CN102267781A

CN102267781A - 一种高盐度难降解有机废水的处理方法

Info

Publication number: CN102267781A
Application number: CN 201110172734
Authority: CN
Inventors: 李宇庆; 马楫; 杨文婷; 冯标; 余杰
Original assignee: SUZHOU SUJING ENVIROMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SUZHOU SUJING ENVIROMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2011-12-07

Abstract

本发明公开了一种高盐度难降解有机废水的处理方法，具体涉及将三效蒸发＋膜生物反应器＋保安过滤＋反渗透工艺应用到高盐度难降解有机废水的处理中。本发明将三效蒸发、膜生物反应器、保安过滤、反渗透有机结合，充分发挥了各处理技术自身的优点，且在很大程度上规避了各处理技术所存在的不足。本发明与单独使用膜生物反应器处理方法进行比较，适用于含盐量更高的难降解有机废水，并且可以基本实现废水零排放。

Description

一种高盐度难降解有机废水的处理方法

技术领域

本发明涉及一种采用膜生物反应器进行高盐度难降解有机废水的处理方法。

背景技术

在喷涂、电镀等金属表面处理过程中产生的有机废水主要含有润滑油、表面活性剂、硅酸盐、磷酸盐和碳酸盐等污染物。这类废水因盐含量高和有机物难以生物降解，而成为目前国内外废水处理的难点和热点之一。无机盐类在微生物生长过程中起着促进酶反应、维持膜平衡和调节渗透压的重要作用，但盐浓度过高，会对微生物的生长产生抑制，使得废水处理常用的生物法不适用。膜生物反应器（MBR）是一种新型高效的水处理技术，具有传统方法所不及的许多优点，能够满足目前国际上最严格的污水排放标准。膜生物反应器主要由生物反应器与膜组件两部分构成，废水中的有机物经过生物反应器内微生物的降解作用，使水质得到净化，而膜的作用主要是将活性污泥与大分子有机物及细菌等截留于反应器内，使出水水质达到回用水水质要求，同时保持反应器内有较高的污泥浓度，加速生化反应的进行。膜法处理废水在近几年发展很快，包括对城市生活污水、垃圾渗滤液、工业废水等的处理都有大量的报道，并且大规模工业应用也较多。膜法处理废水不仅处理效果好，还可以对废水中一些有价值的成份进行回收。如用膜法处理镀镍的电镀废水时，可以对镍离子以及水进行回用，废水排放量以及污染程度不仅大大减少，而且回用的镍离子有较高的经济价值且节约用水量，可以在较短时间内回收废水处理设备的成本。虽然膜生物反应器处理废水效果较好，但是采用膜生物反应器处理废水时，还存在以下问题亟待解决：系统需氧量大，能耗高；难生物降解物质的积累容易造成微生物的毒害和膜的污染；膜组件价格比较昂贵。其中，高能耗和膜污染是影响膜生物反应器推广运用的主要障碍。由于MBR系统的能耗值与膜通量，膜污染状况，污泥程度，曝气量，系统规模，泵的选型以及流程设计均有关系，因此，要降低能耗要特别注意设备选型的合理以及流程设计的优化。

如上所述，在喷涂、电镀等金属表面处理过程中产生的有机废水中盐的含量非常高，且含有很多难降解有机物，这些污染物均会对膜生物反应器中的微生物造成毒害，导致处理成本增加和影响废水处理效果。有效解决或降低膜生物反应器应用于此类高盐度难降解有机废水所存在的膜污染和高能耗问题，对于高盐度难降解有机废水的处理具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成功将膜生物反应器应用于高盐度难降解有机废水中处理的方法，该方法运行稳定，处理成本低，处理效果好。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种采用膜生物反应器进行高盐度难降解有机废水的处理方法，其包括如下步骤：

（1）、隔油预处理：利用油与水的比重差异，分离除去悬浮在废水中的浮油；

（2）、三效蒸发处理：经过步骤（1）的废水通入到三效蒸发器中进行处理，处理所得冷凝液进入下一工序，处理所产生的结晶浓缩液再进行离心脱水，离心脱水所产生的清液重新进入三效蒸发器中循环蒸发处理；

（3）、膜生物反应器处理：将步骤（2）所得冷凝液通入到膜生物反应器中，通过生物代谢作用去除有机物，所述膜生物反应器采用偏氟乙烯材质的中空纤维膜，膜孔径为0.25μm～0.35μm，膜通量为12L/m ² ·h ～15/m ² ·h，曝气量为气水比18～22:1，经过该步骤处理后，废水中有机物的去除率达89%～92%;

（4）、保安过滤和反渗透处理：压力驱动下，使步骤（3）膜生物反应器的出水首先通过保安过滤器后，进入到反渗透膜系统进行分离，产水率控制为68%～75%，反渗透系统出水的一部分返回到反渗透膜系统中，另一部分回收利用，而反渗透膜系统的浓水重新循环回步骤（3）的膜生物反应器的前端，随冷凝液一起进行步骤（3）处理。

根据本发明，所述高盐度难降解有机废水一般指COD_cr、大于2800 mg/L，盐总含量大于等于7%的废水。虽然本发明特别适用于对高盐度难降解有机废水的处理，但本领域技术人员应当理解，也可以将本发明方法应用于处理盐含量不是特别高的有机废水的处理，只不过，对于这类盐含量不是很高的废水，可能会有更好的处理方法。

实践中，本发明的高盐度难降解有机废水通常为喷涂、电镀行业产生的有机废水。一般地，这类有机废水中的 COD_cr、 为2800 mg/L～3640mg/L，pH为8～10，盐含量大于等于7%，表面活性剂含量大于等于1%。

优选地，步骤（3）中，所述膜孔径为0.3μm，曝气量为气水比20:1。步骤（4）中，所述反渗透膜系统采用聚酰胺抗污染反渗透膜。

由于上述技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下特点：

本发明将已有的多种废水处理手段有机整合，依次使废水经过隔油处理、三效蒸发器蒸发、膜生物反应器、保安过滤、反渗透处理而最终获得能够回用于生产中的回用水。其中，通过隔油预处理实现废水中油水液-液分离；通过高效节能的三效蒸发器和离心脱水即可实现废水中高含量的盐与水的分离，经过前两步处理后，废水中的盐含量基本不含高价离子，仅含量较少量的一价离子和二价离子，且在三效蒸发过程中，废水中所含有的有机物特别是一些虽然难以生物降解但是较易热解的有机物会热解为小一级分子或者环状有机物的环打开而使分子量或体积变小。再进入到膜生物反应器中时，由于大量的高价金属离子已除去，则显著延缓了膜污染的进程，特别是部分有机物分子在前面的三效蒸发处理过程中已得到一定程度的分解，因而，膜生物反应器中对有机物的降解更容易，更快速。本发明还对膜生物反应器的核心部件膜组件进行了甄选，在除去有机物的去除率、膜成本以及膜使用寿命之间达到平衡；为了保证生产出的水能够重新回用于生产中，在对膜生物反应器处理后的废水通过保安过滤器和反渗透膜系统进行分离，反渗透膜具有高度的选择性，能够将水中残余的无机盐，有机物，细菌等与水分离，而浓水侧的水则重新进入膜生物反应器处理，基本实现废水零排放。总之，本发明通过将三效蒸发器、膜生物反应器、保安过滤、反渗透有机整合，在实现处理成本最小化的同时使处理效果最大发挥。此外，虽然运用了膜生物反应器和反渗透膜系统，但由于路线合理设计，有效规避了膜生物反应器和反渗透膜系统的膜易污染问题，使得该方法能够稳定地运行。

附图说明

下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细的说明。

图1为根据本发明的高盐度难降解有机废水的处理方法的工艺路线图。

具体实施方式

本发明是针对喷涂、电镀等金属表面处理过程中产生的高盐度难降解有机废水的处理而提出的方案。参见图1，一改传统的化学法和膜法相结合的技术，本发明采用三效蒸发+膜生物反应器（MBR）+保安过滤+反渗透（RO）三者的有机结合技术对废水进行处理，通过该有机结合处理，充分发挥了各处理技术自身的优点，且在很大程度上规避了各处理技术所存在的不足。本发明与单独使用膜生物反应器处理方法进行比较，在达到同等处理效果时，处理成本更低，能耗更小，运行更加稳定。

已知，COD是衡量水中有机物质含量多少的指标，COD值越大，说明水体受有机物的污染越严重，COD的测定方法可以采用重铬酸钾标准法，原理是：在水样中加入一定量的重铬酸钾和催化剂硫酸银，在强酸性介质中加热回流，部分重铬酸钾被水样中可氧化物质还原，用硫酸亚铁铵滴定剩余的重铬酸钾，根据消耗重铬酸钾的量计算COD的值，记为CODcr。

下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明不限于以下实施例。

实施例1

对某喷涂生产废水进行采样分析，其废水的基本性质为：CODcr：2800～3660mg/L，pH为8～10，硅酸盐含量2％～4％，碳酸盐含量5％～10％，表面活性剂含量1％～2％，废水产生量为22.4m ³ /d。按照如下步骤对该废水进行处理：

（1）、隔油预处理：在废水收集池的池体上部设置集油管，利用油与水的比重差异，通过收集管收集浮油并将其导出池外，导出池外的浮油经减压蒸馏后回收利用。

（2）、三效蒸发处理：经过步骤（1）的废水通入到三效蒸发器中进行处理，水蒸气设计压力为0.3MPa，处理所得冷凝液进入下一工序，处理所产生的结晶浓缩液再进行离心脱水，离心脱水所产生的清液重新进入三效蒸发器中循环蒸发处理，离心脱水后的固废委外处置。

（3）、膜生物反应器处理：将步骤（2）所得冷凝液通入到膜生物反应器中，通过生物代谢作用去除有机物，所述膜生物反应器采用偏氟乙烯材质的中空纤维膜，膜孔径为0.3μm，膜通量为12L/m ² ·h ～15/m ² ·h，曝气量为气水比20:1，膜使用寿命大于等于5年。经过该步骤处理后，废水中有机物的去除率达89%～92%;

（4）、保安过滤和反渗透处理：压力驱动下，使步骤（3）膜生物反应器的出水首先通过保安过滤器过滤后，进入到反渗透系统进行分离，产水率控制为70%，反渗透膜系统采用聚酰胺抗污染反渗透膜。反渗透系统出水的一部分返回到反渗透膜系统中，另一部分回收利用，而反渗透膜系统的浓水重新循环回步骤（3）的膜生物反应器的前端，随冷凝液一起进行步骤（3）处理。

采取上述方法对废水进行处理运行三个月后的出水水质情况如下： CODcr：12～18mg/L，pH为7～8，电导率<10μs/cm，满足该企业生产工艺用水要求；采取上述方法对废水进行处理运行十二个月后的出水水质情况如下：CODcr：12～18mg/L，pH为7～8，电导率<10μs/cm；采取上述方法对废水进行处理运行36个月后的出水水质情况如下：CODcr：12～18mg/L，pH为7～8，电导率<10μs/cm。上述处理方法自2007年至2010年三年内平均实际运行费用（包括用电费用+药剂费用+膜组件更换费用+固废处置费用）为约220元/吨水。

实施例2

对某涂装生产废水进行采样分析，其废水的基本性质为：CODcr：3120～3640mg/L，pH为8～10，磷酸盐含量321mg/L～568 mg/L，氨氮含量48 mg/L～56mg/L，Zn含量5.2mg/L～6.6mg/L，SS含量150mg/L～186mg/L，表面活性剂含量1.8％～2.3％，废水产生量为32m ³ /d。按照如下步骤对该废水进行处理：

采取上述方法对废水进行处理运行三个月后的出水水质情况如下： CODcr：16～21mg/L，磷酸盐含量0.2mg/L～0.4 mg/L，氨氮含量3.4 mg/L～4.2mg/L，pH为7～8，电导率<10μs/cm，满足该企业生产工艺用水要求。满足该企业生产工艺用水要求；采取上述方法对废水进行处理运行十二个月后的出水水质情况如下：CODcr：12～18mg/L，pH为7～8，电导率<10μs/cm；采取上述方法对废水进行处理运行36个月后的出水水质情况如下：CODcr：12～18mg/L，pH为7～8，电导率<10μs/cm。上述处理方法自2007年至2010年三年内平均实际运行费用（包括用电费用+药剂费用+膜组件更换费用+固废处置费用）为约212元/吨水，固废产生量≦1.2％。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高盐度难降解有机废水的处理方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

（1）、隔油预处理：利用油与水的比重差异，分离除去悬浮在废水中的浮油；

（3）、膜生物反应器处理：将步骤（2）所得冷凝液通入到膜生物反应器中，通过生物代谢作用去除有机物，所述膜生物反应器采用偏氟乙烯材质的中空纤维膜，膜孔径为0.25μm～0.35μm，膜通量为12L/m²·h ～15/m²·h，曝气量为气水比18～22:1，经过该步骤处理后，废水中有机物的去除率达89%～92%;

2.根据权利要求1所述的高盐度难降解有机废水的处理方法，其特征在于：所述高盐度难降解有机废水为喷涂、电镀行业产生的有机废水。

3.根据权利要求1或2所述的高盐度难降解有机废水的处理方法，其特征在于：所述有机废水中的COD_cr、为2800 mg/L～3640mg/L，pH为8～10，盐含量大于等于7%，表面活性剂含量大于等于1%。

4.根据权利要求1所述的高盐度难降解有机废水的处理方法，其特征在于：步骤（3）中，所述膜孔径为0.3μm，曝气量为气水比20:1。

5.根据权利要求1或4所述的高盐度难降解有机废水的处理方法，其特征在于：步骤（3）中，所述膜的使用寿命为大于等于5年。

6.根据权利要求1所述的高盐度难降解有机废水的处理方法，其特征在于：步骤（4）中，所述反渗透膜系统采用聚酰胺抗污染反渗透膜。

7.根据权利要求1或6所述的高盐度难降解有机废水的处理方法，其特征在于：步骤（4）中，所述反渗透膜系统的产水率为70%。

8.根据权利要求1所述的高盐度难降解有机废水的处理方法，其特征在于：步骤（1）中，分离出来的浮油经减压蒸馏后回收利用。