[发明专利]一种印染废水的深度处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种印染废水的深度处理方法。

背景技术

目前，水资源污染是中国急需解决的问题之一。随着工业化生产的不断增加，工业污水的排放也日益严重，将大量工业污水直接排放到河道，危害水生物系统，严重影响人类生活。印染废水是加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品为主的印染厂排出的废水。印染废水水量较大，每印染加工1吨纺织品耗水100～200吨，其中80～90％成为废水。

对于印染废水处理，采用以生化处理为主体的工艺是目前最为经济有效的处理方式。一般认为，生化出水中残留的物质(effluent matters)从宏观上区分包括颗粒态物质(particle matters)和溶解态物质(dissolved matters)，其中溶解态物质是指可以透过0.45μm滤膜的物质。由于溶解性物质占到总物质量的85％以上，同时，颗粒态物质能较容易地通过混凝、过滤等固液分离方法所去除，因此，在废水的深度处理中溶解性物质的影响更为显著。

残留于印染废水生化出水中的染料及染料代谢产物具有高色度的特征，不仅引起人感官上的不悦，其排放于水体中会阻挡阳光射入水体，引发水体中微生物、植物光合作用的降低，造成水生生态变化。残留染料的偶氮基团、芳香基团，以及染料微生物代谢生成的芳香胺类有机物具有一定的致癌、致畸、致突变作用，同时具有明显的生物抑制作用及生物毒性由于其具有相对稳定的性质(如活性蓝19染料在自然环境中的半衰期高达49年)，其在自然环境中的残留、富集，通过水循环最终将影响到人，与人体接触后会引起过敏及组织变化；另一方面，印染生化出水中残留的高芳香性有机碳化合物及有机氮化合物会影响地表水源水水质，不仅增加饮用水处理成本，亦会形成较高浓度的碳来源型及氮来源型消毒副产物。

因此，研究一种印染废水生化出水的深度处理方法，对生态环境的保护和饮水安全具有重要意义，同时也有利于水资源的保护和充分利用。

发明内容

鉴于现有印染废水处理方法的不足，本发明以印染废水经常规生化处理后的排放水为处理对象，提供一种效率高、无二次污染、成本低廉的深度处理方法。具体技术方案如下：

一种印染废水的深度处理方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、介质过滤：印染废水经过混凝沉淀、厌氧水解和活性污泥曝气组合工艺处理后的排放水进行介质过滤，采用石英砂、活性炭或粉煤灰作为过滤介质过滤器，介质颗粒粒径0.8～1.2mm，反洗周期1～7d；

步骤二、磁性水凝胶微球吸附：介质过滤后的出水通入吸附反应池中，加入一定量的磁性水凝胶微球，利用外磁场的作用控制吸附速率及磁性水凝胶微球的分离回收；

步骤三、光催化反应：经磁性水凝胶吸附处理后的印染废水通入光催化反应器，器壁为石英玻璃，反应器内部均匀排布多层孔径5cm的石英筛板，筛板上通过硅烷偶联剂修饰有Fe₃O₄@TiO₂纳米粒子，太阳光或模拟太阳光照射，机械搅拌速率30～50r/min，反应时间20～60min；

步骤四、静电纺丝纳米纤维膜过滤：将光催化反应的出水通入聚乙烯醇/壳聚糖静电纺丝纳米纤维膜过滤器，印染废水中的重金属离子被静电纺丝纳米纤维膜吸附除去；

步骤五、超滤膜段：聚乙烯醇/壳聚糖静电纺丝纳米纤维膜过滤器的出水通过聚偏氟乙烯-全氟磺酸(PVDF-PFSA)纳米纤维膜，除去90％以上的无机盐，回收水可再次用于纺织印染工业。

优选地，步骤二中磁性水凝胶微球由Fe₃O₄纳米粒子、膨润土、羧甲基纤维素和交联剂组成，其制备方法如下：

(1)将膨润土超声分散在去离子水中，氮气氛下加入Fe²⁺和Fe³⁺铁盐和碱性物质，反应后得到膨润土和Fe₃O₄纳米粒子的混合物；

(2)将羧甲基纤维素溶解在去离子水中，加入膨润土和Fe₃O₄纳米粒子的混合物以及交联剂，超声分散后搅拌均匀；

(3)将步骤(2)得到的混合溶液通入喷雾干燥机制备得到磁性水凝胶微球。