专利名称：一种废水处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于污水处理及回用领域，涉及一种结合膜技术和物化处理技术回用处理 废水的新工艺。
背景技术：
膜技术被誉为21世纪最有前景的水处理技术，作为一种新型的分离技术，膜分离 技术既能对废水进行有效的净化，又能回收一些有用物质，同时具有节能、无相变、设备简 单、操作方便等特点，因此在废水处理中得到了广泛的应用并显示了广阔的发展前景。根据 膜孔径的大小，在废水处理中应用的分离膜主要有微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透 (RO)。近来年，多样化的膜组合工艺得到越来越多的关注，这是由于将不同种类的膜组 合而成的膜集成系统能发挥各种膜技术的优势，形成废水深度处理的新工艺。尤其是膜生 物反应器(MBR)与反渗透(RO)系统相结合的“双膜法”废水回用处理技术，可弥补单独MBR 技术和RO技术的不足，充分发挥其作用，将会是废水深度处理与回用的一个新方向。在MBR+R0膜集成系统中，MBR是将膜分离技术与生物处理技术相结合的一种新 型、高效的污水处理新工艺。MBR系统中的分离膜可采用超滤或微滤膜，能几乎完全截留颗 粒物和细菌，使得MBR的出水水质大大优于传统污水处理工艺，并具备更低的污泥产率和 更小的占地面积等优点。同时，MBR出水可以直接作为RO膜的进水，通过RO膜进一步截留 有机物质、离子、硬度和金属物质等，从而对MBR处理水进行深度处理，达到废水循环利用 的目的。尽管MBR+R0膜集成系统成功克服了传统污水处理技术难以深度回用处理废水的 目的，但由于废水中往往含有一部分难以被微生物生化降解的溶解性有机物，使得污泥的 过滤性能较差，容易引起MBR膜污染。同时，这部分溶解性有机物能透过MBR膜，导致MBR 出水中的有机物浓度仍然较高，从而影响后续RO系统的运行稳定性。对于膜处理系统，膜污染会导致膜通量的下降和运行压力的提高，这就要求对膜 进行化学清洗，以恢复膜的运行性能。频繁的化学清洗不但增加化学药剂的消耗量和加大 操作管理难度，而且影响膜的使用寿命，缩短膜组件的更换周期，从而增加投资运行成本。因此，为促进膜技术的广泛应用，迫切需要提高膜集成系统运行性能，即在膜集成 系统的运行过程中，通过采取有效措施尽量减缓膜污染的发展趋势，降低膜的清洗频率，延 长膜的清洗周期，从而提高膜的运行稳定性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有膜技术回用处理废水的过程中，膜污染 严重，系统运行稳定性差的情况，提供一种有效结合膜技术和物化处理技术，操作简单，运 行成本低的新工艺。本发明的目的可以通过以下措施达到
一种废水处理工艺，其特征在于废水经含有活性污泥的生物反应池进行生化处理 后，通过分离膜对该活性污泥进行固液分离得到1次处理水，该1次处理水再进入反渗透膜 进行深度处理后，得到2次处理水；其中生化处理时向所述的生物反应池中投加粉末活性 炭。本发明中的粉末活性炭的投加方式是将粉末活性炭直接投加到生物反应池中，根 据生物反应池中活性污泥的体积，投加浓度为300mg/L 1500mg/L。在生物反应池排放活 性污泥时，根据所排放的活性污泥的体积，补加粉末活性炭。补加粉末活性炭的量，根据所 排放的活性污泥的体积，为300mg/L 1500mg/L。在生物反应池中，加入粉末活性炭后，能吸附一部分在生化反应过程中难以被微 生物降解的有机污染物质、溶解性微生物代谢产物和细菌胞外聚合物等，并被分离膜拦截， 从而降低污泥上清液中上述污染物质的含量，减小膜孔被堵塞的机率；同时，由于粉末活 性炭的吸附和凝聚作用，使活性污泥絮体颗粒的粒径变大，提高了污泥过滤性能，有效减缓 MBR膜污染的发展趋势。而且，由于粉末活性炭与MBR之间的协同作用，使得MBR出水中的有机物含量大大 降低，当MBR出水进入RO膜以进一步截留污染物质、离子、硬度和金属物质时，能有效减缓 有机物在RO膜表面的吸附和沉积，降低RO膜有机污染的产生机率，从而提高RO系统的运 行稳定性。本发明中的分离膜的形式为中空纤维膜或平板膜，优选为平板膜。平板膜采用特 殊的胶水和先进的粘合技术将两片平板膜片粘贴在支撑板的两侧，从而保证膜在真空抽吸 过程中具备很强的物理强度、抗腐蚀性和耐化学性能。正是基于这种特殊的结构和膜粘合 技术，能有效避免膜片在使用过程中出现泄漏，及避免类似发生在中空纤维膜上的断丝现象。本发明中的分离膜的材质为聚偏氟乙烯，分离膜的表面所分布的细孔径的平均值 为 0. 04 0. 40 μ m,优选为 0. 08 0. 40 μ m。本发明中的反渗透膜为抗污染性反渗透膜，反渗透膜的表面电荷呈电中性，具有 低压运行、产水量高、脱盐率高、耐污染性能好的优点。其目的是用于除去MBR出水中的硬 度、离子和金属物质，同时进一步截留部分溶解性有机物质、COD、氮、磷等，有效地保证RO 产水满足回用要求。向生物反应池中投加活性炭，吸附一部分难以生化降解的有机物和溶解性微生物 代谢产物，减轻MBR膜污染的发展趋势。而MBR系统与RO系统既是独立又是单独分割的， 由于MBR与活性炭的叠加，使得MBR出水中有机物的含量减少，从而大大减缓后续RO膜有 机污染的产生，提高RO系统的运行稳定性。本方法操作管理简单，投资小，见效快，运行费 用低，便于推广应用。
具体实施例方式实施例1采用MBR+R0工艺回用处理生活污水，其中MBR系统中的分离膜为平板膜，膜材 质为聚偏氟乙烯，膜孔径为0.08 μ m;R0系统采用抗污染RO膜，膜表面电荷呈电中性。将 粉末活性炭直接投加到生物反应池中，生物反应池中活性污泥的体积为30m3，按投加量为300mg/L加入粉末活性炭9kg ；在生物反应池排放活性污泥时，每日排放Im3活性污泥， 则按300mg/L的比例每日补充粉末活性炭0. 3kg。粉末活性炭投加后，MBR膜污染速度为 0. 13kPa/d, MBR出水C0D&为18mg/L，RO膜化学清洗周期为5个月。实施例2采用MBR+R0工艺回用处理印染废水，其中MBR系统中的分离膜为中空纤维膜，膜 材质为聚偏氟乙烯，膜孔径为0. 20 μ m;R0系统采用抗污染RO膜，膜表面电荷呈电中性。将 粉末活性炭直接投加到生物反应池中，生物反应池中活性污泥的体积为30m3，按投加量为 1500mg/L加入粉末活性炭45kg ；在生物反应池排放活性污泥时，每日排放Im3活性污泥， 则按1500mg/L的比例每日补充粉末活性炭1. 5kg。粉末活性炭投加后，MBR膜污染速度为 0. 23kPa/d, MBR出水C0D&为46mg/L，RO膜化学清洗周期为3个半月。实施例3采用MBR+R0工艺回用处理造纸废水，其中MBR系统中的分离膜为平板膜，膜材 质为聚偏氟乙烯，膜孔径为0.40 μ m;R0系统采用抗污染RO膜，膜表面电荷呈电中性。将 粉末活性炭直接投加到生物反应池中，生物反应池中活性污泥的体积为30m3，按投加量为 1000mg/L加入粉末活性炭30kg ；在生物反应池排放活性污泥时，每日排放Im3活性污泥， 则按1000mg/L的比例每日补充粉末活性炭1kg。粉末活性炭投加后，MBR膜污染速度为 0. 18kPa/d, MBR出水C0D&为31mg/L，RO膜化学清洗周期为4个月。实施例4采用MBR+R0工艺回用处理玻璃纤维废水，其中MBR系统中的分离膜为平板膜，膜 材质为聚偏氟乙烯，膜孔径为0. 50 μ m;R0系统采用抗污染RO膜，膜表面电荷呈电中性。将 粉末活性炭直接投加到生物反应池中，生物反应池中活性污泥的体积为30m3，按投加量为 1200mg/L加入粉末活性炭36kg ；在生物反应池排放活性污泥时，每日排放Im3活性污泥， 则按1200mg/L的比例每日补充粉末活性炭1. 2kg。粉末活性炭投加后，MBR膜污染速度为 0. 31kPa/d, MBR出水C0D&为48mg/L，RO膜化学清洗周期为2个半月。实施例5采用MBR+R0工艺回用处理生活污水，其中MBR系统中的分离膜为中空纤维膜，膜 材质为聚偏氟乙烯，膜孔径为0. 08 μ m;R0系统采用抗污染RO膜，膜表面电荷呈电中性。将 粉末活性炭直接投加到生物反应池中，生物反应池中活性污泥的体积为30m3，按投加量为 300mg/L加入粉末活性炭9kg ；在生物反应池排放活性污泥时，每日排放Im3剩余活性污泥， 则按300mg/L的比例每日补充粉末活性炭0. 3kg。粉末活性炭投加后，MBR膜污染速度为 0. 14kPa/d, MBR出水C0D&为19mg/L，RO膜化学清洗周期为5个月。实施例6采用MBR+R0工艺回用处理印染废水，其中MBR系统中的分离膜为平板膜，膜材 质为聚偏氟乙烯，膜孔径为0.20 μ m;R0系统采用抗污染RO膜，膜表面电荷呈电中性。将 粉末活性炭直接投加到生物反应池中，生物反应池中活性污泥的体积为30m3，按投加量为 1500mg/L加入粉末活性炭45kg ；在生物反应池排放活性污泥时，每日排放Im3活性污泥， 则按1500mg/L的比例每日补充粉末活性炭1. 5kg。粉末活性炭投加后，MBR膜污染速度为 0. 21kPa/d, MBR出水C0D&为44mg/L，RO膜化学清洗周期为3个半月。对比例1
采用MBR+R0工艺回用处理生活污水，其中MBR系统中的分离膜为平板膜，膜材质 为聚偏氟乙烯，膜孔径为0. 08 μ m;R0系统采用抗污染RO膜，膜表面电荷呈电中性。在膜集 成系统的运行过程中，MBR膜污染速度为0. 34kPa/d,MBR出水C0D&为49mg/L，R0膜化学清 洗周期为2个月。对比例2采用MBR+R0工艺回用处理印染废水，其中MBR系统中的分离膜为中空纤维膜，膜 材质为聚偏氟乙烯，膜孔径为0. 20 μ m;R0系统采用抗污染RO膜，膜表面电荷呈电中性。在 膜集成系统的运行过程中，MBR膜污染速度为0. 68kPa/d,MBR出水C0D&为92mg/L，R0膜化 学清洗周期为1个月。对比例3采用MBR+R0工艺回用处理造纸废水，其中MBR系统中的分离膜为平板膜，膜材质 为聚偏氟乙烯，膜孔径为0. 40 μ m;R0系统采用抗污染RO膜，膜表面电荷呈电中性。在膜集 成系统的运行过程中，MBR膜污染速度为0. 52kPa/d,MBR出水C0D&为68mg/L，RO膜化学清 洗周期为1个半月。
权利要求
一种废水处理工艺，其特征在于废水经含有活性污泥的生物反应池进行生化处理后，通过分离膜对该活性污泥进行固液分离得到1次处理水，该1次处理水再进入反渗透膜进行深度处理后，得到2次处理水；其中生化处理时向所述的生物反应池中投加粉末活性炭。
2.根据权利要求1所述的废水处理工艺，其特征在于根据所述活性污泥的体积，粉末 活性炭的投加量为300mg/L 1500mg/L。
3.根据权利要求1或2所述的废水处理工艺，其特征在于所述的生物反应池在排放活 性污泥时，根据所排放的活性污泥的体积，向生物反应池中补加粉末活性炭。
4.根据权利要求3所述的废水处理工艺，其特征在于所述的补加粉末活性炭的量，根 据所排放的剩余污泥的体积，为300mg/L 1500mg/L。
5.根据权利要求1所述的废水处理工艺，其特征在于所述的分离膜的形式为中空纤维 膜或平板膜。
6.根据权利要求1或5所述的废水处理工艺，其特征在于所述的分离膜的材质为聚偏 氟乙烯，分离膜的表面所分布的细孔径的平均值为0. 04 0. 40 μ m。
7.根据权利要求1所述的废水处理工艺，其特征在于所述的反渗透膜为抗污染性反渗 透膜，反渗透膜的表面电荷呈电中性。
全文摘要
本发明公开了一种废水处理工艺，废水经含有活性污泥的生物反应池进行生化处理后，通过分离膜对该活性污泥进行固液分离得到1次处理水，该1次处理水再进入反渗透膜进行深度处理后，得到2次处理水；其中生化处理时向所述的生物反应池中投加粉末活性炭。本发明在MBR与RO工艺相结合的膜集成系统回用处理废水的过程中，通过向生物反应池中投加粉末活性炭，吸附一部分难以生化降解的有机物和溶解性微生物代谢产物，提高污泥过滤性能，减轻MBR膜污染的发展趋势，同时进一步降低MBR出水中的有机物含量，有效减缓RO膜有机污染的产生，从而提高膜集成系统的运行稳定性。该方法操作管理简单，投资小，见效快，运行费用低，便于推广应用。
文档编号C02F9/14GK101898845SQ20091002732
公开日2010年12月1日 申请日期2009年5月27日 优先权日2009年5月27日
发明者杨瑜芳, 高畠宽生, 黄圣散 申请人:东丽纤维研究所(中国)有限公司;东丽株式会社