專(zhuān)利名稱(chēng)：一種印染廢水處理零排放裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于環(huán)境保護(hù)、廢水處理領(lǐng)域，特別涉及一種高濃高鹽印染廢水處理 零排放的裝置。
技術(shù)背景印染行業(yè)不僅用水量大而且是行業(yè)中的排水大戶(hù)，約占工業(yè)總排水量的35%。印 染廢水中含鹽最高的是染色廢水，高鹽染色廢水占總水量的20%左右，而鹽分占總鹽量的 70% 80%。印染廢水排放量大，成分復(fù)雜，污染物濃度高，同時(shí)含鹽量較高。1萬(wàn)噸廢水 中，通常含鹽40t 50t，且同時(shí)含有一價(jià)和二價(jià)鹽。印染廢水的常用處理方法可分為物理法、化學(xué)法與生物法三類(lèi)。物理法主要有格 柵與篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)、沉淀、氣浮、過(guò)濾、膜技術(shù)等，化學(xué)法有中和、混凝、電解、氧化、吸附、消毒 等，生物法有厭氧生物法、好氧生物法、兼氧生物法。目前，國(guó)內(nèi)的印染廢水處理手段以生物 法為主，輔以物理法與化學(xué)法。由于近年來(lái)化纖織物的發(fā)展和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步，使新 型染料、PVA漿料、新型助劑等難生化降解有機(jī)物大量進(jìn)入印染廢水，給處理增加了難度。原 有的生物處理系統(tǒng)COD去除率大都由原來(lái)的70%下降到50%左右，甚至更低。色度的去除 是印染廢水處理的一大難題，舊的生化法在脫色方面一直不能令人滿(mǎn)意。此外，PVA等化學(xué) 漿料造成的COD占印染廢水總COD的比例相當(dāng)大，但由于它們很難被普通微生物所利用而 使其去除率只有20% 30%。針對(duì)上述問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外都開(kāi)展了一些研究工作。全棉印染廢水具有兩個(gè)基本特征即含有高色度、高化學(xué)需氧量、低生化需氧量、 高PH，二是具有高含鹽量，表現(xiàn)為高電導(dǎo)率，針對(duì)上述特點(diǎn)，要處理高色度、高化學(xué)需氧量、 低生化需氧量污水排除了常用生物氧化方案
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型適用于處理高COD含量、高含鹽量的難處理印染廢水，能彌補(bǔ)常規(guī)生 物處理難以處理高濃高鹽印染廢水的缺陷，能將印染廢水中的鹽濃縮為固體鹽，實(shí)現(xiàn)印染 廢水零排放，且出水水質(zhì)好，不僅能回用于印染工藝的部分工段，節(jié)約用水量，而且解決了 常規(guī)膜分離系統(tǒng)濃水難處理的問(wèn)題。本實(shí)用新型裝置包括物化前處理、RO除鹽系統(tǒng)及濃水 處理三部分，物化前處理包括混凝沉降11、沉淀池12和UF13三部分。采用耐腐蝕自吸泵 Ml直接從印染車(chē)間流水線上取原水至調(diào)節(jié)池1中冷卻降溫，并通過(guò)PAM加藥泵M3、PAC加藥 泵M4、脫色劑加藥泵M5、pH調(diào)節(jié)劑加藥泵M6依次在泵M2前加入pH調(diào)節(jié)劑、脫色劑、PAC、 PAM，藥水混合物進(jìn)入混凝沉降罐11，上清液通過(guò)溢流堰18進(jìn)入到斜板沉淀池12內(nèi)。料液 在斜板沉淀池12內(nèi)進(jìn)一步分離沉降，上清液通過(guò)穿孔集水管收集后自流進(jìn)入超濾中間水 箱6。超濾膜選用國(guó)產(chǎn)大通量抗污染管式超濾膜組件13，采用錯(cuò)流過(guò)濾形式，10%濃水回流 到調(diào)節(jié)池1，其余濃水外部循環(huán)，占處理要求50%的出水進(jìn)入一級(jí)RO循環(huán)桶8。RO系統(tǒng)分一、二兩級(jí)，一級(jí)RO循環(huán)桶內(nèi)原水經(jīng)保安過(guò)濾器20進(jìn)入一級(jí)反滲透裝置 14，占處理量50%的一級(jí)反滲透濃水進(jìn)入二級(jí)高壓反滲透循環(huán)池9，作為二級(jí)RO系統(tǒng)15的進(jìn)水，一級(jí)、二級(jí)反滲透淡水混合進(jìn)入清水箱10作為系統(tǒng)最終出水，可回用到部分工段；占 處理量25%的二級(jí)反滲透高濃水進(jìn)入膜蒸餾系統(tǒng)16。膜蒸餾系統(tǒng)16采用國(guó)際先進(jìn)的多孔疏水性中空纖維蒸餾膜，利用分質(zhì)排放的低 濃水廢熱使?jié)馑麴s，得到飽和溶液，最終通過(guò)冷凝和結(jié)晶得到蒸餾水和固體鹽。本實(shí)用新型理論依據(jù)本實(shí)用新型采用了化學(xué)混凝法去解決高色度、可生化性差污水降色度、將CODcr 問(wèn)題，高鹽度水采用了反滲透膜法脫鹽，提高了廢水回收率。為滿(mǎn)足RO膜進(jìn)水時(shí)對(duì)水中顆 粒限制的要求，在進(jìn)入RO前增加了超濾單元?，F(xiàn)在對(duì)RO的研究和應(yīng)用日益被水處理行業(yè)所熟知，許多成功的海水淡化廠的建 設(shè)和長(zhǎng)期實(shí)踐運(yùn)行證明了這是一個(gè)日趨成熟的技術(shù)，所以用于處理高鹽度水是首選的工藝 技術(shù)。當(dāng)攜帶大量色度、化學(xué)耗氧量成分的高鹽度廢水采用RO技術(shù)仍是一個(gè)棘手的難題， 表現(xiàn)為高濃度有機(jī)物對(duì)膜的污染，清洗恢復(fù)能力有限，造成膜透水能力較快衰減，膜的使用 壽命縮短，成本提高。因此本系統(tǒng)前處理盡量降低進(jìn)入RO膜的污染物濃度，后道主要依據(jù) 水力清洗、化學(xué)清洗以及添加阻垢劑來(lái)緩解膜通量的衰減。要降低后續(xù)RO膜有機(jī)污染，應(yīng)積極地在前處理中盡量的去除COD、色度、濁度，創(chuàng) 造一個(gè)合理的分段處理工藝條件，保證設(shè)備能正常運(yùn)行。在印染行業(yè)，現(xiàn)在普遍使用的有活 性染料和士林染料，染料溶于水后大量以膠體和離子的形式存在，這些膠體顆粒小，帶有負(fù) 電荷，許多印染廠都是根據(jù)訂單決定使用染料生產(chǎn)批量，它對(duì)廢水處理關(guān)系很重要。去除水 中這些有機(jī)物與水的PH值有關(guān)，投加絮凝劑和高分子脫色劑的品種，投加量及組合、配比 與去除色度去除COD效果有關(guān)，因此我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)混凝沉降反應(yīng)器和斜板反應(yīng)器，計(jì)算 了水力條件來(lái)驗(yàn)證結(jié)果。一些研究成果認(rèn)為，殘留染料的去除與水的PH有關(guān)，投加高效去色去污高分子絮 凝劑(助凝劑)和無(wú)機(jī)聚合凝聚劑的優(yōu)化配比組成能去除大部分色度和COD。本系統(tǒng)采用管式超濾膜，雖然膜價(jià)格比中空纖維膜高，但中空對(duì)預(yù)處理要求高， 尤其在高鹽高濃度廢水的預(yù)處理中，管式膜錯(cuò)流不堵塞、抗污染等特性是中空膜無(wú)法比擬 的，使用管式膜可確保整個(gè)廢水處理系統(tǒng)長(zhǎng)期、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行！大大減少了膜更換成本和 清洗費(fèi)用。從設(shè)備投入和運(yùn)行費(fèi)用綜合效益分析管式膜在高濃度廢水處理中性?xún)r(jià)比價(jià)高。 大通量超濾膜的應(yīng)用，又可幫助去除剩余濁度和膠體，使前段預(yù)處理既達(dá)到符合RO進(jìn)水的 SDI指標(biāo)，同時(shí)又降低了后續(xù)對(duì)RO攜帶的有機(jī)物污染，使整個(gè)系統(tǒng)趨于合理，去色去污份額 分配更利于運(yùn)行和各單元功能更突出。本實(shí)用新型處理效果當(dāng)進(jìn)水電導(dǎo)平均為17581 μ s · cm_l，CODcr平均為8^mg/L，色度平均為1709cu， 經(jīng)本實(shí)用新型系統(tǒng)出水電導(dǎo)平均為642 μ s. cm-1,出水CODcr平均為Mmg/L，出水濁度平均 為0. 1NTU，出水色度平均為2. 5cu，去除率分別為96. 35%,95. 3%,99. 7%,99. 5%，達(dá)到了 甲國(guó)家農(nóng)田灌溉的水質(zhì)要求，在一定條件下可考慮作工業(yè)用水回用。本實(shí)用新型系統(tǒng)具有投入較低、運(yùn)行成本很低、占地面積小、安全、穩(wěn)定、可靠，人 員操作費(fèi)用和設(shè)備維修費(fèi)用低的特點(diǎn)，還可以從濃縮液中進(jìn)行能量回收，進(jìn)一步降低運(yùn)營(yíng) 成本。本實(shí)用新型系統(tǒng)適用于棉染行業(yè)高濃高鹽印染廢水的處理，對(duì)節(jié)約水資源意義重大，能為水資源較為緊張的高原鹽堿地區(qū)(如新疆等)利用自身棉花資源豐富、電力資源較 便宜、引進(jìn)需水量大的印染企業(yè)開(kāi)辟了一條新的出路。


圖1為本實(shí)用新型處理系統(tǒng)的處理示意圖。圖中零部件、部位及編號(hào)取水泵Ml、提升泵M2、PAM加藥泵M3、PAC加藥泵M4、脫 色劑加藥泵M5、pH調(diào)節(jié)劑加藥泵M6、超濾循環(huán)泵M7、一級(jí)RO增壓泵M8、二級(jí)RO增壓泵M9、 調(diào)節(jié)池1、PAM藥罐2、PAC藥罐3、脫色劑罐4、pH調(diào)節(jié)劑罐5、超濾循環(huán)池6、清洗循環(huán)池7、 一級(jí)RO循環(huán)池7、二級(jí)RO循環(huán)池9、清水池10、混凝沉降罐11、斜板沉淀池12、超濾設(shè)備13、 一級(jí)RO設(shè)備14、二級(jí)RO設(shè)備15、膜蒸餾設(shè)備16、混凝沉降罐側(cè)方形區(qū)域17、溢流堰18、斜 板19、保安過(guò)濾器20圖2為本實(shí)用新型處理系統(tǒng)內(nèi)膜蒸餾系統(tǒng)運(yùn)行示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施例，并結(jié)合說(shuō)明附圖，對(duì)本實(shí)用新型系統(tǒng)操作做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例應(yīng)用本系統(tǒng)處理棉染高濃高鹽印染廢水，采用耐腐蝕自吸泵Ml直接從印 染車(chē)間流水線上取原水，取水時(shí)記錄所用染料種類(lèi)，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電導(dǎo)率并注意調(diào)節(jié)取水 閥門(mén)的大小，盡量保證所取原水電導(dǎo)率，以保證濃縮倍數(shù)。原水經(jīng)提升泵M2進(jìn)入到混凝沉降罐11內(nèi)，提升泵M2前通過(guò)PAM加藥泵M3、PAC 加藥泵M4、脫色劑加藥泵M5、pH調(diào)節(jié)劑加藥泵M6依次在泵M2前加入pH調(diào)節(jié)劑、脫色劑、 PAC、PAM。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33%的工業(yè)鹽酸與水按體積比1 2配制，根據(jù)進(jìn)水pH值不同，加藥 量為6-23L/h，則加藥量為1. 98 7. 59kg/t ；PAC配成20%濃度的溶液按照3. 75L/h的量 加入，加藥量為650g/t ；PAM配成5%。濃度的溶液按照10L/h的量加入，加藥量為0. 5g/t，加 藥量不宜過(guò)大，否則會(huì)造成膜污染，影響膜的使用壽命。藥水混合物進(jìn)入混凝沉降罐11停 留1.證后上清液通過(guò)溢流堰18進(jìn)入到斜板沉淀池12內(nèi)。料液在斜板沉淀池12內(nèi)進(jìn)一步 分離沉降，停留2. 4h后上清液通過(guò)穿孔集水管收集后進(jìn)入超濾中間水箱6。超濾膜系統(tǒng)13選用某國(guó)產(chǎn)19通道親水性PVDF有機(jī)管式膜，支撐層為超薄型，一 般情況下不會(huì)在支撐層內(nèi)形成堵死，能處理高含固量物質(zhì)、高濃度液流；能有效地控制濃 差極化和污垢，可大范圍地調(diào)節(jié)料液的流速；料液以高流速通過(guò)管腔內(nèi)膜面產(chǎn)生錯(cuò)流，物質(zhì) 不容易在膜面堆積形成結(jié)垢，延長(zhǎng)了膜清洗的周期。采用錯(cuò)流過(guò)濾形式，10%濃水回流到調(diào) 節(jié)池1，其余濃水外部循環(huán)，操作壓力為0. 045 0. 18Mpa，處理出水進(jìn)入一級(jí)RO循環(huán)池8， 一級(jí)RO系統(tǒng)前設(shè)置保安過(guò)濾器20。一級(jí)RO系統(tǒng)14采用膜材質(zhì)為芳香族聚酰胺復(fù)合材料，操作壓力為1. 4 1. 8Mpa, 回收率為50 %，能截留96 %的鹽類(lèi)物質(zhì)，占總處理量50 %的濃水進(jìn)入到二級(jí)反滲透15進(jìn)行 進(jìn)一步脫鹽濃縮；二級(jí)反滲透系統(tǒng)15膜材質(zhì)為芳香族聚酰胺復(fù)合材料，操作壓力為2. 2 4. 4Mpa,回收率為50%，能截留98%以上的鹽類(lèi)物質(zhì)，占總處理量25%的、濃縮3倍以上的 高濃水進(jìn)入到蒸發(fā)系統(tǒng)16。經(jīng)過(guò)預(yù)處理+反滲透的高濃水經(jīng)過(guò)熱交換器加熱后進(jìn)入蒸發(fā)膜1，透過(guò)膜的蒸汽 被吹到冷凝器冷凝成純凈水。剩余濃水經(jīng)熱交換器加熱后進(jìn)入下一級(jí)蒸發(fā)膜2繼續(xù)蒸發(fā) 濃縮，透過(guò)膜的蒸汽被吹到冷凝器冷凝成純凈水。RO濃水經(jīng)過(guò)η級(jí)蒸發(fā)膜蒸發(fā)濃縮后得到 35% (結(jié)晶濃度)濃縮液進(jìn)入結(jié)晶器，最終得到固體鹽作為固體廢棄物處理，或進(jìn)行綜合利用，透過(guò)各級(jí)蒸發(fā)膜的蒸汽經(jīng)冷凝器冷凝后得到純凈水。當(dāng)蒸餾膜能充分利用低溫廢熱時(shí)，其運(yùn)行成本會(huì)明顯下降。新疆印染廢水總水量 為20000噸/天，其中18000噸/天為低污染廢水，平均水溫45度。經(jīng)冷卻至25度后采 用生物處理法達(dá)農(nóng)灌標(biāo)準(zhǔn)回用。如能將生化廢水處理中需冷卻塔冷卻的廢熱加以利用，不 僅大大降低了 18000噸冷卻廢水的費(fèi)用，還可利用這些廢熱來(lái)蒸餾處理600噸的濃縮廢水， (低溫沸熱利用率達(dá)70%左右)回收531噸純水和69噸復(fù)合鹽。而膜蒸餾完全利用廢熱處理濃縮廢水時(shí)，預(yù)處理工藝中反滲透膜等設(shè)備就無(wú)需 達(dá)到最大運(yùn)行狀態(tài)，只需回收70%的淡水即可達(dá)到系統(tǒng)處理目標(biāo)。70%的回收率將是整個(gè) 預(yù)處理系統(tǒng)處于中等負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)，可使系統(tǒng)更加穩(wěn)定、安全、長(zhǎng)期運(yùn)行。延長(zhǎng)設(shè)備使用 壽命，進(jìn)一步降低工程成本。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中注意到回收率的問(wèn)題?；炷两倒?1、沉淀池12排泥水進(jìn)入廠內(nèi)生 化池內(nèi)回收，UF和RO水力清洗水回入調(diào)節(jié)池1再處理不漏失，化學(xué)清洗水中和后進(jìn)入調(diào)節(jié) 池1在利用，使水的利用率保持高的水平。
權(quán)利要求1.一種印染廢水處理零排放裝置，其特征在于該裝置包括物化前處理、RO除鹽系統(tǒng) 及濃水處理三部分組成；物化前處理部分包括調(diào)節(jié)池(1)、混凝沉降罐(11)、沉淀池(12)、 管式超濾膜(1 四部分組成；RO除鹽系統(tǒng)包括一級(jí)RO系統(tǒng)(14)、二級(jí)RO系統(tǒng)(15)，一級(jí) RO濃水作為二級(jí)RO進(jìn)水；濃水處理部分是指膜蒸餾系統(tǒng)(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印染廢水處理零排放裝置，其特征在于調(diào)節(jié)池(1)通過(guò)自 吸泵(Ml)從車(chē)間生產(chǎn)線上直接取水，調(diào)節(jié)池(1)與混凝沉降罐(11)之間以提升泵(M2)連 接，并通過(guò)PAM加藥泵(M3)、PAC加藥泵(M4)、脫色劑加藥泵(M5)、pH調(diào)節(jié)劑加藥泵(M6) 依次在提升泵(M2)前加入pH調(diào)節(jié)劑、脫色劑、PAC、PAM。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印染廢水處理零排放裝置，其特征在于混凝沉降罐(11)體 側(cè)設(shè)計(jì)有一方形區(qū)域(17)，用以進(jìn)行藥水在泵后的充分混合，上部有溢流堰(18)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印染廢水處理零排放裝置，其特征在于沉淀池(1 內(nèi)放置 斜板(19)，混凝沉降罐(11)上清液通過(guò)溢流堰(18)經(jīng)管道自流進(jìn)入沉淀池(12)，沉淀池 上方設(shè)穿孔集水管，上清液經(jīng)管道自流進(jìn)入超濾循環(huán)池(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印染廢水處理零排放裝置，其特征在于超濾系統(tǒng)膜組件 (13)選用某國(guó)產(chǎn)抗污染管式超濾膜，采用錯(cuò)流過(guò)濾形式，處理出水進(jìn)入RO系統(tǒng)進(jìn)行脫鹽處 理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印染廢水處理零排放裝置，其特征在于一級(jí)RO淡水排放到 清水箱(10)作為系統(tǒng)出水的一部分，二級(jí)RO淡水排放到清水箱(10)也作為系統(tǒng)出水的一 部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印染廢水處理零排放裝置，其特征在于該裝置濃水處理部 分采用的技術(shù)是膜蒸餾技術(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印染廢水處理零排放裝置，其特征在于濃水處理部分的膜 蒸餾設(shè)備(16)是由熱交換器、蒸發(fā)膜、結(jié)晶器、冷凝器組成。
專(zhuān)利摘要一種印染廢水處理零排放裝置，處理對(duì)象為分質(zhì)排放的高濃高鹽印染廢水，系統(tǒng)包括物化前處理、RO除鹽系統(tǒng)及濃水處理三部分。物化前處理包括混凝沉降、沉淀池和UF三部分；RO系統(tǒng)分低壓和高壓兩級(jí)，管式超濾淡水進(jìn)入一級(jí)低壓反滲透，一級(jí)反滲透濃水進(jìn)入二級(jí)高壓反滲透，一級(jí)、二級(jí)反滲透淡水混合作為系統(tǒng)最終出水，可回用到部分工段；二級(jí)反滲透濃水進(jìn)入膜蒸餾系統(tǒng)，利用分質(zhì)排放的低濃度水的廢熱使?jié)馑麴s，得到飽和溶液，最終通過(guò)冷凝和結(jié)晶得到蒸餾水和固體鹽。該系統(tǒng)是一項(xiàng)節(jié)能環(huán)保、低碳的新型印染廢水處理工藝，能實(shí)現(xiàn)零排放，為高濃高鹽印染廢水處理提供新的解決途徑。
文檔編號(hào)C02F103/30GK201864630SQ201020546358
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者卜靜, 岳軍山, 常立, 謝愛(ài)軍, 黃建初 申請(qǐng)人:上海立昌環(huán)境工程有限公司