一種堿減量廢水梯級資源化處理技術與裝備的制作方法

本發(fā)明涉及廢水處理領域，具體涉及一種堿減量廢水梯級資源化處理技術與裝備。
背景技術：
：目前聚酯纖維已成為服裝行業(yè)的重要原料，隨著我國滌綸纖維產量的增長，滌綸用量約占我國紡織品市場的50%以上，2015年1-10月止累計中國滌綸纖維產量32,213,978.41噸,同比增長12.96%。滌綸（PET，聚對苯二甲酸乙二酯）是纖維的商品名稱，是以對苯二甲酸和乙二醇為主要原料的高分子聚合物，因為分子結構中含有酯基，所以常稱聚酷纖維。為使化纖織物具有類似真絲的飄逸、輕柔之風格，國內外印染行業(yè)使用最普遍、效果最佳的方法是織物在印染一前進行堿減量處理。滌綸織物通過堿減量加工獲得像真絲綢一樣的柔軟活絡感，被稱為滌綸仿真絲。堿減量加工就是用熱堿浸泡織物，使織物表層滌綸降解、剝落離開組織，從而起到織物減量變柔的作用，這一過程實質上是發(fā)生酯的水解反應。對苯二甲酸在pH>12的堿性廢水中，其酸根離子又與氫氧化鈉的鈉離子發(fā)生置換，最終以人肉眼看不見的有機鹽對苯二甲酸鈉(DT)溶解在廢水中，這種廢水就是俗稱的堿減量廢水。堿減量廢水的主要組分是對苯二甲酸、乙二醇、聚醋低聚物以及少量的各種助劑（如N,N-聚氧乙烯基烷基胺、耐堿滲透劑、季銨鹽陽離子表面活性劑）等，具有可生化性差、COD濃度高，堿度高等特點，已成為印染行業(yè)污染重、處理難度大的環(huán)保難題?，F(xiàn)有處理方法是先將堿減量廢水進行酸析預處理后和其他印染廢水混合，由于堿減量廢水可生化性差，CODcr高等特點，使得普通印染廢水處理系統(tǒng)可以接受的堿減量廢水量非常有限，堿減量廢水量略多或者濃度略高，就會導致原有普通印染處理系統(tǒng)出水不達標。因此，堿減量廢水處理問題，已成為限制其生產工藝擴產的瓶頸問題。本發(fā)明從堿減量廢水特點出發(fā)，研究出一整套堿減量廢水梯級資源化技術和裝備，不僅可以有效的解決堿減量廢水處理問題，而且可以實現(xiàn)廢水中有價值物質的資源化。技術實現(xiàn)要素：為了解決上述現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明從堿減量廢水特點出發(fā)，研究出一整套堿減量廢水梯級資源化技術和裝備，不僅可以有效的解決堿減量廢水處理問題，而且可以實現(xiàn)廢水中有價值物質的資源化。一種堿減量廢水梯級資源化處理技術，包括以下步驟：步驟一，將堿減量廢水排入收集池，在收集池中停留時間為大于等于12小時小于24小時，在收集池內進行均量和均質，然后由輸送泵輸送至酸析池內，通過投加98%的濃硫酸調節(jié)廢水pH，析出對苯二甲酸顆粒，酸析原理：NaOOC-C6H4-COONa+H2SO4→HOOC-C6H4-COOH↓+Na2SO4；步驟二，酸析池內安裝攪拌器，酸析后混合液進入自清洗薄膜過濾器，通過薄膜過濾分離酸析過程中產生的對苯二甲酸顆粒，濾出液進入后續(xù)多相催化氧化系統(tǒng)，濃液進入板框壓濾機進行脫水處理，回收對苯二甲酸泥餅；步驟三，將來自清洗薄膜過濾器的濾出液引入多相催化氧化系統(tǒng)，利用光催化氧化耦合強化劑，疊加氧化分解廢水中難生化有機物；步驟四，多相催化氧化系統(tǒng)出水進入pH調節(jié)池，投加30%氫氧化鈉調節(jié)廢水的pH在生化系統(tǒng)反應可接受的范圍內；步驟五，pH調節(jié)池出水進入MBR系統(tǒng)，包括水解酸化區(qū)、好氧區(qū)和膜分離區(qū)；步驟六，MBR系統(tǒng)出水進入納濾膜系統(tǒng)，納濾膜可截留硫酸鈉，讓硫酸鈉濃縮至10%以上，同時讓純水透過，純水可以回用作工藝用水，濃水液再進入后續(xù)的冷凍系統(tǒng)，將其硫酸鈉濃液中的硫酸鈉冷凍結晶出來，回收硫酸鈉。進一步地，所述的多相催化氧化系統(tǒng)，一方面，在一定波長光照條件下,半導體材料發(fā)生光生載流子的分離,然后光生電子和空穴在與離子或分子結合生成具有氧化性或還原性的活性自由基,這種活性自由基能將有機物大分子降解為二氧化碳或其他小分子有機物以及水，半導體材料采用納米二氧化鈦；另一方面，強氧化劑在光輻射作用下產生·OH，產生的強氧化劑氧化分解廢水中有機物，將廢水中難生物降解的大分子物質直接或間接的分解成易生化的小分子有機物或直接礦化成CO2與H2O，通過本系統(tǒng)不僅有效提高廢水的可生化性，同時可降低CODCr。進一步地，步驟一中投加98%的濃硫酸將出水pH控制在2.5~4，并且使廢水在酸析池停留時間為2~4小時。進一步地，所述多相催化氧化系統(tǒng)內含有密封防水石英石玻璃套管的高壓紫外燈，系統(tǒng)功率范圍為0.64~6.4kw，催化劑為納米二氧化鈦，涂膜在反應器內壁，強氧化劑可選用H2O2、O3、O2和空氣中的一種或多種，催化氧化系統(tǒng)處理時間為0.5-2h。進一步地，廢水在pH調節(jié)池內的反應時間為0.5-1小時，pH控制在6~9。進一步地，廢水在MBR系統(tǒng)中停留時間共計為30-40小時，水解酸化區(qū)內設置有微生物生長填料，氣水比為30:1，MBR系統(tǒng)中膜分離系統(tǒng)采用浸沒式板式膜，材質為PVDF或PTFE。進一步地，所述納濾膜系統(tǒng)選用GE公司生產的DL系列產品或者陶氏生產的NF90系列產品，操作壓力在2.5-4.5Mpa，膜殼材質選用玻璃鋼或者不銹鋼，納濾膜進口設置5um保安過濾器，納濾膜產水能夠直接回用作工藝生產。進一步地，所述冷凍系統(tǒng)由冷凍機組和結晶器組成，冷凍結晶溫度在-10℃~-5℃。冷凍結晶出來的硫酸鈉晶體經過離心分離后可回收利用。一種堿減量廢水梯級資源化裝備，包括收集池（1）、酸析池（2）、PH調節(jié)池（6）、MBR系統(tǒng)（7）和納濾膜系統(tǒng)（8），其特征在于所述收集池（1）一側面設置入液管道，另一側面設置出液管道，所述酸析池（2）一側與所述收集池（1）的出液管道相連，另一側通過管道與自清洗薄膜過濾器（4）連接，所述酸析池（2）內設置有攪拌器，所述自清洗薄膜過濾器（4）還設置三個連接通道依次連接第一回收池、多相催化系統(tǒng)（5）和板框壓濾機（3），所述多相催化系統(tǒng)（5）內部設置有系統(tǒng)功率范圍為0.64~6.4kw的密封防水石英石玻璃套管的高壓紫外燈，還設置有反應器，位于反應器內壁涂膜有催化劑層，所述多相催化系統(tǒng)另一側面通過管道與所述PH調節(jié)池（6）連接，所述PH調節(jié)池（6）另一側面通過管道與MBR系統(tǒng)（7）相連，所述MBR系統(tǒng)（7）另一側面通過管道與納濾膜系統(tǒng)（8）相連，所述納濾膜系統(tǒng)（8）還設置兩個連接通道分別連接第二回收池、冷凍系統(tǒng)（9），所述冷凍系統(tǒng)另一側面通過管道連接離心機（10），所述離心機另一側面通過管道連接第三回收池。與現(xiàn)有處理技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明能夠對難以降解的對苯二甲酸進行回收，節(jié)約處理成本，結合了多相催化氧化和生物膜技術去除廢水中有機物，實現(xiàn)了硫酸鈉回用和純水回用，真正實現(xiàn)了全面梯級資源化。附圖說明圖1是本發(fā)明的工藝流程框圖。圖中：1.收集池2.酸析池3.板框壓濾機4.自清洗薄膜過濾器5.多相催化氧化系統(tǒng)6.pH調節(jié)池7.MBR系統(tǒng)8.納濾膜系統(tǒng)9.冷凍系統(tǒng)10.離心機。具體實施方式結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。實施例1待處理的堿減量廢水的水質如下：序號指標項數(shù)值1pH13.112電導率29800μs/cm3COD49700mg/L4PTA22300mg/L一種堿減量廢水梯級資源化裝備，包括收集池（1）、酸析池（2）、PH調節(jié)池（6）、MBR系統(tǒng)（7）和納濾膜系統(tǒng)（8），其特征在于所述收集池（1）一側面設置入液管道，另一側面設置出液管道，所述酸析池（2）一側與所述收集池（1）的出液管道相連，另一側通過管道與自清洗薄膜過濾器（4）連接，所述酸析池（2）內設置有攪拌器，所述自清洗薄膜過濾器（4）還設置三個連接通道依次連接第一回收池、多相催化系統(tǒng)（5）和板框壓濾機（3），所述多相催化系統(tǒng)（5）內部設置有系統(tǒng)功率范圍為0.64~6.4kw的密封防水石英石玻璃套管的高壓紫外燈，還設置有反應器，位于反應器內壁涂膜有催化劑層，所述多相催化系統(tǒng)另一側面通過管道與所述PH調節(jié)池（6）連接，所述PH調節(jié)池（6）另一側面通過管道與MBR系統(tǒng)（7）相連，所述MBR系統(tǒng)（7）另一側面通過管道與納濾膜系統(tǒng)（8）相連，所述納濾膜系統(tǒng)（8）還設置兩個連接通道分別連接第二回收池、冷凍系統(tǒng)（9），所述冷凍系統(tǒng)另一側面通過管道連接離心機（10），所述離心機另一側面通過管道連接第三回收池。通過如下步驟對廢水進行處理：（如圖1所示）1）堿減量廢水排入收集池1，水力停留時間為18h，由泵輸送至酸析池2，通過投加98%的濃硫酸使酸析池2的廢水pH控制在2-3，廢水在酸析池內的停留時間為3-4小時；2）酸析池2內安裝攪拌器，反應后廢水輸送至自清洗薄膜過濾器4，通過薄膜過濾分離，對苯二甲酸顆粒被截留，清液透過薄膜進入多相催化氧化系統(tǒng)5，薄膜過濾器濃液進入板框壓濾機3，板框壓濾機3對對苯二甲酸白泥進行脫水，泥餅可回收外售，實現(xiàn)有價物質的資源化利用。3）多相催化氧化系統(tǒng)5內含有密封防水石英石玻璃套管的高壓紫外燈，系統(tǒng)功率范圍為0.64~6.4kw，催化劑為納米二氧化鈦，涂膜在反應器內壁，本次實施中強氧化劑選用H2O2和空氣，催化氧化系統(tǒng)5處理時間為1h，H2O2投加量為200-300mg/L和空氣曝氣量為0.5m3/min。4)多相催化氧化系統(tǒng)5出水進入pH調節(jié)池6，投加30%氫氧化鈉調節(jié)廢水的pH在6-9，停留時間為0.5h。5）pH調節(jié)池6出水進入MBR系統(tǒng)7，其包括水解酸化區(qū)、好氧區(qū)和膜分離區(qū)。本次實施過程中廢水在MBR系統(tǒng)7中停留時間共計為35-40小時，水解酸化區(qū)內設置有微生物生長填料，氣水比為30:1，MBR系統(tǒng)7中膜分離系統(tǒng)采用浸沒式板式膜，材質為PVDF。6）MBR系統(tǒng)7出水進入納濾膜系統(tǒng)8，納濾膜系統(tǒng)8可選用GE公司生產的DL系列產品或者陶氏生產的NF90系列產品，操作壓力在2.5-4.5Mpa，膜殼材質選用玻璃鋼或者不銹鋼，納濾膜進口設置5um保安過濾器。納濾膜系統(tǒng)產水可直接回用作工藝生產。7）納濾膜系統(tǒng)8濃水進入冷凍系統(tǒng)9，冷凍結晶溫度在-10℃~-5℃。冷凍結晶出來的硫酸鈉晶體經過離心機10離心分離后可回收利用。8）整個處理系統(tǒng)實現(xiàn)對苯二甲酸回收、純水回用和硫酸鈉回收的梯級資源化利用。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。當前第1頁1 2 3