CN102001773A - 一种臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理方法，它涉及一种水处理方法。它解决了现有城市供水厂水质的处理、城市污水厂二级出水的水质以及工业废水的中水回用均存在氮、磷、COD、BOD和SS的去除率不达标的问题。方法：一、臭氧投加到待处理的水中；二、步骤一中的出水经过超滤膜处理后，即完成。本发明臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理方法，能够有效去除水中的有机污染物、异味、色浊及细菌、病毒、重金属等其他污染物，它具有很高的除污染效率，能够全面提高处理后水质；该方法运行简单，操作管理容易；同时可以应用于城市供水厂水质的达标升级改造、城市污水厂的升级改造、工业废水的回用等处理过程。

Description

一种臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理方法
技术领域
本发明涉及一种水处理方法。
背景技术
臭氧在饮用水处理中的应用已经有一百多年的历史，现已成为饮用水深度净化的核心技术。臭氧催化氧化技术属于高级氧化技术的范畴，它是追求臭氧在催化剂作用下产生更多的有强氧化能力的中间产物(如羟基自由基，·OH)，达到提高臭氧氧化能力的目的。超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一超滤膜的工业应用十分广泛，已成为新型化工单元操作之一；它是一种孔径规格一致，额定孔径为0.001～0.02μm的微孔过滤膜，并以压力 差为推动力的膜过滤方法。
随着国家对水环境质量和人民群众对生活居住环境要求的不断提高，国家对城市供水和污水处理厂出水水质标准进行修订。从2007年7月1日起，新的《生活饮用水卫生标准》开始实施(全国在2012年后强制实行)。新标准中的饮用水水质指标由原标准的35项增至106项，增加了71项；2003年国家颁布实施《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)，其中规定：“城镇污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时，执行一级标准的A标准，排入GB3838地表水III类功能水域(划定的饮用水源保护区和游泳区除外)、GB3097海水二类功能水域时，执行一级标准的B标准”。我国2006年以前建设运行的大部分污水处理厂达不到标准中对氮、磷的去除要求，急需技术改造。
目前，城市供水厂水质的处理、城市污水厂二级出水的水质以及工业废水的中水回用均存在氮、磷、COD、BOD和SS的去除率不达标的问题。
发明内容
本发明目的是为了解决现有城市供水厂水质的处理、城市污水厂二级出水的水质以及工业废水的中水回用均存在氮、磷、COD、BOD和SS的去除率不达标的问题，而提供一种臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理方法。
臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理方法按以下步骤进行：一、臭氧投加到待处理的水中，臭氧与水接触时间为5～100min，臭氧投加量为0.2～9.0mg/L，水流速度1～20m/h；二、步骤一中的出水经过额定孔径为0.001～0.02μm的超滤膜处理后，即完成臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理；其中步骤一中臭氧投加的方式为较瞬时单点投加、多点投加或连续投加；步骤二中超滤膜处理所用操作压差为0.1～0.8MPa，适用pH值为1～13。
本发明臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理方法，能够有效去除水中的有机污染物、异味、色浊及细菌、病毒、重金属等其他污染物，它具有很高的除污染效率(给水的水质指标达到106项；污水的出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级标准的B标准)，能够全面提高处理后水质；其对难降解、高稳定性污染物去除能力全面超过传统的常规水处理技术及单独臭氧处理技术，该方法运行简单，操作管理容易；同时可以应用于城市供水厂水质的达标升级改造、城市污水厂的升级改造、工业废水的回用等处理过程。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理方法按以下步骤进行：一、臭氧投加到待处理的水中，臭氧与水接触时间为5～100min，臭氧投加量为0.2～9.0mg/L，水流速度1～20m/h；二、步骤一中的出水经过额定孔径为0.001～0.02μm的超滤膜处理后，即完成臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理；其中步骤一中臭氧投加的方式为较瞬时单点投加、多点投加或连续投加；步骤二中超滤膜处理所用操作压差为0.1～0.8MPa，适用pH值为1～13。
本实施方式中步骤一中臭氧与水接触后水中污染物被臭氧氧化，使水中污染物被氧化去除；步骤二中超滤膜处理后将孔径为0.001～0.02μm以上的大分子进行了截留，使出水中微生物含量几乎为零。
本实施方式中完成臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理后，可收集臭氧尾气，并且臭氧尾气可用于安全消毒或原水预处理，以提高整体的水处理效率，在不使用臭氧尾气的情况下，也可通过臭氧尾气破坏器处理臭氧尾气，防止其进入周围环境。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中还可以额外投加均相催化臭氧化反应的均相催化剂或非均相催化臭氧化反应的非均相催化剂。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是步骤一中额外投加均相催化臭氧化反应的均相催化剂的量按照当量比臭氧∶催化剂＝1∶0.01～0.5投加。其它步骤及参数与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二不同的是步骤一中额外投加均相催化臭氧化反应的均相催化剂是采用过渡金属离子，为Fe2+、Mn2+、Ni2+、Co2+、Cd2+、Cu2+或Ag+。其它步骤及参数与具体实施方式二相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式二不同的是步骤一中额外投加非均相催化臭氧化反应的非均相催化剂采用的是以蜂窝陶瓷板、Al2O3、TiO2、SiO2、黏土或活性炭为载体，并在其表面负载金属或金属氧化物作为催化剂；其中负载金属为Cu；负载金属氧化物为Fe2O3、Al2O3、TiO2或MnOx。其它步骤及参数与具体实施方式二相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中待处理的水采用的进水方向为顺流式(原水由下方进水，上方出水)、逆流式(原水由上方进水，下方出水)或混合流式(原水由中部进水，两侧分别出水)。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
本实施方式中待处理的水采用的三种进水方向可根据水处理现场条件进行选择。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中臭氧与水接触时间为10～90min，臭氧投加量为1～7.0mg/L，水流速度5～15m/h。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中臭氧与水接触时间为50min，臭氧投加量为5.0mg/L，水流速度10m/h。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中超滤膜的材料为纤维素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交链的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中超滤膜采用内压式超滤膜或外压式超滤膜。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式十一：本实施方式臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理方法按以下步骤进行：一、臭氧投加到待处理的水中，臭氧与水接触时间为80min，臭氧投加量为8.0mg/L，水流速度10m/h；二、步骤一中的出水经过额定孔径为0.001～0.02μm的超滤膜处理后，即完成臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理；其中步骤一中臭氧投加的方式为较瞬时单点投加、多点投加或连续投加；步骤二中超滤膜处理所用操作压差为0.1～0.8MPa，适用pH值为1～13。
本实施方式中选取的进水为现有城市污水厂二级出水；通过臭氧催化氧化与超滤膜联用处理后的出水，经检测，无异味及色浊情况，出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级标准的B标准，全面提高了处理后的水质。
具体实施方式十二：本实施方式臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理方法按以下步骤进行：一、臭氧投加到待处理的水中，臭氧与水接触时间为5～100min，臭氧投加量为0.2～9.0mg/L，水流速度1～20m/h；二、步骤一中的出水经过额定孔径为0.001～0.02μm的超滤膜处理后，即完成臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理；其中步骤一中臭氧投加的方式为较瞬时单点投加、多点投加或连续投加；步骤二中超滤膜处理所用操作压差为0.1～0.8MPa，适用pH值为1～13。
本实施方式中选取的进水为现有城市供水厂的出水；通过臭氧催化氧化与超滤膜联用处理后的出水，经检测，作为给水的水质指标达到106项，全面提高了处理后的水质。

Claims (10)

1.一种臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理方法，其特征在于臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理方法按以下步骤进行：一、臭氧投加到待处理的水中，臭氧与水接触时间为5～100min，臭氧投加量为02～9.0mg/L，水流速度1～20m/h；二、步骤一中的出水经过额定孔径为0.001～0.02μm的超滤膜处理后，即完成臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理；其中步骤一中臭氧投加的方式为较瞬时单点投加、多点投加或连续投加；步骤二中超滤膜处理所用操作压差为0.1～0.8MPa，适用pH值为1～13。
2.根据权利要求1所述的一种臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理方法，其特征在于步骤一中还可以额外投加均相催化臭氧化反应的均相催化剂或非均相催化臭氧化反应的非均相催化剂。
3.根据权利要求2所述的一种臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理方法，其特征在于步骤一中额外投加均相催化臭氧化反应的均相催化剂的量按照当量比臭氧∶催化剂＝1∶0.01～0.5投加。
4.根据权利要求2所述的一种臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理方法，其特征在于步骤一中额外投加均相催化臭氧化反应的均相催化剂是采用过渡金属离子，为Fe2+、Mn2+、Ni2+、Co2+、Cd2+、Cu2+或Ag+。
5.根据权利要求2所述的一种臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理方法，其特征在于步骤一中额外投加非均相催化臭氧化反应的非均相催化剂采用的是以蜂窝陶瓷板、Al2O3、TiO2、SiO2、黏土或活性炭为载体，并在其表面负载金属或金属氧化物作为催化剂；其中负载金属为Cu；负载金属氧化物为Fe2O3、Al2O3、TiO2或MnOx。
6.根据权利要求1所述的一种臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理方法，其特征在于步骤一中待处理的水采用的进水方向为顺流式、逆流式或混合流式。
7.根据权利要求1所述的一种臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理方法，其特征在于步骤一中臭氧与水接触时间为10～90min，臭氧投加量为1～7.0mg/L，水流速度5～15m/h。
8.根据权利要求1所述的一种臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理方法，其特征在于步骤一中臭氧与水接触时间为50min，臭氧投加量为5.0mg/L，水流速度10m/h。
9.根据权利要求1所述的一种臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理方法，其特征在于步骤二中超滤膜的材料为纤维素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交链的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物。
10.根据权利要求1所述的一种臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理方法，其特征在于步骤二中超滤膜采用内压式超滤膜或外压式超滤膜。
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