CN101641294A - 膜处理站的废物的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水处理方法，包括第一预处理步骤，产生经预处理的水以及污泥，所述经预处理的水经历至少一个过滤步骤，所述过滤步骤中的至少之一在膜上进行，所述过滤步骤产生废物，其特征在于，由所述膜过滤步骤产生的所述废物经历如下这样的处理阶段，该处理阶段包括至少一个凝结－絮凝步骤，随后是产生污泥的第二沉降步骤，所述凝结－絮凝步骤之前是在来自预处理或沉降步骤的所述污泥上的至少一个吸附步骤，所述吸附步骤旨在降低所述膜过滤步骤所产生的所述水中所含的膦酸盐。

Description

膜处理站的废物的处理方法
技术领域
本发明涉及水处理领域。更具体而言，本发明涉及包括至少一个膜过滤步骤的水处理方法。
本发明特别但非排他地用于处理用以经历纳滤或反渗膜处理的水。
本发明优选用于对水进行可饮用化处理的方法中。
背景技术
人类消耗的水通常经历纳滤膜或反渗膜的过滤处理，以便减少可通过膜处理工艺除去的杀虫剂和其他有机微污染物的含量。
纳滤还能够除去二价阴离子，如硫酸根，但同样也可减少其他盐的含量，例如硝酸根。
反渗所用的膜与纳滤膜相似，但具有更强的分离能力。它能够除去水中的几乎所有有机和无机污染物。反渗尤其被用于生产人类所消耗的水。
此外，常在反渗和纳滤膜处理上游对水实施预处理，该预处理在于低速下的液-固分离(例如通过简单或分层沉降和/或直接双层过滤，和/或浮选)。
凝结-絮凝处理也经常使用。
膜过滤技术的一个缺陷是产生被称为浓渣(concentrats)的废物，其占最初量的10至60％，且在大部分情况下含有膦酸盐。
这些膦酸盐来自于在膜的上游注入的螯合剂。其用于避免盐在膜上沉淀。其全部被膜阻滞于此，导致在膜废物中被浓缩了约2至7倍。
然而，管理部门禁止将膦酸盐废物排入河流中。这个问题对于饮用水生产单元的废物尤其明显，其有可能部分地排入河水中。
发明内容
因此需要提出一种技术以避免此类废物。
这是本发明的一个目的。
更具体而言，本发明的目的在于提供一种技术以便除去废物中不期望存在的物质，如膦酸盐，该技术被用于包括预处理和膜过滤步骤的水处理过程中。
本发明的目的还在于提供相对于现有技术方法能够降低运行成本的这种技术。
本发明的再一目的在于提供对预处理的污泥进行优化的增值利用的这种技术，所述污泥尤其通过沉降(décantation)步骤而产生。
本发明的再一目的是提供设计简单并且容易实施的这种技术。
本发明还能够对废物进行处理，以便通过将其用于清洁工业制品如砂滤器而对其进行增值利用。
这些目的以及后续提出的其他目的都将通过本发明而实现，本发明的目的在于一种水处理方法，包括第一预处理步骤，产生经预处理的水以及污泥，所述经预处理的水经历至少一个过滤步骤，所述过滤步骤中的至少之一在膜上进行，所述过滤步骤产生废物，其特征在于，由所述膜过滤步骤产生的所述废物经历如下这样的处理阶段，该处理阶段包括至少一个凝结-絮凝步骤，随后是产生污泥的第二沉降步骤，所述凝结-絮凝步骤之前是在来自预处理或沉降步骤的所述污泥上的至少一个吸附步骤，所述吸附步骤旨在降低所述膜过滤步骤所产生的所述水中所含的膦酸盐。
正如前文所指出的，这些膦酸盐来自于在膜的上游注入的螯合剂，它们在其上浓缩了约2至7倍。
而这些螯合剂是螯合性的，容易吸附在粘土、方解石或金属氢氧化物上，最后这一类化合物通常存在于沉降污泥中。这些氢氧化物来自凝结步骤中所用的铁基或铝基凝结剂。
因而将污泥的吸附能力用于减少膜过滤浓渣中的膦酸盐。
此外，本发明方法能够减少凝结剂用量，从而相应减少运行成本。
事实上，在常规的浓渣凝结-絮凝处理的情况下，凝结剂的用量比本发明方法中的用量高二至三倍。这是由于一部分膦酸盐已被预吸附在了饮用水厂废物处理站的污泥上。因而待除去的残留物将消耗更少量的凝结剂。
要指出，将污泥用于吸附步骤不会产生高的额外费用，因为这些污泥是本发明方法的副产物。因此利用这些污泥是不贵的。
还要指出，污泥富含磷对于其农业增值利用是重要的，污泥中磷的富集使经过施肥的土壤更肥沃。此外，膦酸盐形式的磷比磷酸盐形式的磷更不容易获得。其降解成磷的过程更加缓慢，因而对土壤更加有益。
优选地，所述污泥是铁和/或铝的氢氧化物污泥。
根据一种优选的实施方式，所述吸附步骤在搅拌下进行约10分钟。
根据本发明的另一特征，所述凝结-絮凝步骤至少通过两个相继的阶段进行，第一阶段在快速搅拌下进行，第二阶段在缓慢搅拌下进行。
有利地，所述沉降步骤进行约15分钟。
根据本发明的再一特征，该方法包括所述污泥在农业施肥中的增值利用(valorisation)的步骤。
在这种情况下，当所述污泥饱含磷时，该方法包括至少一个对所述污泥进行浓缩的步骤。
由此进一步提高污泥中磷的浓度，这提高了使施肥的土壤肥沃的能力。
附图说明
本发明的其它特征和优点将通过阅读以下对本发明优选实施方式的说明和附图而更清楚显现出来，该说明是示例性的而非限制性的，其中在附图中：
-图1是本发明水处理方法的流程框图；
-图2是使用不同剂量污泥时磷含量减少的图。
具体实施方式
正如前面所述，本发明的原理在于在包括预处理步骤和至少一个膜过滤步骤的水处理过程中进行除去存在于浓渣中的膦酸盐的步骤，其通过在来自于饮用水废物处理过程中的污泥上进行物理-化学吸附而实现。
本发明的一系列过程的实例如图1所示。
如图所示，待处理水经历第一沉降步骤1，由该步骤获得沉降后的水以及沉降污泥。
沉降后的水经过膜过滤步骤2，这利用纳滤或反渗来进行。
膜处理的浓渣随后经历包括凝结/絮凝步骤4和第二沉降步骤5的处理阶段，由此获得处理后的水以及沉降污泥。
根据本发明的原理，膦酸盐的吸附步骤3被插入膜过滤步骤2和凝结/絮凝步骤4之间。
这个吸附步骤在第一沉降步骤1和/或第二沉降步骤5产生的污泥上进行，以60转/分搅拌速度的搅拌下进行10分钟。
吸附性材料优选为铁或铝的氢氧化物污泥。根据现场的条件，污泥浓度为125至400mg/L(以MES表示)。
凝结/絮凝步骤4分为两个阶段：其中第一阶段在250转/分的快速搅拌下进行，第二阶段在60转/分的慢速搅拌下进行。
所述凝结剂为无机型的，优选为FeCl3，其浓度为50至100mg/L。
所述絮凝剂为4190 SH Floerger型(注册商标)的，浓度为0.5至1ppm。
沉降步骤1、5的持续时间是15分钟。
进行试验以显示本发明方法相对于无吸附步骤的方法在凝结剂用量方面的效果。
为实施这些实验，将产生于膜设备的浓渣混合到来自于饮用水厂废物处理过程的污泥中。这些污泥富含用作处理站凝结剂的FeCl3。
这些实验根据前述方案实施。
为使分析更可靠，膦酸盐的减少根据总磷减少量而确定。
膜浓渣在吸附步骤中被混合到以mg/l悬浮物质(MES)表示的不同剂量的污泥中。
在第二阶段，在不同剂量的FeCl3下进行凝结步骤。
这些实验的结果通过图2的曲线被列出。
可以观察到，对于相同的总磷减少百分数，当吸附步骤利用125mg/l的污泥进行时，所用的FeCl3剂量大大降低。
因此，为了减少75％的总磷量，需使用60ppm的FeCl3(商品)以及126ppm的污泥(MES)，而不存在吸附步骤时，则需使用150ppm的FeCl3。

Claims (8)

1、水处理方法，包括第一预处理步骤，产生经预处理的水以及污泥，所述经预处理的水经历至少一个过滤步骤，所述过滤步骤中的至少之一在膜上进行，所述过滤步骤产生废物，其特征在于，由所述膜过滤步骤产生的所述废物经历如下这样的处理阶段，该处理阶段包括至少一个凝结-絮凝步骤，随后是产生污泥的第二沉降步骤，所述凝结-絮凝步骤之前是在来自预处理或沉降步骤的所述污泥上的至少一个吸附步骤，所述吸附步骤旨在降低所述膜过滤步骤所产生的所述水中所含的膦酸盐。
2、根据权利要求1所述的水处理方法，其特征在于，使用污泥进行所述吸附步骤。
3、根据权利要求1和2之一所述的水处理方法，其特征在于，所述污泥为铁或铝的氢氧化物污泥。
4、根据权利要求1至3中任一项所述的水处理方法，其特征在于，所述吸附步骤在搅拌下进行，优选进行10分钟。
5、根据权利要求1至4中任一项所述的水处理方法，其特征在于，所述凝结-絮凝步骤通过至少两个相继的阶段进行，第一阶段在快速搅拌下进行，第二阶段在缓慢搅拌下进行。
6、根据权利要求1至5中任一项所述的水处理方法，其特征在于，所述过滤步骤属于以下类型：
-反渗过滤
-纳滤。
7、根据权利要求1至6中任一项所述的水处理方法，其特征在于，其包括所述污泥在农业施肥中的增值利用的步骤。
8、根据权利要求7所述的水处理方法，其特征在于，当所述污泥饱含磷时，该方法包括至少一个浓缩所述污泥的步骤。
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