专利名称：一种退浆废水的处理和污泥减量装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种废水处理，尤其是涉及一种退浆废水的处理和污泥减量装置及其方法。
背景技术：
纺织和印染是我国的传统工业，在国民经济中占有重要地位。上浆和退浆是纺织和印染过程中的重要工序，为防止或减少纱、线在织造时产生断头，提高工作效率，将纱、线用浆料进行处理以增加其强度，称为上浆。浆料分天然的与合成的两类。前者有淀粉、改性淀粉、海藻胶等；后者用羧甲基纤维素(CMC)、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯等。两者也可相互配成混合浆料。但是，浆料在染整过程中会影响织物的润湿性，并阻碍化学品对纤维接触。因此，在进行染整时，织物一般都先经退浆。棉织物退浆兼有去除纤维中部分杂质的作用；合成纤维织物有时可在精练过程中同时退浆。退浆是用化学药剂将织物上所带浆料除去，根据所用浆料不同采用酸化法或酶分解法，使织物上浆料被水解或酶分解呈水溶物。织物在退浆过程中产生的废水称为退浆废水，其废水量虽然只占印染废水总量的10% 15%，但是污染严重，污染物含量约占总量的一半，因此产生的污泥也约占印染废水处理产生污泥的一半。退浆废水中含有各种坯布退下的浆料 、浆料分解物、纤维、酸、碱和酶类等污染物，呈碱性，略带黄色；CODCr和BOD5相当高；其可生物降解性随浆料的不同而不同:淀粉浆料BOD5/CODcr=0.3 0.5，化学浆料(如PVA) B0D5/C0Dcr=0.1左右。由于PVA (聚乙烯醇)浆料具有优良的性能，且价格便宜，目前，印染企业使用最多的是含有PVA (聚乙烯醇)的化学浆料。因此大多数退浆废水含有PVA (聚乙烯醇)。含有PVA的废水B0D5/C0Dra=0.1左右，不仅难于生化，产生大量的污泥，同时，因为PVA的存在，也给废水的再生利用带来难题。因此，对退浆废水中浆料的回收，不仅可以将废物利用，减少环境污染，而且可以减轻生化负担，有利于印染废水生化处理，减少污泥排放，还有利于废水的再生循环利用。目前，关于浆料的回收方法的报到不少，主要有泡沫分离法、凝聚沉淀法、吸附法、重金属螯合法、等离子分解法、超过滤法、生物(细菌)分解法等多种方法，其中以凝聚、胶化、吸附综合的效果最佳。浆料的主要成分聚乙烯醇(PVA)的分子链上含有大量亲水性羟基，具有良好的水溶性，通过合成具有选择性反应活性的凝胶剂，使凝胶剂与PVA的羟基发生高分子化学反应，对羟基实施封闭处理，PVA —旦失去水溶性，便会沉淀分离。SS-PERCLER法采用SS-PQ，SS-AQ等药剂对PVA实施凝聚、胶化、吸附相乘的综合效果，去除率达98%。若PVA的退废水含量8g/L时，CODcr为12000mg/L经去除98%后，使CODcr降至240mg/L，与其它工艺废水进入常规生化处理达标排放。郭丽、黄承武和徐竟成、郑涛等分别介绍了采用硼砂凝胶沉淀从含有PVA的退浆废水中沉降回收PVA的方法，它是向含有PVA的退浆废水中加入硼砂和硫酸钠，最佳用量是硼砂1.4g/L和硫酸钠14g/L，当退浆废水的PVA浓度达到12g/L时，回收率达到90%。PVA的回收率与废水中含有的PVA浓度有关，当废水中含有的PVA浓度小于5g/L时，回收率很低。多数情况下，退浆废水中的PVA浓度小于5g/L，多在0.5 2.5g/L之间，因此，最好是将退浆废水浓缩后，再进行PVA回收。此外，由于加入大量的硼砂和硫酸钠，一方面消耗大量化学药品，另一方面，大量的硼砂和硫酸钠溶解于废水中，导致废水中盐度高，给废水处理的生化系统造成负担。李文销介绍了采用卷式超滤从退浆废水中回收PVA的方法，回收率可达90%以上，浓缩液中含有3% 5%的PVA，通过补充PVA后，可以制成浆料再用，但是，膜系统污染十分严重，运行成本高。由此可见，尽管退浆废水的处理方法已有不少，但现有的退浆废水处理和污泥减量的方法都存在这样或那样的不足。中国专利CN102897936A公开一种印染退浆废水的处理方法及其装置，是将前处理后的退浆废水先行调整PH值，然后利用淀粉分解材料来水解退浆废水中的淀粉泥，以降低退浆废水的黏性及离子浓度，最后再对水解淀粉泥后的退浆废水施以薄膜分离程序，进而使退浆废水达到固液分离的作用，以获得回收水，藉此，以有效地延缓后续进行固液分离时，滤膜的积垢堵塞与滤饼的生成，相对得膜使用周期寿命得以延长。中国专利CN102774987A公开一种退浆废水处理装置，该装置包括暂存槽、中和反应槽和沉淀槽，所述暂存槽的前端设有废水进水管，暂存槽的中沿着水流方向设有过滤网，暂存槽的末端通过水管与中和反应槽的一端连接，所述中和反应槽的另一端通过水管与沉淀槽连接，所述沉淀槽的出水管上设有活性炭过滤器。所述暂存槽中设有2-4个过滤网。所述中和反应槽上方设有碱液输送管 。该发明的有益效果:1、各项出水指标符合国家和地方有关水质标准的要求；2、系统运行简单可靠、安全、操作方便，减少运行成本及投资费用；
3、选择处理工艺流程短、可行性、耐冲击、处理效果稳定；4、操作管理方便、便于维护。
发明内容
本发明的目的在于针对现有退浆废水处理技术存在的问题，提供可实现退浆废水的高效处理和减少废水处理时的污泥量，减少印染废水的处理难度和缓解印染废水对环境污染的一种退浆废水的处理和污泥减量装置及其方法。本发明所述退浆废水的处理和污泥减量装置设有:退浆废水浓缩系统:包括精细过滤器、退浆废水收集池、废水输送泵、热交换器、膜过滤系统、滤液收集池和浓缩液收集池；精细过滤器的进口与退浆废水槽联接,精细过滤器的出口与退浆废水收集池的进口联接，退浆废水收集池的出口联接废水输送泵的进口，废水输送泵的出口联接热交换器进口，热交换器出口联接膜过滤系统的进口，膜过滤系统的透析液出口联接滤液收集池，膜过滤系统的浓缩液出口联接浓缩液收集池；浓缩液处理系统:包括药剂贮罐、反应罐、沉淀罐、过滤装置和沉淀收集罐；药剂贮罐位于反应罐的上方并与反应罐的加药口联接，反应罐的加料口与退浆废水浓缩系统的浓缩液收集池出口联接，反应罐的出口与沉淀罐的进口联接，沉淀罐的出口与过滤装置的进口联接，过滤装置的沉淀出口与沉淀收集罐的进口联接；过滤装置的滤液出口与退浆废水浓缩系统中滤液收集池的进口联接；生化处理系统:包括废水调节池、絮凝反应池、沉淀池、气浮装置、生化池和二沉池；退浆废水浓缩系统的滤液收集池出口联接生化处理系统的废水调节池的进口，废水调节池的出口接絮凝反应池的进口，絮凝反应池的出口接沉淀池的进口，沉淀池的废水出口联接气浮装置的进口，沉淀池的污泥出口接污泥处理系统的污泥泵进口，气浮装置的滤液出口接生化池的进口，气浮装置的浮渣出口接污泥处理系统的污泥泵进口，生化池的废水出口联接二沉池进口，生化池的污泥出口接污泥处理系统的污泥泵进口，二沉池的废水出口联接废水排放口，二沉池的污泥出口联接污泥处理系统的污泥泵进口 ；污泥处理系统:包括污泥泵、电解机、重力浓缩池、二级污泥泵、上清液回流泵、絮凝反应池、三级污泥泵和脱水机；污泥泵的进口联接生化处理系统中沉淀池、气浮装置、生化池和二沉池的污泥出口，污泥泵的出口联接电解机的污泥进口，电解机的污泥出口联接重力浓缩池的进口，重力浓缩池的上清液出口联接上清液回流泵的进口，上清液回流泵的出口联接生化处理系统中生化池的进口，重力浓缩池的污泥出口联接二级污泥泵的进口，二级污泥泵的出口与絮凝反应池进口联接，絮凝反应池出口联接三级污泥泵的出口，三级污泥泵的出口联接脱水机进口，脱水机的滤液出口联接上清液回流泵的进口，脱水机产生的泥块则外运。所述退浆废水浓缩系统中的膜过滤系统可采用陶瓷膜过滤系统或金属膜过滤系统等；陶瓷膜过滤系统的陶瓷膜元件孔径可为20 SOnm ;金属膜过滤系统的金属膜元件孔径可为30 80nm ；所述退浆废水浓缩系统中的膜过滤系统的工作压力为3 6bar，温度为70 85。。。所述浓缩液处理系统中的反应罐为带自动搅拌机的三口反应罐，反应罐分别安装有一个盐析剂贮罐、一个酸贮罐和一个凝胶剂贮罐。本发明所述退浆废水处理和污泥减量的方法，包括以下步骤:I)浆料分离:将退浆废水泵入过滤器，经过滤后收集于废水收集池中，再经过废水输送泵输送至热交换器将废水加热，然后进入膜过滤系统浓缩，得滤液和浓缩液；滤液进入滤液收集池，浓缩液进入浓缩液收集池；2)浓缩液处理:将经过步骤I)浆料分离所得的浓缩液输送至反应罐，加入贮存于药剂罐的凝胶剂、酸和盐析 剂，反应后泵进入沉淀罐，再经过滤装置进行固液分离得浆料沉淀和过滤废水；浆料沉淀贮存于沉淀收集罐中；过滤分离得的废水收集于滤液收集池中进入废水生化处理系统；3)生化处理:将步骤I)和步骤2)所得收集于滤液收集池中的滤液与印染厂中的丝光废水、织布废水、染整废水和其他废水于废水调节池混合均匀，再经过絮凝反应、沉淀分离和生化处理后进二沉池分离得达标排放废水和污泥浆；4)污泥处理:(I)电解:将步骤3)生化处理中沉淀池、生化池和二沉池的污泥浆以及气浮装置的浮渣经管道和污泥泵进入电解机电解；(2)重力浓缩:将电解后的污泥送入重力浓缩池中进行重力浓缩，使得电解产生的自由基进一步与污泥进行反应，破坏污泥的结构，破解微生物的细胞壁，微生物胞内的细胞汁流出，进入水相，使难降解的固体性物质变为易降解的溶解性物质，使其更容易为微生物所利用，然后再通过上清液回流泵回流至生化处理系统的生化池中，循环利用；(3)絮凝沉淀:将重力浓缩后的污泥泵入絮凝反应池，在絮凝反应池中通过加药装置加入絮凝剂进行絮凝反应；(4)脱水:将絮凝反应完全后的污泥泵入脱水机中脱水得泥块和滤液，滤液回流至步骤3)生化处理的生化池中，完成退浆废水处理和污泥减量。在步骤I)中，所述加热的温度可为70 85°C ;所述浓缩是浓缩5 20倍；所述滤液的COD为600 1600mg/L，所述浓缩液的COD为30000 100000mg/L。在步骤2)中，所述反应的时间可为15 22min。在步骤3)中，所述絮凝反应、沉淀分离和生化处理是向絮凝反应池中加入已配制好的絮凝剂、助凝剂和气浮剂，进行絮凝反应后进入沉淀池进行分离，沉淀池下部沉淀经管道进入污泥处理系统，沉淀池上部废水流入气浮装置进行气浮分离，气浮装置上部分离的浮渣经管道进入污泥处理系统，滤液经管道泵入生化池中；气浮装置下部的废水泵入生化池中，经过好氧或厌氧+好氧或兼氧+好氧的处理，再经二沉池沉淀分离，二沉池上部流出生化处理后废水，二沉池底部的沉淀经管道进入污泥处理系统；所述絮凝剂可选自硫酸亚铁、硫酸铁、聚铁、硫酸铝、氯化铝、聚铝等中的一种或者二种的混合物。在步骤4)第(1)部分中，所述电解机的阳极的表层涂覆有晶粒为10 35nm的金属氧化物惰性催化涂层，所述阳极的基板可为钛板或塑料板等；所述电解的电解槽的工作电压可为2 250V,相邻两个电极间的电压可为2 18V,电流密度可为3 400mA/cm2。在步骤4)第(2)部分中，所述重力浓缩的时间可为48 72h，使污泥中的死亡微生物破壁液化，有机物分解。在步骤4)第(3)部分中，所述絮凝反应是将重力浓缩池产生的污泥经管道和二级污泥泵泵入污泥处理步骤的絮凝反应池，在絮凝反应池中通过加药装置加入絮凝剂，反应完全后通过三级污泥泵泵入脱水机；所述絮凝剂可选自铝盐、铁盐、聚铝、聚铁、有机高分子絮凝剂、微生物絮凝剂等中的至少一种；所述铝盐可选自硫酸铝或氯化铝等；所述铁盐可选自硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁等中的一种；所述聚铝可选自聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硅酸铝等中的一种；聚铁可选自聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚合硅酸铁等中的一种；所述絮凝剂优选氯化铁等。在步骤4)第(4)部分中，所述脱水可采用压滤脱水、离心脱水、真空过滤脱水等中的一种。与现有技术比较，本发明具有如下优点:1、实现了 PVA的回收循环利用印染废水主要包括退浆、煮炼、漂白、丝光、染色、印花和整理等，退浆废水一般占总量的10% 15%，有机污染物总量约占一半。由于，目前纺织工业多使用含聚乙烯醇(PVA)的化学浆料，退浆废水中往往含有比较多的PVA，通常B0D5/C0Dra=0.1左右，属于难于生化的有机废水，为了提高印染废水的处理难度，国内外做了大量研究。将退浆废水用膜浓缩，使浓缩液中PVA含量达到30000 100000mg/L，再用凝胶盐析法将浓缩液中PVA进行沉淀，不仅可以大幅度减轻印染废水的处理难度，而且可以回收90%以上的PVA，实现退浆废水中PVA的回收循环利用。2、大幅度减轻了印染废水处理生化系统的处理负荷退浆废水中往往含有比较多的PVA，属于难于生化的有机废水，将退浆废水中的PVA回收后，可以使印染废水的有机物总量减少一倍，B0D5/C0Dcr从0.1提高到0.5，大幅度减轻印染废水处理生化系统的处理负荷。3、印染废水处理过程中污泥的量减少约一半
印染废水处理时，会产生大量的污泥，这种污泥按危险固废水物管理，处理费用高达500 3000元/吨，给印染企业造成很大的处理负担。由于，退浆废水中的有机物占印染废水有机物总量的一半左右，通过对其中的PVA回收，可以使印染废水处理产生的污泥减少约一半。4、解决印染废水再生循环利用膜污染问题印染企业是用水大户，也是污染大户，为了节约用水，减少印染废水排放对环境污染，近年来，不少企业着手将印染废水经过生化处理后，再经膜分离，再生循环利用。但是，膜系统在运行时，会发现有大量的凝胶状物质堵塞，造成膜系统污染严重，清洗频繁，严重者导致膜系统崩溃。究其原因，就是废水中含有的PVA造成的，通过将退浆废水中的PVA回收，不仅实现了 PVA的循环利用，也从源头上解决了印染废水再生循环利用的膜污染问题。
图1为本发明所述退浆废水的处理和污泥减量装置实施例的结构组成示意图。
具体实施例方式本发明是在对现有的退浆废水处理技术经过深入研究后，针对退浆废水的理化特性提出的一种基于膜浓缩的退浆废水处理和污泥减量装置和方法。下面结合附图对本发明退浆废水的处理和污泥减量装置作进一步的说明。参见图1，本发明退浆废水的处理和污泥减量装置由退浆废水浓缩系统、浓缩液处理系统、生化处理系统和污泥处理系统构成。退浆废水浓缩系 统由精细过滤器11、退浆废水收集池12、废水输送泵13、热交换器14、膜过滤系统15、滤液收集池16和浓缩液收集池17构成。浓缩液处理系统包括药剂贮罐21、反应罐22、沉淀罐23、过滤装置24和沉淀收集罐25。生化处理系统包括废水调节池31、絮凝反应池32、沉淀池33、气浮装置34、生化池35和二沉池36。污泥处理系统包括污泥泵41、电解机42、重力浓缩池43、二级污泥泵44、上清液回流泵45、絮凝反应池46、三级污泥泵47和脱水机48。退浆废水浓缩系统的精细过滤器11的进口与退浆废水收集槽联接，精细过滤器11的出口与退浆废水收集池12的进口联接，退浆废水收集池12的出口联接废水输送泵13的进口，废水输送泵13的出口联接热交换器14进口，热交换器14出口联接膜过滤系统15的进口，膜过滤系统15的透析液出口联接滤液收集池16的进口，膜过滤系统15的浓缩液出口联接浓缩液收集池17进口。浓缩液处理系统的药剂贮罐21位于反应罐22的上方，与反应罐22的加药口联接，反应罐22的加料口与退浆废水浓缩系统的浓缩液收集池17出口联接，反应罐22的出口与沉淀罐23的进口联接，沉淀罐23的出口与过滤装置24的进口联接，过滤装置24的滤液出口与退浆废水浓缩系统中滤液收集池16的进口联接，过滤装置24的沉淀出口与沉淀收集罐25的进口联接。退浆废水浓缩系统的滤液收集池16出口联接生化处理系统的废水调节池31的进口，废水调节池31的出口接絮凝反应池32的进口，絮凝反应池32的出口接沉淀池33的进口，沉淀池33的废水出口联接气浮装置34的进口，沉淀池33的污泥出口接污泥处理系统的污泥泵41进口，气浮装置34的滤液出口接生化池35的进口，气浮装置34的浮渣出口接污泥处理系统的污泥泵41进口，生化池35的废水出口联接二沉池36进口，生化池35的污泥出口接污泥处理系统的污泥泵41进口，二沉池36的废水出口联接废水排放口，二沉池36的污泥出口联接污泥处理系统的污泥泵41进口。污泥处理系统的污泥泵41的进口联接生化处理系统中沉淀池33、气浮装置34、生化池35和二沉池36的污泥出口，污泥泵41的出口联接电解机42的污泥进口，电解机42的污泥出口联接重力浓缩池43的进口，重力浓缩池43的上清液出口联接上清液回流泵45的进口，上清液回流泵45的出口联接生化处理系统中生化池35的进口，重力浓缩池43的污泥出口联接二级污泥泵44的进口，二级污泥泵44的出口与絮凝反应池46进口联接，絮凝反应池46出口联接三级污泥泵47的出口，三级污泥泵47的出口联接脱水机48进口，脱水机48的滤液出口联接上清液回流泵45的进口，脱水机48产生的泥块则外运。所述退浆废水浓缩系统中的膜过滤系统15为陶瓷膜过滤系统或金属膜过滤系统的一种；陶瓷膜过滤系统的陶瓷膜元件孔径为20 SOnm ;金属膜过滤系统的金属膜元件孔径为30 80nm。所述退浆废水浓缩系统中的膜过滤系统15的工作压力为3 6bar，温度为70 85。。。所述浓缩液处理系统中的反应罐22为带自动搅拌机的三口反应罐，反应罐22分别安装有一个盐析剂贮罐、一个酸贮罐和一个凝胶剂贮罐。本发明所述的一种退浆废水的处理和污泥减量包括以下步骤:步骤(I)浆料分离:将退浆废水泵入精细过滤器11，经精细过滤后收集于废水收集池中12，再经过 废水输送泵13输送至热交换器14将废水加热至70 85°C，然后进入膜过滤系统15浓缩5 20倍，得COD为600 1600mg/L的滤液和COD为30000 IOOOOOmg/L浓缩液；滤液进入滤液收集池16，浓缩液进入浓缩液收集池17 ；步骤(2)浓缩液处理:将经过步骤(I)浆料分离所得的浓缩液输送至反应罐22，力口入贮存于药剂罐21的凝胶剂、酸和盐析剂，反应15 22min后泵进入沉淀罐23，再经过滤装置24进行固液分离得浆料沉淀和过滤废水；浆料沉淀贮存于沉淀收集罐25中；过滤分离得的废水收集于滤液收集池16中进入废水生化处理系统。步骤(3)生化处理:将步骤(I)和步骤(2)所得收集于滤液收集池16中的滤液与印染厂中的丝光废水、织布废水、染整废水和其他废水于废水调节池混合均匀，再经过絮凝反应、沉淀分离、生化处理后进二沉池分离得达标排放废水和污泥浆；步骤(4)污泥处理:1)电解:步骤(3)生化处理中沉淀池33、生化池35和二沉池36的污泥浆以及气浮装置34的浮渣经管道和污泥泵41进入电解机42电解；2)重力浓缩:电解后的污泥进入重力浓缩池43，使得电解产生的自由基进一步与污泥进行反应，破坏污泥的结构，破解微生物的细胞壁，微生物胞内的细胞汁流出，进入水相，使难降解的固体性物质变为易降解的溶解性物质，使其更容易为微生物所利用，然后再通过上清液回流泵45回流至生化处理系统的生化池35中，循环利用。3)絮凝沉淀:将重力浓缩后的污泥泵入絮凝反应池46，在絮凝反应池46中通过加药装置加入絮凝剂进行絮凝反应；4)脱水:将絮凝反应完全后的污泥泵入脱水机48中脱水得泥块和滤液，滤液回流至步骤(3)生化处理的生化池35中。
步骤(I)浆料分离所得浓缩液经过凝胶沉淀分离所得液体、步骤(I)浆料分离所得滤液、印染厂中的丝光废水、织布废水、染整废水和其他废水于废水调节池31混合均匀，然后进行生化处理。步骤(3)生化处理所述絮凝反应是向絮凝反应池32中加入已配制好的絮凝剂、助凝剂和气浮剂，进行絮凝反应后进入沉淀池33进行分离，沉淀池33下部沉淀经管道进入污泥处理系统，沉淀池上部废水流入气浮装置34进行气浮分离，气浮装置34上部分离的浮渣经管道进入污泥处理系统，滤液经管道泵入生化池35中。步骤(3)生化处理所述絮凝剂为硫酸亚铁、硫酸铁、聚铁、硫酸铝、氯化铝、聚铝的一种或者二种的混合物。步骤(3)生化处理所述将气浮装置34下部的废水泵入生化池35中，经过好氧或厌氧+好氧或兼氧+好氧的处理，再经二沉池36沉淀分离，二沉池36上部流出生化处理后废水，二沉池36底部的沉淀经管道进入污泥处理系统。步骤(4)污泥处理所述电解的电解机42阳极的表层涂覆有晶粒为10 35nm的金属氧化物惰性催化涂层，所述纳米催化惰性电极的基板可为钛板或塑料板。步骤(4)污泥处理所述电解的电解槽的工作电压可为2 250V，相邻两个电极间的电压可为2 18V，电流密度可为3 400mA/cm2。步骤(4)污泥处理所述重力浓缩是将电解后的污泥存放于重力浓缩池43中48 72h，使污泥中的死亡微生物破壁液化，有机物分解。步骤(4)污泥处理所述絮凝是将重力浓缩池43产生的污泥经管道和二级污泥泵44泵进入污泥处理步骤的絮凝反应池46，在絮凝反应池46中通过加药装置加入絮凝剂，反应完全后通过三级污泥泵47泵入脱水机48。步骤(4)污泥处理所述絮凝的絮凝剂为铝盐(硫酸铝、氯化铝)、铁盐(硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁)、聚铝(聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硅酸铝)、聚铁(聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚合硅酸铁)、有机高分子絮凝剂或微生物絮凝剂中的一种或多种组合；最佳絮凝剂为氯化铁。步骤(4)污泥处理所述脱水为压滤脱水、离心脱水或真空过滤脱水的一种以下结合图1给出退浆废水的处理及污泥减量的具体实施例:实施例1某COD为13000mg/L的退浆废水的处理及污泥减量实施例:(1)浆料分离:将COD为13000mg/L的退浆废水泵入精细过滤器11，经精细过滤后收集于废水收集池12中，再经过废水输送泵13输送至热交换器14将废水加热至70°C，然后进入膜过滤系统15浓缩5倍，得COD为1530mg/L的滤液和COD为58891mg/L浓缩液；滤液进入滤液收集池16，浓缩液进入浓缩液收集池17 ；(2)浓缩液处理:将经过步骤(I)浆料分离所得的浓缩液输送至反应罐22，加入贮存于药剂罐21的凝胶剂、酸和盐析剂，反应15 22min后泵进入沉淀罐23，再经过滤装置24进行固液分离得浆料沉淀和过滤废水；浆料贮存于沉淀收集罐25中；过滤分离得的废水收集于滤液收集池16中进入废水生化处理系统。(3)生化处理:将步骤(I)、(2)所得收集于滤液收集池16中的滤液与印染厂中的丝光废水、织布废水、染整废水和其他废水于生化处理系统的废水调节池31混合均匀，再经过絮凝反应、沉淀分离、生化处理后进二沉池分离得COD小于55mg/L废水和污泥浆；(4)污泥处理:1)电解:步骤(3)生化处理中沉淀池33、生化池35和二沉池36的污泥浆以及气浮装置34的浮渣经管道和污泥泵41进入电解机42电解；2)重力浓缩:电解后的污泥进入重力浓缩池43，使得电解产生的自由基进一步与污泥进行反应，破坏污泥的结构，破解微生物的细胞壁，微生物胞内的细胞汁流出，进入水相，使难降解的固体性物质变为易降解的溶解性物质，使其更容易为微生物所利用，然后再通过上清液回流泵45回流至生化处理系统的生化池35中，循环利用。3)絮凝沉淀:将重力浓缩后的污泥泵入絮凝反应池46,在絮凝反应池46中通过加药装置加入絮凝剂进行絮凝反应；4)脱水:将絮凝反应完全后的污泥泵入脱水机48中脱水得泥块和滤液，滤液回流至步骤(3)生化处理的生化池46中。4)脱水:将絮凝反应完全后的污泥通过三级污泥泵47泵入脱水机48中脱水得含水率小于60%的泥块和滤液。实施例2某COD为4500mg/L的退浆废 水的处理及污泥减量实施例:(I)浆料分离:将COD为4500mg/L的退浆废水泵入精细过滤器11，经精细过滤后收集于废水收集池12中，再经过废水输送泵13输送至热交换器14将废水加热至70°C，然后进入膜过滤系统15浓缩20倍，得COD为910mg/L的滤液和COD为72710mg/L浓缩液；滤液进入滤液收集池16 ;浓缩液进入浓缩液收集池17 ；(2)浓缩液处理:将经过步骤(I)浓缩所得的浓缩液输送至反应罐22，加入贮存于药剂罐21的凝胶剂、酸和盐析剂，反应15 22min后泵进入沉淀池23，再经过滤装置24进行固液分离得浆料沉淀和过滤废水；浆料贮存于沉淀收集罐25中；过滤分离得的废水收集于滤液收集池16中进入废水生化处理系统。(3)生化处理:将步骤(I)、(2)所得收集于滤液收集池16中的滤液与印染厂中的丝光废水、织布废水、染整废水和其他废水于生化处理系统的废水调节池31混合均匀，再经过絮凝反应、沉淀分离、生化处理后进二沉池分离得COD小于55mg/L废水和污泥浆；(4)污泥处理:1)电解:步骤(3)生化处理中沉淀池33、生化池35和二沉池36的污泥浆以及气浮装置34的浮渣经管道和污泥泵41进入电解机42电解；2)重力浓缩:电解后的污泥进入重力浓缩池43，使得电解产生的自由基进一步与污泥进行反应，破坏污泥的结构，破解微生物的细胞壁，微生物胞内的细胞汁流出，进入水相，使难降解的固体性物质变为易降解的溶解性物质，使其更容易为微生物所利用，然后再通过上清液回流泵45回流至生化处理系统的生化池35中，循环利用。3)絮凝沉淀:将重力浓缩后的污泥泵入絮凝反应池46,在絮凝反应池46中通过加药装置加入絮凝剂进行絮凝反应；4)脱水:将絮凝反应完全后的污泥泵入脱水机48中脱水得泥块和滤液，滤液回流至步骤(3)生化处理的生化池46中。4)脱水:将絮凝反应完全后的污泥通过三级污泥泵47泵入脱水机48中脱水得含水率小于60%的泥块和滤液。实施例3某COD为15261mg/L的退浆废水的处理及污泥减量实施例:(I)浆料分离:将COD为17261mg/L的退浆废水泵入精细过滤器11，经精细过滤后收集于废水收集池12中，再经过废水输送泵13输送至热交换器14将废水加热至70°C，然后进入膜过滤系统15浓缩6倍，得COD为1511mg/L的滤液和COD为95822mg/L浓缩液；滤液进入滤液收集池16，浓缩液进入浓缩液收集池17 ；(2)浓缩液处理:将经过步骤(I)浓缩所得的浓缩液输送至反应罐22，加入贮存于药剂罐21的凝胶剂、酸和盐析剂，反应15 22min后泵进入沉淀池23，再经过滤装置24进行固液分离得浆料沉淀和过滤废水；浆料贮存于沉淀收集罐25中；过滤分离得的废水收集于滤液收集池16中进入废水生化处理系统。(3)生化处理:将步骤(I)、(2)所得收集于滤液收集池16中的滤液与印染厂中的丝光废水、织布废水、染整废水和其他废水于生化处理系统的废水调节池31混合均匀，再经过絮凝反应、沉淀分离、生化处理后进二沉池分离得COD小于55mg/L废水和污泥浆；(4)污泥处理:1)电解:步骤(3)生化处理中沉淀池33、生化池35和二沉池36的污泥浆以及气浮装置34的浮渣经管道和污泥泵41进入电解机42电解；2)重力浓缩:电解后的污泥进入重力浓缩池43，使得电解产生的自由基进一步与污泥进行反应，破坏污泥的结构，破解微生物的细胞壁，微生物胞内的细胞汁流出，进入水相，使难降解的固体性物质变为易降解的溶解性物质，使其更容易为微生物所利用，然后再通过上清液回流泵45回流至生化处理系统的生化池35中，循环利用。3)絮凝沉淀:将重力浓缩后的污泥泵入絮凝反应池46,在絮凝反应池46中通过加药装置加入絮凝剂进行絮凝反应；4)脱水:将絮凝反应完全后的污泥泵入脱水机48中脱水 得泥块和滤液，滤液回流至步骤(3)生化处理的生化池46中。4)脱水:将絮凝反应完全后的污泥通过三级污泥泵47泵入脱水机48中脱水得含水率小于60%的泥块和滤液。实施例4某COD为4300mg/L的退浆废水的处理及污泥减量实施例:(I)浆料分离:将COD为4590mg/L的退浆废水泵入精细过滤器11，经精细过滤后收集于废水收集池12中，再经过废水输送泵13输送至热交换器14将废水加热至70°C，然后进入膜过滤系统15浓缩8倍，得COD为955mg/L的滤液和COD为30032mg/L浓缩液；滤液进入滤液收集池16 ;浓缩液进入浓缩液收集池17 ；(2)浓缩液处理:将经过步骤(I)浓缩所得的浓缩液输送至反应罐22，加入贮存于药剂罐21的凝胶剂、酸和盐析剂，反应15 22min后泵进入沉淀池23，再经过滤装置24进行固液分离得浆料沉淀和过滤废水；浆料贮存于沉淀收集罐25中；过滤分离得的废水收集于滤液收集池16中进入废水生化处理系统。(3)生化处理:将步骤(I)、(2)所得收集于滤液收集池16中的滤液与印染厂中的丝光废水、织布废水、染整废水和其他废水于生化处理系统的废水调节池31混合均匀，再经过絮凝反应、沉淀分离、生化处理后进二沉池分离得COD小于55mg/L废水和污泥浆；(4)污泥处理:1)电解:步骤(3)生化处理中沉淀池33、生化池35和二沉池36的污泥浆以及气浮装置34的浮渣经管道和污泥泵41进入电解机42电解；2)重力浓缩:电解后的污泥进入重力浓缩池43，使得电解产生的自由基进一步与污泥进行反应，破坏污泥的结构，破解微生物的细胞壁，微生物胞内的细胞汁流出，进入水相，使难降解的固体性物质变为易降解的溶解性物质，使其更容易为微生物所利用，然后再通过上清液回流泵45回流至生化处理系统的生化池35中，循环利用。3)絮凝沉淀:将重力浓缩后的污泥泵入絮凝反应池46,在絮凝反应池46中通过加药装置加入絮凝剂进行絮凝反应；4)脱水:将絮凝反应完全后的污泥泵入脱水机48中脱水得泥块和滤液，滤液回流至步骤(3)生化处理的生化池46中。4)脱水:将絮凝反应完全后的污泥通过三级污泥泵47泵入脱水机48中脱水得含水率小于60%的泥 块和滤液。
权利要求
1.一种退浆废水的处理和污泥减量装置，其特征在于设有退浆废水浓缩系统、浓缩液处理系统、生化处理系统和污泥处理系统: 所述退浆废水浓缩系统包括精细过滤器、退浆废水收集池、废水输送泵、热交换器、膜过滤系统、滤液收集池和浓缩液收集池；精细过滤器的进口与退浆废水槽联接,精细过滤器的出口与退浆废水收集池的进口联接，退浆废水收集池的出口联接废水输送泵的进口，废水输送泵的出口联接热交换器进口，热交换器出口联接膜过滤系统的进口，膜过滤系统的透析液出口联接滤液收集池，膜过滤系统的浓缩液出口联接浓缩液收集池； 所述浓缩液处理系统包括药剂贮罐、反应罐、沉淀罐、过滤装置和沉淀收集罐；药剂贮罐位于反应罐的上方并与反应罐的加药口联接，反应罐的加料口与退浆废水浓缩系统的浓缩液收集池出口联接，反应罐的出口与沉淀罐的进口联接，沉淀罐的出口与过滤装置的进口联接，过滤装置的沉淀出口与沉淀收集罐的进口联接；过滤装置的滤液出口与退浆废水浓缩系统中滤液收集池的进口联接； 所述生化处理系统包括废水调节池、絮凝反应池、沉淀池、气浮装置、生化池和二沉池；退浆废水浓缩系统的滤液收集池出口联接生化处理系统的废水调节池的进口，废水调节池的出口接絮凝反应池的进口，絮凝反应池的出口接沉淀池的进口，沉淀池的废水出口联接气浮装置的进口，沉淀池的污泥出口接污泥处理系统的污泥泵进口，气浮装置的滤液出口接生化池的进口，气浮装置的浮渣出口接污泥处理系统的污泥泵进口，生化池的废水出口联接二沉池进口，生化池的污泥出口接污泥处理系统的污泥泵进口，二沉池的废水出口联接废水排放口，二沉池的污泥出口联接污泥处理系统的污泥泵进口 ； 所述污泥处理系统包括污泥泵、电解机、重力浓缩池、二级污泥泵、上清液回流泵、絮凝反应池、三级污泥泵和脱水机；污泥泵的进口联接生化处理系统中沉淀池、气浮装置、生化池和二沉池的污泥出口，污泥泵的出口联接电解机的污泥进口，电解机的污泥出口联接重力浓缩池的进口，重力浓缩池的上清液出口联接上清液回流泵的进口，上清液回流泵的出口联接生化处理系统中生化池的进口，重力浓缩池的污泥出口联接二级污泥泵的进口，二级污泥泵的出口与絮凝反应池进口联接，絮凝反应池出口联接三级污泥泵的出口，三级污泥泵的出口联接脱水 机进口，脱水机的滤液出口联接上清液回流泵的进口，脱水机产生的泥块则外运。
2.如权利要求1所述一种退浆废水的处理和污泥减量装置，其特征在于所述退浆废水浓缩系统中的膜过滤系统采用陶瓷膜过滤系统或金属膜过滤系统；陶瓷膜过滤系统的陶瓷膜元件孔径可为20 SOnm ;金属膜过滤系统的金属膜元件孔径可为30 SOnm ;所述退浆废水浓缩系统中的膜过滤系统的工作压力可为3 6bar,温度可为70 85°C。
3.如权利要求1所述一种退浆废水的处理和污泥减量装置，其特征在于所述浓缩液处理系统中的反应罐为带自动搅拌机的三口反应罐，反应罐分别安装有一个盐析剂贮罐、一个酸贮罐和一个凝胶剂贮罐。
4.一种退浆废水处理和污泥减量的方法，其特征在于，采用如权利要求1所述一种退浆废水的处理和污泥减量装置，所述方法包括以下步骤: I)浆料分离:将退浆废水泵入过滤器，经过滤后收集于废水收集池中，再经过废水输送泵输送至热交换器将废水加热，然后进入膜过滤系统浓缩，得滤液和浓缩液；滤液进入滤液收集池，浓缩液进入浓缩液收集池；2)浓缩液处理:将经过步骤I)浆料分离所得的浓缩液输送至反应罐，加入贮存于药剂罐的凝胶剂、酸和盐析剂，反应后泵进入沉淀罐，再经过滤装置进行固液分离得浆料沉淀和过滤废水；浆料沉淀贮存于沉淀收集罐中；过滤分离得的废水收集于滤液收集池中进入废水生化处理系统； 3)生化处理:将步骤I)和步骤2)所得收集于滤液收集池中的滤液与印染厂中的丝光废水、织布废水、染整废水和其他废水于废水调节池混合均匀，再经过絮凝反应、沉淀分离和生化处理后进二沉池分离得达标排放废水和污泥浆； 4)污泥处理: Cl)电解:将步骤3)生化处理中沉淀池、生化池和二沉池的污泥浆以及气浮装置的浮渣经管道和污泥泵进入电解机电解； (2)重力浓缩:将电解后的污泥送入重力浓缩池中进行重力浓缩，使得电解产生的自由基进一步与污泥进行反应，破坏污泥的结构，破解微生物的细胞壁，微生物胞内的细胞汁流出，进入水相，使难降解的固体性物质变为易降解的溶解性物质，使其更容易为微生物所利用，然后再通过上清液回流泵回流至生化处理系统的生化池中，循环利用； (3)絮凝沉淀:将重力浓缩后的污泥泵入絮凝反应池，在絮凝反应池中通过加药装置加入絮凝剂进行絮凝反应； (4)脱水:将絮凝反应完全后的污泥泵入脱水机中脱水得泥块和滤液，滤液回流至步骤3)生化处理的生化池中，完成退浆废水处理和污泥减量。
5.如权利要求4所述一种退浆废水处理和污泥减量的方法，其特征在于在步骤I)中，所述加热的温度为70 85°C ;所述浓缩是浓缩5 20倍；在步骤2)中，所述反应的时间可为15 22min。
6.如权利要求4所述一种退浆废水处理和污泥减量的方法，其特征在于在步骤3)中，所述絮凝反应、沉淀分离和生化处理是向絮凝反应池中加入已配制好的絮凝剂、助凝剂和气浮剂，进行絮凝反应后进入沉淀池进行分离，沉淀池下部沉淀经管道进入污泥处理系统，沉淀池上部废水流入气浮装置进行气浮分离，气浮装置上部分离的浮渣经管道进入污泥处理系统，滤液经管道泵入生化池中；气浮装置下部的废水泵入生化池中，经过好氧或厌氧+好氧或兼氧+好氧的处理，再经二沉池沉淀分离，二沉池上部流出生化处理后废水，二沉池底部的沉淀经管道进入污泥处理系统； 所述絮凝剂可选自硫酸亚铁、硫酸铁、聚铁、硫酸铝、氯化铝、聚铝中的一种或者二种的混合物。
7.如权利要求4所述一种退浆废水处理和污泥减量的方法，其特征在于在步骤4)第(O部分中，所述电解机的阳极的表层涂覆有晶粒为10 35nm的金属氧化物惰性催化涂层，所述阳极的基板可为钛板或塑料板；所述电解的电解槽的工作电压可为2 250V，相邻两个电极间的电压可为2 18V，电流密度可为3 400mA/cm2。
8.如权利要求4所述一种退浆废水处理和污泥减量的方法，其特征在于在步骤4)第(2)部分中，所述重力浓缩的时间为48 72h。
9.如权利要求4所述一种退浆废水处理和污泥减量的方法，其特征在于在步骤4)第(3)部分中，所述絮凝反应是将重力浓缩池产生的污泥经管道和二级污泥泵泵入污泥处理步骤的絮凝反应池，在絮凝反应池中通过加药装置加入絮凝剂，反应完全后通过三级污泥泵泵入脱水机； 所述絮凝剂可选自铝盐、铁盐、聚铝、聚铁、有机高分子絮凝剂、微生物絮凝剂等中的至少一种； 所述铝盐可选自硫酸铝或氯化铝等；所述铁盐可选自硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁等中的一种；所述聚铝可选自聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硅酸铝等中的一种；聚铁可选自聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚合硅酸铁等中的一种；所述絮凝剂优选氯化铁等。
10.如权利要求4所述一种退浆废水处理和污泥减量的方法，其特征在于在步骤4)第(4)部分中，所述脱水是采 用压滤脱水、离心脱水、真空过滤脱水中的一种。
全文摘要
一种退浆废水的处理和污泥减量装置及其方法，涉及一种废水处理。所述装置设退浆废水浓缩系统、浓缩液处理系统、生化处理系统和污泥处理系统。退浆废水浓缩系统设精细过滤器、退浆废水收集池、废水输送泵、热交换器、膜过滤系统、滤液收集池和浓缩液收集池；浓缩液处理系统设药剂贮罐、反应罐、沉淀罐、过滤装置和沉淀收集罐；生化处理系统设废水调节池、絮凝反应池、沉淀池、气浮装置、生化池和二沉池；污泥处理系统设污泥泵、电解机、重力浓缩池、二级污泥泵、上清液回流泵、絮凝反应池、三级污泥泵和脱水机。浆料分离；浓缩液处理；生化处理；污泥处理。可实现退浆废水高效处理，减少废水处理时污泥量，减少印染废水处理难度，缓解环境污染。
文档编号C02F11/00GK103073163SQ201310044098
公开日2013年5月1日 申请日期2013年2月1日 优先权日2013年2月1日
发明者张世文, 王福利, 杨幼军, 许雅玲 申请人:波鹰(厦门)科技有限公司