一种印染退浆废水化能自给型循环再生系统的制作方法

本实用新型涉及废水处理技术领域，特别涉及一种印染退浆废水化能自给型循环再生系统。

背景技术：

印染行业是纺织工业的重要组成部分，也是纺织工业主要的废水源，印染过程包括退浆、煮练、漂白、丝光、染色、印花和整理等，其中印染退浆废水产生的cod负荷量约占印染废水cod总量的50％，各种浆料分解物、酸、纤维屑等有机污染物约占总量的一半；印染退浆废水呈碱性，ph为9～13，一般印染退浆废水cod浓度平均值能达15000mg/l左右，还有很多的印染退浆废水的cod浓度更高，这些废水在环境中大量积累，使被污染的水体表面泡沫增多，粘度加大，影响好气微生物的活动，带来严重的环保问题，因此需要对其进行严格处理，处理完成的废水可达到排放标准直接排放，也可进一步处理实现回用，但是由于其处理相对困难，整个系统的能耗水平很高，投入成本过大，因此本实用新型研制了一种印染退浆废水化能自给型循环再生系统，以解决现有技术中存在的问题，经检索，未发现与本实用新型相同或相似的技术方案。

技术实现要素：

本实用新型目的是：提供一种印染退浆废水化能自给型循环再生系统，以解决现有技术中处理高浓度印染退浆废水时，能耗过高的问题，以及消除或降低高能耗对废水进一步回收利用的制约。

本实用新型的技术方案是：一种印染退浆废水化能自给型循环再生系统，包括通过管道依次连接的调节池、uasb反应器、生物选择池、水解酸化池、接触氧化池、mbr池、ro反渗透系统及三效蒸发器，还包括沼气综合利用系统及污泥处理系统；所述uasb反应器与生物选择池之间设置有回流管路，所述回流管路上设置有回流泵；所述沼气综合利用系统与uasb反应器之间设置有通气管路，与调节池及三效蒸发器之间设置有蒸汽管路；所述污泥处理系统包括污泥池及压滤机，所述污泥池与生物选择池通过管道相连通。

优选的，所述沼气综合利用系统包括沼气罐及与沼气罐连接的沼气锅炉；所述沼气锅炉通过蒸汽管路分别与调节池及三效蒸发器连接。

优选的，所述uasb反应器内部设置有污泥床及三相分离器，所述三相分离器上端与通气管路连接，所述通气管路与沼气罐相连通，且所述通气管路上设置有一级水封罐及二级水封罐；所述生物选择池中部设置有中心导流筒，侧壁上端设置有溢流堰，所述中心导流筒下端呈喇叭状；所述水解酸化池及接触氧化池内均设置有组合填料；所述mbr池内设置有mbr膜组件。

优选的，所述ro反渗透系统包括通过管道相连通的一级ro反渗透膜组件、一级ro浓水池、二级ro反渗透膜组件及二级ro浓水池。

优选的，所述mbr池与所述一级ro反渗透膜组件之间设置有中间池、第一保安过滤器及第一高压泵；所述一级ro浓水池与所述二级ro反渗透膜组件之间设置有第二保安过滤器及第二高压泵。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

本实用新型主要用于处理含高浓度cod的废水，使其通过uasb反应器的反应处理能够产生足够的沼气，通过沼气锅炉产生足够的蒸汽实现能源自给，能够有效减小高浓度cod废水的处理成本；同时为了在uasb反应器阶段产生足够的沼气，保证足够的cod浓度，前期可不进行预处理。

本实用新型整个工艺过程中uasb反应器是系统的核心，uasb反应器的去除率的高低和产生沼气的量的大小，直接关系到整个系统能否在满足废水循环再生利用的同时实现能源自给。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型所述结构的示意图。

其中：1、调节池；

2、uasb反应器，21、污泥床，22、三相分离器，23、通气管路，24、一级水封罐，25、二级水封罐，26、回流管路，27、回流泵；

3、生物选择池，31、中心导流筒，32、溢流堰；

4、水解酸化池，5、接触氧化池，451、组合填料；

6、mbr池，61、mbr膜组件，62、潜水搅拌机；

7、ro反渗透系统，71、一级ro反渗透膜组件，72、一级ro浓水池，73、二级ro反渗透膜组件，74、二级ro浓水池；

8、三效蒸发器；

9、沼气综合利用系统，91、沼气罐，92、沼气锅炉，93、蒸汽管路，94、第一阀门，95、第二阀门；

10、污泥处理系统，101、污泥池，102、压滤机；

111、中间池，112、第一保安过滤器，113、第一高压泵，114、第二保安过滤器，115、第二高压泵。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本实用新型的内容做进一步的详细说明：

如图1所示，一种印染退浆废水化能自给型循环再生系统，用于实现含高浓度cod废水处理时的能源自给，包括通过管道依次连接的调节池1、uasb反应器2、生物选择池3、水解酸化池4、接触氧化池5、mbr池6、ro反渗透系统7及三效蒸发器8，还包括沼气综合利用系统9及污泥处理系统10。

调节池1内部设置有温度传感器及液位计，温度传感器用于检测并实现对调节池1内温度的控制，液位计用于检测调节池1内的水位。

uasb反应器2内部设置有污泥床21及三相分离器22，污泥床21设置在uasb反应器2中部段，三相分离器22设置在uasb反应器2内部上端，且三相分离器22上端连接有通气管路23；uasb反应器2下端与生物选择池3之间设置有回流管路26，回流管路26上设置有回流泵27。

生物选择池3中部设置有中心导流筒31，侧壁上端设置有溢流堰32，中心导流筒31由生物选择池3上端向下延伸，下端呈喇叭状。

水解酸化池4及接触氧化池5内均设置有组合填料451，水解酸化池4内的组合填料451上培养有水解酸化菌，接触氧化池5内的组合填料451上培养有好氧菌；mbr池6内设置有mbr膜组件61，且内部设置有潜水搅拌机62。

ro反渗透系统7包括通过管道相连通的一级ro反渗透膜组件71、一级ro浓水池72、二级ro反渗透膜组件73及二级ro浓水池74，且一级ro反渗透膜组件71与mbr池6之间设置有中间池111、第一保安过滤器112及第一高压泵113，一级ro浓水池72与二级ro反渗透膜组件73之间设置有第二保安过滤器114及第二高压泵115；中间池111主要起到调节作用，保证后续处理的均匀稳定，减少对ro反渗透系统7的冲击，保证正常运行；第一保安过滤器112及第二保安过滤器114的设置用于去除浊度1ftu以上的细小微粒，来满足后续工序对进水的要求。

沼气综合利用系统9包括沼气罐91及与沼气罐连接的沼气锅炉92，沼气罐91与uasb反应器2之间通过通气管路23连接，且通气管路23上设置有一级水封罐24及二级水封罐25，沼气锅炉92通过蒸汽管路93分别与调节池1及三效蒸发器8连接，沼气锅炉92用于燃烧沼气从而产生蒸汽，蒸汽管路93上分别设置有第一阀门94及第二阀门95，其中第一阀门94设置在沼气锅炉92与调节池1连接的蒸汽管路93上，第二阀门95设置在沼气锅炉92与三效蒸发器8连接的蒸汽管路93上，其中第一阀门94与温度传感器电连接，通过温度传感器监测到的调节池1内的液体温度，实现第一阀门94的通断，保证调节池1内的水温相对稳定的控制在具体设定的范围内；该沼气综合利用系统主要用于实现沼气燃烧产生蒸汽，实现整体系统的能源自给。

由于沼气的回收利用既可用于发电也可用于产生蒸汽，针对本系统而言，沼气发电的利用效率为38％～42％，沼气燃烧产生的蒸汽利用效率为80％～90％，因此本实用新型将回收的沼气通过沼气锅炉92燃烧产生蒸汽，而不采用沼气发电；若废水仅需部分回用，部分达标排放，则无需采用三效蒸发器8，此时无需消耗大量蒸汽，这种情况下，回收利用的沼气可用于发电，以补充污水处理系统运行过程中的电力消耗。

污泥处理系统包括污泥池101及压滤机102，污泥池101与生物选择池3通过管道相连通，由于生物选择池3内会沉淀有活性污泥，部分活性污泥回流至uasb反应器2内，剩余活性污泥则排出至污泥池101内，并通过压滤机102实现固液分离。

本实用新型中连接调节池1、uasb反应器2、生物选择池3、水解酸化池4、接触氧化池5、mbr池6、中间池111及三效蒸发器8的管道上均设置有水泵，连接污泥池101及生物选择池3的管道上设置有污泥泵，用于实现系统的正常运转。

基于一种印染退浆废水化能自给型循环再生系统的一种印染退浆废水化能自给型循环再生系统的处理工艺，该处理工艺的步骤具体如下：

(1)各路印染退浆废水收集进入调节池内部混合均匀，调节印染退浆废水ph值为7～8.5，碱度调节为300～450mmol/l，同时控制印染退浆废水的cod浓度为13500～16000mg/l，再均匀引入uasb反应器内部下方；

(2)从uasb反应器下方进入的印染退浆废水向上经过污泥床，使印染退浆废水中的有机物通过厌氧反应转化为沼气，然后继续向上运动通过三相分离器进行三相分离，固体污泥留在uasb反应器内部，经初步处理的液体印染退浆废水进入生物选择池，产生的沼气沿着通气管路进入沼气罐内，该uasb反应器的cod容积负荷为4～6kg(cod)/(m³·d)，水力停留时间为60～90h，沼气的产气强度≥1m³/m²·h；进入沼气罐内的沼气再进入沼气锅炉内进行燃烧，产生的蒸汽分别引入调节池及三效蒸发器，为三效蒸发器提供加热源，同时蒸汽引入调节池内使调节池内的液体温度上升，温度控制为35℃～40℃；

(3)进入生物选择池内的印染退浆废水从中心导流筒流入，并从下端呈喇叭状的结构处向四周均匀分布，然后沿着生物选择池整个端面缓慢上升，活性污泥在重力作用下沉入生物选择池底部，并通过回流泵回流至uasb反应器内，剩余活性污泥流至污泥池，并通过压滤机进行固液分离，经进一步处理的印染退浆废水上清液从溢流堰排出进入水解酸化池；

(4)水解酸化池内的组合填料上培养有水解酸化菌，进入水解酸化池内的印染退浆废水与水解酸化菌反应，在水解酸化池内缺氧条件下，将不溶性有机物水解为溶解性物质，将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质，然后再继续流至接触氧化池；

(5)接触氧化池内的组合填料上培养有好氧菌，进入接触氧化池内的印染退浆废水与好氧菌反应，催化溶解氧化印染退浆废水中的有机物，并分解为水和二氧化碳，得到进一步进化的印染退浆废水再次进入mbr池；

(6)进入mbr池内的印染退浆废水通过mbr膜组件截留内部的活性污泥和大分子有机物，再流至中间池内便于后续处理均匀稳定，然后再通过第一保安过滤器进行过滤，过滤后通过第一高压泵进入一级ro反渗透膜组件内；

(7)进入一级ro反渗透膜组件内的印染退浆废水经过反渗透处理，形成淡水及浓水，其中淡水外排，浓水进入一级ro浓水池，然后浓水再次经过第二保安过滤器及第二高压泵进入二级ro反渗透膜组件内进行反渗透处理，淡水继续外排，浓水进入二级ro浓水池内，淡水回收率为83％～88％；

(8)二级ro浓水池内的浓水进入三效蒸发器内，通过沼气锅炉产生的蒸汽提供加热源，1m³的浓水所需的蒸汽的使用量为385kg～420kg，使得废水不断被蒸发，最终杂质和溶解性固体结晶，排出的冷凝水回用即实现印染退浆废水的完全净化处理。

为了能够实现整个系统的能源自给，则需要保证沼气的产气强度能够≥1m³/m²·h，而影响沼气的产气强度的主要因素为初始印染退浆废水的cod浓度、uasb反应器的cod容积负荷及在uasb反应器内的水力停留时间，下面结合实施例对本实用新型的处理工艺的步骤(1)和步骤(2)进行进一步的解释说明，但本实用新型的保护范围并不限于如下实施例。

实施例1

(1)各路印染退浆废水收集进入调节池内部混合均匀，调节印染退浆废水ph值为7～8.5，碱度调节为300～450mmol/l，同时控制印染退浆废水的cod浓度为15000mg/l，再均匀引入uasb反应器内部下方；

(2)从uasb反应器下方进入的印染退浆废水向上经过污泥床，使印染退浆废水中的有机物通过厌氧反应转化为沼气，然后继续向上运动通过三相分离器进行三相分离，固体污泥留在uasb反应器内部，经初步处理的液体印染退浆废水进入生物选择池，产生的沼气沿着通气管路进入沼气罐内，该uasb反应器的cod容积负荷为4kg(cod)/(m³·d)，水力停留时间为90h，沼气的产气强度为0.81m³/m²·h；进入沼气罐内的沼气再进入沼气锅炉内进行燃烧，产生的蒸汽分别引入调节池及三效蒸发器，为三效蒸发器提供加热源，同时蒸汽引入调节池内使调节池内的液体温度上升，温度控制为35℃～40℃。

实施例2

本实施例相较于实施例1的不同点在于：步骤(1)中印染退浆废水的cod浓度为15000mg/l，步骤(2)中uasb反应器的cod容积负荷为5kg(cod)/(m³·d)，水力停留时间为72h，而最终产生的沼气的产气强度为1.01m³/m²·h。

实施例3

本实施例相较于实施例1的不同点在于：步骤(1)中印染退浆废水的cod浓度为15000mg/l，步骤(2)中uasb反应器的cod容积负荷为6kg(cod)/(m³·d)，水力停留时间为60h，而最终产生的沼气的产气强度为1.19m³/m²·h。

下表为针对实施例1、实施例2及实施例3给出的关于印染退浆废水的cod浓度、uasb反应器的cod容积负荷及水力停留时间所影响的产气强度的对照数值表：

在满足足够的产气强度，满足反应器内完全混合条件(产气强度≥1m³/m²·h)的前提下，水力停留时间越长越好，cod容积负荷越低越好，因此针对上述三个实施例，可选择实施例2为最优实施例。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型，因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。