一种基于超滤-反渗透的农化废水磷达标排放处理方法
【专利摘要】本发明涉及一种污水处理方法，具体是指一种基于超滤-反渗透的农化废水磷达标排放处理方法。本发明通过前预处理工艺处理后，经过砂滤、两级UF、树脂软化和两级RO处理，系统整体回收率≥90%，产生的高含磷浓度浓水经过浓水化学除磷系统，将浓水的总磷降至≤4mg/L，再和总磷浓度≤0.1mg/L的RO产水混合，出水总磷≤0.5mg/L，实现废水的达标排放。本发明的优点是解决了导致RO系统污堵的不利因素，保证RO系统在高回收率下稳定运行。对浓水进行除磷，提高了化学药剂的捕获率，解决了较低浓度含磷量、高浓度药剂量仍然无法达标的问题。整套系统自动化程度高，操作管理简便，运行稳定。
【专利说明】一种基于超滤-反渗透的农化废水磷达标排放处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种污水处理方法，具体是指一种一种基于超滤-反渗透的农化废水磷达标排放处理方法。
【背景技术】
[0002]超滤(UF)—般作为高精度处理工艺的预处理，为后续的工艺提供满足要求的产水，保证后续工艺系统稳定良好的运行。目前，超滤工艺同反渗透、纳滤等工艺结合，组成的双膜法工艺，在纯水制备、水处理及中水回用领域得到越来越广泛的应用。
[0003]超滤膜根据膜组件构型可分为卷式超滤、中空纤维浸没式超滤、中空纤维压力式超滤、管式超滤、平板式超滤。膜材质包括pp、PVC, PES、PVDF等，膜孔径〈0.1 μ m，根据截留分子量的不同，有多种级别的过滤精度。压力式中空纤维膜由于其装填密度高、占地面积小、抗污染性能稳定、出水水质优质稳定、运行成本低、管理简便等优点，比其它构型的膜应用更加普遍。
[0004]反渗透(RO)技术是最精密的膜法液体分离技术，它利用半透膜的选择透过性，截留溶解性盐类和有机物，但允许水分子透过，实现水和物料的分离。反渗透技术自从上世纪50年代进入商业化应用后，被广泛应用于海水及苦咸水淡化，锅炉给水、工业纯水、电子超纯水的制备，饮用纯净水生产，废水处理及特种分离等领域。
[0005]农化废水根据生产产品和生产工艺的不同，有很大的差别，但从总体上看，其具有以下特点:
[0006](I)废水成分复杂，含多种合成中间产物；
[0007](2)污染物浓度高，尤其是溶解性磷含量高；
[0008](3)难生物降解物质多，有些成分对微生物有毒害作用；
[0009](4)难降解有机磷含量高，导致废水磷指标难以达到排放标准的要求。
[0010]目前，针对农化行业的高浓度含磷废水，采用混凝沉降、生物除磷等工艺，可以将废水总磷降至15mg/L以下的中低浓度水平，设计合理，运行稳定的工艺，可以将总磷降至5mg/L以下，但是无法达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002) —级标准总磷< 0.5mg/L,国家日益严格的排放要求使得提标改造势在必行。
[0011]针对中低浓度的含磷废水，目前主要有以下在研究的工艺:
[0012](I)吸附法
[0013]利用活性炭、粉煤灰等具有较高吸附容量的吸附剂，物理吸附废水中的有机磷。但是由于吸附剂对物质分子量等有要求，因此属于有选择性的吸附，对于特定成分的低浓度有机磷，能够达到要求，并不是普遍适用的工艺，同时，吸附法会产生大量需要处理的固废，市场上缺少廉价高效的吸附剂，应用受到限制。
[0014]⑵化学氧化`
[0015]通过Fenton、臭氧等高级氧化工艺,将有机磷氧化成磷酸盐,再通过化学沉淀的工艺去除，此方法效果明显，但是对于含较低浓度有机磷的废水，由于氧化剂捕获率低，大量的药剂投加也难以实现稳定达标，且未参加反应的药剂也会成为废水中的污染物，导致二次污染的产生。
[0016](3)电解法
[0017]电解法是一种高效的废水处理方法，占地小，操作简单，处理效果显著优于生化法，且综合了电絮凝、沉淀和气浮多种作用，在含磷废水处理领域得到越来越广泛的研究。
[0018]⑷生物酶法
[0019]通过向废水中投加分离出的高浓度有机磷降解酶，将废水中的有机磷分解成无机磷，再通过化学沉淀工艺去除无机磷，有机磷降解酶对低浓度含磷废水效果明显，但是较高浓度废水无法达到要求，且降解酶失活、流失也是导致无法达标的主要问题。
[0020](5)膜分离[0021]膜分离工艺属于纯物理分离工艺，自动化程度高、运行费用低，无二次污染，在水处理领域得到越来越广泛的研究。MBR系统除磷的优势在于它可以富集反应体系中的聚磷菌，提高聚磷菌的浓度，从而提高磷的去除率，属于强化生物除磷方法。纳滤和反渗透工艺分离精度高，可以将有机磷截留，形成达标的产水和含磷浓度高的浓水，在含磷废水提标处理中属于较新的技术。
【发明内容】
[0022]针对现有技术中的不足，本发明响应国家更加严格的排放要求和节能减排的号召，为农化企业提供了一种基于超滤(UF)-反渗透(RO)技术的农化废水磷达标处理方法。通过该发明方法处理中低浓度含磷废水，经过有针对性的预处理工艺，解决了 RO系统高回收率下污堵的问题，使RO系统稳定运行在回收率> 90%的状态下，对RO浓水进行氧化除磷，浓水再同产水混合，实现整体的稳定达标。对浓水进行除磷可以提高药剂的捕获效率，减少药剂的使用量，虽然整体工艺线较长，但系统自动化程度高，管理维护简单，且从根本上解决了无法达标排放的问题。
[0023]本发明是通过下述技术方案得以实现的:
[0024]一种基于超滤-反渗透的农化废水磷达标排放处理方法，其特征在于包括下述步骤:
[0025](I)将农化废水进入到砂滤系统进行预处理；砂滤系统截留废水中的较大颗粒悬浮物和胶体，降低废水不溶物浓度，为一级UF系统提供合格的进水；砂滤属于常规的膜法预处理过程；
[0026](2)经砂滤系统处理后的农化废水再进入到一级UF系统进行处理，经一级UF系统处理后的农化废水浊度≤0.3NTU, SDI ≤ 3 ;一级UF系统截留废水中绝大多数悬浮物、胶体和几乎所有的微生物，满足一段RO系统的进水要求；
[0027](3)经一级UF系统处理后的农化废水再进入树脂软化系统，软化系统采用钠型软化树脂；经过软化后，Ca2+、Mg2+等硬度离子的整体去除率≥98%，产水硬度(以CaCO3计)≤25mg/L，能够保证高倍浓缩时系统不会产生结垢的问题；
[0028](4)经软化后的农化废水进入一段RO系统，一段RO系统的回收率控制在70%~75% ;一段RO淡水进入RO产水池；或者一段RO淡水大部分进入RO产水池，少量用于配制树脂再生剂和树脂冲洗水，一段RO浓水进入二级UF系统；一段RO系统的浓水进入二级UF系统进行二级过滤，控制产水浊度〈0.3NTU, SDK3 ;进行二级过滤，去除因浓缩产生的细微颗粒及细微胶体，满足二段RO系统的进水要求；
[0029](I) 二级UF系统的产水进入二段RO系统，二段RO系统的回收率控制在65%~70%，一段RO系统和二段RO系统的整体回收率> 90% ;二段RO系统淡水进入RO产水池，一段RO系统淡水和二段RO系统淡水混合水的总磷控制在< 0.lmg/L, 二段RO系统浓水进入化学氧化除磷系统。
[0030]作为优选，上述一种基于超滤-反渗透的农化废水磷达标排放处理方法，其中步骤(I)中所述农化废水的主要成分如下:
[0031]
【权利要求】
1.一种基于超滤-反渗透的农化废水磷达标排放处理方法，其特征在于包括下述步骤: (1)将农化废水进入到砂滤系统进行预处理； (2)经砂滤系统处理后的农化废水再进入到一级UF系统进行处理，经一级UF系统处理后的农化废水浊度≤0.3NTU, SDI ≤ 3 ； (3)经一级UF系统处理后的农化废水再进入树脂软化系统，软化系统采用钠型软化树脂； (4)经软化后的农化废水进入一段RO系统，一段RO系统的回收率控制在70%~75%； (5)一段RO系统的浓水进入二级UF系统进行二级过滤，控制产水浊度〈0.3NTU，SDK3 ； (6)二级UF系统的产水进入二段RO系统，二段RO系统的回收率控制在65%~70%，一段RO系统和二段RO系统的整体回收率> 90% ;二段RO系统淡水进入RO产水池，二段RO系统浓水进入化学氧化除磷系统。
2.根据权利要求1所述的一种基于超滤-反渗透的农化废水磷达标排放处理方法，其特征在于步骤(1)中所述农化废水的主要成分如下:
3.根据权利要求1所述的一种基于超滤-反渗透的农化废水磷达标排放处理方法，其特征在于UF系统采用压力式中空纤维膜、浸没式中空纤维膜、或浸没式平板膜。
4.根据权利要求3所述的一种基于超滤-反渗透的农化废水磷达标排放处理方法，其特征在于UF系统采用压力式中空纤维膜，膜的分离孔径为0.02~0.05 μ m。
5.根据权利要求1所述的一种基于超滤-反渗透的农化废水磷达标排放处理方法，其特征在于RO系统中采用的RO膜元件特性是:在2000mg/L氯化钠溶液，25°C，15.5bar，pH=8,回收率15%的条件下，稳定脱盐率>99%。
6.根据权利要求1所述的一种基于超滤-反渗透的农化废水磷达标排放处理方法，其特征在于步骤(6)中化学氧化除磷系统是指先经Fenton氧化，将有机磷转化为无机磷；反应温度50°C，反应时体系pH=3.0~4.0，反应时间3.5h，反应完成后pH调节至7.5~8.5 ;并加入复合除磷剂，反应0.5h,沉淀1.5h。
【文档编号】C02F103/36GK103496805SQ201310441917
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】赵经纬, 丁国良, 谢柏明, 邱晖, 张锋, 余鸿 申请人:杭州天创环境科技股份有限公司