本發(fā)明涉及一種印染廢水的處理技術，具體地說是一種凹凸棒石催化劑深度處理印染廢水的技術，屬于環(huán)境工程技術領域。

背景技術：

印染廢水是加工棉、麻、絲、毛、化學纖維及其混紡產(chǎn)品為主的印染廠排出的廢水。印染廢水水量較大，每印染加工1噸紡織品耗水100～200噸，其中80～90％成為廢水。印染行業(yè)是工業(yè)廢水排放大戶，據(jù)不完全統(tǒng)計，全國印染廢水每天排放量為3×10⁶～4×10⁶m³。紡織工業(yè)發(fā)展主要阻礙之一是環(huán)保節(jié)能(低碳)問題，環(huán)保的主要問題是廢水，而約80％紡織廢水來自于印染行業(yè)。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2012年紡織工業(yè)廢水排放量約23億噸左右，居各工業(yè)行業(yè)第3位，占全國工業(yè)廢水排放量的10.60％。紡織工業(yè)排放廢水中化學需氧量(COD_Cr)排放量31.4萬噸，居各工業(yè)行業(yè)第4位，占全國工業(yè)廢水COD_Cr的7.76％。印染廢水中含有染料、漿料、助劑、油劑、酸堿、纖維雜質(zhì)、砂類物質(zhì)、無機鹽等。紡織印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、堿性大、色度高、pH較高，生物難降解物多及水質(zhì)變化大等特點，屬難處理的工業(yè)廢水之一。

目前用于印染廢水處理的主要方法有物化法、生化法、化學法、電化學法、膜分離技術以及幾種工藝結合的處理方法。由于目前的染色介質(zhì)以水為主，所以絕大部分染料均易溶于水，而且由于染料有許多為環(huán)狀鏈環(huán)狀結構，分子量較大，多數(shù)染料在水中都能形成親水性膠體，使得印染廢水的常規(guī)脫色變得非常困難；印染廢水生物降解性差，脫色困難，印染廢水的脫色效果是評價廢水處理方法是否有效的關鍵指標之一。常用的處理途徑是絮凝再絮凝，生化再生化的消極處理方法，工程占地面積大、流程長、基建和運行費用高、處理效果不穩(wěn)定。

仿真絲的興起和印染后整理技術的進步，使PVA漿料、人造絲堿解物(主要是鄰苯二甲酸類物質(zhì))、新型助劑等難生化降解有機物大量進入印染廢水，其COD濃度也由原來的數(shù)百mg/L上升到2000～3000mg/L，從而使原有的生物處理系統(tǒng)COD去除率從70％下降到50％左右，甚至更低。傳統(tǒng)的生物處理工藝已受到嚴重挑戰(zhàn)；傳統(tǒng)的化學沉淀和氣浮法對這類印染廢水的COD去除率也僅為30％左右。電化學法、膜分離技術雖然處理效果較好，但由于投資成本大，運行費用高，一般企業(yè)用不起，也只適合小規(guī)模水量的應用。尤其是經(jīng)初次生化處理的印染廢水可生化性更差，COD去除率不足30％。隨著國家和社會對環(huán)境保護要求的日益重視和對可持續(xù)發(fā)展的要求，三河三湖流域要求達到一級A排放標準。因此，傳統(tǒng)的處理方法已越來越難以滿足生產(chǎn)和環(huán)保的要求。為此開發(fā)經(jīng)濟有效的印染廢水處理和深度處理技術日益成為當今環(huán)保行業(yè)關注的課題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對印染廢水經(jīng)初次生化處理后可生化性更差的特點，旨在提供一種凹凸棒石催化劑深度處理印染廢水的技術。本發(fā)明可有效提高生化反應效率及增強對有機物降解能力，同時降低廢水處理成本；本發(fā)明工藝操作方便，有利于工程實際應用及對已有印染廢水處理流程的技術改造。

本發(fā)明凹凸棒石催化劑深度處理印染廢水的技術，是將經(jīng)初次生化處理后的印染廢水收集至調(diào)節(jié)池，經(jīng)水量和水質(zhì)調(diào)節(jié)后送入混凝沉淀池進行混凝沉淀處理以去除懸浮物和部分有機物，隨后印染廢水送入?yún)捬醭剡M行酸化水解，把大分子有機物分解成小分子有機物以提高可生化性，出水在凹凸棒石催化劑的存在下采用缺氧-好氧法處理，去除有機物、色度及氨氮后達標排放。

凹凸棒石催化劑由納米級凹凸棒石、碳和活性組分構成，其中納米級凹凸棒石、碳、活性組分的質(zhì)量比為1：(0.1-1.5)：(0.01-0.5)。

所述碳為活性炭、果殼碳、焦碳、竹碳、木碳中的一種或幾種，比例任意，粒徑為100～400目。

所述活性組分是由過渡金屬及稀土元素中的一種或幾種組成，粒徑為100～400目。

所述凹凸棒石催化劑的粒徑為100～400目。

本發(fā)明凹凸棒石催化劑深度處理印染廢水的技術，包括如下步驟：

1、將經(jīng)初次生化處理后的印染廢水收集至調(diào)節(jié)池，進行水量和水質(zhì)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)時間控制在8小時以上，使進水混合均勻；

2、經(jīng)水量和水質(zhì)調(diào)節(jié)后的印染廢水泵送入混凝沉淀池，與混凝劑混合進行混凝沉淀處理；所投加混凝劑的品種與數(shù)量視印染廢水的水質(zhì)水量而定。當印染廢水的pH值在7.0～11.0時選擇PFC、PSFC、PAM、硫酸亞鐵中的一種或幾種作為混凝劑；當印染廢水的pH值在3.0～7.0范圍內(nèi)時選擇PAC、PAM或石灰-硫酸亞鐵等其他混凝劑?；炷恋沓乜梢允瞧搅魇交蜉椓魇?。平流式沉淀池占地面積大，結構簡單，造價較低；輻流式沉淀池占地面積小，結構復雜，造價較高?；炷恋沓匚勰嗯湃胛勰酀饪s池濃縮后用板框壓濾機、帶式框壓濾機或離心脫水機脫水處理。

3、混凝沉淀池出水送入?yún)捬醭剡M行酸化水解，將大分子有機物分解成小分子有機物以提高可生化性，同時，懸浮固體物質(zhì)被水解為可溶性物質(zhì)，可提高COD去除率。

厭氧池水力停留時間≥2小時，水溫為常溫。

4、厭氧池出水送入缺氧-好氧生化池，缺氧-好氧生化池采用內(nèi)循環(huán)生物脫氮工藝，厭氧池出水首先在缺氧生化池進行反硝化反應，隨后再進入好氧生化池進行硝化反應，經(jīng)好氧生化池處理后的廢水循環(huán)回流至缺氧生化池，與缺氧生化池內(nèi)的廢水混合，形成缺氧環(huán)境，產(chǎn)生反硝化反應，把好氧過程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽和硝酸鹽還原成分子氮而脫氮：

4NO₃^-+4H⁺+5CH₂O＝5CO₂+2N₂+7H₂O

好氧生化池為活性污泥氧化溝，可選用卡魯塞爾氧化溝、三溝式氧化溝、Orbal氧化溝、一體式氧化溝中的一種，其曝氣池呈封閉的溝榘形，污水和活性污泥的混合液在其中不斷循環(huán)流動。在好氧生化池內(nèi)投加有凹凸棒石催化劑，投加量為廢水體積的(1～5)/10000。

內(nèi)循環(huán)過程是廢水和污泥一起循環(huán)，水力停留時間為20-30小時，回流比為100％～400％。

所述凹凸棒石催化劑由納米級凹凸棒石、碳及活性組分組成，質(zhì)量比為1：(0.1-1.5)：(0.01-0.5)，經(jīng)加工制成粒徑為100～400目細粉。凹凸棒石為含水富鎂鋁硅酸鹽纖維狀粘土礦物，顆粒微小，凹凸棒石晶體直徑為20～40nm，為納米材料；凹凸棒石具有發(fā)育的微孔孔道，截面積為因而具有很大的內(nèi)表面積，凹凸棒石的內(nèi)表面積大約為600m²/g，外表面積大約為300m²/g，展現(xiàn)出優(yōu)良的物理化學性質(zhì)，主要表現(xiàn)在流變性、吸附性和催化性等方面；碳和活性組分更加增強了催化效果。利用凹凸棒石研制的凹凸棒石催化劑對處理各種高濃度有機廢水、難處理的印染廢水和生活污水具有很強的凈化功能，能把廢水中的有機污染物催化氧化成二氧化碳和水而除去。在好氧池內(nèi)，凹凸棒石催化劑與活性污泥混合在一起，提高了污泥濃度，并可與活性污泥一起反復使用。

5、缺氧-好氧生化池出水經(jīng)二次沉淀池沉淀后再經(jīng)V型濾池過濾、紫外消毒后達標排放。生化處理的剩余污泥通過污泥濃縮池濃縮后用板框壓濾機、帶式框壓濾機或離心脫水機脫水處理。

本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

在混凝沉淀池所投加混凝劑的品種與數(shù)量視廢水水質(zhì)水量而定，對不同的難處理印染廢水投加不同的混凝劑和投加量來提高混凝沉淀效果；在缺氧-好氧生化池處理時，通過好氧-缺氧回流，形成缺氧環(huán)境，產(chǎn)生反硝化反應，把好氧過程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽和硝酸鹽還原成分子氮而脫氮；在好氧生化池內(nèi)對處理各種高濃度有機廢水、難處理的印染廢水和生活污水具有很強的凈化功能，能把廢水中的有機污染物催化氧化成二氧化碳和水而除去。

本發(fā)明在缺氧-好氧生化池處理時，投加有高效凹凸棒石催化劑，增強了好氧生化處理能力和效果，提高對難處理的印染廢水生化處理效果，實現(xiàn)高難處理的印染廢水中COD、色度、氨氮的同時高效去除，達標排放。

本發(fā)明可有效提高生化反應效率及對有機物降解能力，同時，降低廢水處理成本，工藝操作方便，有利于工程實際應用及對已有印染廢水處理工程的技術改造。

附圖說明

圖1為本發(fā)明凹凸棒石催化劑深度處理印染廢水的工藝流程圖。

具體實施方式

以下實施例旨在對本發(fā)明的技術方案作進一步的分析說明，并不是對本發(fā)明技術方案的限定。

實施例1：

本實施例中凹凸棒石催化劑深度處理印染廢水的方法如下：

1、將經(jīng)初次生化處理后的印染廢水收集至調(diào)節(jié)池，進行水量和水質(zhì)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)時間控制在8小時以上，使進水混合均勻；

2、經(jīng)水量和水質(zhì)調(diào)節(jié)后的印染廢水用提升泵按150m³/h的流量泵送入混凝沉淀池，與混凝劑混合進行混凝沉淀處理；印染廢水的pH值為6.0，以PAC和PAM作為混凝劑，PAC按廢水質(zhì)量0.01-0.03％的比例投加，PAM按廢水質(zhì)量0.001-0.003％的比例投加(PAC和PAM分別配置成質(zhì)量濃度為10％的溶液，然后投加)，充分混合后進入輻流式沉淀池沉淀，水力停留時間2小時；混凝沉淀池污泥排入污泥濃縮池濃縮后用離心脫水機脫水處理。

3、混凝沉淀池出水按150m³/h的流量泵送入?yún)捬醭剡M行酸化水解，將大分子有機物分解成小分子有機物以提高可生化性，同時，懸浮固體物質(zhì)被水解為可溶性物質(zhì)，可提高COD去除率。

厭氧池水力停留時間4小時，水溫為常溫。

4、厭氧池出水送入缺氧-好氧生化池，缺氧-好氧生化池采用內(nèi)循環(huán)生物脫氮工藝，厭氧池出水首先在缺氧生化池進行反硝化反應，隨后再進入好氧生化池進行硝化反應，經(jīng)好氧生化池處理后的廢水循環(huán)回流至缺氧生化池，與缺氧生化池內(nèi)的廢水混合，形成缺氧環(huán)境，產(chǎn)生反硝化反應，把好氧過程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽和硝酸鹽還原成分子氮而脫氮。

好氧生化池為活性污泥氧化溝，選用卡魯塞爾氧化溝，其曝氣池呈封閉的溝榘形，污水和活性污泥的混合液在其中不斷循環(huán)流動。在好氧生化池內(nèi)投加有凹凸棒石催化劑，投加量為5立方。

內(nèi)循環(huán)過程是是廢水和污泥一起循環(huán)，水力停留時間24小時，生化系統(tǒng)污泥回流比為100％。

5、缺氧-好氧生化池出水進入二次沉淀池(輻流式沉淀池)沉淀，水力停留時間2小時；二次沉淀池沉淀后再經(jīng)V型濾池過濾、紫外消毒后達標排放。生化處理的剩余污泥通過污泥濃縮池濃縮后用板框壓濾機、帶式框壓濾機或離心脫水機脫水處理。

實施例2：

本實施例中凹凸棒石催化劑深度處理印染廢水的方法如下：

1、將經(jīng)初次生化處理后的印染廢水收集至調(diào)節(jié)池，進行水量和水質(zhì)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)時間控制在8小時以上，使進水混合均勻；

2、經(jīng)水量和水質(zhì)調(diào)節(jié)后的印染廢水用提升泵按250m³/h的流量泵送入混凝沉淀池，與混凝劑混合進行混凝沉淀處理；印染廢水的pH值為5.5，以PAC和PAM作為混凝劑，PAC按廢水質(zhì)量0.01-0.03％的比例投加，PAM按廢水質(zhì)量0.001-0.003％的比例投加(將PAC和PAM分別配置成質(zhì)量濃度為10％的溶液，然后投加)，充分混合后進入輻流式沉淀池沉淀，水力停留時間2小時；混凝沉淀池污泥排入污泥濃縮池濃縮后用離心脫水機脫水處理。

3、混凝沉淀池出水按250m³/h的流量泵送入?yún)捬醭剡M行酸化水解，將大分子有機物分解成小分子有機物以提高可生化性，同時，懸浮固體物質(zhì)被水解為可溶性物質(zhì)，可提高COD去除率。

厭氧池水力停留時間4小時，水溫為常溫。

4、厭氧池出水送入缺氧-好氧生化池，缺氧-好氧生化池采用內(nèi)循環(huán)生物脫氮工藝，厭氧池出水首先在缺氧生化池進行反硝化反應，隨后再進入好氧生化池進行硝化反應，經(jīng)好氧生化池處理后的廢水循環(huán)回流至缺氧生化池，與缺氧生化池內(nèi)的廢水混合，形成缺氧環(huán)境，產(chǎn)生反硝化反應，把好氧過程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽和硝酸鹽還原成分子氮而脫氮。

好氧生化池為活性污泥氧化溝，選用Orbal氧化溝，其曝氣池呈封閉的溝榘形，污水和活性污泥的混合液在其中不斷循環(huán)流動。在好氧生化池內(nèi)投加有凹凸棒石催化劑，投加量為8立方。

內(nèi)循環(huán)過程是是廢水和污泥一起循環(huán)，水力停留時間24小時，生化系統(tǒng)污泥回流比為100％。

5、缺氧-好氧生化池出水進入二次沉淀池(輻流式沉淀池)沉淀，水力停留時間2小時；二次沉淀池沉淀后再經(jīng)V型濾池過濾、紫外消毒后達標排放。生化處理的剩余污泥通過污泥濃縮池濃縮后用板框壓濾機、帶式框壓濾機或離心脫水機脫水處理。

表1為實施例1-2廢水處理測試結果：