[發明專利]一種印染廢水深度處理裝置及方法

有效

• 申請號: 202011129462.5
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112174292B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 宋永蓮;伍昌年;鄭俠;楊丹丹;陳嘉雄;陶森森;凌琪
• 申請（專利權）人: 安徽中環環保科技股份有限公司;安徽建筑大學
• 主分類號: B01J23/755
• 分類號: B01J23/755;C02F1/70;B01D53/18;C02F103/30;C02F101/30
• 代理公司: 合肥中谷知識產權代理事務所(普通合伙) 34146
• 代理人: 洪玲

本發明公開了一種印染廢水深度處理裝置及方法，其采用一種強化傳質效能的超重力場磁性焦粉催化臭氧氧化旋轉填料反應器一體化裝置，用于氣液相接觸的旋轉傳質與反應，廢水經中空轉軸出水后，在離心葉輪上的離心力作用下，與反應器殼體內壁碰撞后均勻分布在反應器中，臭氧由微納米曝氣頭進入反應器，產生微納米氣泡在廢水中存在時間長，大大提高廢水中臭氧濃度，基于裝置內氣液湍流、離心力及磁性焦粉的氧化、吸附作用，增大了臭氧、廢水及磁性焦粉間的傳質，傳質系數提高。本發明可降低反應器運行的動能消耗，還可解決傳統反應器內傳質不均勻問題，具有高效、節能低成本運行特點，且易于操作、可控性強，在印染廢水深度處理中具有工程應用前景。

技術領域

本發明涉及印染廢水處理技術領域，具體涉及一種印染廢水深度處理裝置及方法。

背景技術

隨著印染行業的需求與規模的不斷擴大，含有大量芳烴、雜環化合物及發色基團的各種新型染料和助劑進入廢水，傳統污水處理工藝已經難以滿足要求。印染廢水具有COD高、色度高、pH不穩定、有機高分子化合物含量高等特點，若未經有效處理排放，將對生態環境造成嚴重的污染和危害。國家頒布《紡織染整工業水污染物排放標準(GB 4287-2012)》，使印染行業廢水處理標準大幅度提高，不僅要求去除印染廢水中有機物，而且要求脫色效果好，這就使原有處理工藝無法滿足日益復雜的高色度廢水脫色達標要求。開發和研究有效的印染廢水色度深度處理技術一直是水污染及控制技術關注的熱點。

印染廢水處理工藝主要包括三個階段：預處理、生化處理和深度處理。預處理通過格柵/篩網-沉砂-pH值調節等步驟使廢水達到生化處理的進水要求；生化處理則采用厭氧、好氧、厭氧/好氧/缺氧及其強化工藝(上流式厭氧污泥床、間歇式活性污泥法和曝氣生物濾池等)降解廢水中有機物，但對芳烴、雜環化合物及發色基團的有機化合物降解較差，無法產生良好的色度去除效果；深度處理采用物理吸附、混凝沉降、高級氧化技術和膜分離技術等方法對生化處理后的出水色度、無機鹽等進一步去除，提高出水水質，滿足回用要求。

臭氧氧化技術是近幾年廣泛應用于印染廢水深度處理的一種高級氧化技術。臭氧氧化能夠對染料發色基團有效破壞，達到廢水脫色目的。但是單純的臭氧氧化存在選擇性強、利用率低等缺點。通過投加一定的催化劑，可使臭氧生成氧化能力超強的羥基自由基(·OH)。·OH可以無選擇性地將水中的有機物礦化，并使芳烴、雜環化合物及發色基團的難降解有機化合物發生斷鏈、開環等反應，生成結構簡單、無毒或低毒的小分子化合物，且反應速度較快。催化劑可分為均相和非均相兩類，均相催化劑不能重復利用，無需分離，而非均相催化劑能夠重復利用，但需要考慮分離后重復利用。從廢水處理成本及對環境友好方面考慮，采用非均相催化臭氧氧化處理印染廢水前景更好。

以煤炭為原料的焦化生產過程中大約產生10％的焦粉由于沒有利用價值而被廢棄，浪費資源、污染環境。焦粉具有一定的吸附性，但其比表面積小，吸附容量低；焦粉表面具有疏水性，這在一定程度上影響了其對水溶性極性物質的吸附。用鈷和鎳對焦粉進行改性獲得磁性焦粉。由于鈷和鎳的化學活性大，使焦粉表面載有鈷和鎳的氧化物，提高焦粉吸附性能同時還可以此作為非均相催化劑，從而提高脫色效率。鈷和鎳改性焦粉作為臭氧氧化的催化劑且兼具吸附功能，進行印染廢水深度處理目前未見報道。采用磁性焦粉催化臭氧氧化屬于非均相體系，催化劑可以重復利用，焦粉作為焦化生產過程中的固體廢物得以利用，具有“以廢治廢”意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種印染廢水深度處理裝置及方法，通過對臭氧反應器的結構進行優化設計，提高氣液傳質效能，同時鈷和鎳改性焦粉催化填料的應用，提高臭氧利用率，降低工藝能耗和處理成本。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：