申請日2015.11.05

　　公開(公告)日2016.02.24

　　IPC分類號D06B23/20; D06B3/02; D06B3/10; D06M11/34

　　摘要

　　本發(fā)明公開基于臭氧的印染行業(yè)染色、漂白、皂洗及廢水處理裝備，包括氧氣發(fā)生器、高濃度臭氧制取系統(tǒng)、初級臭氧混合器、水泵、高濃度臭氧水制取系統(tǒng)、臭氧氣體濃度檢測儀和臭氧水濃度檢測儀。本發(fā)明能由源頭減少污染物的使用，在染色的后處理皂洗工藝內(nèi)使用臭氧脫色功能，能把紗線、織物等被染色物的浮色有效除去，使用被染色物的色牢度大幅提高，有效減少傳統(tǒng)染色工藝由于色牢度不好，需要增加皂洗次數(shù)的問題，能大幅降低皂洗用水、及能耗。本發(fā)明能把初級污水處理前移至染色機內(nèi)處理，處理效率高，效果好，設(shè)備簡單，具有節(jié)水節(jié)助劑、減少污染物排放，自動化程度高，染色工藝效率高、質(zhì)量好，穩(wěn)定性高，運行安全可靠等特點。

　　權(quán)利要求書

　　1.基于臭氧的印染行業(yè)染色、漂白、皂洗及廢水處理裝備，其特征在于包括氧氣發(fā)生器(1)、高濃度臭氧制取系統(tǒng)(2)、初級臭氧混合器(3)、水泵(4)、高濃度臭氧水制取系統(tǒng)(5)、臭氧氣體濃度檢測儀(8)、臭氧水濃度檢測儀(9)、預(yù)處理控制閥(10)、入口控制閥(11)、出口控制閥(12)，

　　所述氧氣發(fā)生器(1)的氧氣輸出端通過管道與高濃度臭氧制取系統(tǒng)(2)連接;所述高濃度臭氧制取系統(tǒng)利用氧氣作為基礎(chǔ)原料，通過化學(xué)法、電解法、紫外線法、輻照法或者無聲放電法產(chǎn)生設(shè)定濃度的臭氧氣體;所述臭氧氣體通過臭氧輸出管道進入初級臭氧混合器(3)，所臭氧輸出管道上設(shè)置有臭氧氣體濃度檢測儀(8)，如果臭氧濃度不符合要求，則通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)高濃度臭氧制取系統(tǒng)(2)的參數(shù)，使得臭氧氣體濃度滿足要求;初級臭氧混合器(3)的液體出口與高濃度臭氧水制取系統(tǒng)(5)底部一側(cè)的液體進口通過管道連接，且管道上設(shè)有臭氧水濃度檢測儀(9);初級臭氧混合器(3)的液體進口通過管道與水泵(4)的一端連接;高濃度臭氧水制取系統(tǒng)(5)底部另一側(cè)的液體出口通過管道及預(yù)處理控制閥(10)與水泵(4)的另一端連接，預(yù)處理控制閥(10)與水泵(4)之間的管道上還設(shè)有出口控制閥(12)，高濃度臭氧水制取系統(tǒng)(5)底部另一側(cè)的液體出口還設(shè)有入口控制閥(11)。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于臭氧的印染行業(yè)染色、漂白、皂洗及廢水處理裝備，其特征在于：高濃度臭氧水制取系統(tǒng)(5)的頂部還設(shè)有水位及液壓傳感器(7)，用于實時監(jiān)測高濃度臭氧水制取系統(tǒng)(5)及其循環(huán)管路中的壓力。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于臭氧的印染行業(yè)染色、漂白、皂洗及廢水處理裝備，其特征在于：高濃度臭氧水制取系統(tǒng)(5)的頂部還設(shè)有尾氣處理系統(tǒng)(6)，用于當印染污水處理完成后，開啟尾氣處理系統(tǒng)中的閥門，將高濃度臭氧水制取系統(tǒng)(5)中的臭氧氣體通過電熱分解的形式分解為氧氣排入空氣中。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于臭氧的印染行業(yè)染色、漂白、皂洗及廢水處理裝備，其特征在于：所述入口控制閥(11)與印染設(shè)備的主泵出口連接，出口控制閥(12)與印染設(shè)備的缸底管連接。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1~4任一項所述的基于臭氧的印染行業(yè)染色、漂白、皂洗及廢水處理裝備，其特征在于：氧氣發(fā)生器(1)、水泵(4)、高濃度臭氧水制取系統(tǒng)(5)、臭氧氣體濃度檢測儀(8)、臭氧水濃度檢測儀(9)、預(yù)處理控制閥(10)、入口控制閥(11)、出口控制閥(12)均與控制系統(tǒng)連接并受控制系統(tǒng)控制。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于臭氧的印染行業(yè)染色、漂白、皂洗及廢水處理裝備，其特征在于：初始狀態(tài)下，高濃度臭氧水制取系統(tǒng)(5)中注入水;在開始制取高濃度臭氧水時，連接在管路上的水泵(4)啟動，將高濃度臭氧水制取系統(tǒng)中的水抽取進入初級臭氧混合器(3)中，此時，高濃度臭氧制取系統(tǒng)(2)中的臭氧氣體噴射進入初級臭氧混合器(3)中，并融入水中;預(yù)處理控制閥(10)打開，使得臭氧與水的混合物循環(huán)進入高濃度臭氧水制取系統(tǒng);在高濃度臭氧水制取系統(tǒng)(5)、初級臭氧混合器(3)、水泵(4)和預(yù)處理控制閥(10)的循環(huán)過程中，高濃度臭氧氣體持續(xù)融入臭氧水中;設(shè)置于管路上的臭氧水檢測儀(9)實時監(jiān)測臭氧水中臭氧的濃度，當臭氧濃度滿足要求，通知控制系統(tǒng)停止臭氧水的預(yù)制進程;在制取高濃度臭氧水過程中，入口控制閥(11)和出口控制閥(12)處于關(guān)閉狀態(tài);

　　當利用高濃度臭氧水對印染設(shè)備的染色、漂白、皂洗工藝污水或廢水進行處理時，關(guān)閉預(yù)處理控制閥(10)，開啟入口控制閥(11)和出口控制閥(12);啟動水泵(4)，啟動高濃度臭氧制取系統(tǒng)(2);高濃度臭氧水制取系統(tǒng)(5)中的高濃度臭氧水在水泵(4)的驅(qū)動下進入印染設(shè)備，并與印染設(shè)備中的印染污水或廢水進行混合反應(yīng)，印染污水或廢水繼續(xù)循環(huán);在臭氧水進入印染設(shè)備循環(huán)的過程中，高濃度臭氧持續(xù)進入初級臭氧混合器(3)。

　　說明書

　　基于臭氧的印染行業(yè)染色、漂白、皂洗及廢水處理裝備

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及染色機械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用臭氧進行紗線或織物的染色、漂洗、皂洗工藝及廢水處理的設(shè)備。

　　背景技術(shù)

　　印染廢水的水質(zhì)隨采用的纖維種類和加工工藝的不同而異，污染物組分差異很大。印染廢水一般具有污染物濃度高、種類多、含有毒有害成分及色度高等特點。一般印染廢水pH值為6~10，CODCr為400~1000mg/L，BOD5為100~400mg/L，SS為100~200mg/L，色度為100~400倍。印染廢水COD高,主要是加工生產(chǎn)中運用的大量助劑(滲透劑、助染劑等)95%以上滯留在印染混合廢水中,是造成COD濃度高的主要原因。在處理工藝技術(shù)上,由于染料廢水以有機物組成形式為主,理論上雖大部分可生化,但其水質(zhì)BOD(生物需氧量)與COD比值一般較低,可生化而又不易生化。同時,曝氣池活性污泥對多變化的染料中間體廢水的馴化、適應(yīng)也較難,影響生物降解能力。這些原因是印染廢水難以被有效降解,凈化后的水質(zhì)COD值仍然偏高的癥結(jié)所在。國內(nèi)大部分印染企業(yè)為提高COD去除率,通常采用增加絮凝和生化反應(yīng)時間的技術(shù)方法,即所謂“生化再生化”、“絮凝再絮凝”,導(dǎo)致污水處理工程占地面積大,流程長,工程費用高,但處理效果仍難令人滿意。在上海、山東、遼寧等地,一些企業(yè)把并聯(lián)曝氣池改為串聯(lián)運行,生化處理效率有所提高,但污水凈化程度的提高還是相當有限的。提高COD去除率是印染廢水急待解決的關(guān)鍵難題之一。

　　印染廢水COD高,另一個原因是由于國產(chǎn)染料上染率較低,印染生產(chǎn)加工企業(yè)一般均或多或少超量投加,染色過程剩余染料較多,染色加工過程中10%~20%的染料排入廢水,不但造成資源浪費,也導(dǎo)致其單位產(chǎn)品產(chǎn)污量比發(fā)達國家多了近一倍,加劇了廢水污染程度。隨著染料工業(yè)的發(fā)展和印染加工技術(shù)的進步,染料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性大為提高,將加大脫色處理的難度。我國紡織印染行業(yè)染色廢水處理多采用混凝沉淀、氣浮、砂濾等物化處理技術(shù)。對于廢水,不溶或難溶的染料微粒,通常用絮凝方法使之沉降,絮凝沉降時間相當快,一級混凝裝置基本滿足工藝要求。如不變更絮凝劑,二級、三級混凝有機物去除率就不會增加太多,第二、三級污水凈化程度下降,而運行費用卻要成倍的增加,處理效果不理想,經(jīng)濟上不劃算。在實際工程中,一些企業(yè)從原理、設(shè)備、工藝及工程各方面考慮,把常用的物化法和固體吸附劑吸附、萃取、汽提、蒸餾、高溫深度氧化等化工工程物化法以及生物化學(xué)法多種方法組合起來應(yīng)用,能收到一定效果,但方法復(fù)雜,生產(chǎn)運行管理困難,難以普遍推廣采用�；钚蕴课�附技術(shù)有相當效果,但由于國內(nèi)活性炭再生困難,投資、能耗、運轉(zhuǎn)費較高,處理成本昂貴,處理費達每噸20多元,經(jīng)濟上不合算也很難被企業(yè)運用到工業(yè)化生產(chǎn)中去。因此脫色也是目前我國印染廢水治理中普遍存在的一大難題。

　　為了解決上述問題，本發(fā)明提出了利用臭氧進行紗線或織物的染色、漂洗、皂洗工藝廢水處理的技術(shù)及設(shè)備，即是在染色后道工序加入臭氧O?污水處理功能，能把初級污水處理前移至染色機內(nèi)處理，處理效率高，效果好，由于臭氧是目前世界公認的綠色強氧化劑，具有多種功能，尤其是能提高難降解有機物的生物降解度，臭氧既是氧化劑又是良好的脫色劑，臭氧及其產(chǎn)生的活潑自由基(·OH)使染料發(fā)色基團中的不飽和鍵斷裂，從而改變了原有分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性，達到了脫色和降解有機物的目的，其機理是染料顯色是由其發(fā)色基團引起的，如乙烯基,偶氮基,氧化偶氧基,羥基,硫酮,亞硝基,亞乙烯基等，這些發(fā)色基團都有不飽和鍵，通過臭氧氧化原子能組進所處理的物質(zhì)中，改變原有物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和性能，從而提高其生物降解度。漂染廢水中含有多種難降解的有機物，臭氧能使染料中所含的這些基團氧化分解，生成分子量較小的有機酸和醛類，使其失去發(fā)色能力。臭氧對各種染料的作用結(jié)果有所不同，對親水性染料脫色快、效果好;對疏水性染料脫色速度慢、效果稍差。漂染廢水經(jīng)臭氧技術(shù)預(yù)處理后，提高了難降解有機物的生物降解度，并去除了絕大部分色度，使后續(xù)的生化處理達到最佳效果。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種基于臭氧的紗線或織物的染色、漂洗、皂洗工藝廢水處理技術(shù)及設(shè)備。應(yīng)用本項新技術(shù)的染整裝備，在紗線、織物紗線、織物染色工藝流程中加入臭氧O?清洗功能，能大大減低漂洗所用的助劑，由源頭減少污染物的使用，在染色的后處理皂洗工藝內(nèi)使用臭氧脫色功能，能把紗線、織物等被染色物的浮色有效除去，使用被染色物的色牢度大幅提高，有效減少傳統(tǒng)染色工藝由于色牢度不好，需要增加皂洗次數(shù)的問題，能大幅降低皂洗用水、及能耗，在染色后道工序加入臭氧污水處理功能，能把初級污水處理前移至染色機內(nèi)處理，處理效率高，效果好。

　　本發(fā)明提供了基于臭氧的印染行業(yè)染色、漂白、皂洗及廢水處理裝備，其至少通過如下技術(shù)方案之一實現(xiàn)。

　　基于臭氧的印染行業(yè)染色、漂白、皂洗及廢水處理裝備，包括氧氣發(fā)生器、高濃度臭氧制取系統(tǒng)、初級臭氧混合器、水泵、高濃度臭氧水制取系統(tǒng)、臭氧氣體濃度檢測儀、臭氧水濃度檢測儀、預(yù)處理控制閥、入口控制閥、出口控制閥，

　　所述氧氣發(fā)生器的氧氣輸出端通過管道與高濃度臭氧制取系統(tǒng)連接;所述高濃度臭氧制取系統(tǒng)利用氧氣作為基礎(chǔ)原料，通過化學(xué)法、電解法、紫外線法、輻照法或者無聲放電法產(chǎn)生設(shè)定濃度的臭氧氣體;所述臭氧氣體通過臭氧輸出管道進入初級臭氧混合器，所臭氧輸出管道上設(shè)置有臭氧氣體濃度檢測儀，如果臭氧濃度不符合要求，則通過控制系統(tǒng)(圖中省略，可以用染色機的控制系統(tǒng))調(diào)節(jié)高濃度臭氧制取系統(tǒng)的參數(shù)，使得臭氧氣體濃度滿足要求;初級臭氧混合器的液體出口與高濃度臭氧水制取系統(tǒng)底部一側(cè)的液體進口通過管道連接，且管道上設(shè)有臭氧水濃度檢測儀;初級臭氧混合器的液體進口通過管道與水泵的一端連接;高濃度臭氧水制取系統(tǒng)底部另一側(cè)的液體出口通過管道及預(yù)處理控制閥與水泵的另一端連接，預(yù)處理控制閥與水泵之間的管道上還設(shè)有出口控制閥，高濃度臭氧水制取系統(tǒng)底部另一側(cè)的液體出口還設(shè)有入口控制閥。

　　進一步地，高濃度臭氧水制取系統(tǒng)的頂部還設(shè)有水位及液壓傳感器，用于實時監(jiān)測高濃度臭氧水制取系統(tǒng)及其循環(huán)管路中的壓力，避免高濃度臭氧泄露污染環(huán)境。

　　進一步地，高濃度臭氧水制取系統(tǒng)的頂部還設(shè)有尾氣處理系統(tǒng)，用于當印染污水處理完成后，開啟尾氣處理系統(tǒng)中的閥門，將高濃度臭氧水制取系統(tǒng)中的臭氧氣體通過電熱分解的形式分解為氧氣排入空氣中。

　　進一步地，所述入口控制閥與印染設(shè)備(染色機/染紗機)的主泵出口連接，出口控制閥與印染設(shè)備的缸底管連接。

　　進一步地，氧氣發(fā)生器、水泵、高濃度臭氧水制取系統(tǒng)、臭氧氣體濃度檢測儀、臭氧水濃度檢測儀、預(yù)處理控制閥、入口控制閥、出口控制閥均與控制系統(tǒng)(圖中省略，可以用染整設(shè)備的控制系統(tǒng))連接并受控制系統(tǒng)控制。

　　進一步地，初始狀態(tài)下，高濃度臭氧水制取系統(tǒng)中注入水;在開始制取高濃度臭氧水時，連接在管路上的水泵啟動，將高濃度臭氧水制取系統(tǒng)中的水抽取進入初級臭氧混合器中，此時，高濃度臭氧制取系統(tǒng)中的臭氧氣體噴射進入初級臭氧混合器中，并融入水中;預(yù)處理控制閥打開，使得臭氧與水的混合物循環(huán)進入高濃度臭氧水制取系統(tǒng);在高濃度臭氧水制取系統(tǒng)、初級臭氧混合器、水泵和預(yù)處理控制閥的循環(huán)過程中，高濃度臭氧氣體持續(xù)融入臭氧水中;設(shè)置于管路上的臭氧水檢測儀實時監(jiān)測臭氧水中臭氧的濃度，當臭氧濃度滿足要求，通知控制系統(tǒng)(未畫出)停止臭氧水的預(yù)制進程;在制取高濃度臭氧水過程中，入口控制閥和出口控制閥處于關(guān)閉狀態(tài);

　　當利用高濃度臭氧水對印染設(shè)備的染色、漂白、皂洗工藝污水或廢水進行處理時，關(guān)閉預(yù)處理控制閥，開啟入口控制閥和出口控制閥;啟動水泵，啟動高濃度臭氧制取系統(tǒng);高濃度臭氧水制取系統(tǒng)中的高濃度臭氧水在水泵的驅(qū)動下進入印染設(shè)備，并與印染設(shè)備中的印染污水或廢水進行混合反應(yīng)，印染污水或廢水繼續(xù)循環(huán);在臭氧水進入印染設(shè)備循環(huán)的過程中，高濃度臭氧持續(xù)進入初級臭氧混合器。

　　相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

　　本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和方法設(shè)計巧妙，在紗線、織物染色工藝流程中加入臭氧清洗功能，能大大減低漂洗所用的助劑由源頭減少污染物的使用，在染色的后處理皂洗工藝內(nèi)使用臭氧脫色功能，能把紗線、織物等被染色物的浮色有效除去，使被染色物的色牢度大幅提高，有效減少傳統(tǒng)染色工藝由于色牢度不好，需要增加皂洗次數(shù)的問題，能大幅降低皂洗用水及能耗。能把初級污水處理前移至染色機(染紗機)內(nèi)處理，處理效率高，效果好，設(shè)備簡單。本發(fā)明具有節(jié)水節(jié)助劑、減少污染物排放，自動化程度高，染色工藝效率高、質(zhì)量好，穩(wěn)定性高，運行安全可靠等特點。