CN103819019B

CN103819019B - 分级氧化处理反渗透(ro)浓水的方法

Info

Publication number: CN103819019B
Application number: CN201410050284.5A
Authority: CN
Inventors: 邹朝亮; 王荣选; 陈蓓
Original assignee: BEIJING HUANLIKE ENVIRONMENTAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: BEIJING HUANLIKE ENVIRONMENTAL ENGINEERING TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2014-02-13
Filing date: 2014-02-13
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2034-02-13
Also published as: CN103819019A

Abstract

本发明提供一种分级氧化处理反渗透（RO）浓水的方法，其包括主要步骤：1）臭氧氧化处理：向反渗透产生的浓水中投入臭氧，臭氧的投入量为50-150mg臭氧/L浓水；2）次氯酸钠氧化处理：步骤1）处理后的水中加入次氯酸钠，加入的比例为5-15mg次氯酸钠/L水。本发明采用分级氧化反渗透浓水处理工艺，分级降解反渗透浓水中的有机物质，使出水达到相关排放标准。本技术应用不受地域限制，占地面积小；技术成熟可靠，且本技术已有相应的实际工程案例；由于本技术采用分级氧化技术，基本不产生固体废弃物，同时药剂投加量少。

Description

分级氧化处理反渗透(RO)浓水的方法

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种多级处理反渗透废水的方法。

背景技术

由于国民对环境保护的强烈要求以及政府的环保法律法规对排放废水水质要求越来越严格，在排放含盐且含难降解污染物的回用水处理中经常采用RO工艺（反渗透工艺）。原水中的杂质经RO工艺的浓缩，难降解污染物浓度提高4倍以上。RO浓水是反渗透装置的排放水，RO工艺运行中产生约25%的浓水，直接排放会对环境产生不利影响。

目前，国内外使用较多的浓水处置方法有：地面排放（海洋、潮水）和蒸发塘等。地面排放技术仅适用于沿海城市。蒸发塘技术虽然适用于内陆地区，但占地面积较大且需要采取严格的防渗措施。

如果不采用地面排放或蒸发塘排放，则需处理RO浓水中杂质含量符合排放指标。如采用用臭氧处理RO浓水（郑可.臭氧氧化法处理反渗透浓缩渗滤液[J].华南理工大学.2011（10）），或臭氧-活性炭结合处理RO浓水（张国珍,王家福,武福平,杨公博,岳志芳,王倩,杨仕超.臭氧-活性炭技术处理炼化企业RO浓水[J].环境工程.2012（05））；有的研究者因地制宜，采用有机废弃物制成的活性炭，还可以降低处理的成本（张华,吴百春,刘光全,李英芝.臭氧及花生壳活性碳对RO浓水的处理[J].化工进展.2011（S1）.P853～858）。采用铁炭微电解之后用聚丙烯酰胺絮凝剂絮凝（王晓辉.铁炭微电解-絮凝技术处理石化RO浓水的研究[J].中小企业管理与科技(上旬刊).2013（01））和“氢氧化钠-PAC软化”，先用NaOH软化然后投加聚合氯化铝（张叶来、张玉先,何辉,王连国.RO浓水回用的处理技术研究[J].中国给排水.2010（01））。

以上处于研究阶段的技术，尚存在出水性质不稳定、处理工艺复杂等不足之处。

发明内容

针对现有技术的不足之处，在此背景下，我公司特开展降低RO浓水中有机污染物处理技术的研究工作。本发明的目的是提出分级氧化反渗透（RO）浓水处理工艺主要用于处理RO浓水中的有机物质，具体技术方法为：

（1）通过管道把臭氧发生器产生的臭氧，输送至“臭氧氧化反应器”中；通过臭氧扩散装置，把臭氧投加至RO浓水中；臭氧与RO浓水充分混合并在接触反应区发生氧化反应，有效消减了RO浓水中的难降解有机物质。

（2）通过加药装置把次氯酸钠输送至管道混合器或混合反应槽中，“臭氧氧化反应器”的出水在管道混合器或混合反应槽中与次氯酸钠充分混合。形成的混合液进入“次氯酸钠氧化反应器”的接触反应区。在接触反应区发生氧化反应，难降解有机物及低分子有机物质得到去除。

本发明的另一目的是提出分级氧化处理反渗透浓水的设备。

实现本发明上述目的的技术方案为：

一种分级氧化处理反渗透（RO）浓水的方法，包括步骤：

1）臭氧处理：向反渗透处理后的浓水中投入臭氧，臭氧的投入量为50-150mg臭氧/L浓水；

2）次氯酸钠：步骤1）处理后的水中加入次氯酸钠，加入的比例为5-15mg次氯酸钠/L水。

其中，所述反渗透处理后的浓水的COD（铬法）为80-150mg/L。

臭氧氧化能力仅次于氟、比氯和其他常用氧化剂高，是一种强氧化剂。具有反应快，适应能力强，在水中不产生持久性残余，无二次污染的特点。优选地，所述步骤1）臭氧氧化处理的水力停留时间为3-5h。

其中，所述步骤2）次氯酸钠氧化处理的水力停留时间为20-40min。次氯酸钠通过加药装置输送至“次氯酸钠氧化反应器”的混合区，次氯酸钠与臭氧氧化反应器的出水充分混合后，进入次氯酸钠氧化反应器的接触反应区。次氯酸钠在接触反应区快速分解，产生大量的·OCl。难降解有机物在·OCl的作用下分解生成CO₂、H₂O、低分子有机物等，低分子有机物在HOCl的作用下分解生成CO₂、H₂O等，从而使RO浓水中的有机物得到进一步的去除。

进一步优选地，所述步骤2）中次氯酸钠以溶液的形式加入，次氯酸钠质量含量为8-15%。

一种用于分级氧化处理反渗透浓水的设备，包括通过管道连接的臭氧氧化反应器和次氯酸钠反应器；

所述臭氧氧化反应器为密闭的混凝土池体或碳钢罐体，池体或罐体内部涂覆有防腐涂料，池体或罐体下部设置有微气泡扩散器，所述微气泡扩散器通过管道连接有臭氧氧化发生器；所述臭氧氧化反应器上部设置有尾气排出管道；

所述次氯酸钠氧化反应器为敞口的混凝土池体或碳钢罐体，池体或罐体内部涂覆有防腐涂料，所述次氯酸钠氧化反应器连接有2-4台加药泵和1-2个溶药箱、1-2个加药箱；所述次氯酸钠氧化反应器设置有水的排放口。

其中，所述微气泡扩散器为微孔扩散板、微孔扩散盘、微孔扩散头或微孔滤棒。微气泡扩散器设置在距池底或罐底0.5m～1.0m的位置。所述微气泡扩散器的材质为316钢材质和/或PC材质。

其中，所述臭氧氧化反应器上部用隔板或隔墙分隔为两个部分，设置有反渗透产生的浓水入口的部分为预反应区，预反应区占臭氧氧化反应器体积的的1/10至1/5；另一部分为反应区，所述隔板下部不接触臭氧氧化反应器的底；预反应区和反应区下方连通的部分为混合区；所述尾气排出管道位于预反应区上方。

本申请设备的优选的技术方案为：反应区产生的尾气通过管道连接至预反应区，所述管道上设置有风机。该设置将反应区产生的尾气经风机抽送至预反应区与RO浓水预先混合，混合后的废水进入混合区。

臭氧通过管道输送至“臭氧氧化反应器”，通过臭氧扩散装置，把臭氧投加至“臭氧氧化反应器”的混合区。臭氧在混合区与进水（RO浓水）充分混合，部分的臭氧在此区域内完成从气相到液相的传质。在“臭氧氧化反应器”的接触反应区，液相中的臭氧分解产生大量羟基自由基（·OH），同时气相中臭氧继续向液相传质。难降解有机物在羟基自由基的作用下分解成CO₂、H₂O、低分子有机物等，从而有效的去除RO浓水中难降解有机物。未完成从气相到液相传质的臭氧从反应区的液面逸出液体，即所谓的臭氧化空气的尾气。当尾气直接排入大气并使大气中的臭氧浓度大于0.1mg/L时，会对人们的眼、鼻、喉以及呼吸器官带来刺激。

优选地，所述尾气排出管道还连接有尾气破坏器。反应区产生的尾气经风机抽送至尾气破坏器进行处理后直接排放至大气中。或另增设预反应区，反应区产生的尾气经风机抽送至预反应区与RO浓水预先混合，混合后的废水进入混合区，产生的尾气经管道引致尾气破坏器进行处理处理或经检测浓度小于0.1mg/L后直接排放至大气中。

本发明具有以下优点：

分级氧化反渗透（RO）浓水处理工艺分级降解反渗透（RO）浓水中的有机物质，使出水达到相关排放标准。本技术应用不受地域限制，占地面积小；技术成熟可靠，且本技术已有相应的实际工程案例；由于本技术采用分级氧化技术，基本不产生固体废弃物，同时药剂投加量少。

附图说明

图1是分级氧化处理反渗透浓水的工艺流程图。

图2为臭氧氧化反应器结构简图。

图中，1为预反应区，2为反应区，3为混合区，4为混合区，5为尾气出口，6为反渗透浓水入口，7为抽风机，8为连接次氯酸钠反应器的管路，9为气平衡口，10为臭氧入口。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1：

抚顺石化公司乙烯厂污水场，污水规模为300立方米/小时，产生RO浓水65立方米/小时。

用于分级氧化处理反渗透浓水的设备：

所述臭氧氧化反应器（见图2）为密闭的混凝土池体，上部用隔墙分隔为两个部分，设置反渗透浓水入口6的部分为预反应区1，预反应区占臭氧氧化反应器体积的1/10；另一部分为反应区2，隔板下部不接触臭氧氧化反应器的底；预反应区和反应区下方连通的部分为混合区4，高度0.6m；池体或罐体内部涂覆有防腐的环氧树脂，罐体下部设置有316L材质的微孔扩散盘，其高度为0.5m，臭氧入口10通过管道连接臭氧氧气发生器；所述臭氧氧化反应器上部设置有尾气出口5，连接尾气排出管道；所述尾气排出管道位于预反应区上方。反应区上方设置连接次氯酸钠氧化反应器的管路8。

本实施例中，臭氧氧化反应器上方还另设置有尾气循环管道，连接抽风机7。反应区产生的尾气经抽风机7抽送至预反应区与RO浓水预先混合，混合后的废水进入混合区4。

所述次氯酸钠氧化反应器为敞口的混凝土池体，池体内部涂覆有防腐的环氧树脂，所述次氯酸钠氧化反应器连接有2台加药泵和2个溶药箱、2个加药箱；所述次氯酸钠氧化反应器设置有水的排放口。

尾气排出管道还连接有尾气破坏器。产生的尾气经管道引致尾气破坏器进行处理处理或经检测浓度小于0.1mg/L后直接排放至大气中。

本实施例中，臭氧氧化反应器采用密闭的碳钢罐体，次氯酸钠氧化反应器采用敞口的碳钢罐体，亦可达到同样的RO浓水处理效果。

处理流程（参见图1）：

RO浓水经泵提升至臭氧反应器，臭氧投加量为100mg/L，反应4h。臭氧发生器采用空气源臭氧发生器。出水进入次氯酸钠反应器，次氯酸钠（采用质量浓度10%的次氯酸钠溶液成品）投加量10mg/L，反应时间30min。

实施例2：

用于分级氧化处理反渗透浓水的设备同实施例1。

处理流程（参见图1）：

RO浓水经泵提升至臭氧反应器，臭氧投加量为90mg/L，反应4h。臭氧发生器采用空气源臭氧发生器。出水进入次氯酸钠反应器，次氯酸钠（次氯酸钠采用质量浓度10%的次氯酸钠溶液成品）投加量8mg/L，反应时间20min。次氯酸钠采用成品10%的次氯酸钠溶液。

水质检测方法：水和废水监测分析方法，第四版，中国环境科学出版社。

表1：处理水质数据

由表1的结果可知，最终出水浊度小于臭氧氧化处理时；最终出水生物总磷值有波动，可能是经过两级氧化分解后，浓水中无法检测的有机磷，被分解为可检测的磷。

实验结果表明，处理的RO浓水COD浓度80～150mg/L，最终出水COD<30mg/L。符合《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。本发明技术方案运行一年，COD稳定<50mg/L。

虽然，上文中已经本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种分级氧化处理反渗透(RO)浓水的方法，其特征在于，包括步骤：

1)臭氧氧化处理：向反渗透产生的浓水中投入臭氧，臭氧的投入量为50-150mg臭氧/L浓水，尾气经风机抽送至尾气破坏器进行处理，达标排放至大气；所述臭氧氧化处理的水力停留时间为3-5h；

2)次氯酸钠氧化处理：步骤1)处理后的水中加入次氯酸钠，加入的量为5-15mg次氯酸钠/L水，出水达标排放，所述次氯酸钠处理的水力停留时间为20-40min；

所述方法采用的设备包括通过管道连接的臭氧氧化反应器和次氯酸钠反应器；

所述臭氧氧化反应器为密闭的混凝土池体或碳钢罐体，池体或罐体内部涂覆有防腐涂料，池体或罐体下部设置有微气泡扩散器，所述微气泡扩散器通过管道连接有臭氧发生器；所述臭氧氧化反应器顶部设置有尾气排出管道，尾气排出管道连接有尾气破坏器；

所述次氯酸钠氧化反应器为敞口的混凝土池体或碳钢罐体，池体或罐体内部涂覆有防腐涂料，所述次氯酸钠氧化反应器连接有2-4台加药泵和1-2个溶药箱、1-2个加药箱；

其中，所述臭氧氧化反应器上部用隔板或隔墙分隔为两个部分，设置有反渗透产生的浓水入口的部分为预反应区，预反应区占臭氧氧化反应器体积的1/10至1/5；另一部分为反应区，所述隔板下部不接触臭氧氧化反应器的底；预反应区和反应区下方连通的部分为混合区；所述尾气排出管道位于预反应区上方。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反渗透处理后的浓水的COD为80-150mg/L。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中次氯酸钠以溶液的形式加入，溶液中次氯酸钠质量含量为8-15％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微气泡扩散器为微孔扩散板、微孔扩散盘、微孔扩散头或微孔滤棒，微气泡扩散器设置在距池底或罐底0.5m～1.0m的位置。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应区产生的尾气通过管道连接至预反应区，所述管道上设置有风机。