本實(shí)用新型涉及印染廢水處理領(lǐng)域，特別是涉及一種印染廢水零排放處理裝置。

背景技術(shù)：

紡織印染行業(yè)作為工業(yè)廢水排放大戶，用水量巨大，約占紡織行業(yè)總用水量的80％以上。廢水中污染物難降解，回用率較低，造成了水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。

隨著國家對于工業(yè)污染企業(yè)節(jié)能減排要求越來越嚴(yán)格，“水十條”，“十三五規(guī)劃”等都對工業(yè)廢水的排放總量和標(biāo)準(zhǔn)提出了更加嚴(yán)格的規(guī)定，要求專項(xiàng)整治包括印染行業(yè)在內(nèi)的十大重點(diǎn)行業(yè)制定專項(xiàng)治理方案，實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)。一些地區(qū)也相應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r制定了“零排放”的要求。對于印染行業(yè)，只有對廢水進(jìn)行進(jìn)一步的回收利用，提高回收利用率，并且不斷完善其處理工藝，最終達(dá)到零排放，才能符合日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。

廢水零排放，是指將工業(yè)廢水經(jīng)過處理，達(dá)到全部(99％以上)回收利用，水中的鹽類和污染物經(jīng)過濃縮結(jié)晶以固體形態(tài)排出或作為化工原料。通過實(shí)現(xiàn)印染廢水的零排放，能夠?qū)崿F(xiàn)減排目標(biāo)，廢水資源化，無廢水排放，同時(shí)減少用水量，降低運(yùn)行成本，得到可用于工業(yè)用途的工業(yè)鹽，解決了廢水處理的難題。

蒸發(fā)技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)零排放工藝的最終手段，由于其相變過程所需要的能量極大，成為制約零排放成本的關(guān)鍵。當(dāng)前大部分工藝直接對處理廢水進(jìn)行蒸發(fā)，極大增加了零排放的運(yùn)行成本。因此，通過工藝設(shè)計(jì)，降低其最終的蒸發(fā)處理量，是降低零排放廢水處理成本的核心。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種印染廢水零排放處理裝置，能從廢水處理到回收、濃縮、結(jié)晶，最終實(shí)現(xiàn)零排放的印染廢水處理工藝。

為此，本實(shí)用新型的技術(shù)方案在于：

一種印染廢水零排放處理裝置，包括廢水處理裝置、回用裝置、濃縮裝置和結(jié)晶裝置；

所述廢水處理裝置用于將所述印染廢水處理達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)GB4287-2012的要求；所述廢水處理裝置的出水口與所述回用裝置的進(jìn)水口相連；

所述回用裝置包括依次連接的超濾、臭氧發(fā)生器、生物活性炭裝置、紫外線殺菌裝置、活性炭過濾器及苦咸水反滲透裝置；所述苦咸水反滲透裝置的濃縮水出口與所述濃縮裝置的進(jìn)水口連接；所述生物活性碳裝置為表層附著有微生物層的活性炭裝置；

所述濃縮裝置為依次連接的反滲透裝置和納濾裝置；所述反滲透裝置的濃縮水出水口與所述納濾裝置的進(jìn)水口連接；所述納濾裝置的濃縮水出水口與所述結(jié)晶裝置的進(jìn)水口連接；優(yōu)選，所述反滲透裝置、納濾裝置為一段，兩段或者多段；

所述結(jié)晶裝置為蒸發(fā)裝置，除去水得到鹽和固化物。部分鹽作為化工原料回用，固化物外運(yùn)處理。

進(jìn)一步，所述廢水處理裝置包括依次連接的調(diào)節(jié)池、水解池、氣浮池、生物接觸氧化池和膜生物反應(yīng)器；所述膜生物反應(yīng)器分為兩部分，與進(jìn)水口連接的部分為缺氧處理部；與出水口連接的部分為好氧處理部。

具體來說：

所述印染廢水經(jīng)廢水處理裝置處理后的產(chǎn)水標(biāo)準(zhǔn)為：COD≤100mg/L，SS≤70mg/L，NH₄-N≤25mg/L。

所述反滲透裝置產(chǎn)水出水的標(biāo)準(zhǔn)為：COD≤15mg/L，NH₄-N≤8mg/L，SS≤10mg/L。

以下分別對各個(gè)部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述：

廢水處理裝置：對印染廢水原液進(jìn)行生化處理，印染廢水經(jīng)調(diào)均水解，氣浮，接觸氧化以及膜生物反應(yīng)器(MBR)工藝進(jìn)行基本處理，產(chǎn)水基本達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

其中，所述印染廢水COD＝1200mg/L，SS＝1000mg/L，NH₄-N＝80mg/L，TDS＝1500mg/L。

經(jīng)生化處理后，即經(jīng)該廢水處理裝置處理后的產(chǎn)水：COD≤100mg/L，SS≤70mg/L，NH₄-N≤25mg/L。

所述調(diào)節(jié)池，主要作用為調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量，通過投加酸溶液，調(diào)節(jié)廢水pH值至中性，以提高后續(xù)生化處理效率。

在所述水解池中進(jìn)行水解工藝，用以對廢水進(jìn)行初步降解。廢水通過水解池中微生物的水解酸化作用，使溶解性較小的有機(jī)物降解成溶解性有機(jī)物，使難以降解的大分子有機(jī)物分解成小分子的有機(jī)酸，部分染料分子被破壞，廢水中的有機(jī)物得到初步降解，提高了廢水的可生化性。

在所述氣浮池中進(jìn)行氣浮工藝，通過投加微量的絮凝劑，將廢水中的部分有機(jī)污染物解析為不溶性的懸浮物，經(jīng)過高效氣浮實(shí)現(xiàn)固液分離。形成的不溶性懸浮物經(jīng)收集后形成淤泥外運(yùn)。

在所述生物接觸氧化池中進(jìn)行接觸氧化工藝，通過在生物接觸氧化池中填充填料，并在填料上布滿生物膜，在廢水與生物膜接觸過程中，水中的有機(jī)物被生物膜中的微生物吸附、氧化分解為微生物提供生長條件，同時(shí)達(dá)到凈化廢水的目的。脫落的生物膜隨水流進(jìn)入后續(xù)工藝后去除。

優(yōu)選地，通過鼓風(fēng)機(jī)曝氣，為氧化池中的微生物提供氧氣。

所述膜生物反應(yīng)器(MBR)用于廢水進(jìn)一步處理。高效截留的膜組件，將生化反應(yīng)過程中的活性污泥和大分子有機(jī)物質(zhì)截留于反應(yīng)器內(nèi)，供微生物反應(yīng)降解，并通過泵的抽吸得到過濾液，在反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)固液分離。產(chǎn)生的污泥定期固化外運(yùn)。

優(yōu)選地，所述MBR工藝采用缺氧-耗氧復(fù)合式(Combination of aerobic,anoxic and absorption,ACP)MBR工藝，通過缺氧-耗氧處理，廢水中所含氨氮物質(zhì)經(jīng)過硝化-反硝化過程，達(dá)到較好的脫碳除氮效果，氨氮去除效率高達(dá)90％以上。

優(yōu)選地，通過鼓風(fēng)機(jī)曝氣，為MBR中耗氧區(qū)的微生物提供氧氣。

經(jīng)廢水處理裝置處理后得到的產(chǎn)水進(jìn)入回收裝置，進(jìn)行回收工藝，即對經(jīng)過常規(guī)生化處理后可達(dá)標(biāo)排放的廢水進(jìn)行綜合回收利用，通過一系列的處理工藝，使其達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)，有效提高廢水的回收利用率，降低用水成本。

廢水處理裝置出水口的產(chǎn)水依次經(jīng)過超濾系統(tǒng)，臭氧發(fā)生器，生物活性炭裝置(Biological Activated Carbon，BAC)，紫外線殺菌裝置(UV)，活性炭過濾器(CF)和苦咸水反滲透系統(tǒng)(Brackish water reverse osmosis，BWRO)。

所述超濾(UF)進(jìn)水為MBR出水。超濾作為反滲透處理的預(yù)處理裝置利用物理方法防止大于0.01微米無機(jī)的或有機(jī)的雜質(zhì)通過超濾膜，具有高效分離、安全可靠的特點(diǎn)，被越來越廣泛的應(yīng)用于反滲透預(yù)處理。同時(shí)它可利用空氣對濾膜進(jìn)行反沖洗，在短時(shí)間內(nèi)有效去除濾膜內(nèi)外雜質(zhì)，保證濾膜使用壽命。

所述臭氧發(fā)生器，用于產(chǎn)生臭氧，對水體進(jìn)行殺菌、除味、脫色、氧化等處理。利用高壓電離，化學(xué)、光化學(xué)或水解的方法，得到臭氧，利用其強(qiáng)氧化性，能夠極大的氧化廢水中的有機(jī)物質(zhì)，降低廢水的色度，達(dá)到殺菌、除味、脫色、氧化的效果。

所述生物活性炭裝置(Biological Activated Carbon，BAC)用于對進(jìn)水進(jìn)行進(jìn)一步的分解過濾。生物活性炭工藝兼具活性炭和生物膜兩者功能和優(yōu)點(diǎn)，擁有較大比表面積，極大的增大了微生物與廢水的接觸面積，提高對有機(jī)污染物的分解和吸附能力。經(jīng)過BAC的高效降解，能夠有效地降低廢水的濁度、色度及有機(jī)物含量，為后續(xù)處理提供有利條件。

所述紫外線殺菌裝置用于對水體進(jìn)行殺菌消毒處理。利用一定波長的紫外線對微生物機(jī)體細(xì)胞中的DNA分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞，造成微生物菌體細(xì)胞死亡，達(dá)到凈化水體的作用。

所述活性炭過濾器用于對廢水進(jìn)行進(jìn)一步處理，有效吸附廢水中殘余的小分子有機(jī)物，異味，膠體及色素。重金屬等物質(zhì)，降低RO進(jìn)水的COD和污染指數(shù)(Silt Density Index，SDI)，保證后續(xù)BWRO工藝的正常穩(wěn)定工作。

所述BWRO為回收工藝段關(guān)鍵工作系統(tǒng)，通過前段處理后的廢水進(jìn)入RO膜組件。RO膜系統(tǒng)的目的為提高廢水的回收率，同時(shí)截留廢水中絕大部分離子。本方案中我們采用回收率為85％以上，脫鹽率99.9％以上的BWRO系統(tǒng)，極大地提高廢水回收率，使出水的電導(dǎo)、COD等都維持在一個(gè)極低的水平，直接回用于印染工序中。BWRO的濃水進(jìn)入濃縮裝置。

其中，BWRO可采用一段，兩段或多段式組合。

其中，去往濃縮車間濃水，流量為進(jìn)水15％，COD≥250mg/L，TDS≥10000mg/L。

BWRO淡水出水，COD≤10mg/L，NH₄-N≤5mg/L，SS≤10mg/L。

濃縮裝置：即對回收裝置排出的濃水進(jìn)行進(jìn)一步的回收利用，同時(shí)進(jìn)行濃縮減量化，提高濃水的含鹽度。

回收裝置出水依次經(jīng)過RO，NF膜組件。經(jīng)過此工藝處理，能夠在較低能耗的情況下，極大的提高后續(xù)濃水的含鹽度，降低后續(xù)處理車間的處理水量，最終降低結(jié)晶工藝的能耗，降低運(yùn)行成本。

所述RO裝置主要作用為對BWRO產(chǎn)生的濃水進(jìn)行進(jìn)一步處理，提高濃水含鹽度。所產(chǎn)生的產(chǎn)水為回用水，作為印染工藝用水，濃水進(jìn)入后續(xù)納濾處理。

所述納濾裝置采用孔徑為0.1nm-10nm的選擇性半透膜，能夠?qū)λ械柠}離子進(jìn)行一定程度的去除，截留效果介于反滲透和超濾之間?？捎糜趯λw進(jìn)行軟化，脫色，去除有機(jī)物，濃縮脫鹽等應(yīng)用。本方案中納濾主要用于對前段RO濃廢水進(jìn)行減量濃縮，提高其含鹽度，降低后續(xù)結(jié)晶工藝的蒸發(fā)進(jìn)水量。納濾產(chǎn)水回流至前段RO進(jìn)水口，濃水進(jìn)入后續(xù)結(jié)晶車間。

優(yōu)選的，所述RO，NF為一段，兩段或者多段設(shè)置組合。

其中，濃縮車間濃水出水COD≥1000mg/L，TDS≥100000mg/L，

RO回用水出水COD≤15mg/L，NH₄-N≤8mg/L，SS≤10mg/L。

通過回收和濃縮車間反滲透、納濾工藝對廢水進(jìn)行減量濃縮，極大地降低了整體工藝的運(yùn)行成本。其中含鹽量可提高到6～10％，結(jié)晶車間廢水量較廢水處理量減少90％～99％。

由于熱濃縮技術(shù)能耗高，運(yùn)行費(fèi)用大，膜技術(shù)的使用，在較低運(yùn)行能耗的情況下，將廢水回收率提高到85％～99％，在降低濃縮工藝能耗的同時(shí)，也減少了后續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶工序的處理水量，降低了其運(yùn)行成本，使得整體工藝的噸水運(yùn)行費(fèi)用大大降低。

結(jié)晶裝置：即對最終經(jīng)減量濃縮的印染廢水進(jìn)行最終的蒸發(fā)結(jié)晶。依次經(jīng)過蒸發(fā)析出-烘干工序，產(chǎn)生的蒸汽用于前段印染工藝用水，殘?jiān)鳛樽罱K固化物，以固體形態(tài)外運(yùn)處置，大部分固化物可作為工業(yè)鹽回收利用，即保護(hù)了環(huán)境，又回收了資源，同時(shí)保證整個(gè)處理過程中不對外排放水體污染物。

所述結(jié)晶裝置可采用多效蒸發(fā)、多級(jí)閃蒸或機(jī)械蒸汽壓縮等工藝。所產(chǎn)生蒸汽冷凝水流量占結(jié)晶車間進(jìn)水流量99％以上。

其中，結(jié)晶車間出水COD≤5mg/L，NH₄-N≤5mg/L，SS≤2mg/L。

正常工藝中，如果從回收車間直接進(jìn)入結(jié)晶車間，其噸水處理能耗約為17-19Kw·h，采用濃縮車間后，從9波美度濃縮到15波美度，系統(tǒng)噸水能耗為7-9Kw·h，而結(jié)晶車間處理水量僅為回收車間進(jìn)水的5％～10％，綜合噸水處理能耗降低為9～11Kw·h。

本實(shí)用新型提供的印染廢水零排放處理裝置，具有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

(1)采用物化處理+回用+濃縮+結(jié)晶處理工藝，實(shí)現(xiàn)了印染廢水的整體零排放目標(biāo)，廢水全部回用，所產(chǎn)生污泥、固化物經(jīng)完全脫水后，可作為燃料燃燒或工業(yè)鹽回用，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。

(2)整體工藝對廢水進(jìn)行減量，濃縮，回用，減少了印染工藝中的外來水用量，降低了整體運(yùn)行成本。

(3)生化處理工藝組合，提高了對污染物的處理效率，保證了后續(xù)車間的正常運(yùn)行。

(4)BWRO前預(yù)處理工藝，降低了RO膜進(jìn)水的COD值，減少了后續(xù)RO，NF膜的污染情況，延長了膜的使用壽命。

(5)濃縮工藝采用RO+NF組合，在較低能耗的情況下，極大的提高后續(xù)濃水的含鹽度，降低了蒸發(fā)工藝的處理能耗，降低運(yùn)行成本。

(6)本實(shí)用新型處理方法操作簡單，工藝靈活，運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)好，便于自動(dòng)化管理。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型提供的印染廢水零排放處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1中濃縮裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖1所示，一種印染廢水零排放處理裝置，包括廢水處理裝置、回用裝置、濃縮裝置和結(jié)晶裝置；廢水處理裝置包括依次連接的調(diào)節(jié)池、水解池、氣浮池、生物接觸氧化池和膜生物反應(yīng)器；所述膜生物反應(yīng)器分為兩部分，與進(jìn)水口連接的部分為缺氧處理部；與出水口連接的部分為好氧處理部；氣浮池設(shè)有排出淤泥的排污口；生物接觸氧化池、膜生物反應(yīng)器的好氧處理部分別與風(fēng)機(jī)連接；膜生物反應(yīng)器底部設(shè)有排泥口；廢水處理裝置的出水口與回用裝置的進(jìn)水口相連；回用裝置包括依次連接的超濾、臭氧發(fā)生器、生物活性炭裝置、紫外線殺菌裝置、活性炭過濾器及苦咸水反滲透裝置；苦咸水反滲透裝置的濃縮水出口與所述濃縮裝置的進(jìn)水口連接；生物活性碳裝置為表層附著有微生物層的活性炭裝置；苦咸水反滲透裝置的濾過水可直接進(jìn)入使用水水網(wǎng)，供水。濃縮裝置為依次連接的反滲透裝置和納濾裝置；反滲透裝置的濃縮水出水口與納濾裝置的進(jìn)水口連接；納濾裝置的濃縮水出水口與結(jié)晶裝置的進(jìn)水口連接；優(yōu)選，反滲透裝置、納濾裝置為一段，兩段或者多段；反滲透裝置的濾過水出水口可直接與淡水用戶供水管網(wǎng)相連；結(jié)晶裝置為蒸發(fā)裝置，除去結(jié)晶中的水得到鹽和固化物，部分鹽作為化工原料回用，固化物外運(yùn)處理。結(jié)晶裝置蒸發(fā)后水蒸氣冷凝得到水為產(chǎn)水，可作為淡水直接使用。

各裝置的水質(zhì)數(shù)據(jù)如下表所示：