本发明涉及污水处理技术领域，尤其是涉及一种活性染料印染废水处理系统。
背景技术：
活性染料是其离子或分子中含有一个或一个以上的反应性基团，在适当条件下，能和纤维素纤维上的羟基、蛋白质纤维及聚酰胺纤维上的氨基等发生键合反应，在染料和纤维之间生成共价健结合的一类染料。由于活性染料分子结构简单、色泽鲜艳、色谱较全、使用方便、成本较低等优点，已经逐步取代不溶性偶氮染料、直接染料、硫化染料和还原染料，成为纤维素纤维染色的主要染料。
但是活性染料同时存在固色率低和需要高盐染色的问题，即在染色过程中，需要添加元明粉（na2so4）等中性电解质来提高染料的吸附速率、平衡吸附量及纤维上的吸附密度。因此，活性染料印染废水中含有多余的活性染料分子和盐分，是一种色度高、cod浓度适中（~2500mg/l）、盐分高（~8000mg/l）的工业废水。
由于活性染料分子结构简单、水溶性好等自身特性，传统的物化混凝脱色处理无法对染料分子进行有效去除，致使该类废水色度不易达标。根据《纺织染整工业废水治理工程技术规范》hj471-2009，活性染料废水处理一般采用：格栅、ph调整、调节池、水解酸化、好氧生物处理、物化处理的工艺进行处理，运行良好的厌氧水解酸化工艺可以有效降解活性染料分子，降低出水色度。但是采用该方法处理活性染料废水，由于废水中存在较多的硫酸盐，不可避免的出现硫酸根被还原成硫化物的现象，而硫化物具有生物毒性，对活性污泥具有毒害作用，将会大幅度降低活性污泥的活性，影响好氧生化系统处理效果。
现有技术中也有通过添加双氧水、次氯酸钠等氧化剂进行化学氧化脱硫，例如，在中国专利文献上公开的“一种活性染料染色废水的处理方法”，其公告号cn1274609c，该方法包括：首先将印染系统排出的温度在60-90℃的活性染料染色废水排入保温反应池内；然后调节染色废水的ph值至6-8；在调节ph值后的染色废水中加入催化剂和氧化剂，反应5-60分钟。该方法虽然能大幅度地降低活性染料染色废水的色度和cod，但使用的化学氧化剂投加量不易控制，当氧化剂过量时，容易杀死水处理微生物，对后续的生物处理效果造成影响。
技术实现要素：
本发明是为了克服现有技术中活性染料废水中存在较多的硫酸盐，处理过程中硫酸根会被还原成硫化物，而硫化物具有生物毒性，对活性污泥具有毒害作用，会大幅度降低活性污泥的活性，影响后续好氧生化系统处理效果的问题，提供一种活性染料印染废水处理系统，利用加压空气去除废水中的硫化物，不但可以避免硫化物对活性污泥的毒害，且脱硫彻底，无生物毒性，运行成本低，无额外污泥产生。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种活性染料印染废水处理系统，包括依次通过管路连接的废水调节池、厌氧反应器、高压空气脱硫装置、好氧生化池、二沉池及物化处理池，所述高压空气脱硫装置顶部设有高压喷淋装置，底部设有与位于高压空气脱硫装置外的空压机连接的微气浮释放器，所述厌氧反应器和高压空气脱硫装置之间设有增压泵，所述增压泵一端与厌氧反应器连接，一端与高压喷淋装置连接。
本发明先通过废水调节池去除污水中的细小绒毛、线头、短纤等杂物；然后通过厌氧反应器中的厌氧菌降解活性染料分子，打破大分子基团，初步脱除色度，相对于混凝脱色具有效率高、无化学污泥产生、运行费用低等优点；再通过高压空气脱硫装置，利用空气迅速脱除厌氧中的硫离子，反应原理：2na2s o2 2h2o==4naoh 2s↓；接着再通过好氧生化池，进一步去除废水中的有机物；然后在二沉池内进行泥水分离后，最后通过物化处理池去除水中溶解性生物胶体，使出水的色度和cod指标符合要求。
本发明利用空气在高压下可以迅速且大量溶解于水的特性，将空压机压缩后的高压空气通过高压空气脱硫装置底部的微气浮释放器鼓入，高压空气在上升过程中与经过增压泵增压并从装置顶部的高压喷淋装置中喷淋落下的废水接触反应，可以迅速脱除厌氧反应中的产生的硫离子，相对于传统工艺通过投加氧化剂或金属盐形成硫化物沉淀的方法，无生物毒性，高压空气可以过量投加，脱硫彻底，不会因为化学试剂投加过量而杀死水处理微生物，且运行成本低、无额外污泥产生、反应速度快、设备停留时间短、不会对空气造成污染；并且高压空气脱硫装置还能提前将废水的无氧环境改变为有氧环境，有利用后续的好氧生化处理。
作为优选，空压机的排气压力为0.3mpa~0.5mpa，增压泵的出水压力为0.35mpa~0.5mpa。在此压力范围内，空气可以大量且迅速溶于水，可以加快反应速度，减小设备停留时间，提高处理效率。
作为优选，微气浮释放器上设有释气孔，释气孔的直径为15～30μm。采用释气孔直径为15～30μm的微气浮释放器，与常规的穿孔曝气装置相比，可形成更小的气泡，提高气液接触面积，有利于空气的迅速溶解，增加反应速率。
作为优选，废水调节池进水端设有格栅井，格栅井内设有机械格栅，废水调节池内设有ph测量装置和液位控制装置，废水调节池底部设有与位于废水调节池外的鼓风机连接的穿孔曝气装置。在进水口设置格栅井，可以去除污水中的细小绒毛、线头、短纤等杂物；在调节池内设置液位控制装置用于控制调节池水位，保持进水稳定；同时通过ph测量装置了解控制进水的ph参数，有利于后续处理参数的设定；池底的穿孔曝气装置，起到曝气搅拌、降温等作用。
作为优选，厌氧反应器内设有位于反应器底部的穿孔布水排泥管、位于反应器顶部的三相分离器及位于穿孔布水排泥管和三相分离器之间的环形集水装置，所述废水调节池和厌氧反应器之间设有引水罐和调节池提升泵，所述引水罐的进水端与废水调节池连接，出水端与调节池提升泵连接，所述调节池提升泵与穿孔布水排泥管连接，厌氧反应外还设有厌氧循环泵，所述厌氧循环泵一端与环形集水装置连接，另一端与穿孔布水排泥管连接。
废水调节池的出水通过引水罐和调节池提升泵进入厌氧反应器中的穿孔布水排泥管，经穿孔布水排泥管从厌氧反应器底部泵入，与反应器内的厌氧颗粒污泥充分混合，反应后绝大部分有机物质被转化为沼气，三相分离器可以将沼气、水和污泥实现良好分离，沼气由顶部收集并进入后续沼气处理系统，废水流入后续处理系统，厌氧污泥回流至污泥床。同时，本发明还在厌氧反应器中设置了环形集水装置和厌氧循环泵，可以通过厌氧循环泵使进入环形集水装置中的部分厌氧出水实现循环，有利于充分利用厌氧出水稀释进水，从而进一步降低进水污染物浓度和ph。反应器底部设置的穿孔布水排泥管可以均匀布水，使厌氧反应器底部的污泥床一直处于悬浮膨胀状态，泥水混合效果大大提升，提高处理效果。
作为优选，系统内还包括与厌氧反应器连接的沼气处理装置，沼气处理装置内设有脱硫填料。厌氧反应器中产生的沼气经三相分离器分离后可以进入沼气处理装置，经脱硫处理后可以加以收集和利用，实现了能源的有效利用。
作为优选，好氧生化池底部设有与位于池外的鼓风机连接的可提升固定式曝气装置，所述可提升固定式曝气装置由上至下依次包括与鼓风机连接的平行于池底的进气主管、与进气主管下方垂直连接的限位立管、与限位立管通过法兰片可拆卸连接的主立管、与主立管的下端通过分配器垂直连接的微孔曝气管，以及位于微孔曝气管下方固定在池底的固定支架，所述固定支架包括竖直固定在池底的竖直支架和垂直设置在竖直支架之间的水平支架，所述分配器和固定支架通过一端设有弯钩的螺纹连接件连接，所述螺纹连接件设有弯钩的一端钩挂在水平支架上，另一端与分配器底部螺纹连接。
工作时空气经进气主管进入限位立管，流经限位立管和主立管后，通过分配器进入微孔曝气管，由微孔曝气管鼓入好氧生化池内，为池内的好氧微生物供氧，并使池内的好氧污泥保持均匀的悬浮状态，有效去除废水中的有机物。
进气主管和限位立管形成主立管的上部限位装置，固定支架作为主立管的下部限位装置，使主立管处于两端受限状态，确保主立管稳定，不易发生摆动，从而使微孔曝气管出气孔处背压稳定，池内曝气均匀，曝气管膜片使用寿命长。同时，固定支架采用竖直支架和水平支架组成的框架结构，水平支架可以在竖直方向上有一定程度的微小形变，可避免微振动对连接件的磨损，也避免了上端法兰片因振动产生的磨损，避免了该部位密封圈的频繁更换。并且限位立管与主立管之间、主立管与固定支架之间都为可拆卸连接，当装置需要维修/更换时，将上部的限位装置拆除即可将下半部分自池内提出，拆装方便，可不停产检修/更换。
作为优选，微孔曝气管与分配器螺纹连接，微孔曝气管上设有均匀分布的微孔，微孔的直径为0.5~2.0mm。该孔径的微孔曝气管产生的气泡直径小，氧传质效率高。
作为优选，二沉池顶部设有出水堰，二沉池底部设有泥斗区，二沉池外设有一端与泥斗区连接的污泥回流泵，所述污泥回流泵的另一端与好氧生化池连接。废水进入二沉池经过沉淀作用可实现泥水分离，污泥进入底部的泥斗区并在污泥回流泵的作用下回流至好氧生化池继续反应，沉淀后的清水从出水堰进入后续物化处理池继续处理。
作为优选，物化处理池包括相互连通的反应区和气浮区，反应区内设有絮凝剂投加装置和搅拌装置，气浮区靠近反应区的一侧设有溶气水释放装置，气浮区顶部设有刮泥装置和集泥槽，所述集泥槽的顶部位于刮泥装置下方。二沉池的出水先进入物化处理池的反应区，通过絮凝剂投加装置加入絮凝剂，并通过搅拌装置充分搅拌反应，使废水中的溶解性生物胶体絮凝沉淀，然后进入气浮区，通过溶气水释放装置释放出的气泡，将絮凝沉淀后的颗粒粘附，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附气泡后，形成表观密度小于水的絮体而上浮到水面，形成浮渣层而被刮泥装置刮除，进入集泥槽并最终排出，对废水进行进一步的处理，使其达到排放标准。
因此，本发明具有如下有益效果：
（1）利用厌氧反应器中的厌氧菌降解活性染料分子，打破大分子基团、脱除色度，相对于混凝脱色具有效率高、无化学污泥产生、运行费用低等优点；
（2）利用空气在高压下可以迅速且大量溶解于水的特性，通过高压空气脱硫装置可以迅速脱除厌氧反应中的产生的硫离子，相对于传统工艺通过投加氧化剂或金属盐形成硫化物沉淀的方法，无生物毒性，高压空气可以过量投加，脱硫彻底，不会因为化学试剂投加过量而杀死水处理微生物，且运行成本低、无额外污泥产生、反应速度快、设备停留时间短、不会对空气造成污染；并且高压空气脱硫装置还能提前将废水的无氧环境改变为有氧环境，有利用后续的好氧生化处理；
（3）好氧生化池中的曝气装置采用可提升固定式曝气装置，主立管稳定，不发生摆动，从而使微孔曝气管出气孔处背压稳定，池内曝气均匀，曝气管膜片使用寿命长；消除上端法兰片因震动产生的磨损，避免了该部位密封圈的频繁更换；同时，限位立管与主立管之间、主立管和固定支架之间都为可拆卸连接，当装置需要维修/更换时，将上部的限位装置拆除即可将下半部分自池内提出，拆装方便，可不停产检修/更换；固定支架采用竖直支架和水平支架组成的框架结构，水平支架可以在竖直方向上有一定程度的微小形变，可避免微振动对螺栓紧固件的磨损。
附图说明
图1是本发明的一种连接结构示意图；
图2是高压空气脱硫装置的结构示意图；
图3是好氧生化池内的可提升固定式曝气装置的结构示意图；
图4是物化处理池的结构示意图。
图中：1废水调节池、101格栅井、102机械格栅、103ph测量装置、104液位控制装置、105穿孔曝气装置、2厌氧反应器、201穿孔布水排泥管、202三相分离器、203环形集水装置、3高压空气脱硫装置、301高压喷淋装置、302微气浮释放器、4好氧生化池、401可提升固定式曝气装置、4011进气主管、4012限位立管、4013主立管、4014微孔曝气管、4015竖直支架、4016水平支架、4017法兰片、4018分配器、4019螺纹连接件、5二沉池、501出水堰、502泥斗区、6物化处理池、601反应区、602气浮区、603絮凝剂投加装置、604搅拌装置、605溶气水释放装置、606刮泥装置、607集泥槽、7空压机、8增压泵、9鼓风机、10引水罐、11调节池提升泵、12厌氧循环泵、13沼气处理装置、1301脱硫填料、14污泥回流泵。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
本发明中的附图仅为各反应池的结构和连接示意图，不代表实际摆放及管路铺设。本发明中的ph测量装置、液位控制装置、穿孔曝气装置、三相分离器、搅拌装置、泵、刮泥装置、微气浮释放器等均为现有技术中的常规装置，不是本发明的重点。
实施例：
如图1所示的实施例中，一种活性染料印染废水处理系统，包括依次通过管路连接的废水调节池1、厌氧反应器2、高压空气脱硫装置3、好氧生化池4、二沉池5及物化处理池6。
废水调节池1进水端设有格栅井101，格栅井内设有机械格栅102，废水调节池内设有ph测量装置103和液位控制装置104，废水调节池底部设有与位于废水调节池外的鼓风机6连接的穿孔曝气装置105。
厌氧反应器2内设有位于反应器底部的穿孔布水排泥管201、位于反应器顶部的三相分离器202及位于穿孔布水排泥管和三相分离器之间的环形集水装置203，废水调节池和厌氧反应器之间设有引水罐10和调节池提升泵11，引水罐的进水端与废水调节池连接，出水端与调节池提升泵连接，调节池提升泵与穿孔布水排泥管连接，厌氧反应外还设有厌氧循环泵12，厌氧循环泵一端与环形集水装置连接，另一端与穿孔布水排泥管连接。系统内还包括与厌氧反应器中的三相分离器连接的沼气处理装置13，沼气处理装置内设有脱硫填料1301。
如图2所示，高压空气脱硫装置3顶部设有高压喷淋装置301，底部设有与位于高压空气脱硫装置外的空压机7连接的微气浮释放器302，微气浮释放器上设有释气孔，释气孔的直径为20μm。厌氧反应器和高压空气脱硫装置之间设有增压泵8，增压泵一端与厌氧反应器连接，一端与高压喷淋装置连接，空压机的排气压力为0.4mpa，增压泵的出水压力为0.4mpa。
好氧生化池4底部设有与位于池外的鼓风机连接的可提升固定式曝气装置401，如图3所示，可提升固定式曝气装置由上至下依次包括与鼓风机连接的平行于池底的进气主管4011、与进气主管下方垂直连接的限位立管4012、与限位立管通过法兰片4017可拆卸连接的主立管4013、与主立管的下端通过分配器4018垂直连接的微孔曝气管4014，以及位于微孔曝气管下方固定在池底的固定支架，固定支架包括竖直固定在池底的竖直支架4015和垂直设置在竖直支架之间的水平支架4016，分配器和固定支架通过一端设有弯钩的螺纹连接件4019连接，螺纹连接件设有弯钩的一端钩挂在水平支架上，另一端与分配器底部螺纹连接。微孔曝气管与分配器螺纹连接，微孔曝气管上设有均匀分布的微孔，微孔的直径为1.0mm。
二沉池5顶部设有出水堰501，二沉池底部设有泥斗区502，二沉池外设有一端与泥斗区连接的污泥回流泵14，污泥回流泵的另一端与好氧生化池连接。
如图4所示，物化处理池6包括相互连通的反应区601和气浮区602，述反应区内设有絮凝剂投加装置603和搅拌装置604，气浮区靠近反应区的一侧设有溶气水释放装置605，气浮区顶部设有刮泥装置606和集泥槽607，集泥槽的顶部位于刮泥装置下方。
运行时，活性染料印染废水先进入废水调节池，通过格栅井中的机械格栅去除废水中的细小绒毛、线头、短纤等杂物；液位控制装置可以控制调节池水位，保持进水稳定；同时通过ph测量装置了解控制进水的ph参数，有利于后续处理参数的设定；池底的穿孔曝气装置，起到曝气搅拌、降温等作用。
废水调节池的出水通过引水罐和调节池提升泵进入厌氧反应器中的穿孔布水排泥管，经穿孔布水排泥管从厌氧反应器底部泵入，与反应器内的厌氧颗粒污泥充分混合，反应后绝大部分有机物质被转化为沼气，三相分离器可以将沼气、水和污泥实现良好分离，沼气由顶部收集并进入后续沼气处理系统，废水流入后续处理系统，厌氧污泥回流至污泥床。同时，厌氧循环泵使进入环形集水装置中的部分厌氧出水实现循环，有利于充分利用厌氧出水稀释进水，从而进一步降低进水污染物浓度和ph。厌氧反应器底部设置的穿孔布水排泥管可以均匀布水，使厌氧反应器底部的污泥床一直处于悬浮膨胀状态，泥水混合效果大大提升，提高处理效果。
厌氧反应器的出水经增压泵增压到0.4mpa后从高压空气脱硫装置顶部的高压喷淋装置中喷淋落下，同时经空压机压缩后的压力为0.4mpa的高压空气从高压空气脱硫装置底部的微气浮释放器中鼓入，高压空气在上升过程中与经过增压泵增压并从装置顶部的高压喷淋装置中喷淋落下的废水接触并发送反应，可以迅速脱除厌氧反应中的产生的硫离子。
高压空气脱硫装置的出水进入好氧生化池中，通过好氧生化池底部的曝气装置不断鼓入空气，在好氧微生物的作用下进一步去除废水中的有机物。
好氧生化池的出水进入二沉池进行泥水分离，沉淀下来的污泥进入底部的泥斗区并在污泥回流泵的作用下回流至好氧生化池继续反应，沉淀后的清水从出水堰进入物化处理池。
二沉池的出水先进入物化处理池的反应区，通过絮凝剂投加装置加入絮凝剂，并通过搅拌装置充分搅拌反应，使废水中的溶解性生物胶体絮凝沉淀，然后进入气浮区，通过溶气水释放装置释放出的气泡，将絮凝沉淀后的颗粒粘附，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附气泡后，形成表观密度小于水的絮体而上浮到水面，形成浮渣层而被刮泥装置刮除，进入集泥槽并最终排出，物化处理池的最终出水满足排放要求。
使用上述处理系统处理活性染料印染废水，进水cod为1500mg/l，ss（悬浮物）为400mg/l，色度为400倍；出水cod为150mg/l，ss为10mg/l，色度为40倍，满足cod为250mg/l，ss为40mg/l，色度为80倍的排放标准。
1.一种活性染料印染废水处理系统，其特征是，包括依次通过管路连接的废水调节池（1）、厌氧反应器（2）、高压空气脱硫装置（3）、好氧生化池（4）、二沉池（5）及物化处理池（6），所述高压空气脱硫装置顶部设有高压喷淋装置（301），底部设有与位于高压空气脱硫装置外的空压机（7）连接的微气浮释放器（302），所述厌氧反应器和高压空气脱硫装置之间设有增压泵（8），所述增压泵一端与厌氧反应器连接，一端与高压喷淋装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种活性染料印染废水处理系统，其特征是，所述空压机的排气压力为0.3mpa~0.5mpa，所述增压泵的出水压力为0.35mpa~0.5mpa。
3.根据权利要求1或2所述的一种活性染料印染废水处理系统，其特征是，所述微气浮释放器上设有释气孔，所述释气孔的直径为15～30μm。
4.根据权利要求1所述的一种活性染料印染废水处理系统，其特征是，所述废水调节池进水端设有格栅井（101），格栅井内设有机械格栅（102），废水调节池内设有ph测量装置（103）和液位控制装置（104），废水调节池底部设有与位于废水调节池外的鼓风机（9）连接的穿孔曝气装置（105）。
5.根据权利要求1所述的一种活性染料印染废水处理系统，其特征是，所述厌氧反应器内设有位于反应器底部的穿孔布水排泥管（201）、位于反应器顶部的三相分离器（202）及位于穿孔布水排泥管和三相分离器之间的环形集水装置（203），所述废水调节池和厌氧反应器之间设有引水罐（10）和调节池提升泵（11），所述引水罐的进水端与废水调节池连接，出水端与调节池提升泵连接，所述调节池提升泵与穿孔布水排泥管连接，厌氧反应外还设有厌氧循环泵（12），所述厌氧循环泵一端与环形集水装置连接，另一端与穿孔布水排泥管连接。
6.根据权利要求1或5所述的一种活性染料印染废水处理系统，其特征是，系统内还包括与厌氧反应器连接的沼气处理装置（13），所述沼气处理装置内设有脱硫填料（1301）。
7.根据权利要求1所述的一种活性染料印染废水处理系统，其特征是，所述好氧生化池底部设有与位于池外的鼓风机连接的可提升固定式曝气装置（401），所述可提升固定式曝气装置由上至下依次包括与鼓风机连接的平行于池底的进气主管（4011）、与进气主管下方垂直连接的限位立管（4012）、与限位立管通过法兰片（4017）可拆卸连接的主立管（4013）、与主立管的下端通过分配器（4018）垂直连接的微孔曝气管（4014），以及位于微孔曝气管下方固定在池底的固定支架，所述固定支架包括竖直固定在池底的竖直支架（4015）和垂直设置在竖直支架之间的水平支架（4016），所述分配器和固定支架通过一端设有弯钩的螺纹连接件（4019）连接，所述螺纹连接件设有弯钩的一端钩挂在水平支架上，另一端与分配器底部螺纹连接。
8.根据权利要求7所述的一种活性染料印染废水处理系统，其特征是，所述微孔曝气管与分配器螺纹连接，微孔曝气管上设有均匀分布的微孔，所述微孔的直径为0.5~2.0mm。
9.根据权利要求1所述的一种活性染料印染废水处理系统，其特征是，所述二沉池顶部设有出水堰（501），二沉池底部设有泥斗区（502），二沉池外设有一端与泥斗区连接的污泥回流泵（14），所述污泥回流泵的另一端与好氧生化池连接。
10.根据权利要求1所述的一种活性染料印染废水处理系统，其特征是，所述物化处理池包括相互连通的反应区（601）和气浮区（602），所述反应区内设有絮凝剂投加装置（603）和搅拌装置（604），所述气浮区靠近反应区的一侧设有溶气水释放装置（605），气浮区顶部设有刮泥装置（606）和集泥槽（607），所述集泥槽的顶部位于刮泥装置下方。
技术总结