一种用于印染废水生化尾水深度处理的混凝沉淀方法

摘要

本发明公开了一种用于印染废水生化尾水深度处理的混凝沉淀方法，属于印染废水深度处理领域。其步骤为：1）经过生化处理之后的印染废水进行混凝沉淀，控制回流泵开启，通过回流管道将混凝沉淀后的污泥回流至第一混合区、第二混合区；2）在第一混合区投加聚合氯化铝混凝剂；3）在第二混合区投加聚丙烯酰胺助凝剂；4）上述步骤3）所得的废水通过第二混合区与均匀布水区之间的第一布水孔进入均匀布水区，均匀布水区通过均匀布水区与沉淀区之间的第二布水孔进入沉淀区，沉淀区的上清液通过集水区收集，最终排放。使用该方法，混凝剂用量降低15%以上，运行成本节约40%以上，污泥产生量减少20％以上。

说明书

技术领域

本发明属于印染废水深度处理领域，更具体地说，涉及一种用于印染废水深度处理的混凝沉淀方法。

技术背景

纺织印染行业是我国的传统支柱产业之一。我国印染布年产量已达到251亿米，占世界总量的30％以上。同时，印染行业也是重污染行业之一，印染废水的排放总量分别排名全国工业部门废水排放量的第2位和污染物排放量的第4位。印染废水主要来源于印染加工过程中的预处理、染色、印花、整理等工序。预处理工序退浆、煮炼、漂白和丝光排出的废水被统称漂炼废水；染色、印花、整理工序分别排出染色废水、印花废水和整理废水，以上废水的混合废水称之为印染废水。印染废水排放量大，约为其用水量的70％～90％；组成成分复杂，废水中含有大量的碱类物质，pH值高；含有大量残余染料和助剂，色度深；悬浮物多，且含有微量的有毒物质。印染废水中的污染物随印染加工过程中使用的染料和助剂的差异而各不相同。印染生产过程中，由于织物的种类，加工的花色品种受原料、季节、市场需求的影响而经常变化，因而加工工艺、使用的染料和助剂也相应地改变，使得印染废水的出水水质变化较大。印染生产过程虽然是连续的，但废水的排放却往往是间歇的。因此，印染废水具有“高浓度、高色度、高pH值、难降解和多变化”五大特征。

经过生化处理后的印染废水水质特征：COD 96~120mg/L，色度 80-100倍，TP 0.8-1.5mg/L，B/C 0.10-0.21，pH 7.5-8.0，水温 25-30℃，出水水质不能达到《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》（DB32/1072-2007）排放标准要求（COD≤60mg/L，色度≤40倍，TP ≤0.5mg/L），因此需要进行深度处理。

目前深度处理工艺有生物技术、氧化技术、膜分离技术、混凝沉淀技术。

生物技术：主要以曝气生物滤池（BAF）为主，通过在生物反应器内装填高比表面积的颗粒填料，提供生物膜附着的载体。由于填料的机械截留作用以及滤池表面的微生物和代谢中产生的粘性物质形成的吸附作用，使得出水COD和SS降低。由于经过生化处理后废水中多以难降解有机物为主，B/C 仅为0.10-0.21，造成该工艺应用于印染废水生化出水处理效果差，投资大，操作管理复杂，运行成本高，尤其是COD、色度不能稳定达标。

氧化技术：主要以臭氧氧化工艺为主，通过臭氧氧化生化出水中难降解有机物和色度。运行结果表明臭氧氧化法对多数染料能获得良好的脱色效果，但耗电多，运行成本高，大规模推广应用有一定困难。

膜分离技术：主要以超滤（UF）和反渗透（RO）为主，通过膜截留有机物、色度。运行结果表明超滤（UF）单独处理印染废水二级出水，出水可回用于要求较低的漂洗、水洗工序，反渗透（RO）处理后出水能够满足回用任何工序，但投资高、运行成本高，操作管理发杂，同时有二次污染。

混凝沉淀技术：主要通过投加一定量混凝剂，去除出水中有机物和色度，同时去除部分总磷。常规混凝沉淀工艺处理效果稳定，管理方便，投药量适中，运行成本适中。但是运行过程中絮体小，混凝剂有效利用率不高。具体地，现有的混凝沉淀技术存在的问题如下：（1）目前生化尾水混凝沉淀工艺中普遍投加量大，采用石灰和聚合氯化铝作为混凝剂，因为出水浓度仅为COD 96~120mg/L，色度 80-100倍，TP 0.8-1.5mg/L，B/C 0.10-0.21。同时由于生化出水pH 7.5-8.0，水温 25-30℃，往往造成混凝剂投加量大，污泥产生量大，增加运行成本，混凝效率低。此外，工艺操作管理管理难度大。实践表明，无机聚合混凝剂在混凝沉淀池内并未得到完全的有效利用，因此如何能够利用有效的混凝剂用量，将污水处理设备的沉淀效率提高到最大，降低混凝沉淀工艺的运行成本，是亟待解决的关键问题。（2）现有混凝沉淀工艺对尾水水质水量适应性差，难以稳定达到《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》（DB32/1072-2007）的排放标准。目前达标率仅为50%-70%左右，无法实现100%达标。

发明内容

1、本发明要解决的技术问题

针对印染废水生化出水处理中混凝沉淀工艺混凝剂使用量大，混凝沉淀效率低以及混凝剂有效利用率低等关键问题，本发明提供了一种用于印染废水生化尾水深度处理的混凝沉淀方法，使用该方法，混凝剂用量降低15%以上，运行成本节约40%以上，污泥产生量减少20％以上，COD和色度去除率分别提高7%和20%以上，出水指标达到排放标准。

2、技术方案

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种用于印染废水生化尾水深度处理的混凝沉淀方法，其步骤为：

1）经过生化处理之后的印染废水的各项指标为：COD 96~120mg/L，色度 80-100倍，TP 0.8-0.9mg/L，B/C 0.10-0.21，pH 7.5-8.0，水温 25-30℃，该印染废水进入混凝沉淀池后，经与混凝剂及污泥完全混合，然后进行混凝沉淀，控制回流泵开启，通过回流管道将混凝沉淀后的污泥回流至第一混合区、第二混合区，通过流量计和回流阀门控制污泥回流总流量为进水流量的60-80%，其中第一混合区和第二混合区回流比例为1.5-9:1； 

2）在第一混合区投加60-80mg/L的聚合氯化铝混凝剂，该混凝剂和回流的混凝污泥通过第一搅拌机进行搅拌混合，搅拌速度为500-550r/min，搅拌时间为20-30min；

3）经步骤2）处理后的混合物通过导流管进入第二混合区，在第二混合区投加0.5-1.0mg/L的聚丙烯酰胺助凝剂，该助凝剂和回流的混凝污泥通过第二搅拌机进行搅拌混合，搅拌速度为100-110r/min，搅拌时间为60-70min；

4）上述步骤3）所得的废水通过第二混合区与均匀布水区之间的第一布水孔进入均匀布水区，均匀布水区通过均匀布水区与沉淀区之间的第二布水孔进入沉淀区，沉淀区的上清液通过集水区收集，最终排放。

优选地，所述步骤1）中，经过生化处理之后的印染废水浓度越高，第一混合区和第二混合区回流污泥的比例值越大，反之也成立。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）现有混凝沉淀工艺大多数没有回流设施，即使有回流设施，并没有明确根据混凝的特点进行功能区分和回流流量及回流比例的优化，造成常规混凝沉淀工艺混凝剂使用量大，混凝沉淀效率低以及混凝剂有效利用率低等瓶颈问题，本发明将混凝工段分为第一混合区、第二混合区、均匀布水区，将沉淀工段分为沉淀区、集水区，通过回流泵和回流管道上流量计将未使用完全的混凝剂进行合理分配到第一混合区和第二混合区，当水质浓度高时，采取大回流并增加第一混合区的回流量，强化凝聚作用，让胶体脱稳，利用污泥中混凝剂，充分发挥混凝剂混凝效果，减少混凝剂用量，节约运行成本；

（2）本发明采用第一混合区、第二混合区、均匀布水区、沉淀区、集水区的设计，不仅形成混凝和沉淀的区分，更进一步区分了混凝工段中的凝聚和絮凝两个过程，合理的空间分布，再通过准确计量的回流装置控制回流量及凝聚和絮凝两过程的回流比例，根据水质特性充分发挥混凝剂与废水中污染物的混合和接触，使得处理更加有的放矢，进而高效的处理废水中污染物；

（3）本发明的技术方案当废水浓度为高值时，选择第一混合区和第二混合区回流污泥的比例大值，反之也成立，这样科学优化，增强了混凝沉淀的处理效果，达到降低混凝剂使用量、提高混凝沉淀效率的目的。混凝剂用量降低15%以上，运行成本节约40%以上，污泥产生量减少20％以上，COD和色度去除率分别提高7%和15%以上；

（4）在生化处理后废水B/C（0.10-0.21）低，COD（96~120mg/L）和色度（80-100倍）波动较高，pH 7.0-8.5，水温 25-30℃的情况下，能进一步去除废水中COD、色度、TP，保证出水水质达到《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》（DB32/1072-2007）排放标准要求（COD≤60mg/L，色度≤40倍，TP ≤0.5mg/L）。本发明适用于印染废水生化出水的深度处理，为印染废水的达标和再生水回用奠定了一定的理论基础和实践经验。同时，通过GC-MS检测可知，经过高效混凝沉淀工艺出水以小分子物质为主，对受纳水体的危害低。

附图说明

图1为本发明所用的流程框图；

图2为本发明所用的系统的主视图。

图中：1、第一混合区；2、第二混合区；3、均匀布水区；4、沉淀区；5、集水区；6、回流泵；7、回流管道；8、流量计；9、阀门；10、第一搅拌机；11、第二搅拌机；12、导流管；13、第一布水孔；14、第二布水孔。

具体实施方式

下面结合实施例进一步介绍本发明的技术方案。

实施例1

结合图1、图2，某工厂印染废水经过生化处理（厌氧水解+A/O工艺）的出水，水质指标如下：COD 120mg/L，色度100倍，TP：0.9mg/L，pH 7.8，水温 25-30℃。混凝剂选用聚合氯化铝（PAC），用量为80mg/L，聚丙烯酰胺（PAM）1.0 mg/L。

采用如图1、图2所示系统结构的混凝沉淀，混凝工段分为第一混合区1、第二混合区2、均匀布水区3，将沉淀工段分为沉淀区4、集水区5。污泥区安装回流泵6进行污泥回流。通过流量计8和回流阀门9控制污泥回流比为80%，第一混合区1和第二混合区2的回流比例为9:1。通过回流管道7将混凝沉淀后的污泥回流至第一混合区1、第二混合区2。

在第一混合区投加80mg/L的聚合氯化铝(PAC)混凝剂和回流的混凝污泥通过第一搅拌机10进行充分混合，搅拌速度为500r/min，搅拌时间为20min。然后通过导流管12进入第二混合区2，在第二混合区2投加1.0mg/L的聚丙烯酰胺(PAM)助凝剂和回流的混凝污泥通过第二搅拌机11进行充分混合，搅拌速度为100r/min，搅拌时间为60min，混合后通过第一布水孔13进入均匀布水区3，均匀布水区3通过第二布水孔14进入沉淀区4。在沉淀区4的上清夜通过集水区5收集。经过处理之后出水水质 COD：55.5 mg/L，色度35倍，TP：0.3mg/L。各指标的去除率为COD：53.75%，色度65.0%，TP：67%。

实施例2

某工厂印染废水经过生化处理（厌氧水解+接触氧化工艺）的出水，水质指标如下：COD 96mg/L，色度 80倍，TP：0.8 mg/L，pH 7.5，水温 25-30℃。采用如图1和图2所示系统结构的混凝沉淀，与实施例1的装置结构相同。混凝剂选用聚合氯化铝（PAC），用量为60 mg/L，聚丙烯酰胺（PAM）0.5 mg/L。污泥区安装回流泵6进行污泥回流，回流比为75%，第一混合区1和第二混合区2回流比例为1.5:1。在第一混合区1投加60mg/L的聚合氯化铝(PAC)混凝剂和回流的混凝污泥通过第一搅拌机10进行充分混合，搅拌速度为550r/min，搅拌时间为30min，然后通过导流管12进入第二混合区2，在第二混合区2投加0.5mg/L的聚丙烯酰胺(PAM)助凝剂和回流的混凝污泥并通过第二搅拌机11进行充分混合，搅拌速度为110r/min，搅拌时间为70min；

混合后通过第一布水孔13进入均匀布水区3，均匀布水区3通过第二布水孔14进入沉淀区4。在沉淀区4的上清夜通过集水区5收集。经过处理之后出水水质 COD：44.79 mg/L，色度30倍，TP：0.2 mg/L。各指标的去除率为COD：53.75%，色度62.5%，TP：75%。

实施例3

其它操作条件同实施实例1，但不使用回流，经过处理之后出水水质COD：68.5 mg/L，色度50倍，TP：0.4 mg/L。各指标的去除率为COD：42.9%，色度：50%，TP：56%。

实施例4

其它操作条件同实施实例1，不使用回流，将PAC混凝剂的使用量240 mg/L，经过处理之后出水水质 COD：58.6 mg/L，色度40倍，TP：0.35mg/L。各指标的去除率为COD：51.16%，色度：60%，TP：61%。污泥产生量比实例1增加30％。

实施例5

其它操作条件同实施实例1，回流比为80%。经过处理之后出水水质 COD：51.8 mg/L，色度30倍，TP：0.25mg/L。各指标的去除率为COD：56.83%，色度70.0%，TP：72%。污泥产生量比实例1增加10％。

实施例6

其它操作条件同实施实例1，第一混合区1和第二混合区2回流比例为2:1。经过处理之后出水水质 COD：58.6 mg/L，色度40倍，TP：0.38mg/L。各指标的去除率为COD：51.16%，色度60.0%，TP：58%。