纺织印染废水微波无极紫外光催化氧化分质处理回用技术

项目完成人：曾庆福(武汉科技学院),夏东升(武汉科技学院),张跃武(武汉方元环境科技股份有限公司),戴守华(青岛凤凰印染有限公司),阮新潮(武汉科技学院),杨俊(武汉科技学院)

项目简介

本项目属纺织科学技术领域,涉及染炼技术、环境保护工程、循环经济与节能减排技术等.

本项目发明了纺织印染废水脱色处理回用的共性技术一微波无极紫外光催化氧化技术,是科技部组织的国家863重大专项攻克的纺织印染行业急需解决的重大技术难题.

我国是水质性缺水国家,节能减排是我国的基本国策.纺织印染行业是我国的传统支柱产业,又是用水量大、污染重、能耗较高的行业.尤其是染色水洗等工序废水不仅在印染行业废水排放总量中占很大比重,且色度深,最高温度达90℃,使得常规的生物方法及膜处理方法难以直接处理.对这类废水,目前是先排放到调节池冷却,然后通过传统方法处理排放,这不仅加大了处理难度和处理成本,同时浪费了大量的热能和水资源.

本项目系统研究了印染废水分质处理回用技术,重点研究高温水洗废水在线处理及水和热能的直接回用,同时研究印染终端废水生化一物化处理回用技术.课题组从微波光化学基础研究人手,研制了可工业化的大功率、短波长微波无极紫外光源,解决了普通短波长紫外光源功率小、长波长紫外光源效率低、寿命短等问题；研制了固定化钛系催化剂和均质铁系催化剂,解决了光催化剂在液相体系反应中易流失、催化效率低等问题；发明了印染废水脱色回用的共性技术一微波无极紫外光催化氧化技术,属国内外首创,并在纺织印染行业实现了高温染色水洗、退蜡等印染工序废水的分质处理回用的工业化应用.针对印染终端废水,发明了微波等离子体协同无极紫外光催化氧化技术,水力驱动载体循环生物处理技术,解决了部分染料难以光降解问题,以及传统活性污泥法和生物膜法在处理印染废水中停留时间长,曝气量大,维护困难等问题,实现了印染终端废水深度处理及部分回用.

本项目研究历时10年,获4项国家级、11项省部级项目资助,研究经费达3000万元.共申请发明专利15项,已授权发明专利5项,实用新型专利4项,发表学术论文62篇,SCI收录13篇.本项目经科技部组织的专家验收鉴定,技术成果达到国际领先水平.

本项目技术产生了显著的社会效益和巨大的经济效益.技术经无形资产评估以1127万元入股成立了武汉方元环境股份公司,该公司负责规模化推广应用,已在青岛凤凰印染、青岛喜盈门等26家企业进行了应用.处理难度最大的蜡染行业应用本项目技术后,高温染色废水回用率达到85％,终端废水回用率由7％上升到20％,其百米布耗水由4吨下降到1.2吨,百米布耗电由45Kwh下降到20Kwh,百米布耗标准煤由40Kg下降到30Kg.根据5家应用单位的数据统计,累计处理印染废水总量1.34亿吨,回用废水687.46万吨,减少COD排放7.26万吨、节约蒸汽消耗24.6万吨,为企业节支总额11653万元.

纺织印染废水分质处理回用技术对纺织印染行业完成节能减排20％的整体目标提供了技术保障,对印染行业的节能减排有巨大的推动作用.在国内外首次实现了微波无极紫外光催化氧化技术的工业化应用,并对微波光化学、光化学合成学科的发展将产生重大影响.