一种有机废水反渗透浓水氧化及脱盐方法和系统与流程

文档序号:12392443阅读:167来源:国知局

本发明属于废水回收利用处理技术领域,涉及一种有机废水反渗透浓水氧化及脱盐方法和系统。



背景技术:

我国人均水资源占有量约为2000立方米,按照国际标准,属于中度缺水水平。另外,由于我国水资源分布的地区及时程差异性,全国600个城市中约有2/3属于“严重缺水”和“缺水”城市。其中,16个省区处于中度缺水水平,6个省区处于极度缺水水平。然而,受人们环保意识和水处理设施的制约,大量未经处理或未达标处理的废水进入江河湖泊,对水环境构成巨大威胁。水资源短缺与水污染已成为制约我国经济发展、影响社会和谐稳定的重要因素。再生水回用是解决我国水资源短缺的重要途径之一,随着再生水水量及水质要求的提高,“超滤+反渗透”双膜法在废水回用处理中的应用也越来越普及。“超滤+反渗透”双膜工艺能取得较好的出水水质,但该系统也存在着一些问题,制约了其的工程应用。“超滤+反渗透”双膜工艺存在的最主要问题是反渗透膜技术的产水率一般不足75%,约有30%的浓水产生。RO浓水作为废水的浓缩液,具有高含盐、高硬度、难降解有机污染物浓度高等特点,对人类健康及生态环境具有较大的危害性。解决浓水再处理及排放问题成为RO工艺用于废水深度处理回用必须面对和迫切需要解决的难题。

中国发明专利CN201610719214.3一种反渗透浓水的处理方法通过向反渗透浓水中加入沉淀剂和氧化剂经过滤得到一级处理水,然后通过二级反渗透对一级处理水进行脱盐处理,二级反渗透产水进行回用,二级反渗透浓水经氧化处理后排放。该反渗透浓水处理方法能获得一定的浓水回用率,但其加入的氧化剂又向反渗透浓水中引入新的离子,增加了二级反渗透的运行负荷;其加入的氧化剂氧化作用有限;二级反渗透浓水经氧化后排放,废水中的TDS并没有减少,对生态环境具有更大的危害性。

中国发明专利CN201310717316.8一种电渗析器及近零排放工业废水回用工艺将反渗透浓水进一步采用超滤和反渗透组合的工艺处理,回收部分水量,产生的浓水采用电渗析进行深度浓缩,浓缩过程产生的淡水回用、浓水进行蒸发结晶。但该反渗透浓水处理方法采用电化学絮凝、电催化氧化还原、电气浮、高效沉淀及多介质过滤工艺对反渗透浓水预处理后即进入超滤和反渗透装置进行浓水脱盐处理,该预处理工艺无反渗透浓水软化处理工艺且对反渗透浓水中的有机物去除作用有限,使得超滤、反渗透、电渗析膜易堵塞,降低膜的使用寿命且不适合高有机物含量反渗透浓水的再处理。



技术实现要素:

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此,本发明的一个目的在于提出一种有机废水反渗透浓水氧化及脱盐方法。

本发明的另一目的在于提出一种有机废水反渗透浓水氧化及脱盐系统。

根据本发明实施例的有机废水反渗透浓水氧化及脱盐方法,包括以下步骤:

步骤1,使有机废水进行一级反渗透处理,获得一级浓缩废水;

步骤2,使一级浓缩废水在氧化剂的作用下进行氧化反应,获得氧化废水;

步骤3:使氧化废水在软化剂的作用下进行软化,获得软化废水;

步骤4:使软化废水在混凝剂和助凝剂的作用下进行混凝;

步骤5:将步骤4的产物进行沉淀,获得上清废水;

步骤6:将上清废水进行中和反应;

步骤7:将经步骤6中和后的废水进行多介质过滤,获得一级过滤废水;

步骤8:将一级过滤废水进行超滤,获得二级过滤废水;

步骤9:将二级过滤废水进行二级反渗透处理,获得二级浓缩水和回用水。

有利地,所述的有机废水反渗透浓水氧化及脱盐方法,其特征在于,还包括对步骤2所产生的尾气进行破坏的步骤。

有利地,所述的有机废水反渗透浓水氧化及脱盐方法,其特征在于,还包括对步骤9所获得的二级浓缩水进行蒸发以获取蒸馏水的步骤。

有利地,所述步骤2中所采用的氧化剂为臭氧,臭氧在催化氧化填料作用下产生强氧化性的羟基自由基降解有机废水反渗透浓水中的有机物,催化氧化填料为负载有铁、铜、锰、镍、铈的活性炭催化氧化填料,该活性炭催化氧化填料以活性炭为载体,通过浸泡、煅烧使铁、铜、锰、镍、铈负载于活性炭之上。

有利地,所述步骤3中所采用的软化剂为NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3、Na2SO4中的任一种或几种,软化反应的pH为9-12,优选的pH为10-11。

有利地,所述步骤4中所采用的混凝剂为PAC和/或PFS,所述步骤4中所采用的助凝剂为PAM。

有利地,所述步骤6中采用乙酸、盐酸和硫酸中的任一种进行中和反应,中和反应后的pH为6-8,优选的pH为7。

有利地,所述步骤7中采用除铁、除锰滤料进行多介质过滤。

有利地,采用装填活性炭催化氧化填料催化分解臭氧化尾气中的臭氧。

根据本发明实施例的一种有机废水反渗透浓水氧化及脱盐系统,包括:

一级反渗透膜,所述一级反渗透膜具有一级进水口、一级浓缩水出水口和一级净水出水口;

氧化反应器,所述氧化反应器具有氧化进水口、氧化出水口、臭氧进气口和尾气出口,所述氧化进水口与所述一级浓缩水出水口相连;

尾气破坏器,所述尾气破坏器与所述尾气出口相连;

软化反应器,所述软化反应器具有软化进水口和软化出水口,所述软化进水口与所述氧化出水口相连;

混凝反应器,所述混凝反应器具有混凝进水口和混凝出水口,所述混凝进水口与所述软化出水口相连;

高效沉淀器,所述高效沉淀器具有沉淀进水口和沉淀出水口,所述沉淀进水口与所述混凝出水口相连;

中和反应器,所述中和反应器具有中和进水口和中和出水口,所述中和进水口与所述沉淀出水口相连;

多介质过滤器,所述多介质过滤器具有过滤进水口和过滤出水口,所述过滤进水口与所述中和出水口相连;

超滤装置,所述超滤装置具有超滤进水口和超滤出水口,所述超滤进水口与所述过滤出水口相连;

二级反渗透膜,所述二级反渗透膜具有二级进水口、二级浓缩水出水口和二级净水出水口,所述二级进水口与所述超滤出水口相连;

蒸发装置,所述蒸发装置与所述二级浓缩水出水口相连。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

附图1是根据本发明一个实施例的一种有机废水反渗透浓水氧化及脱盐系统的示意图。

具体实施方式

如图1所示,根据本发明实施例的一种有机废水反渗透浓水氧化及脱盐系统,包括:一级反渗透膜101,氧化反应器102,尾气破坏器103,软化反应器104,混凝反应器105,高效沉淀器106,中和反应器107,多介质过滤器108,超滤装置109,二级反渗透膜110,蒸发装置111。

具体地说,一级反渗透膜101具有一级进水口1011、一级浓缩水出水口1012和一级净水出水口1013。

氧化反应器102具有氧化进水口1021、氧化出水口1022、臭氧进气口1024和尾气出口1023,氧化进水口1021与一级浓缩水出水口1012相连。

尾气破坏器103与尾气出口1023相连。

软化反应器104具有软化进水口1041和软化出水口1042,软化进水口1041与氧化出水口1022相连。

混凝反应器105具有混凝进水口1051和混凝出水口1052,混凝进水口1051与软化出水口1042相连。

高效沉淀器106具有沉淀进水口1061和沉淀出水口1062,沉淀进水口1061与混凝出水口1052相连。

中和反应器107具有中和进水口1071和中和出水口1072,中和进水口1071与沉淀出水口1062相连。

多介质过滤器108具有过滤进水口1082和过滤出水口1082,过滤进水口1081与中和出水口1072相连。

超滤装置109具有超滤进水口1091和超滤出水口1092,超滤进水口1091与过滤出水口1082相连。

二级反渗透膜110具有二级进水口1101、二级浓缩水出水口1102和二级净水出水口1103,二级进水口1101与超滤出水口1092相连。

蒸发装置111与二级浓缩水出水口1102相连。

根据本发明实施例的有机废水反渗透浓水氧化及脱盐方法,反应路径大体如下:

有机废水经一级反渗透处理后的浓水进入氧化反应器,在氧化剂强氧化作用下降解有机废水反渗透浓水中的有机物,氧化反应器产生的臭氧化尾气进入尾气破坏器分解其中的臭氧后排放。氧化反应器出水进入软化反应器,通过加入软化剂去除有机废水反渗透浓水中的硬度,软化反应器出水进入混凝反应器,在混凝剂、助凝剂作用下使得絮体变大,混凝反应器出水进入高效沉淀器实现固液分离。高效沉淀器上清液进入中和反应器,在酸的作用下调节废水pH为7左右,中和反应器出水进入多介质过滤器去除废水中的悬浮物、铁、锰等,多介质过滤器出水进入超滤、二级反渗透装置,实现有机废水反渗透浓水脱盐再处理,二级反渗透产水进行回用,二级反渗透浓水进入蒸发装置、蒸发结晶,实现有机废水反渗透浓水零排放。

所述氧化反应器内装填催化氧化填料,所述氧化反应器所用氧化剂为臭氧,臭氧在催化氧化填料作用下产生强氧化性的羟基自由基降解有机废水反渗透浓水中的有机物。氧化反应器内废水与臭氧逆向接触,气液固三相充分接触,臭氧传质效率高。

所述氧化反应器内装填的催化氧化填料为负载有铁、铜、锰、镍、铈的活性炭催化氧化填料,该活性炭催化氧化填料以活性炭为载体,通过浸泡、煅烧使铁、铜、锰、镍、铈负载于活性炭之上。

活性炭催化氧化填料制作过程:配置特定浓度的铁、铜、锰、镍、铈乙酸盐或硝酸盐溶液,加入特定质量的活性炭,活性炭浸渍一定时间后,取出用蒸馏水洗净。在特定温度下煅烧一定时间,得到所需的负载型活性炭催化剂。

所述的铁、铜、锰、镍、铈乙酸盐或硝酸盐溶液浓度为0.05mol/L-0.4mol/L,优选0.2-0.3mol/L;所述活性炭浸渍时间为1-4h,优选2-3h;所述煅烧温度为400-700℃,优选500-600℃;所述煅烧时间为3-6h,优选4h。所述铁、铜、锰、镍、铈与活性炭质量比分别为1-3、1-3、2-4、2-5、0.05-1.5。

所述的尾气破坏器内装填活性炭催化氧化填料催化分解臭氧化尾气中的臭氧。

所述的软化反应器使用的软化剂为NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3、Na2SO4中的一种或几种。

所述的软化反应器反应pH为9-12,优选10-11.

所述的混凝反应器使用的混凝剂为无机混凝剂,优选PAC、PFS,使用的助凝剂为有机助凝剂,优选阴离子PAM。

所述的中和反应器使用的酸可为乙酸、盐酸、硫酸,中和反应器调节有机废水反渗透浓水pH为6-8,优选7。

所述的多介质过滤器内装填除铁、除锰滤料,用于去除有机废水反渗透浓水中的铁、锰。

所述的超滤装置使用的超滤膜材料为PTFE,超滤膜外壳材料为ABS,固封材料为环氧树脂。

所述的反渗透装置使用的反渗透膜为海水淡化级反渗透膜。

所述的蒸发装置可为多效蒸发、机械式蒸汽再压缩装置。

有益效果

(1)本有机废水反渗透浓水氧化及脱盐方法针对有机废水反渗透浓水中的不同组分设置合理的、针对性的处理工艺,使得该方法处理效果好,使用范围广。

(2)本有机废水反渗透浓水氧化及脱盐方法使用臭氧催化氧化工艺去除其中的有机物,不引入离子、悬浮物,不增加二级反渗透运行负荷,且对废水中的有机物降解彻底,臭氧化空气尾气设置专门的尾气破坏器破坏臭氧,不引起二次污染。

(3)本有机废水反渗透浓水氧化及脱盐方法对有机废水反渗透浓水中的有机物、硬度、铁、锰等分别予以去除,降低超滤和二级反渗透装置膜污染的风险,大大延长膜的使用寿命。

(4)本有机废水反渗透浓水氧化及脱盐方法可对有机废水反渗透浓水实现效果优异的再次回收、实现有机废水近零排放的目标。

(5)本有机废水反渗透浓水氧化及脱盐方法解决了双膜法处理有机废水的工程缺陷,可极大推广双膜法在废水回收利用的领域的应用。

(6)本有机废水反渗透浓水氧化及脱盐方法对有机废水反渗透浓水经二次反渗透浓缩后进入蒸发装置蒸发结晶,在大大提高有机废水回收利用的同时降低处理成本。

实施例

某焦化废水一级反渗透浓水采用本发明系统进行氧化及脱盐再处理。该焦化废水一级反渗透浓水电导率为11ms/cm、COD为150mg/L、总硬度为360mg/L、总铁为2mg/L,该焦化废水一级反渗透浓水经氧化反应器处理后COD去除率为90%,其中COD与臭氧投加量物质的量之比为1:3;氧化废水经软化反应器、混凝反应器、高效沉淀器、中和反应器处理后总硬度去除率为95%,其中软化反应器投加的软化剂为Na(OH)、Na2CO3,软化反应控制反应pH为11,混凝反应器投加的混凝剂、助凝剂分别为PAC、阴离子PAM,中和反应器投加的酸为盐酸、控制反应pH为7;中和反应器废水经多介质过滤器处理后总铁去除率为96%,一级过滤废水经超滤、二级反渗透装置处理后该焦化废水一级反渗透浓水回用率为60%、产生40%的二级反渗透浓水;二级反渗透浓水进入MVR装置蒸发、结晶,MVR装置产水回用、浓缩液作为危险废物处理。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内对上述实施例进行变化、修改、替换和变型,均落入本发明的保护范围。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1