本实用新型涉及废水处理环境保护
技术领域：
，尤其涉及一种深度处理难降解印染废水的设备系统。
背景技术：
：印染废水是棉、麻、化学纤维及混纺产品在进行预处理、染色、印花和整理等工艺中所排放的一种混合废水，其排放量约占工业废水排放总量的10％。目前由于印染产品和制造方法的多样化，所用染料种类的多样化，造成废水中的成分相当复杂，可生化降解性较差。一般来说，印染废水主要具有以下几个特点：(1)有机物含量高、色度大。印染废水属于有机废水，天然和人工合成的染料构成水中主要的有机物组分。在加工过程中使用大量染化料，这类物质不能全部转移到织物上，残留在水中导致废水的色度增加。(2)水质变化大。印染废水是印染行业在生产过程中排放的各种废水的总称，由于工艺不同造成各种新型助剂和浆料的频繁使用，使得废水的组成成分复杂，有时cod可达到3000～10000mg/l，而bod/cod达不到0.2废水可生化降解性低，增加了废水处理难度。(3)ph变化大。各种织物在染料加工过程中使用的工艺不同，需要在不同ph值条件下将进行染色才能将染料更好地沉积在织物上，所以不同工艺产生的印染废水的ph值也不尽相同。(4)水量水温变化大。由于印染产品和工艺的多样性，导致废水的水温水量也不稳定，这也无形中增大了处理的难度，往往需要多种方法联合使用进行处理。因此，国家对纺织印染行业水污染防治也提出了越来越高的要求，新修订的《纺织染整工业水污染物排放标准》(gb4287-2012)不仅提高了各类污染物排放限值，而且对废水排放总量也有控制，其现有企业直接废水排放水质标准cod≤100mg/l，色度≤70，氨氮≤12mg/l，tn≤20mg/l；间接废水排放水质标准cod≤200mg/l，色度≤80，氨氮≤20mg/l，tn≤30mg/l。新建设的企业排放标准更加严格，直接废水排放水质标准cod≤80mg/l，色度≤50，氨氮≤10mg/l，tn≤15mg/l；间接废水排放水质标准cod≤200mg/l，色度≤80，氨氮≤20mg/l，tn≤30mg/l。目前来说，印染行业常用废水的处理工艺方法有一级采用物化法、二级采用生化法、三级采用高级氧化法等，介绍如下：(1)一级物化处理法，在印染废水中含有大量难生物降解的或不可溶解的杂质，需要通过格栅过滤、加药混凝沉淀、气浮等物化方法去除，以减轻后续生化处理的负荷，提高生化处理效率。(2)二级生化处理法，即是利用微生物的氧化或还原分解印染废水中的有机物，破坏易降解的不饱和键及发色基团，从而达到利用微生物技术处理废水的目的。(3)三级高级氧化处理法，即利用臭氧或药剂等氧化还原技术，将二级生化处理阶段中难以降解的大分子物质分解为小分子物质，同时提高水体的可生物降解性，或将难以降解的有机物直接矿化生成co2、h2o和n2等目的。当前印染废水二级处理出水水质一般cod在200-500mg/l、色度在200-300mg，tn在30-50mg/l，仍不能达到排放或水质回用的要求，主要问题是二级处理出水中残留的cod都是难生化降解或不可降解的有机物，常采用的混凝、沉淀、吸附、气浮等方法难以去除。因此，面对日益严格的废水环境排放标准，采用三级深度处理印染废水技术就显得尤为必须和重要。常见的三级废水深度处理技术主要有芬顿氧化法、电化学氧化法、臭氧氧化法，前两项技术因需要添加化学药剂或增加污泥量等存在二次污染，应用范围较小。目前应用较多的是臭氧氧化法，主要途径有直接反应和间接反应，直接反应即臭氧通过环加成、亲电或亲核作用直接与污染物反应；间接反应是臭氧在光照、催化剂或其它因素作用下，生成氧化性更强的羟基自由基。如2014年郭世平等人公布专利号cn103570165a一种组合法处理印染废水工艺，其特征在于废水经过调节曝气、中和混凝沉淀的预处理、在进入微波 光电催化 工业废渣过滤吸附进行组合处理。如2016年梁明等人公布专利号cn105836968a一种印染废水处理工艺，其特征在于废水首先经过二氧化氯处理，再进入臭氧与催化剂硫酸亚铁结合的处理，达到把难降解大分子有机物氧化为易生物降解的小分子有机物，提高废水的可生化性。如2016年郭金溢等人公布专利公开号cn105776624a一种臭氧氧化处理印染废水的方法，其特征在于将废水置于臭氧接触反应器中，调节ph在7-11，加入铁碳、双氧水作为催化剂，臭氧氧化后再加入混凝剂，除去沉淀物后，滤液可回用或达标排放。如2016年于静等人公布专利公开号cn105858950a，臭氧、双氧水活性炭对印染废水深度处理的方法及装置，其特征在于将快速混合池出水加入h2o2后，再进入臭氧接触池，再进入活性炭滤池，其活性炭是含有负载fe2o3-cuo-mno2-ceo2催化剂，其臭氧是分段投加。如2017年童燕飞等公布专利公开号cn106630472a，一种印染废水处理工艺，其特征在于将印染废水经过预处理、生化处理后，再进入深度高效浅层气浮机和投加絮凝剂处理，最后再进入氧化脱色剂。如2017年李聪公布专利公开号cn106986500a，一种印染废水处理方法，其特征在于将印染废水经过过滤絮凝等预处理；再进入厌氧水解酸化池、好氧池、出水再加入次氯酸钠、氢氧化钠、出水最后再进入活性炭滤池，完成废水处理。如2019年陈红星公布，专利公开号cn109231694a，一种印染废水处理工艺，其特征在于通过几个步骤，如第一步骤过滤分离去除颗粒杂质；第二步骤加二氰二氨、甲醛等脱色剂；第三步骤加三氯化铁、十二水硫酸铝钾、氢氧化铝、高锰酸钾、聚丙烯酰胺等药剂；第四步骤利用臭氧进行消毒处理，污水达标排放。显然上述公开的印染废水处理工艺及设备中，首先存在添加大量的化学药剂、杀菌剂、活性炭、易增加废水的含盐量；其次臭氧的利用率偏低、污泥量增大、催化剂易造成二次污染等不足之处。因此，提供一种新的处理印染废水的设备系统以用来提高印染废水的处理质量就显得尤为必须和重要。技术实现要素：为解决上述
背景技术：
中提出的问题，本实用新型提供一种深度处理难降解印染废水的设备系统，该设备系统通过利用臭氧发生器、催化剂填料罐、超声波、紫外光、双氧水的联合协同作用，达到深度处理难降解印染废水的效果，具有臭氧投加量少、臭氧利用效率高、污泥减量化、无二次污染、易自动化操作等特点。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种深度处理难降解印染废水的设备系统，包括印染废水二沉池、臭氧发生器、催化填料罐和超声紫外水箱，所述印染废水二沉池的出水口与所述催化填料罐底部的进水口相连通，所述臭氧发生器与催化填料罐的底部相连通，所述催化填料罐的顶部与所述超声紫外水箱相连通，所述超声紫外水箱设有排放出口。优选地，印染废水进入印染废水二沉淀池需先经一级物化絮凝沉淀处理、二级厌氧好氧生化处理。优选地，还包括废水回收膜装置，所述废水回收膜装置与超声紫外水箱相连通，方便达到废水回收利用的目的。优选地，所述催化填料罐包括底部的塔盘和所述塔盘上放置的球类催化剂填料，所述催化剂采用非均相球粒催化剂。优选地，所述臭氧发生器的臭氧浓度控制在10～100mg/l，更为优选臭氧浓度控制在20mg/l。优选地，还包括盛有双氧水的双氧水水箱，所述双氧水水箱与所述超声紫外水箱的内部连通，所述超声紫外水箱内包括有超声波发生器和紫外灯，所述紫外灯选用功率15～30w、紫外波长选用100～300nm，更为优选，紫外波长选用200nm；所述超声波发生器选用超声频率50～100khz、功率密度为0.1～0.5w/cm2，更为优选，功率密度为0.35w/cm2；所述双氧水水箱中双氧水的浓度范围为1～50mg/l，更为优选，双氧水的浓度为5mg/l。优选地，所述废水回收膜装置包括用于去除悬浮物的超滤膜和用于脱盐的反渗透膜。优选地，所述废水回收膜装置还包括柱形外壳，所述超滤膜呈螺旋圈状设置在所述柱形外壳内，所述超滤膜的最外圈边缘处粘合或者热封在其侧壁上，所述超滤膜的最内圈的边缘处粘合或者热封在其侧壁上并形成圆环，所述圆环的内侧贴附有一层所述的反渗透膜，所述超滤膜的两端分别密封固定在所述外壳两端端部；所述柱形外壳一端的上部设有产水入口，另一端的下部和端部分别设有未滤水出口和滤膜水出口，所述滤膜水出口的一端通入到所述超滤膜形成的圆环内，另一端与抽吸泵相连。利用本设备系统来处理难降解印染废水的方法包括：将已经经过一级物化絮凝沉淀和二级厌氧好氧生化处理的印染废水二沉池中的印染废水泵入到催化填料罐中，臭氧发生器与催化填料罐相连通，并在臭氧浓度10-100mg/l模式下运行，经过催化填料罐底部均匀布气的塔盘和球粒催化剂填料反应停留10-60分钟后，臭氧尾气和出水进入到超声紫外水箱，同时通过双氧水水箱8向超声紫外水箱9中送入双氧水，并在超声紫外水箱内反应停留5-30分钟后，废水达标直接排放，或者经过废水回收膜装置进行废水回用：反渗透的产水可回用到生产用水，未经过超滤膜105的产水可回到印染废水的一级物化絮凝沉淀处理系统进行处理。其中，超声紫外水箱中紫外灯选用功率15-30w、紫外波长选用在100-300nm，超声波发生器选用超声频率50-100khz、功率密度0.1-0.5w/cm2。本专利所述的设备系统的技术原理包括：1)通过臭氧发生器与催化剂填料组合应用，增强臭氧氧化能力，提高羟基自由基的产量，进一步破坏废水中难降解的苯、萘、蒽等环状化合物，避免采用单一臭氧氧化技术，即臭氧投加量大、利用率偏低、运行成本高等问题。2)采用非均相球粒催化剂填料，以稀土改性活性复合氧化铝为载体，以过渡金属氧化物为活性组份，构建非均相球粒复合催化剂，其在催化剂的作用下引发臭氧的链式反应，生产更多的羟基自由基，因为羟基自由基比臭氧具有更高的电极电位，氧化能力更强，且没有选择性，能够无差别地将废水中几乎所有的有机物质降解成co2和h2o，尤其对难降解废水处理尤为适用。3)通过超声波发生器产生的超声波、紫外灯产生的紫外光、填料罐排出的臭氧尾气以及添加双氧水，四者联合协同作用，在反应过程中产生更多的羟基自由基，将废水中残留的小分子有机物，进一步降解或者矿化成co2和h2o。其中，超声波发生器产生的超声波的频率达不到紫外灯产生的紫外光的高频率，两者具有互补协同性。紫外光催化加上超声波的空化作用、残余的臭氧尾气，进一步增加难降解有机物的分解能力，缩短反应时间，同时减少氧化剂双氧水的投加量。本实用新型的有益效果是：1)非均相球粒催化剂与臭氧发生器产生的臭氧联合应用，能够减少臭氧的投加量，产生更多的羟基自由基；2)臭氧利用率高，臭氧尾气二次使用，配合超声、紫外协同作用，减少双氧水投加量，对有机物的降解更加彻底；3)催化剂填料无二次污染，实现废水污泥减量化；4)操作方法简单、自动化运行、反应条件易控制、具有广泛的应用前景。附图说明图1是本实用新型所述的设备系统的示意图。图2是本实用新型案例1中原废水的处理工艺流程图。图3是本实用新型中废水回收膜装置的结构示意图。图4是本实用新型中废水回收膜装置的剖面图。图5是本实用新型图4中a处的放大图。其中：1-印染废水二沉池，2-臭氧发生器，3-催化填料罐，4-塔盘，5-球类催化剂填料，6-超声波发生器，7-紫外灯，8-双氧水水箱，9-超声紫外水箱，10-废水回收膜装置，101-外壳；102-产水入口，103-滤膜水出口，104-未滤水出口，105-超滤膜，106-反渗透膜。具体实施方式下面结合附图对本实用新型做进一步说明。一种深度处理难降解印染废水的设备系统，如图1、图3、图4及图5所示，包括印染废水二沉池1、臭氧发生器2、催化填料罐3和超声紫外水箱9，所述印染废水二沉池2的出水口与所述催化填料罐3底部的进水口相连通，所述臭氧发生器2与催化填料罐3的底部相连通，所述催化填料罐3的顶部与所述超声紫外水箱9相连通，所述超声紫外水箱9设有排放出口。在本实施例中，还包括废水回收膜装置10，所述废水回收膜装置10与超声紫外水箱9相连通。在本实施例中，所述催化填料罐3包括底部的塔盘4和所述塔盘4上放置的球类催化剂填料5，其中催化剂采用非均相球粒催化剂。在本实施例中，所述臭氧发生器2的臭氧浓度控制在10～100mg/l。在本实施例中，还包括盛有双氧水的双氧水水箱8，所述双氧水水箱8与所述超声紫外水箱9的内部连通，所述超声紫外水箱(9)内包括有超声波发生器6和紫外灯7，所述紫外灯7选用功率15～30w、紫外波长选用100～300nm；所述超声波发生器6选用超声频率50～100khz、功率密度为0.1～0.5w/cm2，所述双氧水水箱8中双氧水的浓度范围为1～50mg/l。在本实施例中，所述废水回收膜装置10包括用于去除悬浮物的超滤膜105和用于脱盐的反渗透膜106。在本实施例中，所述废水回收膜装置10还包括柱形外壳101，所述超滤膜105呈螺旋圈状设置在所述柱形外壳101内，所述超滤膜105的最外圈边缘处粘合或热封在其侧壁上，所述超滤膜105的最内圈的边缘处粘合或热封在其侧壁上并形成圆环，所述圆环的内侧贴附有一层所述的反渗透膜106，所述超滤膜105的两端分别密封固定在所述外壳101两端端部；所述柱形外壳101一端的上部设有产水入口102，另一端的下部和端部分别设有未滤水出口104和滤膜水出口103，所述滤膜水出口103的一端通入到所述超滤膜105形成的圆环内，另一端与抽吸泵相连。启动抽吸泵后，通过产水入口102进入到废水回收膜装置10的外壳101中的产水由外到内经过超滤膜105和反渗透膜106过滤后，通过滤膜水出口103排出，排出后可用作生产用水；外壳101中未经过超滤膜105过滤的产水通过未滤水出口104排出，排出后可返回到印染废水的一级物化絮凝沉淀处理系统进行处理。其中，超滤膜105呈螺旋圈状设置，能够使产水过滤效果更佳，比逐一通过多层超滤膜的效率更快，通过也更佳节省膜材料，产水先通过超滤膜105过滤，然后再通过反渗透膜106过滤，滤出水的质量更高。工作方式及原理：利用本设备系统来处理难降解印染废水的方法包括：将已经经过一级物化絮凝沉淀和二级厌氧好氧生化处理的印染废水二沉池1中的印染废水泵入并充满催化填料罐3，臭氧发生器2与催化填料罐3相连通，并在臭氧浓度10-100mg/l模式下运行，经过催化填料罐3底部均匀布气的塔盘4和球粒催化剂填料5反应停留10-60分钟后，臭氧尾气和出水进入到超声紫外水箱9中，同时通过双氧水水箱8向超声紫外水箱9中送入双氧水，并在超声紫外水箱内反应停留5-30分钟后，废水达标直接排放，或者经过废水回收膜装置进行废水回用：反渗透的产水可回用到生产用水，未经过超滤膜105的产水可回到印染废水的一级物化絮凝沉淀处理系统进行处理。其中，超声紫外水箱中紫外灯选用功率15-30w、紫外波长选用在100-300nm，超声波发生器选用超声频率50-100khz、功率密度0.1-0.5w/cm2案例1某印染公司，主要从事化纤类涤纶、尼龙及其交织物等面料的生产加工，总处理水量为7000吨/天，原废水处理工艺，如下图2所示。由于区域发展规划，该企业无法搬迁进入园区。根据环评要求，该项目废水直接排放，需执行新修订的《纺织染整工业水污染物排放标准》(gb4287-2012)，即企业直接废水排放水质标准cod≤100mg/l，色度≤70，氨氮≤12mg/l，tn≤20mg/l。在原来的二沉淀池后段工艺，取消次氯酸钠药剂单元，增加采用该发明技术设施后，根据水质与要求，臭氧的投加量选用20mg/l、超声波功率密度选用0.35w/cm2、紫外波长选用200nm、双氧水选用5mg/l的条件下运行，废水实现提标改造、达标排放，处理效果见下表1所示。项目cod色度氨氮总氮改造前外排水质153mg/l17917mg/l23mg/l改造后外排水质83mg/l479mg/l16mg/l案例2某印染公司，主要从棉、麻、针织等家居面料的生产加工，总处理水量为10000吨/天，原废水处理工艺主要采用调节池 混凝沉淀池 一级水解酸化池 一级好氧生化池 二级水解酸化池 二级好氧生化池 活性炭滤池 次氯酸钠药剂池 污水排放，因处于环境敏感区域，地方政府要求该企业外排水质要达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》gb18918-2002，即达到市政污水一级b的要求，而且对该废水排放量有限值，要求企业废水回收利用率不低于30％，在原来废水处理工艺的活性炭滤池后段，取消次氯酸钠药剂单元，即调节池 混凝沉淀池 一级水解酸化池 一级好氧生化池 二级水解酸化池 二级好氧生化池 沉淀池 增加采用该发明技术设施后(即：臭氧-催化剂组合 臭氧-超声-紫外组合 超滤-反渗透膜组合 产水5000吨/天回到生产、浓水回到一级好氧生化池)，臭氧的投加量选用30mg/l、超声波功率密度选用0.35w/cm2、紫外波长选用200nm、双氧水选用3mg/l的条件下运行，废水实现达标排放与污水回用要求，处理效果见下表2所示。项目cod色度氨氮总氮污水回用改造前外排水质83mg/l9714mg/l26mg/l10000t/d改造后外排水质34mg/l135mg/l13mg/l5000t/d以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关
技术领域：
普通技术人员，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属本实用新型的范畴，本实用新型专利保护范围应由权利要求限定。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种深度处理难降解印染废水的设备系统，其特征在于，包括印染废水二沉池(1)、臭氧发生器(2)、催化填料罐(3)和超声紫外水箱(9)，所述印染废水二沉池(1)的出水口与所述催化填料罐(3)底部的进水口相连通，所述臭氧发生器(2)与催化填料罐(3)的底部相连通，所述催化填料罐(3)的顶部与所述超声紫外水箱(9)相连通，所述超声紫外水箱(9)设有排放出口。
2.根据权利要求1所述的一种深度处理难降解印染废水的设备系统，其特征在于：还包括废水回收膜装置(10)，所述废水回收膜装置(10)与超声紫外水箱(9)相连通。
3.根据权利要求1或2所述的一种深度处理难降解印染废水的设备系统，其特征在于：所述催化填料罐(3)包括底部的塔盘(4)和所述塔盘(4)上放置的球类催化剂填料(5)，所述催化剂采用非均相球粒催化剂。
4.根据权利要求1或2所述的一种深度处理难降解印染废水的设备系统，其特征在于：所述臭氧发生器(2)的臭氧浓度控制在10～100mg/l。
5.根据权利要求1或2所述的一种深度处理难降解印染废水的设备系统，其特征在于：还包括盛有双氧水的双氧水水箱(8)，所述双氧水水箱(8)与所述超声紫外水箱(9)的内部连通，所述超声紫外水箱(9)内包括有超声波发生器(6)和紫外灯(7)，所述紫外灯(7)选用功率15～30w、紫外波长选用100～300nm；所述超声波发生器(6)选用超声频率50～100khz、功率密度为0.1～0.5w/cm2，所述双氧水水箱(8)中双氧水的浓度范围为1～50mg/l。
6.根据权利要求2所述的一种深度处理难降解印染废水的设备系统，其特征在于：所述废水回收膜装置(10)包括用于去除悬浮物的超滤膜(105)和用于脱盐的反渗透膜(106)。
7.根据权利要求6所述的一种深度处理难降解印染废水的设备系统，其特征在于：所述废水回收膜装置(10)还包括柱形外壳(101)，所述超滤膜(105)呈螺旋圈状设置在所述柱形外壳(101)内，所述超滤膜(105)的最外圈边缘处粘合或热封在其侧壁上，所述超滤膜(105)的最内圈的边缘处粘合或热封在其侧壁上并形成圆环，所述圆环的内侧贴附有一层所述的反渗透膜(106)，所述超滤膜(105)的两端分别密封固定在所述外壳(101)两端端部；所述柱形外壳(101)一端的上部设有产水入口(102)，另一端的下部和端部分别设有未滤水出口(104)和滤膜水出口(103)，所述滤膜水出口(103)的一端通入到所述超滤膜(105)形成的圆环内，另一端与抽吸泵相连。
技术总结本实用新型涉及废水处理环境保护技术领域，尤其涉及一种深度处理难降解印染废水的设备系统，包括印染废水二沉池、臭氧发生器、催化填料罐和超声紫外水箱，所述印染废水二沉池的出水口与所述催化填料罐底部的进水口相连通，所述臭氧发生器与催化填料罐的底部相连通，所述催化填料罐的顶部与所述超声紫外水箱相连通，所述超声紫外水箱设有排放出口。该设备系统通过利用臭氧发生器、催化剂填料罐、超声波、紫外光、双氧水的联合协同作用，达到深度处理难降解印染废水的效果，具有臭氧投加量少、臭氧利用效率高、污泥减量化、无二次污染、易自动化操作等特点。
技术研发人员：陆侨治;李超
受保护的技术使用者：绍兴海坤水处理技术有限公司
技术研发日：2019.09.29
技术公布日：2020.06.09
