一種染料廢水深度處理與回用的裝置及工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境保護領(lǐng)域，具體涉及一種染料廢水深度與回用處理裝置及工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]染料行業(yè)是精細化學工業(yè)的重要行業(yè)之一，產(chǎn)品主要用于紡織印染以及木材、紙張、皮革等行業(yè)。我國是染料生產(chǎn)和使用大國，經(jīng)過幾十年的快速發(fā)展，目前生產(chǎn)能力、產(chǎn)量、出口量均處于世界第一位。2011年我國染料產(chǎn)量累計約90萬噸，占全球染料總產(chǎn)量的60%以上。我國染料生產(chǎn)所采取的染料制造技術(shù)總體上仍處于較低水平，生產(chǎn)過程中的物耗和主要產(chǎn)品的單位能耗均比國外先進水平高出20%?80%，單位產(chǎn)品水耗是發(fā)達國家的3?4倍，總體上我國染料生產(chǎn)仍處于行業(yè)高污染高能耗的初級階段，節(jié)能減排特別是廢水減排潛力巨大。
[0003]染料行業(yè)產(chǎn)品種類繁多、工藝復雜、生產(chǎn)步驟多、收率較低，大部分原料、中間體及副產(chǎn)物都以“三廢”形式排出，目前染料行業(yè)已成為有毒有機污染物防治的重點行業(yè)，社會關(guān)注度很高。染料廢水治理的難點在于色度高、有毒有機污染物含量高、氨氮高、廢水中含有生物不可降解或?qū)ι锂a(chǎn)生明顯抑制作用的物質(zhì)。其污水處理工藝主要采用物化+生化處理模式，其中物化方法有主要去除懸浮、膠狀污染物的混凝沉淀處理工藝，生化工藝一般采用水解+延時好氧生化處理模式。
[0004]例如，公開號為CN 103626278A的中國發(fā)明申請公開了一種低成本快速深度降解有機染料廢水的方法。該方法為:(A)格柵除雜、靜置沉淀，調(diào)節(jié)pH值到6?11 ; (B)廢水引入反應容器后，投加鉍酸鈉和硝酸銀合成的鉍銀氧化物，在攪拌下保持多相均一混合反應，溫度室溫，壓力常壓，廢水基本脫色后離心排出；(C)上段出水引入另一反應容器，按
0.75?2g/L加入鉍酸鈉，在太陽光照射下攪拌反應，處理后的廢水排出；其中鉍銀氧化物按鉍酸鈉:硝酸銀為(2.5?3.5): I的重量比合成。
[0005]但實際運行表明，染料行業(yè)生化出水普遍存在出水水質(zhì)不穩(wěn)定，生化出水COD、氨氮及色度仍較高；其COD—般在400-800mg/L、氨氮在40-80mg/L、色度在60-200倍；由于生化處理后殘留的有機物均屬難降解有機物，常規(guī)方法難以進一步去除，如何有效解決染料廢水深度處理回用技術(shù)難題，是染料行業(yè)污染物的減排重點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對目前染料廢水生化處理效果不佳、生化出水C0D、氨氮及色度仍較高的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供了一種染料廢水深度處理與回用的裝置及工藝，工藝流程簡單，能夠耐受一定的毒性，有機物、氨氮處理效率高，能實現(xiàn)染料廢水的回用，運行費用低，易于推廣應用。
[0007]一種染料廢水深度處理與回用的裝置，包括順次連接的預氧化池、兼氧/好氧生物濾池、沉淀池和脫色吸附池，以及與所述兼氧/好氧生物濾池相連的菌種擴培裝置；所述兼氧/好氧生物濾池包括:
[0008]濾池池體，該濾池池體內(nèi)分隔為兼氧區(qū)和好氧區(qū)，好氧區(qū)帶有連接所述沉淀池的出水口，所述兼氧區(qū)與好氧區(qū)均與所述菌種擴培裝置相連通，兼氧區(qū)和好氧區(qū)內(nèi)均設置填料層；
[0009]進水布水器和回流液布水器，均設置于兼氧區(qū)內(nèi)填料層的上方，進水布水器連接所述預氧化池；
[0010]回流液管道，連接所述好氧區(qū)與回流液布水器，該回流液管道上帶有回流泵；
[0011]空氣布氣裝置，設置于兼氧區(qū)內(nèi)填料層及好氧區(qū)內(nèi)填料層的下方。
[0012]經(jīng)生化處理后的染料廢水首先通過預氧化工藝將難降解的苯環(huán)、雜環(huán)類大分子有機物降解為小分子、易生物降解的有機物，隨后通過兼氧/好氧生物濾池降解大部分有機物、氨氮；最后通過脫色吸附池進一步降低廢水中殘留的有機物、色度；脫色吸附池出水可回用至工業(yè)生產(chǎn)濾餅洗滌用水。
[0013]作為優(yōu)選，所述好氧區(qū)設有出水堰，回流液管道與該出水堰相連。
[0014]作為優(yōu)選，所述濾池池體的截面為長方形或者正方形，高度與或邊長比為1:1?3:1。
[0015]作為優(yōu)選，所述填料層高度占對應反應區(qū)總高度的60?80%。進一步優(yōu)選地所述填料層高度占對應反應區(qū)總高度的60%。
[0016]作為優(yōu)選，所述填料層為多孔聚氨酯生物填料。多孔聚氨酯生物填料為高分子合成及改性聚氨醋填料，進一步優(yōu)選，單個填料為多邊形，邊長為50?100mm，孔徑為2?6mm ο
[0017]作為優(yōu)選，所述空氣布氣裝置為單孔膜曝氣器，氣水比為3:1?15:1。
[0018]兼氧/好氧生化濾池內(nèi)通過設在池邊的高效菌種擴培裝置投加兼具強化去除COD及氨氮的高效菌種。好氧池末端設有混合液回流裝置，混合液回流比為1:1?4:1。所述的沉淀池為豎流式或者幅流式，表面負荷在0.6-1.2m3/m2.d。
[0019]高效菌種擴培裝置為用于擴大培養(yǎng)以光合細菌為主的耐毒性微生物菌群及高效硝化菌群的裝置，其中耐毒性微生物菌群主要用于強化去除有機物，高效硝化菌群用于強化去除氨氣。
[0020]作為優(yōu)選，所述預氧化池包括:
[0021]氧化筒體，該氧化筒體內(nèi)分隔為臭氧氧化池和臭氧釋放池；
[0022]臭氧布氣裝置，置于所述臭氧氧化池底部；
[0023]臭氧發(fā)生器，連通所述臭氧布氣裝置；
[0024]污水布水器，設于所述臭氧氧化池內(nèi)上部；
[0025]尾氣回收裝置，連通所述臭氧氧化池和臭氧釋放池。
[0026]所述氧化筒體的截面為圓柱形或者正方形，高度與直徑或邊長比為5:1?10:1。
[0027]所述吸附脫色池可采用常規(guī)脫色池，優(yōu)選地，包括:吸附筒體；設置在所述吸附筒體內(nèi)的改性活性炭濾層；設置于所述改性活性炭濾層上方的進水布水器；設置于所述改性活性炭濾層下方的出水堰和出水口。
[0028]吸附脫色池中進水布水器、改性活性炭濾層、出水堰、出水口在吸附筒體內(nèi)由上至下依次設置。吸附筒體截面為圓柱形或者正方形，高度與直徑或邊長比為4:1?8:1。
[0029]本發(fā)明還提供一種染料廢水深度處理與回用的工藝，包括如下步驟:
[0030](I)經(jīng)常規(guī)生化處理后的染料廢水首先進入預氧化池，預氧化池內(nèi)投加通過臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧，反應30-60分鐘；
[0031](2)經(jīng)臭氧氧化后的廢水釋放多余臭氧后自流進入兼氧/好氧生物濾池，其中兼氧區(qū)停留時間為4-10h，pH值為7.0-8.5，溶解氧為0.1-0.5mg/L ;好氧區(qū)停留時間為12-36h，pH為7.0-8.5，溶解氧為2_4mg/L ;好氧區(qū)末端混合液通過回流泵和回流液管路外循環(huán)回流至兼氧區(qū)，混合液回流比為1:1-4:1 ;菌種擴培裝置中擴培后的菌種間歇輸送至兼氧區(qū)和好氧區(qū)；
[0032](3)好氧區(qū)出水自流進入沉淀池，沉淀時間為1.5?2小時，表面負荷為0.8?1.2m3/m2.h ；
[0033](4)沉淀池的出水再通過脫色吸附池強化吸附去除殘留的有機物后回用。
[0034]經(jīng)本發(fā)明方法處理后的廢水達到濾餅洗滌用水指標，回用至工業(yè)生產(chǎn)洗濾餅用水。
[0035]優(yōu)選地，混合液的回流比為1:1-4:1，進一步優(yōu)選地，回流比為2?3:1。
[0036]優(yōu)選地，本發(fā)明處理方法通過本發(fā)明的回用裝置實現(xiàn)，經(jīng)過常規(guī)生化處理后的染料廢水COD為400-800mg/L、氨氮為40_80mg/L、色度60-200倍；該廢水首先進入預氧化池，預氧化池內(nèi)投加，利用臭氧強大的氧化能力使染料廢水中含有重氮、偶氮或帶苯環(huán)的環(huán)狀化合物等雙價鍵斷裂，同時破壞構(gòu)成發(fā)色基團的苯、苯胺、萘、蒽等環(huán)狀化合物，從而提高廢水的可生化性；優(yōu)選地，臭氧投加量在30?60mg/L，反應時間30-60分鐘。
[0037]經(jīng)過臭氧氧化后的廢水釋放多余臭氧后自流進入兼氧生物濾池，兼氧生物濾池的作用主要是將廢水中難降解的苯環(huán)類、雜環(huán)類大分子有機物水解酸化成小分子、易生物降解的有機物，提高廢水的B/C，同時進行反硝化脫氮；兼氧生物濾池的停留時間為4-10h，pH值為7.0-8.5，溶解氧為0.1-0.5mg/L ;兼氧生物濾池出水自流進入好氧生物濾池，好氧生物濾池的主要作用是降解廢水中剩余的大部分有機物，并將大部分氨氮進行硝化硝態(tài)氮，好氧生物濾池末端設混合液回流泵，將混合液回流至兼氧生物濾池；好氧生物濾池的停留時間為12-36h，pH為7.0-8.5，溶解氧為2_4mg/L，混合液回流比為1:1-4:1。
[0038]高效菌種經(jīng)擴培裝置擴培后間歇地輸送至兼氧生物濾池、好氧生物濾池；高效菌種投加量為每周處理水量的1-3%。，或每天處理水量的0.5-1%。，兼氧區(qū)內(nèi)和好氧區(qū)內(nèi)的菌種基本等量輸送，高效菌種為光合細菌為主的耐毒性微生物菌群及高效硝化菌群，主要用于強化去除有機物及氨氮。
[0039]好氧生物濾池出水進入沉淀池，沉淀時間為1.5?2小時，表面負荷為0.8?1.2m3/m2.h，沉淀池的出水由于仍有部分殘留的顯色物質(zhì)，再通過脫色吸附池強化吸附去除殘留的有機物后可達到濾餅洗滌用水指標，可回用至工工業(yè)生產(chǎn)洗濾餅用水。
[0040]脫色吸附池內(nèi)采用經(jīng)過氧化表面改性活性炭，活性炭經(jīng)過氧化劑對表面官能團進行氧化改性，提高了含氧官能團的含量，增強對極性物質(zhì)的吸附能力。氧化表面改性活性炭是對市售的活性炭產(chǎn)品經(jīng)過氧化改性得到。
[0041]最優(yōu)選地，預氧化池內(nèi)的氧化時間為45分鐘，臭氧投加量為40mg/L ;兼氧區(qū)內(nèi)停留時間為6小時，好氧區(qū)內(nèi)停留時間為24小時，好氧區(qū)至兼氧區(qū)的混合液回流比為3:1。
[0042]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0043](I)本發(fā)明采用預氧化-兼氧/好氧生物濾池-吸附脫色組合工藝深度處理染料廢水，充分考慮了常規(guī)生化處理后的染料廢水的特點，利用臭氧預氧化提高廢水的可生化性，再通過兼氧/好氧生物濾池具有的兼氧、好氧條件及相應的高效菌種生化強化去除大部分有機物及氨氮，并通過改性活性炭吸附脫色強化去除殘留顯色物質(zhì)，是一種高負荷組合工藝，組合工藝中的各工藝相互協(xié)同，相互促進，能去除大部分有機物、氨氮及色度，處理后的出水可回用至工業(yè)生產(chǎn)洗濾餅用水。
[0044](2)本發(fā)明采用特殊多孔聚氨酯生物填料，此類填料孔徑小，相互貫通，具有切割氣泡能力強，空間體積利用率大、無死區(qū)等優(yōu)點，較適合于耐毒微生物及硝化、反硝化菌群的附著，微生物的負載量大，容積負荷高，而且可以通過設置不同的布設密度來控制微生物的附著量。
[0045](3)本發(fā)明的優(yōu)點是工藝流程簡單，能夠耐受一定的毒性，有機物、氨氮處理效率高，能實現(xiàn)染料廢水的回用，運行費用低，易于推廣應用。
【附圖說明】
[0046]圖1為染料廢水深度處理與回用組合裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖2為本發(fā)明的兼養(yǎng)/好氧生物濾池結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖3為本發(fā)明