CN103420533A - 一种高浓度有机废水的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高浓度有机废水的处理方法，所述的处理方法是利用膜集成组合工艺，将高浓度有机废水先经过调节池，再依次用微超滤中空纤维膜装置、纳滤中空纤维膜装置、膜蒸馏装置的组合工艺处理，实现有用物质的部分回收或者使得高浓度有机废水达到排放标准。本发明使用的膜集成组合工艺来处理高浓度有机废水属于首创，该组合工艺中无相变产生，处理温度低，能耗少；且膜蒸馏工艺相比于传统的蒸发浓缩工艺，蒸汽消耗少，还能收集高浓度有机废水中的有用物质，该工艺特别适合于处理高浓度含盐有机废水。

Description

一种高浓度有机废水的处理方法
发明领域
本发明涉及一种高浓度有机废水的处理方法。
技术背景
高浓度有机废水一般是指由造纸、皮革及食品等行业排出的COD在2000mg/L以上的废水，这些废液中含有易结垢、易发泡的物质，如钙、镁离子及胶体，如果直接排放，会造成严重污染。
目前，高浓度有机废水的处理方法主要有物化处理法、化学处理法以及生物处理法。其中，物化法常作为一种预处理的手段应用于有机废水处理，而常用的物化法有萃取法、吸附法、浓缩法、超声波降解法等。浓缩法是利用某些污染物溶解度较小的特点，将大部分水蒸发使污染物浓缩并分离析出。而蒸发浓缩属于热浓缩工艺，存在着浓缩温度较高、热敏性有效成分容易受破坏和挥发性成分容易逸散等影响产品质量的因素。因此，寻找非热浓缩工艺就成了追求的目标。
膜浓缩是在常温下操作、无相变且热敏性成分能得以保护，设备规模小、能耗低、分离效率高，是一种具有发展前景的非热浓缩工艺和技术。膜浓缩分离分为反渗透、纳滤、超滤和微滤，膜蒸馏、渗透蒸馏、联合膜技术等也属于膜浓缩范畴。
因此，开发一种膜蒸发浓缩的组合工艺用于处理高浓度有机废水，对于废水回收再利用具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高浓度有机废水的处理方法，该处理方法的处理温度低，设备规模小，能耗低，投资少。
本发明的高浓度有机废水的处理方法是利用膜集成组合工艺，是将高浓度有机废水先经过调节池，再依次用微超滤中空纤维膜装置、纳滤中空纤维膜装置、膜蒸馏的组合工艺处理，能有效回收部分高浓度有机废水的有效成分或者使得高浓度有机废水达到排放标准。
本发明的高浓度有机废水的处理方法，至少包括以下步骤：
(1)将高浓度有机废水通过恒流泵进入调节池，去除大的漂浮物并调节其pH值为5～6；
(2)将经步骤(1)处理过的废水通过恒流泵进入微超滤中空纤维膜装置进行处理，去除其胶体粒子、碳水化合物、蛋白质及细菌、病毒等物质；
(3)将经步骤(2)处理过的废水通过恒流泵进入纳滤中空纤维膜装置进行处理，去除其钙、镁离子等物质；
(4)将经步骤(3)处理过的废水进入膜蒸馏装置进行蒸发浓缩处理，实现有用物质的部分回收或者使得高浓度有机废水达到排放标准。
其中，所述的利用膜蒸馏装置进行蒸发浓缩处理的操作步骤为：将经过步骤(1)～(3)处理过的高浓度有机废水恒温加热至55～70℃；再将废水经管道泵入膜蒸馏装置的中空纤维膜组件的一侧，当废水没过中空纤维膜组件时，利用中空纤维膜内的5～8℃的冷却水或30％的NaCl水溶液或经过步骤(1)～(3)处理过的高浓度有机废水，使得高浓度有机废水中的水蒸汽由中空纤维膜外侧向内侧迁移，进入纤维膜内侧后被内侧的冷水冷凝或30％的NaCl水溶液吸收而排出，从而达到蒸发浓缩的目的。
所述的微超滤中空纤维膜的孔径为0.05～0.1μm；
所述的纳滤中空纤维膜孔径为1.2～1.8nm；
所述的膜蒸馏装置中所用的膜为双向拉伸的疏水聚四氟乙烯中空纤维膜，其孔径为0.06～0.2μm。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
(1)采用的微超滤中空纤维膜装置，纳滤中空纤维膜装置，膜蒸馏组合工艺来处理高浓度有机废水属于首创，该组合工艺中无相变产生，处理温度低，能耗少；
(2)本发明的膜蒸馏工艺相比于传统的蒸发浓缩工艺，蒸汽消耗少，还能收集高浓度有机废水中的有用物质，该工艺特别适合于处理高浓度含盐有机废水；
(3)高浓度有机废水经本发明的微超滤中空纤维膜装置-纳滤中空纤维膜装置-膜蒸馏组合工艺处理后，其出水COD浓度≤100mg/L，出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)表4一级排放标准。
具体实施方式
实施例1
废水类型：印染废水(COD浓度为2500mg/L)。先将印染废水通过恒流泵进入调节池，去除其中大的漂浮物并调节其pH值为5；再将此废水通过恒流泵进入孔径为0.05μm微超滤中空纤维膜装置进行处理；再通过恒流泵进入孔径为1.2nm纳滤中空纤维膜装置进行处理；最后将此废水恒温加热至55℃，再通过管道泵入中空纤维膜内为5℃冷却水的膜蒸馏装置进行蒸发浓缩处理，使得印染废水中的水蒸汽由中空纤维膜外侧向内侧迁移，进入纤维膜内侧后被内侧的冷水冷凝而排出，使得高浓度有机废水达到排放标准。经检测，其出水COD浓度为80mg/L。
实施例2
废水类型：中药废水(COD浓度为115000mg/L)。先将中药废水通过恒流泵进入调节池，去除其中大的漂浮物并调节其pH值为6；再将此废水通过恒流泵进入孔径为0.1μm微超滤中空纤维膜装置进行处理；再通过恒流泵进入孔径为1.8nm纳滤中空纤维膜装置进行处理；最后将此废水恒温加热至70℃，再通过管道泵入中空纤维膜内为高浓度有机废水的膜蒸馏装置进行蒸发浓缩处理，使得中药废水中的水蒸汽由中空纤维膜外侧向内侧迁移，进入纤维膜内侧后被内侧的冷水冷凝而排出，使得高浓度有机废水达到排放标准。经检测，其出水COD浓度为100mg/L。
实施例3
废水类型：啤酒厂工业废水(COD浓度为5000mg/L)。先将啤酒厂工业废水通过恒流泵进入调节池，去除其中大的漂浮物并调节其pH值为5.5；再将此废水通过恒流泵进入孔径为0.08μm微超滤中空纤维膜装置进行处理；再通过恒流泵进入孔径为1.5nm纳滤中空纤维膜装置进行处理；最后将此废水恒温加热至60℃，再通过管道泵入中空纤维膜内为30％NaCl水溶液的膜蒸馏装置进行蒸发浓缩处理，使得啤酒厂工业废水中的水蒸汽由中空纤维膜外侧向内侧迁移，进入纤维膜内侧后被内侧的30％NaCl水溶液吸收而排出，使得高浓度有机废水达到排放标准。经检测，其出水COD浓度为90mg/L。

Claims (5)

1.一种高浓度有机废水的处理方法，其特征在于该方法至少包括以下步骤：
(1)将高浓度有机废水通过恒流泵进入调节池，去除大的漂浮物并调节其pH值为5～6；
(2)将经步骤(1)处理过的废水通过恒流泵进入微超滤中空纤维膜装置进行处理，去除其胶体粒子、碳水化合物、蛋白质及细菌、病毒等物质；
(3)将经步骤(2)处理过的废水通过恒流泵进入纳滤中空纤维膜装置进行处理，去除其钙、镁离子等物质；
(4)将经步骤(3)处理过的废水进入膜蒸馏装置进行蒸发浓缩处理，实现有用物质的部分回收或者使得高浓度有机废水达到排放标准。
2.根据权利要求1所述的一种高浓度有机废水的处理方法，其特征在于步骤(2)中所述的微超滤中空纤维膜的孔径为0.05～0.1μm。
3.根据权利要求1所述的一种高浓度有机废水的处理方法，其特征在于步骤(3)中所述的纳滤中空纤维膜孔径为1.2～1.8nm。
4.根据权利要求1所述的一种高浓度有机废水的处理方法，其特征在于步骤(4)中所述的膜蒸馏装置中所用的膜为双向拉伸的疏水聚四氟乙烯中空纤维膜，其孔径为0.06～0.2μm。
5.根据权利要求1所述的一种高浓度有机废水的处理方法，其特征在于步骤(4)中所述的利用膜蒸馏装置进行蒸发浓缩处理的操作步骤为：将经过步骤(1)～(3)处理过的高浓度有机废水恒温加热至55～70℃；再将废水经管道泵入膜蒸馏装置的中空纤维膜组件的一侧，当废水没过中空纤维膜组件时，利用中空纤维膜内的5～8℃的冷却水或30％的NaCl水溶液或经过步骤(1)～(3)处理过的高浓度有机废水，使得高浓度有机废水中的水蒸汽由中空纤维膜外侧向内侧迁移，进入纤维膜内侧后被内侧的冷水冷凝或30％的NaCl水溶液吸收而排出，从而达到蒸发浓缩的目的。
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