舉的污染物，RO產水其他污染物指標均達到 《污水再生利用工程設計規范》(GB 50335-2002)中的再生水用作冷卻用水的水質控制指 標。同時，MBR膜污染速度為0. 19kPa/d, RO膜化學清洗周期為2個月。表2試驗進、出水水質 實施例3如圖1，本發明試驗處理量按20m3/d設計；印染廢水經Imm細格柵去除顆粒較大的 雜質后再進入中和反應池，通過投加濃硫酸調節廢水PH至6. 5，然后進入好氧生物池，污泥
6濃度保持在15g/L左右，降解大部分的有機物，好氧生物池出水進入MBR池，MBR池內的污泥 混合液回流至好氧生物池，回流量為膜過濾出水量的150% ；同時向MBR池中在線連續投加 聚合氯化鋁(PAC)，根據膜過濾出水量，按投加量為10mg/L(以有效Al濃度計)加入PAC ； MBR通過反應池內的平板膜組件過濾出水，膜材質為聚偏氟乙烯，膜孔徑為0. 40 μ m ；最后， MBR出水經RO系統深度處理后可直接回用于工業生產，RO系統采用抗污染RO膜，膜片呈電 中性。處理情況如表3所示，除表3中所列舉的污染物，RO產水其他污染物指標均達到 《污水再生利用工程設計規范》(GB 50335-2002)中的再生水用作冷卻用水的水質控制指 標。同時，MBR膜污染速度為0. 15kPa/d, RO膜化學清洗周期為2個月。表3試驗進、出水水質 對比例1在采用MBR+R0系統回用處理印染廢水的過程中，處理量按20m3/d設計；印染廢水 經0. 5mm細格柵去除顆粒較大的雜質后再進入中和反應池，通過投加濃硫酸調節廢水pH至 7，然后進入好氧生物池，污泥濃度保持在10g/L左右，降解大部分的有機物，好氧生物池出 水進入MBR池，MBR池內的污泥混合液回流至好氧生物池，回流量為膜過濾出水量的200% ； MBR通過反應池內的平板膜組件過濾出水，膜材質為聚偏氟乙烯，膜孔徑為0. 08 μ m ；最后， MBR出水經RO系統深度處理后可直接回用于工業生產，RO系統采用抗污染RO膜，膜片呈電 中性。處理情況如表4所示，除表4中所列舉的污染物，RO產水其他污染物指標均達到 《污水再生利用工程設計規范》(GB 50335-2002)中的再生水用作冷卻用水的水質控制指 標。同時，MBR膜污染速度為0. 25kPa/d, RO膜化學清洗周期為1個月。表4試驗進、出水水質 對比例2在采用MBR+R0系統回用處理印染廢水的過程中，處理量按20m3/d設計；印染廢水 經3mm細格柵去除顆粒較大的雜質后再進入中和反應池，通過投加濃硫酸調節廢水pH至8， 然后進入好氧生物池，污泥濃度保持在8g/L左右，降解大部分的有機物，好氧生物池出水進入MBR池，MBR池內的污泥混合液回流至好氧生物池，回流量為膜過濾出水量的300% ； MBR通過反應池內的中空纖維膜組件過濾出水，膜材質為聚偏氟乙烯，膜孔徑為0.20μπι; 最后，MBR出水經RO系統深度處理后可直接回用于工業生產，RO系統采用抗污染RO膜，膜 片呈電中性。處理情況如表5所示，除表5中所列舉的污染物，RO產水其他污染物指標均達到 《污水再生利用工程設計規范》(GB 50335-2002)中的再生水用作冷卻用水的水質控制指 標。同時，MBR膜污染速度為0. 35kPa/d, RO膜化學清洗周期為20d。表5試驗進、出水水質 對比例3在采用MBR+R0系統回用處理印染廢水的過程中，處理量按20m3/d設計；印染廢 水經Imm細格柵去除顆粒較大的雜質后再進入中和反應池，通過投加濃硫酸調節廢水pH 至6. 5，然后進入好氧生物池，污泥濃度保持在15g/L左右，降解大部分的有機物，好氧生物 池出水進入MBR池，MBR池內的污泥混合液回流至好氧生物池，回流量為膜過濾出水量的 150%;MBR通過反應池內的平板膜組件過濾出水，膜材質為聚偏氟乙烯，膜孔徑為0. 40ym； 最后，MBR出水經RO系統深度處理后可直接回用于工業生產，RO系統采用抗污染RO膜，膜 片呈電中性。處理情況如表6所示，除表6中所列舉的污染物，RO產水其他污染物指標均達到 《污水再生利用工程設計規范》(GB 50335-2002)中的再生水用作冷卻用水的水質控制指 標。同時，MBR膜污染速度為0. 28kPa/d, RO膜化學清洗周期為25d。表6試驗進、出水水質 通過對比例說明，向MBR池中在線連續投加聚合氯化鋁，可以有效吸附污泥混合 液中的一部分難以生化降解的不溶性有機物質和膠體，提高污泥過濾性能和MBR膜出水水 質，降低MBR膜污染速度。MBR出水水質的進一步提高，能有效減緩有機物在RO膜表面的吸 附和沉積，降低RO膜有機污染的產生機率，延長RO膜的清洗周期，從而提高RO系統的運行
穩定性。
8
權利要求
一種印染廢水回用處理工藝，其特征在于先將印染廢水引入好氧生物池進行生化處理，生化處理后的水進入膜生物反應器池經布置在膜生物反應器中的膜組件進行膜過濾處理，同時向膜生物反應器池中投加聚合氯化鋁，膜生物反應器池內的污泥混合液回流至好氧生物池，膜過濾處理出水進入反滲透系統進行深度處理得到可回用產水。
2.根據權利要求1所述的印染廢水回用處理工藝，其特征在于所述的聚合氯化鋁的投 加方式是將聚合氯化鋁在線連續投加到膜生物反應器池中。
3.根據權利要求1所述的印染廢水回用處理工藝，其特征在于所述的聚合氯化鋁的投 加量由膜生物反應器過濾處理量決定，以有效Al濃度計為5mg/L 50mg/L。
4.根據權利要求1所述的印染廢水回用處理工藝，其特征在于所述的印染廢水先經過 過濾和中和反應再進入好氧生物池進行下一步處理。
5.根據權利要求4所述的印染廢水回用處理工藝，其特征在于所述的過濾采用間距為 0. 5 3mm的細格柵，以除去污水中顆粒較大的懸浮物，保護后續設備的正常運行，及防止 大顆粒雜質在膜面的沉積；所述的中和反應采用濃硫酸調節廢水PH至6-9。
6.根據權利要求1所述的印染廢水回用處理工藝，其特征在于所述的布置在膜生物反 應器池中的膜組件的形式為中空纖維膜組件或平板膜組件，優選平板膜組件。
7.根據權利要求1或6所述的印染廢水回用處理工藝，其特征在于所述的膜組件的膜 材質為聚偏氟乙烯，其膜孔徑為0. 04 0. 40 μ m,優選0. 08 μ m 0. 40 μ m。
8.根據權利要求1所述的印染廢水回用處理工藝，其特征在于所述的MBR池的污泥濃 度保持在5 18g/L，回流至好氧生物池的污泥混合液的回流量為膜過濾出水量的150 300%。
9.根據權利要求1所述的印染廢水回用處理工藝，其特征在于所述的布置在膜生物反 應器池中的膜組件下方設有曝氣設備，曝氣產生的上升氣流對膜表面進行沖刷，防止污泥 顆粒在膜表面的沉積和吸附。
10.根據權利要求1所述的印染廢水回用處理工藝，其特征在于所述的反滲透系統采 用抗污染RO膜，材質為聚酰胺，其膜片呈電中性。全文摘要
本發明屬于環境工程領域，具體涉及一種印染廢水回用處理工藝。公開了一種印染廢水回用處理工藝，先將經過過濾、和中和反應的印染廢水進入好氧生物池進行生化處理，生化處理后的水再經布置在膜生物反應器(MBR)中的膜組件進行膜過濾處理，同時向MBR池中在線連續投加聚合氯化鋁(PAC)，最后膜過濾處理出水進入反滲透(RO)系統進行深度處理得到可回用產水。該發明通過向MBR池中投加PAC，能有效減輕MBR膜污染的發展趨勢，及進一步提高MBR出水水質，從而提高RO系統的運行穩定性；并且PAC投加過程操作管理簡單，見效快，運行費用低，便于推廣應用。
文檔編號C02F1/52GK101880103SQ200910026670
公開日2010年11月10日 申請日期2009年5月8日 優先權日2009年5月8日
發明者向飛, 楊瑜芳, 黃圣散 申請人:東麗纖維研究所(中國)有限公司