CN101659486A

CN101659486A - 一种利用ro反渗透膜深度处理工业废水的新工艺

Info

Publication number: CN101659486A
Application number: CN200910082559A
Authority: CN
Inventors: 侯胜利; 戈亮; 颜郁; 赵兵兵
Original assignee: Individual
Current assignee: LIAONING LAVENDER ENVIRONMENTAL ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2009-04-24
Filing date: 2009-04-24
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2029-04-24
Also published as: CN101659486B

Abstract

本发明提供了一种(RO)反渗透膜法深度处理废水的新工艺及设备，其将达标排放废水经过传统过滤，脱二氧化碳、脱硬度、调Ph值预处理，再进入RO膜反渗透设备处理。本发明比传统反渗透膜深度处理废水工艺的净水回收效率高、进水COD含量更宽泛、清洗周期延长、同比工程投资大幅度降低、运行费用比常规处理低。可广泛应用于印染、石化、造纸、焦化、纺织、农药等工业废水的深度处理，以节约水资源，符合当前循环经济、废水重复利用的环保法律和法规。在市政废水、各类工业废水、微污染水、海水淡化、苦咸水淡化均可以使用处理，还可以应用于各种需要深度净化水的领域。

Description

一种利用RO反渗透膜深度处理工业废水的新工艺

技术领域

本发明涉及工业废水深度处理的RO膜法工艺技术，特别是针对含难降解COD工业废水利用反渗透膜法的处理工艺技术。

背景技术

应用于废水处理的膜法技术主要有MBR、MF/CMF、UF、RO、ED等；但是处理最为彻底的是(RO)反渗透膜法水处理技术，可以去除几乎全部有机物、悬浮物、微生物、细菌、病毒、胶体甚至各种盐类金属离子。

反渗透(RO)技术是以压力为驱动力的膜分离技术。由于反渗透技术具有无相变、组件化、流程简单、操作方便、占地面积小、投资省、耗电低等优点，发展十分迅速。近年来，我国的反渗透技术有了快速的发展，产业初具规模，已广泛应用于海水苦咸水淡化，纯水、超纯水制备，化工分离、浓缩、提纯等领域，工程遍布电力、电子、化工、轻工、煤炭、环保、医药、食品等行业。有关反渗透技术的理论计算公式(本设计参照以下公式)：

Q＝(A)(S)(ΔP-ΔЛ)

Q：系统产水通量；m³/h

S：有效膜面积；m²

ΔP-ΔЛ：净渗透推力；MPa

A：膜的水力渗透系数：m³/(m²*h*MPa)

进水渗透压Л＝RT∑mj；MPa

R：气体常数；0.008039MPa*L(mol*K)

T：水的热力学温度，K

Mj：水中各种溶质(包括阴离子，阳离子和末电离分子)的浓度之和，mol/L。

传统的RO系统需要合适的预处理措施作保障，这些保障措施的选择主要取决于原水的物理、化学性质。RO系统的预处理至少应考虑5μm保安过滤在内的最基本预处理措施。如果原水成份复杂，其预处理及辅助工艺的规模应是以下其中或某些技术的组合；如：澄清、过滤、混凝、絮凝、氧化、还原、光氧化、脱氯、吸附、超滤、软化、注酸、投加阻垢剂、微孔过滤、超滤等；若RO系统设置预处理工艺措施不合适，则不可能得到长期满意的运行效果；不适当的预处理和不可靠的维护运行措施都将可能导致频繁的膜清洗及膜元件的过早降解，甚至导致膜元件报废。因此，现在反渗透膜技术及其工程应用的发展方向主要集中于研究开发具有低能耗、抗污染、耐高温、高压和特种分离等性能的反渗透膜组件和更加完善的成本更低廉的预处理工艺两个方面。

目前RO膜法处理工艺技术存在的一些技术瓶颈，即使是经过改进的抗污染反渗透膜对进料液中的有机物、胶体、微生物也有非常苛刻的严格要求；而工业废水中往往存在这些组份，这些都大大制约了反渗透膜在废水深度处理领域中的应用。

1、RO膜进水条件比较高：1)COD一般不超过50mg/l

2)温度5℃——45℃

3)SDI＜5

4)余氯＜0.1mg/l

2、水利用率低：回收率在65％-80％左右

3、膜预处理要求高：经常需要多级的预处理串联，来保证RO膜进水条件

4、膜的清洗周期短：清洗频繁，清洗废水造成二次污染

5、工序复杂：处理工艺造成一次投资高，运行费用非常高。

要深度处理的工业废水一般为达标排放合格的废水，COD＜120mg/l，即使经过二次生化、气浮、过滤、高级氧化等预处理工艺，但仍含有大量的悬浮物、胶体、有机物等污染物，这会造成反渗透的严重污染，清洗频繁，使用寿命缩短。有的工业废水可生化性较差，二次生化去除COD效果不明显；采用高级氧化工艺去除COD，受到有机物还原性，设备投资等制约。以上这些要求和限制条件都制约了膜法RO技术在废水深度处理和水资源重复利用领域的广泛应用和使用。

本发明从更加完善的成本更低廉的预处理工艺出发，简化了传统RO膜处理废水的生产工艺，降低了设备及运行成本，同时扩展了进膜水质范围，拓展了反渗透膜在废水处理上的应用。应用本新型反渗透膜处理工艺可避免不达标废水排放，实现水资源重复利用，而且投资小、见效快，可缓解目前缺水的严峻形势，实现水资源的循环利用和可持续发展。

发明内容

本发明提出一种(RO)反渗透膜法处理废水的新工艺，其将达标排放废水经过传统过滤，预处理，再进入RO膜反渗透装置，预处理采取以下措施处理；

1)脱除水中的CO₂；

2)控制进水的硬度，以控制膜的结垢趋势；

3)控制进水的pH值呈碱性实现对反渗透膜进行化学在线微清洗。

上述工艺中，为更好的降低(RO)反渗透膜的结垢，优选控制进入反渗透进水CO2含量≤3.0mg/l；总硬度(CaCO3计)≤1.0mg/l。

上述工艺中，优选将碱性pH值范围为8-11。

本发明还提供一种(RO)反渗透膜法处理废水的系统，其包括过滤设备、脱碳设备、脱硬度设备、pH调节装置、RO反渗透膜处理装置。

上述系统中过滤设备可采用机械滤器、多介质滤器、纤维滤器、微/超滤器。

上述设备用于处理达标排放废水。

上述(RO)反渗透膜法处理废水的工艺，设备用于市政废水、各类工业废水、微污染水、海水淡化、苦咸水淡化和各种需要深度净化水的用途。

本发明新技术跟传统的RO反渗透膜处理废水工艺相比，具有如下优点：

1、回收效率高：最高达到90％以上，节省大量的水资源。

2、进水COD含量高，最高可以放宽到150ppm。

3、比传统反渗透膜处理废水工艺清洗周期延长一倍以上。

4、同比工程投资大幅度降低、运行费用比常规处理低得多。

提高了膜通量，传统RO膜在废水处理中水通量设计为8-12GFD(加仑/平方英尺*天)，本发明设计水通量可以提高到14-18GFD(加仑/平方英尺*天)。

本发明工艺或设备处理，可以应用到印染、石化、造纸、焦化、纺织、农药等工业废水的深度处理，以节约水资源，符合当前循环经济、废水重复利用的环保法律和法规。在市政废水、各类工业废水、微污染水、海水淡化、苦咸水淡化均可以使用本新的膜法工艺进行处理，还可以应用于各种需要深度净化水的领域。

附图说明

图1本发明提出了RO膜法废水深度处理中新工艺流程

图2目前膜法反渗透应用的废水深度处理主要工艺流程

具体实施方式

实施例1

1、传统过滤系统：根据原水水质的不同可以选择机械滤器、多介质滤器、纤维滤器、微滤、超滤等；达到进膜的最低要求SDI≤5。

2、专设预处理系统：首先通过脱碳器通过脱除CO2，控制CO2≤3.0mg/l，再次通过离子交换软化工艺，去除水中钙、镁离子，控制总硬度(CaCO3计)≤1.0mg/l，最后通过NaOH调PH值为10.0。

3、RO反渗透膜处理系统：RO膜水通量根据进料液TDS、氯化物含量的不同，膜通量在14-18GFD(加仑/平方英尺*天)范围内经过严格计算设计选取。

4、使用效果描述：工程投资比传统反渗透工艺深度处理工业废水减少30.0％以上，膜的清洗周期比传统RO工艺延长3倍以上，节约药剂费用0.60-2.50元/吨水；系统脱盐率≥95.0％，产水COD脱除率90.0％-98.0％，浓水排放比传统少50％以上。

实施例2

采用本专利技术在以下工业废水做了现场试验：

A：某染料厂污水处理后的废水，COD主要成分氨基苯磺酸，氨基苯磺酸是常见的染料中间体，可溶性小分子量有机物，反渗透的预处理很难去除，对反渗透膜的污染严重。COD为130mg/l，TDS 1896mg/l，先用脱碳祛除CO2；达到CO2≤3.0mg/l，再经过软化，总硬度(CaCO3计)≤1.0mg/l。

B：某石化厂废水处理后未达到合格排放，主要石油气、蜡油、渣油、沥青、丙烯、石油焦、碳酸二甲酯、医药级丙二醇、工业级丙二醇、碳酸丙烯酯、二异丙醚等产品的生产工艺中产生的废水经污水处理厂生化处理后，含油30mg/l、COD140mg/l、TDS 844mg/l，脱碳祛除CO2、达到CO2≤3.0mg/l，经过软化处理，达到总硬度(CaCO3计)≤1.0mg/l。

C：某特种造纸厂废水经过，主要成分木质素，COD为164mg/l、TDS 367mg/l，先用脱碳祛除CO2；CO2≤3.0mg/l，再经过软化处理，达到总硬度(CaCO3计)≤1.0mg/l。

以上三种废水在使用本发明工艺的成套工艺设备中分别做了中试，分别达到以下效果：

A：系统产水量：稳定运行100天后，衰减≤5.9％，系统脱盐率：≥98.0％

B：系统产水量：稳定运行100天后，衰减≤8.5％，系统脱盐率：≥97.0％

C：系统产水量：稳定运行100天后，衰减≤4.3％，系统脱盐率：≥95.0％。

Claims

1.(RO)反渗透膜法深度处理废水的工艺，包括将达标排放废水经过传统过滤，预处理后，再进入RO膜反渗透系统，特征在于预处理采取以下措施；

1)控制进入反渗透进水CO₂量，脱除水中的CO₂；

2)控制进水的硬度，以控制膜的结垢趋势；

2.权利要求1所述深度处理废水的工艺中，脱除水中CO₂，至CO₂≤3.0mg/l，总硬度以CaCO₃计≤1.0mg/l。

3.权利要求1或2所述深度处理废水的工艺中，将碱性pH值范围调整为8-11。

4.(RO)反渗透膜法深度处理废水的系统，包括过滤设备、脱碳设备、脱硬度设备、pH调节装置、RO反渗透膜处理装置。

5.权利要求4所述系统中，过滤设备可采用机械滤器、多介质滤器、纤维滤器、微/超滤器。

6.权利要求4或5所述系统用于处理达标排放废水。

7.权利要求1-3深度处理废水的工艺用于市政废水、各类工业废水、微污染水、海水淡化、苦咸水淡化的用途。

8.权利要求4-5深度处理废水的设备用于市政废水、各类工业废水、微污染水、海水淡化、苦咸水淡化和深度净化水的用途。

9.权利要求1-3深度处理废水的工艺用于印染、石化、造纸、焦化、纺织、农药等工业废水的深度处理。

10.权利要求4-5深度处理废水的设备用于印染、石化、造纸、焦化、纺织、农药等工业废水的深度处理。