一種耦合式反滲透濃水處理系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種耦合式反滲透濃水處理系統，包括順次聯接的一體式AOPs反應器、混凝沉淀池、AO反應池、機械過濾器和臭氧氧化反應塔；本實用新型不僅去除效率高，氧化速度快，而且出水水質穩定，無二次污染；經該系統處理后的出水CODcr由120-400mg/L降至60mg/L以下，從而達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中一級B標準。本方法實施處理效率高、運行效果穩定、操作維護方便，容易實現工程規模化，在焦化廢水處理方面具有廣闊的應用前景。
【專利說明】
一種耦合式反滲透濃水處理系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種廢水處理系統，具體為一種耦合式反滲透濃水處理系統。
【背景技術】
[0002]反滲透工藝作為一種高效、清潔的脫鹽技術在各行各業中廣泛應用，但是在生產過程中會有大約占總進水量30 %的反滲透濃縮水排放，簡稱RO濃水，濃水中的鹽和CODcr等污染物被濃縮3-4倍左右，濃水中硬度、堿度、有機物等含量相對大幅提升，經過濃縮的廢水CODcr—般為120-400mg/L，電導率一般為4000-20000ys/cm，該類廢水若不加以處理直接外排，則會對環境造成很大危害，給人們的生產、生活帶來重大影響。
[0003]反滲透濃水的處理處置一直是世界性的難題，經對文獻檢索發現，早期反滲透濃水多采用直接排放，深井注射、噴灌等方法處理，但以上方法并未能從根本上減少濃縮液的排放，實際上造成了水資源的浪費。采用污水回用技術將污水處理后循環回用，不僅可以節約大量水資源，并且可以大幅度減少污水的排放，因而反滲透濃水的深度處理與回用已經成為今后工業企業節水減排的重點和趨勢。現有技術中，對反滲透濃水的處理主要采取以下幾種方案，第一類是將濃水余壓利用、灌溉、養殖或中水回用等;第二類是將反滲透濃水與含堿廢水混合沉淀去除鹽分，結合生產工藝狀況綜合利用。第三類是主要采用物理吸附法，焚燒法、生化法和高級氧化等方法對水中難降解污染物進行處理回用。
[0004]由于濃水中含有大量的鹽分，若采用生化方法處理，高濃度鹽分的存在對生物活性有明顯的抑制作用，有研究表明，當水的含鹽量在3%以上時，采用生物降解水中污染物的效率將大受影響，且濃水中的有機物多為難生物降解的有機物，高鹽度與難降解特性的疊加，使得RO濃水僅采用常規生化法處理難以達到排放要求。為此國內大量研究單位開始提出一些特殊方法對該類廢水進行處理，例如采用電吸附、芬頓法、電催化、臭氧催化氧化等方法。但若僅采用該類方法處理RO濃水達標多存在處理費用高、藥劑消耗量大、工藝過程難以控制等特點。因此，若將生化方法與化學氧化技術進行合理組合，開發一種處理效率高、運行成本低的反滲透濃水處理方法是十分有益的。
[0005]專利申請號200910236350.4公開了一種“疊片過濾器+多相催化臭氧氧化反應+臭氧破壞塔+生化反應池”的方法處理反滲透濃水。首先RO濃水在投加次氯酸鈉殺菌后，經過疊片過濾器過濾，與臭氧充分混合，進入裝填催化劑的臭氧反應塔氧化，再進行采用特殊生物菌的生化反應器進行生化處理后達標排放。該系統工藝流程簡單，但是生化部分不容易控制，特殊菌種馴化周期較長，出水水質不能完全保證。
[0006]專利CN101723533A公開了一種焦化廢水回用工藝產生濃水的處理方法，包括電絮凝氣浮、電催化氧化組合方法，將反滲透濃水導入電絮凝氣浮池，將電絮凝電極及電氣浮電極通電，進行電絮凝氣浮處理，然后將電絮凝出水導入電催化氧化池，電催化氧化電極由數個電極組組成，以鈦材為電極基體，電極表面貴金屬涂層為催化劑，電催化出水CODcr濃度小于60mg/L。該反滲透濃水組合工藝流程簡單，但是耗電量大，且由于設備限制，無法實現大規模處理。
[0007]專利申請號為201310409405.6公布了一種焦化廢水回用反滲透濃水的處理方法，采用在焦化廢水反滲透濃水中加入Fenton試劑，去除濃水中的CODcr，降低濃水中有毒有害芳香烴含量，然后經過離子交換器，去除廢水中的鈣鎂離子，再在濃水中加入堿性物質對濃水軟化。該方法局限于反應中大量使用氧化劑和堿性藥劑，處理成本偏高，可能會對環境造成二次污染，且該方法僅局限于焦化廢水回用的反滲透濃水處理。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型為了克服現有技術中反滲透濃水的處理工藝繁瑣且不能批量處理，或者成本偏高，容易產生二次污染的缺陷，提供一種耦合式反滲透濃水處理系統
[0009]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了如下的技術方案:
[0010]一種耦合式反滲透濃水處理系統，包括一體式AOPs反應器，一體式AOPs反應器的輸出端與混凝沉淀池的輸入端連接，混凝沉淀池的輸出端與AO反應池的輸入端連接，AO反應池的輸出端與機械過濾器的輸入端連接，機械過濾器的輸出端與臭氧氧化反應塔的輸入端連接。
[0011]—體式AOPs反應器和所述臭氧氧化反應塔內均設置有耐氧化防腐涂層。
[0012]—體式AOPs反應器通常由中間隔墻分成2格，第一格內可設置鐵碳填料，鐵碳比I?2，池底設置曝氣管道，濃水由反應器下部入口處進入，在進入反應器前調節濃水的pH為3?4，在充氧曝氣氣水比為5?15的條件下，利用鐵-碳顆粒之間存在著電位差形成無數個細微原電池，發生電化學反應，使得陽極反應生成大量的二價鐵離子進入廢水，進而氧化成三價鐵離子，形成具有較高吸附絮凝活性的絮凝劑；陰極反應產生大量新生態的[H]和[O]，在偏酸性的條件下，這些活性成分均能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應，使有機大分子發生斷鏈降解，提高了廢水的可生化性，減輕后續處理設施的工作負荷。在第一格停留I?2h后由中間隔墻的配水花墻進入第二格，由于來水中含有大量的未被氧化的二價鐵離子，此時投加3-5倍的雙氧水，兩者可發生芬頓反應。第二格內設置攪拌裝置，保證投加的雙氧水與水的充分混合，一體式AOPs反應器內可同時發生微電解、芬頓氧化，曝氣氧化等多種反應，占地節省，處理效果好，是一種新型的集成化高的氧化反應器。
[0013]濃水經一體式AOPs反應器預處理后出水進入混凝沉淀池，在該池投加堿液，調整pH為8-9，使被氧化的三價鐵離子與氫氧根反應生成Fe(0H)3絮狀物，然后通過投加PAM形成大礬花使得絮狀物得以沉淀去除。PAM投加量通常為3-20mg/L。污水在混凝沉淀池水停留時間為1.5-2.5h，沉淀池上清液排至A/0反應池，下部污泥經排泥管送至污泥濃縮池濃縮后脫水。
[0014]經一體式AOPs反應器和混凝沉淀池處理后，水的生化性有一定提高，此時可利用微生物的作用進一步降解去除水中可生化降解的污染物，但由于反滲透濃水中含有大量的鹽分，若采用常規生化方法處理，高濃度鹽分的存在對生物活性有明顯的抑制作用，因此此時，將濃水引入A/0反應池中，在耐鹽菌種生化降解下，有機物進一步分解，出水經沉淀后進入機械過濾器，經過過濾器的吸附、沉降、機械篩分等作用去除水中SS、膠體及部分⑶Dcr，減少污染物在后續處理中被氧化分解的干擾因素。
[0015]機械過濾器的出水進入裝填催化劑的臭氧氧化反應塔，臭氧氧化反應塔通常包括臭氧發生系統、臭氧氣源系統、冷卻水系統、臭氧投加設備、尾氣破壞設備等組成。臭氧氧化反應塔塔體直徑范圍通常在0.8-5.0m，塔體設置污水進水/出水口，臭氧進氣/出氣口、催化劑進口/出口，催化劑支撐層以及反沖洗系統。反應塔由不銹鋼或碳鋼內襯防腐涂層加工而成，反應塔中臭氧濃度通常控制在50-200mg/L，臭氧濃度可根據不同類型的廢水進行適當調節，濃水一般停留時間為0.5h-2h，污水在臭氧、催化劑的聯合作用下，通過引發具有強氧化能力的羥基自由基，強化分解水中剩余的高穩定性、難降解有機污染物，從而達到深度氧化，最大限度地去除有機污染物的目的。臭氧氧化反應塔中未被利用的臭氧需通過塔外設置的尾氣破壞裝置進行臭氧分解。
[0016]優選的，臭氧氧化反應塔的入水口設置在塔體上方，臭氧的入口設置在所述臭氧氧化反應塔下部，在所述臭氧入口處設置有鈦板微孔曝氣器。臭氧氧化反應塔內裝填有20 % -30 %塔體積的負載型催化劑。
[0017]進一步的，所述混凝沉淀池上設置有絮凝劑加藥裝置。
[0018]進一步的，所述AO反應池上設置有碳源補加裝置，可以補充反硝化所需碳源，提高AO系統的脫氮效率。
[0019]本使用新型的工作原理為:反滲透濃水首先進入一體式AOPs反應器，將反滲透濃水中難生化物質部分無機化或者降解為可生化物質，將大分子有機物分解為小分子有機物，顯著提高廢水的B/C比，增強后級生化除污能力，廢水經預處理后會在水中形成原生態的亞鐵或鐵離子，具有比普通混凝劑更好的混凝作用，無需再加鐵鹽等混凝劑，CODct去除率高，并且不會對水造成二次污染，且能提高了廢水的可生化性，為后續的生化處理提供保證;經預氧化的出水進入混凝沉淀池，在該池投加一定濃度的Ca (OH) 2，使一體式AOPs反應器出水中的Fe3+形成Fe(0H)3絮凝物，再通過PAM形成大礬花使得絮狀物得以沉淀去除；混凝沉淀池出水進入AO反應池再利用微生物進一步分解水中的污染物，生化出水再通過臭氧催化氧化強化分解水中剩余的高穩定性、難降解有機污染物，從而達到深度氧化，最大限度地去除有機污染物的目的;AO反應池的出水經過機械過濾器的吸附、沉降、機械篩分等作用去除水中SS、膠體及部分CODcr，減少污染物在后續處理中被氧化分解的干擾因素;機械過濾器的出水進入裝填催化劑的臭氧氧化反應塔;污水在臭氧、催化劑的聯合作用下，將污水中有機物氧化降解為C02、H20及其它低分子無機化合物，去除效率高，氧化速度快，無二次污染，保證出水水質，經臭氧催化氧化塔處理后的出水即可以達到排放標準。
[0020]本實用新型的耦合式反滲透濃水處理系統，耦合了一體式AOPs反應器、混凝沉淀池、AO反應池、機械過濾器和臭氧氧化反應塔，不僅去除效率高，氧化速度快，而且出水水質穩定，無二次污染，經該工藝處理后的出水由C0Dcrl20_400mg/L降至60mg/L以下，從而達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中一級B標準。本方法實施處理效率高、運行效果穩定、操作維護方便，容易實現工程規模化，在焦化廢水處理方面具有廣闊的應用前景。
【附圖說明】
[0021]附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的限制。在附圖中:
[0022]圖1是本實用新型耦合式反滲透濃水處理系統的框圖。
【具體實施方式】
[0023]以下結合附圖對本實用新型的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0024]實施例
[0025]如圖1所示，一種耦合式反滲透濃水處理系統，包括一體式AOPs反應器，一體式AOPs反應器的輸出端與混凝沉淀池的輸入端連接，混凝沉淀池的輸出端與AO反應池的輸入端連接，AO反應池的輸出端與機械過濾器的輸入端連接，機械過濾器的輸出端與臭氧氧化反應塔的輸入端連接。
[0026]—體式AOPs反應器由中間隔墻分成2格，第一格內設置鐵碳填料，鐵碳比I?2，池底設置曝氣管道，濃水由反應器下部入口處進入，在進入反應器前調節濃水的PH為3?4，在充氧曝氣氣水比為6?8的條件下，利用鐵-碳顆粒之間存在著電位差形成無數個細微原電池，發生電化學反應，使得陽極反應生成大量的二價鐵離子進入廢水，進而氧化成三價鐵離子，形成具有較高吸附絮凝活性的絮凝劑；陰極反應產生大量新生態的[H]和[O]，在偏酸性的條件下，這些活性成分均能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應，使有機大分子發生斷鏈降解，提高了廢水的可生化性，減輕后續處理設施的工作負荷。在第一格停留I?2h后由中間隔墻的配水花墻進入第二格，由于來水中含有大量的未被氧化的二價鐵離子，此時投加3-5倍的雙氧水，兩者可發生芬頓反應。第二格內設置攪拌裝置，保證投加的雙氧水與水的充分混合，一體式AOPs反應器內可同時發生微電解、芬頓氧化，曝氣氧化等多種反應，占地節省，處理效果好，是一種新型的集成化高的氧化反應器。
[0027]濃水經一體式AOPs反應器預處理后出水進入混凝沉淀池，在該池投加堿液，回調pH為8-9，使被氧化的三價鐵離子與氫氧根反應生成Fe(0H)3絮狀物，然后通過投加PAM形成大礬花使得絮狀物得以沉淀去除。PAM投加量通常為0.5-5mg/L。污水在混凝沉淀池水停留時間為1.5-2.5h，沉淀池上清液排至A/0反應池，下部污泥經排泥管送至污泥濃縮池濃縮后脫水。
[0028]經一體式AOPs反應器和混凝沉淀池處理后，水的生化性有一定提高，此時，將濃水引入A/0反應池中，在耐鹽菌種生化降解下，有機物進一步分解，出水經沉淀后進入機械過濾器，經過過濾器的吸附、沉降、機械篩分等作用去除水中SS、膠體及部分CODcr，減少污染物在后續處理中被氧化分解的干擾因素。
[0029]機械過濾器的出水進入裝填催化劑的臭氧氧化反應塔，臭氧氧化反應塔選用不銹鋼材質;臭氧氧化反應塔的入水口設置在塔體上方，臭氧的入口設置在所述臭氧氧化反應塔下部，在所述臭氧入口處設置有鈦板微孔曝氣器;原水從塔體上方進水口流入塔體，下方流出，臭氧從反應塔下部入口經鈦板微孔曝氣器進氣，塔內臭氧濃度維持在80-120mg/L，與原水成逆流接觸方式，臭氧氧化反應塔內裝填有20 % -30 %塔體積的負載型催化劑。污水在臭氧、催化劑的聯合作用下，利用臭氧的強氧化性將廢水中難生化物質部分無機化或者降解為可生化物質，將大分子有機物分解為小分子有機物，臭氧催化氧化反應塔中未利用的臭氧需通過尾氣破壞裝置進行臭氧分解。
[0030]進一步的，一體式AOPs反應器和所述臭氧氧化反應塔內均設置有耐氧化防腐涂層。[0031 ]進一步的，所述混凝沉淀池上設置有絮凝劑加藥裝置。
[0032]進一步的，所述AO反應池上設置有碳源補加裝置，可以補充反硝化所需碳源，提高AO系統的脫氮效率。
[0033]本實用新型的耦合式反滲透濃水處理系統，聯合了A20生物脫氮除磷系統、AO反應池、混凝沉淀池和臭氧氧化反應塔，不僅去除效率高，氧化速度快，而且出水水質穩定，無二次污染，經該工藝處理后的出水⑶Dcr < 80mg/L，氨氮< 10mg/L，揮發酚< 0.3mg/L，TP <lmg/L，氰化物 < 0.2mg/L。
[0034]最后應說明的是:以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種耦合式反滲透濃水處理系統，其特征在于，包括一體式AOPs反應器，所述一體式AOPs反應器的輸出端與混凝沉淀池的輸入端連接，所述混凝沉淀池的輸出端與AO反應池的輸入端連接，所述AO反應池的輸出端與機械過濾器的輸入端連接，所述機械過濾器的輸出端與臭氧氧化反應塔的輸入端連接。2.如權利要求1所述的一種耦合式反滲透濃水處理系統，其特征在于，所述一體式AOPs反應器和所述臭氧氧化反應塔內均設置有耐氧化防腐涂層。3.如如權利要求1或2所述的一種耦合式反滲透濃水處理系統，其特征在于，所述一體式AOPs反應器內設置有鐵碳比為1:2的鐵碳填料。4.如權利要求2所述的一種耦合式反滲透濃水處理系統，其特征在于，所述的臭氧氧化反應塔外設置有尾氣破壞裝置。5.如權利要求1或2所述的一種耦合式反滲透濃水處理系統，其特征在于，所述臭氧氧化反應塔的入水口設置在塔體上方，臭氧的入口設置在所述臭氧氧化反應塔下部，在所述臭氧入口處設置有鈦板微孔曝氣器。6.如權利要求5所述的一種耦合式反滲透濃水處理系統，其特征在于，所述臭氧氧化反應塔內裝填有20 % -30 %塔體積的負載型催化劑。7.如權利要求1所述的一種耦合式反滲透濃水處理系統，其特征在于，所述AO反應池上設置有碳源補加裝置。8.如權利要求1所述的一種耦合式反滲透濃水處理系統，其特征在于，所述混凝沉淀池上設置有絮凝劑加藥裝置。
【文檔編號】C02F9/06GK205442899SQ201521075416
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月21日
【發明人】張衛東, 魏國棟, 錢潔
【申請人】江蘇中金環保科技有限公司