一种用于织物染色的中水回用的处理工艺和应用的制作方法

本发明属于水处理，具体涉及一种用于织物染色的中水回用的处理工艺和应用。

背景技术：

1、中水回用技术具体为将工业废水或生活废水经废水深度处理后，去除水体中各种有毒污染物和有害污染物，使其无色、无味以及无害，并且达到国家相关规定或标准，以此能够应用于企业生产或生活。

2、染色废水主要含有染料、浆料、助剂、酸、碱及无机盐等组分，其成分复杂且水质变化大，具有色度高、有机物含量高、ph高和生物难降解成分多等特点，故其被公认为是最难处理的主要有害废水之一。目前，传统染色废水处理工艺主要采用物化处理与生化处理相结合的方法，处理流程主要包括混凝沉淀处理步骤和生物接触氧化处理步骤。具体过程如下：

3、首先，经混合后的染色废水经废水泵提升，并往废水中投加石灰、氯化亚铁和约2ppm聚丙烯酰胺，在石灰、氯化亚铁和聚丙烯酰胺等混凝剂、助凝剂的作用下，使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，再进入平流沉淀池，进行固液分离予以去除；

4、其次，澄清出水进入厌氧池，在大量水解细菌和酸化菌生长繁殖代谢的作用下，将不溶性有机物水解为溶解性有机物，同时将难以生物降解的大分子物质转化为易于生物降解的小分子物质；

5、此外，厌氧池出水后再进入曝气池，在好氧菌生长繁殖代谢的作用下，将废水溶解的有机物转化为无机物，以此降低废水中化学需氧量(简称为cod)；

6、最后，曝气池出水投加脱色剂后，再经砂滤池过滤进行二次沉淀，进一步去除水中的色度和悬浮物，但是由于脱色剂中含有氮元素，若脱色剂投加量较小，则出水色度难以降低，反之则会造成出水总氮指标升高，但是目前难以找到合适范围的脱色剂投加量，以此平衡出水色度和总氮的综合指标。

7、一方面，虽然经过上述处理工艺后的出水能够达到《水污染物排放限值》(db44/26-2001)第二时段一级标准与《纺织染整工业水污染物排放标准》(gb4287-2012)，但是出水的色度和cod等指标仍然较高，无法满足直接回用于染色的水质要求；另一方面，染色废水的水质波动大，废水处理抗冲击力能力差，且染色废水的可生化性较差，受限于传统染色废水处理工艺，为了确保废水满足回用要求，相应的处理成本较高。

8、因此，在本领域中，亟需开发一种中水回用技术，其不仅处理工艺简单以及成本低廉，同时处理后出水能满足直接回用的水质要求。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于织物染色的中水回用的处理工艺和应用。本发明的处理工艺运行费用低，生化污泥产生量少，不引入无机盐，避免对染色生产带来品质方面的影响，同时，本发明无需采用超滤膜过滤或反渗透等废水处理方法，简单废水处理后直接回用织物染色，降低了清水用量和生产成本，实现环保节能生产。

2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种用于织物染色的中水回用的处理工艺，所述处理工艺依次包括以下步骤：

4、(1)将预处理的染色废水和混凝剂进行混凝处理，沉淀澄清后得到污泥和第一澄清液；

5、(2)将步骤(1)得到的污泥进行污泥回流处理；将步骤(1)得到的第一澄清液进行砂滤处理，得到第二澄清液；

6、(3)将步骤(2)得到的第二澄清液进行臭氧氧化处理，得到氧化后的废水；

7、(4)将步骤(3)得到的氧化后的废水导入曝气生物滤池进行生化处理，得到用于织物染色的中水。

8、需要说明的是，本发明的中水具体指的是相对于上水(自来水)、下水〔废水〕而言的，中水是指废水经适当处理后，达到一定的水质指标，满足某种使用要求，可以进行有益使用的水。

9、本发明首先将预处理的染色废水和混凝剂进行混凝处理，在混凝剂的作用下，使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，再进入沉淀池进行固液分离予以去除沉淀物，得到第一澄清液；同时，本发明将沉积在沉淀池底部的积泥定期排出，通过污泥浓缩池浓缩后，上清液抽回废水处理系统重新处理。

10、其次，第一澄清液出水后再进行砂滤处理，向上逆流通过砂滤料层，细小悬浮物被截留在滤料里面，清水从上部排出，运行一段时间后，滤料截留的细小悬浮物增多，得到第二澄清液。

11、此外，将第二澄清液出水后被臭氧氧化，利用臭氧的强氧化性，将染料分子中的直链和未饱和键断开，迅速脱色，去除废水中的色度，同时氧化一部分有机物，并将难以生物降解的大分子有机物氧化成易于生物降解的小分子有机物，之后再通过曝气生物滤池的生物氧化、生物吸附及滤料层的截留，进一步的去除废水中的化学需氧量(简称为cod)和悬浮物等，最后进行收集，从而实现中水回用的目的。

12、优选地，步骤(1)中所述预处理包括将染色废水依次进行一级处理和二级处理。

13、优选地，所述一级处理包括以下步骤；

14、a.将染色废水在废水调节池内依次进行混合、中和和降温处理，得到第一废水；

15、b.将步骤a得到的第一废水排入格栅井过滤第一废水中的大颗粒悬浮物，得到第二废水；

16、c.将步骤b得到的第二废水进行混凝沉淀处理，得到一级处理澄清液。

17、优选地，所述二级处理依次包括水解酸化、预曝气、一级曝气、中间沉淀和二级曝气处理。

18、优选地，所述二级处理包括以下步骤：

19、d.将一级处理澄清液排入水解酸化池，得到第一出水；

20、e.将步骤d得到的第一出水排入预曝气池，得到第二出水；

21、f.将步骤e得到的第二出水排入一级曝气池，得到第三出水；

22、g.将步骤f得到的第三出水排入中间沉淀池，进行固液分离，得到第四出水；

23、h.将步骤g得到的第四出水入二级曝气池，得到预处理的染色废水。

24、需要说明的是，将一级处理澄清液排入水解酸化池，在大量水解细菌、酸化菌生长繁殖代谢的作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质，从而得到第一出水；

25、将步骤d得到的第一出水排入预曝气池，通过强曝气去除对后续处理有影响的氨、硫化氢等，从而得到第二出水；

26、将步骤e得到的第二出水排入一级曝气池，在好氧菌生长繁殖代谢的作用下，将废水溶解的有机物转化为无机物，从而得到第三出水；

27、将步骤f得到的第三出水排入中间沉淀池，进行固液分离，去除水中的悬浮物，从而得到第四出水；

28、将步骤g得到的第四出水排入二级曝气，在好氧菌生长繁殖代谢的作用下，将废水中溶解的有机物转化为无机物，从而得到预处理的染色废水。

29、优选地，步骤(1)中所述预处理的染色废水的水质指标为：化学需氧量(简称为cod)≤80mg/l、色度≤100倍、悬浮物≤50mg/l，例如可以为cod≤80mg/l、色度≤100倍、悬浮物≤50mg/l；cod≤70mg/l、色度≤90倍、悬浮物≤40mg/l；cod≤60mg/l、色度≤80倍、悬浮物≤30mg/l；cod≤50mg/l、色度≤70倍、悬浮物≤20mg/l；cod≤40mg/l、色度≤60倍、悬浮物≤10mg/l等。

30、优选地，步骤(1)中所述混凝剂包括聚合氯化铝溶液和聚丙烯酰胺的组合。

31、优选地，所述聚合氯化铝溶液的投加量为例如可以为300ppm、320ppm、350ppm、380ppm、400ppm、420ppm、450ppm、480ppm、500ppm等。

32、优选地，所述聚合氯化铝溶液中聚合氯化铝的质量浓度为10％。

33、优选地，所述聚丙烯酰胺的投加量为例如可以为2.7ppm、3ppm、3.2ppm、3.5ppm、3.7ppm等。

34、优选地，步骤(1)中所述沉淀澄清采用斜管沉淀的方式进行。

35、在本发明中，采用斜管沉淀的方式，能够有效沉淀大部分悬浮物，处理效率高，结构简单，操作维护方便，维护成本低。

36、优选地，步骤(2)中所述砂滤处理中滤料层采用石英砂层。

37、优选地，所述石英砂层中石英砂的有效粒径例如可以为0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm等；真实直接密度例如可以为2.55g/cm3、2.58g/cm3、2.6g/cm3、2.62g/cm3、2.65g/cm3、2.68g/cm3、2.7g/cm3；sio2含量≥例如可以为95％、96％、97％、98％、99％等。

38、在本发明中，通过采用上述特定选择的石英砂，具有能过滤较小杂质颗粒、过滤效率高、过滤效果好、出水水质好及布水均匀的优势。

39、优选地，步骤(3)中所述臭氧氧化处理中臭氧与第二澄清液的接触时间不少于72min。

40、在本发明中，通过调控臭氧与第二澄清液的接触时间，使得第二澄清液与臭氧充分的接触，能够更好地利用臭氧的强氧化能力，将有机分子分裂成简单的小分子，被生物降解，另外臭氧能将染料分子中的直链和未饱和键断开，迅速脱色，去除废水中的色度。

41、优选地，步骤(4)中所述曝气生物滤池硝化菌、反硝化菌或硫化菌中的任意一种或至少两种的组合。其中，各种异养、自养菌的相互协作、共同参与，降解废水中的各种污染物，实现废水净化的生物滤池。

42、在本发明中，在曝气生物滤池内部进行曝气，使滤料表面生长着大量生物膜，当废水流经时，利用滤料表面上所附生物膜中高浓度的活性微生物的强氧化分解作用和滤料粒径较小的特点，充分发挥微生物的生物代谢、生物氧化、生物吸附以及生物膜和滤料的截留作用，实现污染物的高效去除效果，进一步去除水中的cod、色度和悬浮物等，达到直接回用的要求。滤料截留的细小悬浮物增多，曝气生物滤池出水流量会较少，当出水流量明显减少时，需要对曝气生物滤池进行反冲洗，保证曝气生物滤池的正常运行。

43、优选地，步骤(4)中所述曝气生物滤池中采用陶粒滤料。

44、优选地，所述陶粒滤料的粒径为例如可以为6mm、7mm、8mm等。

45、在本发明中，通过调整陶粒滤料的粒径，使得曝气生物滤池的通透性好，压力损失小，陶粒表面积大，空隙度高，活性生物的附着和生长好，形成的微生物膜多，废水的生物分解能力强，同时这种规格的陶粒抗压性、抗酸碱性好，陶粒损耗低，粒径过小则会导致水流的阻塞和滤池的阻力增加，滤池运行周期短，需频繁反冲洗，影响滤池处理效率，反之则会导致生物膜附着不良、空气流动不畅，影响滤池处理效果。

46、优选地，步骤(4)中所述曝气生物滤池中的曝气方向与氧化后的废水流向同向。

47、此外，本发明提供的用于织物染色的中水回用的处理工艺具有运行费用更低的优势，具体理由如下所述：

48、1、本发明提供的用于织物染色的中水回用的处理工艺

49、a.吨水药剂费

50、本发明提供的用于织物染色的中水回用的处理工艺中仅使用了液氧来制备臭氧，液氧的使用量为350ppm，吨水药剂费：350ppm×750元/吨÷1000000＝0.263元/吨；

51、b.吨水电费

52、本发明提供的用于织物染色的中水回用的处理工艺中，臭氧发生器制备臭氧及臭氧的投加，曝气生物滤池运行时采用罗茨风机鼓风曝气，同时曝气生物滤池反冲时采用反冲专用罗茨风机鼓风曝气进行气洗等操作需要用电，吨水耗电约0.3度，电费按0.8元/度算，吨水电费：0.3度×0.8元/度＝0.24元/吨；

53、综合药剂费与电费，本发明提供的用于织物染色的中水回用的处理工艺中吨水处理运行费用为0.503元/吨。

54、2、现有技术公开的“超滤膜过滤+反渗透组合的废水处理工艺”

55、a.吨水药剂费

56、上述工艺中，为了抑制反渗透膜受化学物质污染结垢及微生物在膜系统内、膜表面、管道内的生长、附着导致膜污染，需要投加阻垢剂和杀菌剂；为了调节产水ph，需投加液碱；超滤膜、反渗透膜需要定期的进行化学清洗，化学清洗会使用到的药剂有片碱、柠檬酸、草酸、乙二酸四乙酸四钠以及十二脘基苯磺酸钠，经统计上述工艺中吨水药剂费为0.63元/吨。

57、b.吨水电费

58、上述工艺中，反渗透是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离技术，需要使用高压力的水泵在膜的一侧施加很高的压力，当压力超过水的渗透压时，水会逆着自然渗透的方向作反向渗透，在膜的低压侧得到透过的水分，耗电量大。在整个系统运行中吨水用电量约1-1.2度电，经统计上述工艺中吨水电费约0.87元/吨。

59、c.其他费用

60、上述工艺中，反渗透系统会产生约30％的浓水，浓水是经过反渗透浓缩后的，水中污染物都是难生物降解的，浓水如要处理，需要采用芬顿法氧化和沉淀过滤的技术处理，处理过程需要使用大量的硫酸亚铁、碳酸钠、双氧水、液碱、聚丙烯酰胺和盐酸等大量的化学药剂，投加的酸碱等化学药剂会引入大量无机盐，且无法回用，同时会产生大量化学污泥，而且处理运行成本很高。

61、综合药剂费与电费，上述工艺中吨水处理运行费用为1.5元/吨。

62、综上所述，本发明提供的处理工艺的运行费用更低，且产水率更高。

63、第二方面，本发明提供了一种用于织物染色的中水回用装置，所述用于织物染色的中水回用装置包括依次连接的高效澄清池单元、砂滤单元、高级氧化单元和生化处理单元，所述用于织物染色的中水回用装置采用根据第一方面所述的用于织物染色的中水回用的处理工艺进行中水回用处理。

64、优选地，所述高效澄清池单元包括混凝单元和沉淀澄清单元。

65、在本发明中，上述沉淀澄清单元采用斜管沉淀池进行沉淀澄清处理。

66、优选地，所述高级氧化单元包括臭氧发生器和臭氧接触池。

67、优选地，所述臭氧发生器包括制氧系统单元和臭氧发生室。

68、在本发明中，制氧系统单元使用液氧作为原料气，通过臭氧发生室的高压放电，使液氧的氧分子发生电化学反应，来制取臭氧，液氧转化成臭氧的转化率为7％-10％左右，液氧使用量约为350ppm。

69、优选地，所述臭氧接触池与所述砂滤单元连接。

70、优选地，所述生化处理单元内设有浮动载体，所述浮动载体是生物悬浮填料。

71、优选地，所述用于织物染色的中水回用装置还包括收集单元。

72、优选地，所述收集单元包括集水池。

73、在本发明中，曝气生物滤池出水进入集水池，使用水泵提升至中水回用水池，通过自流的方式，供棉织物深色系染色生产使用。

74、第三方面，本发明提供了一种用于织物染色的中水，所述用于织物染色的中水是由根据第一方面所述的用于织物染色的中水回用的处理工艺制备得到的。

75、优选地，所述用于织物染色的中水的水质指标为：cod≤40mg/l，例如可以为10mg/l、15mg/l、20mg/l、25mg/l、30mg/l、35mg/l、40mg/l等；色度≤20倍，例如可以为5倍、8倍、10倍、12倍、15倍、18倍、20倍等；悬浮物≤10mg/l，如可以为1mg/l、2mg/l、3mg/l、4mg/l、5mg/l、6mg/l、7mg/l、8mg/l、9mg/l、10mg/l等。

76、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

77、本发明提供了一种用于织物染色的中水回用的处理工艺，其将预处理的染色废水和混凝剂进行混凝处理，在混凝剂的作用下，使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，再进入沉淀池进行固液分离予以去除沉淀物，得到第一澄清液；同时，本发明将沉积在沉淀池底部的积泥定期排出，通过污泥浓缩池浓缩后，上清液抽回废水处理系统重新处理。

78、其次，第一澄清液出水后再进行砂滤处理，向上逆流通过砂滤料层，细小悬浮物被截留在滤料里面，清水从上部排出，运行一段时间后，滤料截留的细小悬浮物增多，得到第二澄清液。

79、此外，将第二澄清液出水后被臭氧氧化，利用臭氧的强氧化性，将染料分子中的直链和未饱和键断开，迅速脱色，去除废水中的色度，同时氧化一部分有机物，并将难以生物降解的大分子有机物氧化成易于生物降解的小分子有机物，之后再通过曝气生物滤池的生物氧化、生物吸附及滤料层的截留，进一步的去除废水中的化学需氧量(简称为cod)和悬浮物等，最后进行收集，从而实现中水回用的目的。