一种有机废水的处理与回用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种有机废水的处理与回用方法，属于环保水处理领域。
【背景技术】
[0002]有机废水来源广泛，根据其特性可以分为以下3类:(1)生活污水、农牧业、食品加工为原料的工业废水，废水中的有机物易于生物降解，同时废水中的有毒物质含量少。(2)印染、选矿等废水中的有机物易于生物降解，但废水中的毒物含量较多。(3)造纸、制药等废水中所含的有机物难于生物降解，同时废水中毒物可能较多。各行业产生有机废水的毒物包含有机物和无机物两类，例如H2S、苯酚、无机盐、重金属等，微生物对含有上述物质废水的处理效率仅为10?30%，因此生化法处理有机废水往往存在一定的技术局限性。
[0003]膜生物反应器(MBR)与传统的生化法相比具有更高的处理效率，但滤膜材料的物化特性使其不可避免的产生表面污染，导致渗透通量不断下降。另一方面，只要有抑制微生物生长或者结构稳定难降解的物质存在，MBR的处理效率同样无法提高。
[0004]处理有机废水的吸附剂有树脂类与活性炭，此类吸附剂价格高，再生设备复杂。另一方面，我国膨润土资源丰富，地域分布广阔，膨润土价廉易得，研制和开发面向有机废水处理的膨润土基多功能吸附材料，具有重要的经济价值。
[0005]针对有毒难降解废水，以经过疏水改性的膨润土代替活性污泥，可以有效解决以下问题:(I)生物方法对处理的污染物对象具有选择性，不适合对有毒物质、难降解物质的处理，以膨润土基改性制备的吸附剂对不同的污染物具有无差别的协同处理效果。(2)改性后的膨润土对有机污染物具有较高的吸附容量，同时具备表面疏水特性，与滤膜材料可良好兼容，在膜过滤过程中对延缓对膜表面的污染，显著提高了处理量与处理效率。
【发明内容】
[0006]针对有机废水的处理与回用，本发明的内容为:
[0007]I)将废水导入高位预处理池，往预处理池中投加预处理剂，搅拌反应一段时间。搅拌反应0.5?1.0h,控制原水硬度50?500mg.L 重金属含量彡500mg.L \ pH = 5?11，搅拌反应时间为30?60min ；
[0008]2)步骤(I)反应后液溢流至高效固液分离池，上清液再经过保安过滤器预过滤。
[0009]3)将步骤(2)出水与有机改性矿物基吸附剂投加至膜反应容器中，在搅拌与曝气条件下开启进水栗、膜组件的外接自吸栗，实现对废水的同步吸附与超滤分离。膜过滤出水安全排放或者回用于生产工艺单元。废水在吸附反应器中的水力停留时间为30?lOOmin，吸附剂的粒径为10?1000 μ m，投加量为I?10g.L-1，曝气量为100?2000L.m_2.h_l ；在吸附与膜分离过程中采用“过滤一反洗”循环交替的运行方式，实现PLC自动控制，反洗洗频率为15?300min/次，相应反洗时间为5?30min ;所述的吸附剂为有机改性的矿物基粉体吸附材料，
[0010]4)待吸附剂交换容量达到饱和，取出膜组件，使用盐酸、碱性试剂对吸附剂进行原位解吸、再生后放入膜组件循环使用。
[0011]5)当滤膜渗透通量下降为初始通量的60%，使用0.1?5%的盐酸、氢氧化钠先后对有机膜表面进行机械清洗，控制清洗pH值I?13，时间0.5?10h，当膜渗透通量恢复至初始通量的95?100%后将膜组件投入反应容器中继续使用；
[0012]6)将吸附剂的解吸液与滤膜的化学清洗液导入混凝氧化池，采用混凝沉淀与深度氧化的方法进行处理。处理后液返回步骤(I)前端。
[0013]在本发明的较佳实施例中，所述的有机废水的COD范围为100?5000mg.L 1O
[0014]在本发明的较佳实施例中，步骤I)原水预处理所使用的预处理剂包括混凝剂、絮凝剂、软化剂。
[0015]在本发明的较佳实施例中，步骤2)固液分离阶段的水力停留时间为10?60min。
[0016]在本发明的较佳实施例中，步骤3)中的矿物基材料为粉煤灰、膨润土、高岭土、凹凸棒及其它粘土类物质中的一种或多种按任意比例混合。
[0017]在本发明的较佳实施例中，步骤3)有机改性的改性剂为长碳链烷基季铵盐的一种或多种按任意比例混合。所述的膨润土改性方法为现有技术，通常为矿物基材料制成悬浮液，然后加入一定量的长碳链烷基季铵盐反应即可。
[0018]在本发明的较佳实施例中，步骤3)膜材料为无机陶瓷膜或耐氧化中空纤维膜，其材质为含氟聚合物、聚烯烃类、聚乙烯类、聚丙烯类、聚砜类、芳香族聚酰胺类中的至少一种，过滤孔径为I?lOOnm。
[0019]在本发明的较佳实施例中，步骤5)使用I?10%浓度的盐酸、碱性试剂对饱和吸附剂进行解吸，控制解吸过程pH值I?13，时间2?10h，液固质量比为3?30: I ;碱性试剂为氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠中的任意一种或多种按任意比例混合。
[0020]在本发明的较佳实施例中，步骤5)将解吸液与滤膜的化学清洗液按一定比例混合，控制其PH值为3?4，再按比例投加硫酸亚铁与双氧水，控制[Fe2+]/[H2O2] = 1:1?10，其中硫酸亚铁投加量为500?1000mg.L \反应时间为5?60min。
[0021]本发明提供了一种有机废水的处理方法，把改性矿物基吸附剂的吸附功能、滤膜的精密分离、材料表面特性相结合，与生化方法相比较，显著提高了对废水中各类有机污染物的处理效率。改性吸附剂为疏水材料，在水流剪切力作用下吸附剂颗粒无法附着于滤膜表面，因对于亲水性较好的生物污泥，本发明所采用的吸附剂可有效减缓滤膜表面的污堵速率。
【附图说明】
[0022]图1工艺流程图
[0023]图2膜反应器图，图中，1-预处理原水2-进水栗3-搅拌桨4-膜组件5_吸附剂6-穿孔曝气管7-流量计8-气栗9-自吸式出水栗
【具体实施方式】
[0024]本发明结合如下实施例作进一步说明，但本发明并不仅局限于以下实施例。
[0025]以下实施例均采用图1和图2的设备和流程进行
[0026]实施例1
[0027]某选矿废水，含有重金属、苯胺黑药、丁基黄药等有毒难降解特征污染物，水质情况如下:[Pb] = 70.35mg ?L \ [Zn2+] = 12.26mg *L \ CODcr= 400mg \ BOD5= 45mg ?L \pH = 9.66
[0028]实施步骤:
[0029]I)将原水通过提升栗输送至预处理池中，往预处理池中投加聚铁40mg.L \聚丙稀酰胺5mg.L \搅拌反应30min。
[0030]2)步骤⑴混合液溢流至高效固液分离池。
[0031]3)步骤⑵出水溢流至膜反应容器(I备I用)中，PVDF中空纤维膜平均孔径为0.1 μπι，开启膜组件外接自吸栗实现废水的连续处理。往反应器中投加有机改性膨润土基吸附剂50g.L \吸附剂平均粒径为500 μ m，在搅拌与曝气条件下反应，水力停留时间为90mino
[0032]4)待吸附剂交换容量达到饱和，将吸附剂导入化学清洗池，使用浓度为10%氢氧化钠解吸，解吸时间为120min，固液比为1:10 ;使用5 %的硫酸对吸附剂进行再生，再生时间为240min，固液比为1:10。解吸液与再生液循环使用5次后导入氧化池待处理。
[0033]5)在-0.03Mpa的运行压力下，膜组件初始渗透通量为50L.m2.h \当下降至30L.πι2 *h \取出膜组件，先后使用5%浓度氢氧化钠、盐酸配置成的清洗液对滤膜表面进行浸泡清洗，控制清洗pH = I?13，碱洗、酸洗时间分别为90min、90min。清洗尾液导入氧化池。
[0034]6)将解吸液与滤膜的化学清洗液导入氧化池，控制混合液pH = 3，在搅拌条件下往混合液中投加3000mg.L 1硫酸亚铁、4000mg.L 1双氧水，控制水力停留时间20min。出水返回步骤(I)前端。
[0035]上述各处理步骤的水质情况如下:
[0036]步骤(2)出水[Pb]= 1.52mg.L \ [Zn2+] = 0.55mg.L、CODcr= 370mg.L \ pH=7.51 ；
[0037]步骤(3)最终出水[Pb]^ 0.0lmg *L \ [Zn2+] ( 0.0lmg.L \ CODcr= 35mg.L \pH = 7.22 ;步骤(6)出水[Pb] = 52.05mg.L \ [Zn2+] = 22.8mg.L \ CODcr= 12mg.L \pH = 2.81。
[0038]实施例2
[0039]某选矿废水，含有乙硫氮、丁基黄药、重金属等特征污染物，水质情况如下:[Cu]=0.90mg.L1, [Zn2+] = 0.32mg.L1, [Pb2+] = 5.59mg.L ^ CODcr = 350mg.L ^ pH =9.25
[0040]实施步骤:
[0041]I)将原水通过提升栗输送至预处理池中，往预处理池中投加聚铁60mg.L \聚丙稀酰胺5mg.L \搅拌反应20min。
[0042]2)步骤(I)混合液溢流至高效固液分离池，上清液再经过精度为50 μ m的保安过滤器预过滤。
[0043]3)步骤(2)出水溢流至膜反应容器(I备I用)中，PVDF中空纤维膜平均孔径为0.2 μπι，开启膜组件外接自吸栗实现废水的连续处理。往反应器中投加有机凹凸棒基吸附剂10g -L \吸附剂平均粒径为50 μ m，在搅拌与曝气条件下反应，水力停留时间为120min。
[0044]4)待吸附剂交换容量达到饱和，将吸附剂导入化学清洗池，使用浓度为10%氢氧化钠解吸，解吸时间为90min，固液比为1:10 ;使用5%的硫酸对吸附剂进行再生，再生时间为180min，固液比为1:10。解吸液与再生液循环使用5次后导入氧化池待处理。
[0045]5)在-0.02Mpa的运行压力下，膜组件初始渗透通量为60L.m2.h \当下降至30L.πι2 *h \取出膜组件，先后使用5%浓度氢氧化钠、盐酸配置成的清洗液对滤膜表面进行浸泡清洗，控制清洗pH = I?13，碱洗、酸洗时间分别为120min、120min。清洗尾液导入氧化池。
[0046]6)将解吸液与滤膜的化学清洗液导入氧化池，控制混合液pH = 3.2，在搅拌条件下往混合液中投加4000mg.L 1硫酸亚铁、6000mg.L 1双氧水，控制水力停留时间30min。出水返回步骤(I)前端。
[0047]