CN106315907A - 一种污水的回用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于污水处理领域，污水经过微滤/超滤膜处理得到一次处理水，一次处理水储存在微滤/超滤产水箱内，微滤/超滤产水箱出水经过反渗透膜/纳滤膜处理得到回用水，其中，在微滤/超滤系统化学强化反洗时添加含氯药剂和含酸药剂的步骤，含氯药剂和含酸药剂的残留药剂经微滤/超滤膜过滤后进入微滤/超滤产水箱。本发明充分利用了微滤/超滤系统化学强化反洗的残留药剂，降低了在含锰或含铁污水中反渗透膜无机污染的风险，延长了反渗透膜的化学清洗周期。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种膜法污水回用处理的技术。
背景技术
膜技术是一种新型的分离技术，其在污水回用中得到了广泛的应用并显示了广阔的发展前景。工业废水、城市污水等通过生化处理后再经膜法深度处理后可回用为工业净水(循环水、工艺水或冷却水等)，提高了水资源的利用率，缓解了我国淡水资源紧张的局面。
近年来，多样化的膜组合工艺得到越来越多的关注，微滤(MF)/超滤膜(UF)和反渗透膜(RO)的组合是污水回用中最常用的膜组合工艺。目前膜技术应用过程中尚存在一些问题，这些问题限制了其更广泛的应用。尤其是膜污染的问题，严重影响了膜分离效率和使用寿命。
锰、铁是工业生产中最常用的金属元素，因此其生产排水中都含有一定浓度的锰和铁，城市污水中也会含有一定浓度的锰和铁。而在膜法回用过程中，为了抑制MF/UF产水箱内的样品微生物的增殖，MF/UF进水中每天会有1小时左右的余氯投加时间，投加的余氯会与水中的Mn/Fe发生反应生成Mn/Fe的氧化物，该氧化物会造成后续的RO膜的污染，而且该污染不易清洗。
在膜组合处理工艺中，为保证MF/UF的稳定运行，每天需对其进行化学强化反洗操作，常用的化学药剂为NaClO、氢氧化钠、柠檬酸、盐酸等，排水中往往含有较高的药剂浓度，需要额外的药剂对排水进行中和处理后才能进行排放。
专利(CN 201180052710.3)提到了在MF/UF氯剂化学强化清洗后添加氨性化合物，对后续的RO膜进行杀菌并可以避免RO膜的氧化损坏。但是该公知例并未提及针对RO膜无机污染的预防和维护。
因此，提供一种操作方便，易于控制，降低药剂成本，减轻RO膜无机污染的污水回用工艺，对于采用膜法回用污水工艺的推广具有重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：
针对在含锰/铁的污水进行膜法回用时存在的RO膜易无机污染的问题，提供一种操作方便，易于控制，降低药剂成本的膜法污水回用工艺。
本发明的目的可以通过以下措施达到：
一种污水的回用方法，污水经过微滤/超滤膜处理得到一次处理水，一次处理水储存在微滤/超滤产水箱内，微滤/超滤产水箱出水经过反渗透膜/纳滤膜处理得到回用水，包括在微滤/超滤系统化学强化反洗时添加含氯药剂和含酸药剂的步骤，含氯药剂和含酸药剂的残留药剂经微滤/超滤膜过滤后进入微滤/超滤产水箱。
为保证微滤/超滤膜的稳定运行，在化学强化反洗时有添加含氯药剂和含酸药剂的步骤，含氯药剂的残留药剂经微滤/超滤膜过滤后进入微滤/超滤产水箱，可以对产水箱进行杀菌操作，减少MF/UF前置含氯药剂的投加，降低药剂的使用量。含酸药剂的残留药剂经微滤/超滤膜过滤后进入微滤/超滤产水箱，可以对因前面氯剂投加导致的锰铁氧化物进行溶解，减轻对后续RO膜的无机污染。
对适合本处理工艺的污水没有特别的限定，优选含有能够被氯剂氧化的金属元素的污水，该种污水加入氯剂后，能够被氯剂氧化的金属元素容易被氧化，生成的氧化物非常容易造成RO膜的无机污染，采用本处理工艺后，将含酸药剂的残留药剂经微滤/超滤膜过滤后进入微滤/超滤产水箱，可以对因前面氯剂投加导致的氧化物进行溶解，减轻对后续RO膜的无机污染。
对能够被氯剂氧化的金属元素没有特别的限定，优选为锰或铁的一种或多种，其中，锰的浓度优选为0.5-5mg/L，进一步优选为0.6-2mg/L，铁的浓度优选为0.1-2mg/L，进一步优选为0.5-1mg/L，如果锰的浓度小于0.6mg/L，铁的浓度小于0.5mg/L，采用本发明的优势并不显著。如果锰的浓度大于2mg/L，铁的浓度大于1mg/L，最好对原水进行预处理后采用本发明的工艺进行回用。
微滤/超滤系统化学强化反洗时的步骤没有特别的限定，含氯药剂和含酸药剂的添加可以连续进行，也可以分开进行。连续进行时，含酸残留药剂进入微滤/超滤产水箱后可以对之前由于氯剂的添加形成的金属氧化物进行溶解。分开进行时，先进行化学强化反洗含氯药剂的添加，含氯药剂的残留药剂经微滤/超滤膜过滤后进入微滤/超滤产水箱，余氯可以对微滤/超滤产水箱进行杀菌，微滤/超滤膜运行一段时间后再进行含酸药剂添加的化学强化反洗，含酸药剂的残留药剂经微滤/超滤膜过滤后进入微滤/超滤产水箱，对之前形成的金属氧化物进行溶解去除。
为保证对微滤/超滤产水箱的杀菌效果，含氯药剂的残留药剂经微滤/超滤膜过滤后进入微滤/超滤产水箱，微滤/超滤产水箱的余氯浓度优选为0.2-1mg/L。当余氯浓度小于0.2mg/L时，不能保证对微滤/超滤产水箱有效的杀菌效果。当余氯浓度大于1mg/L时，药剂费用会增加。微滤/超滤产水箱的余氯浓度为0.2-1mg/L的产水停留时间优选为15-60分钟，当停留时间小于15分钟，对微滤/超滤产水箱的杀菌效果比较有限，当停留时间大于60分钟时，该微滤/超滤产水箱的利用效率会下降。
为保证对形成的金属氧化物的溶解去除效果，含酸药剂的残留药剂经微滤/超滤膜过滤后进入微滤/超滤产水箱，微滤/超滤产水箱的pH优选为小于5。当微滤/超滤产水箱的pH≥5时，对金属氧化物的去除作用比较有限。
对含酸药剂没有特别的限定，优选为柠檬酸、盐酸、草酸或硫酸的一种或多种。
对含氯药剂没有特别的限定，优选为次氯酸钠。
通过化学强化反洗的含氯残留药剂对微滤/超滤水箱水进行杀菌代替常规的MF/UF前管道杀菌后，微滤/超滤系统进水管路不能及时的进行杀菌，会发生微生物的增殖，为保持MF/UF进水管路的清洁，微滤/超滤系统进水管路的消毒杀菌频率为1-4次/月。常规的利用MF/UF前管道杀菌的药剂对微滤/超滤水箱水的杀菌频率为1次/天，采用该方法后，减少了次氯酸钠的药剂使用量。
本发明利用微滤/超滤化学强化反洗的残留药剂对微滤/超滤产水箱进行杀菌操作，减少了微滤/超滤前置管路杀菌药剂的投加。同时针对含易被氯剂氧化的金属元素形成的金属氧化物，充分利用微滤/超滤化学强化反洗时的含酸药剂的残留药剂进行溶解处理，降低了后续RO膜的无机污染。本发明工艺简单，操作方便，易于控制，减少了药剂的使用成本，延长RO膜的化学清洗周期。
附图说明
图1是采用本发明的流程图。
图2是对比于本发明的常规工艺的流程图。
具体实施方式
实施例中的铁、锰的测定采用日本岛津公司的电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)，余氯的测定采用美国哈希公司的余氯测定仪(型号58700-00)，pH的测定使用美国哈希公司的pH计(型号Sension4)，其中的水质数据是测试中得到的平均值(每两周测试1次，半年的平均值)。
实施例中使用的化学物质购买于国药集团化学试剂有限公司。
实施例1
本试验设计水量为500m3/d，某城市污水二沉池出水经超滤膜处理得到一次处理水，一次处理水储存在超滤产水箱内，超滤产水箱出水经反渗透膜处理得到回用水，该二沉池出水中锰的平均浓度为0.8mg/L，超滤系统化学强化反洗时首先添加次氯酸钠，次氯酸钠的残留药剂经超滤膜过滤后进入超滤产水箱，超滤产水箱的余氯平均浓度为0.5mg/L左右，在该余氯浓度下的停留时间为50分钟，次氯酸钠化学强化反洗结束后继续超滤系统的过滤，过滤一段时间后进行添加柠檬酸的超滤化学强化反洗步骤，柠檬酸的残留药剂经超滤膜过滤后进入超滤产水箱，超滤产水箱的pH为4.0，超滤产水箱的水进入反渗透膜后可将反渗透膜内由于之前次氯酸钠投加导致的锰氧化物溶解，降低反渗透膜的无机污染。在该条件下，反渗透膜的化学清洗周期为3个月。实施例2
本试验设计水量为400m3/d，某电子厂工业区污水经微滤膜处理得到一次处理水，一次处理水储存在微滤产水箱内，微滤产水箱出水经反渗透膜处理得到回用水，该电子厂工业区污水中铁的平均浓度为0.5mg/L，微滤系统化学强化反洗时首先添加次氯酸钠，次氯酸钠的残留药剂经微滤膜过滤后进入超滤产水箱，超滤产水箱的余氯平均浓度为0.8mg/L左右，在该余氯浓度下的停留时间为30分钟，次氯酸钠化学强化反洗结束后进行添加盐酸的微滤化学强化反洗步骤，盐酸的残留药剂经微滤膜过滤后进入微滤产水箱，微滤产水箱的pH为4.5，可以将水箱内由于次氯酸钠投加形成的铁氧化物溶解，降低反渗透膜无机污染的风险。在该条件下，反渗透膜的化学清洗周期为3个月。
实施例3
本试验设计水量为400m3/d，某印染工业区污水经超滤膜处理得到一次处理水，一次处理水储存在超滤产水箱内，超滤产水箱出水经反渗透膜处理得到回用水，该二沉池出水中锰的平均浓度为0.5mg/L，铁的平均浓度为0.3mg/L，超滤系统化学强化反洗时首先添加次氯酸钠，次氯酸钠的残留药剂经超滤膜过滤后进入超滤产水箱，超滤产水箱的余氯平均浓度为1mg/L左右，在该余氯浓度下的停留时间为20分钟，次氯酸钠化学强化反洗结束后继续超滤系统的过滤，过滤一段时间后进行添加硫酸的超滤化学强化反洗步骤，硫酸的残留药剂经超滤膜过滤后进入超滤产水箱，超滤产水箱的pH为4.2，超滤产水箱的水进入反渗透膜后可将反渗透膜内由于之前次氯酸钠投加导致的锰氧化物和铁氧化物溶解，降低反渗透膜的无机污染。在该条件下，反渗透膜的化学清洗周期为2.5个月。
实施例4
本试验设计水量为500m3/d，某电子厂工业区污水经微滤膜处理得到一次处理水，一次处理水储存在微滤产水箱内，微滤产水箱出水经反渗透膜处理得到回用水，该电子厂工业区污水中铁的平均浓度为2.5mg/L，微滤系统化学强化反洗时首先添加次氯酸钠，次氯酸钠的残留药剂经微滤膜过滤后进入超滤产水箱，超滤产水箱的余氯平均浓度为1.2mg/L左右，在该余氯浓度下的停留时间为15分钟，次氯酸钠化学强化反洗结束后进行添加盐酸的微滤化学强化反洗步骤，盐酸的残留药剂经微滤膜过滤后进入微滤产水箱，微滤产水箱的pH为5.3，可以将水箱内由于次氯酸钠投加形成的铁氧化物溶解，降低反渗透膜无机污染的风险。在该条件下，反渗透膜的化学清洗周期为2个月。
实施例5
本试验设计水量为300m3/d，某城市污水二沉池出水经超滤膜处理得到一次处理水，一次处理水储存在超滤产水箱内，超滤产水箱出水经反渗透膜处理得到回用水，该二沉池出水中锰的平均浓度为1.0mg/L，超滤系统化学强化反洗时首先添加次氯酸钠，次氯酸钠的残留药剂经超滤膜过滤后进入超滤产水箱，超滤产水箱的余氯平均浓度为1.5mg/L左右，在该余氯浓度下的停留时间为20分钟，次氯酸钠化学强化反洗结束后继续超滤系统的过滤，过滤一段时间后进行添加磷酸的超滤化学强化反洗步骤，磷酸的残留药剂经超滤膜过滤后进入超滤产水箱，超滤产水箱的pH为5.5，超滤产水箱的水进入反渗透膜后可将反渗透膜内由于之前次氯酸钠投加导致的部分锰氧化物溶解，降低反渗透膜的无机污染。在该条件下，反渗透膜的化学清洗周期为1.5个月。
实施例6
本试验设计水量为400m3/d，某印染工业区污水经超滤膜处理得到一次处理水，一次处理水储存在超滤产水箱内，超滤产水箱出水经反渗透膜处理得到回用水，该二沉池出水中锰的平均浓度为0.6mg/L，铁的平均浓度为0.3mg/L，超滤系统化学强化反洗时首先添加次氯酸钠，次氯酸钠的残留药剂经超滤膜过滤后进入超滤产水箱，超滤产水箱的余氯平均浓度为1mg/L左右，在该余氯浓度下的停留时间为10分钟，次氯酸钠化学强化反洗结束后继续超滤系统的过滤，过滤一段时间后进行添加硫酸的超滤化学强化反洗步骤，硫酸的残留药剂经超滤膜过滤后进入超滤产水箱，超滤产水箱的pH为4.2，超滤产水箱的水进入反渗透膜后可将反渗透膜内由于之前次氯酸钠投加导致的锰氧化物和铁氧化物溶解，降低反渗透膜的无机污染。由于余氯在超滤产水箱的停留时间较短，对水箱的杀菌作用比较有限。在该条件下，反渗透膜的化学清洗周期为1.8个月。
对比例1
如图2所示，本试验设计水量为500m3/d，某城市污水二沉池出水经超滤膜处理得到一次处理水，一次处理水储存在超滤产水箱内，超滤产水箱出水经反渗透膜处理得到回用水，该二沉池出水中锰的平均浓度为0.9mg/L，为抑制超滤产水箱内微生物的增殖现象，在UF进水管处有每天一次的NaClO投加，投加过程中超滤产水箱的余氯浓度为0.8mg/L。超滤系统化学强化反洗时首先添加次氯酸钠，化学强化反洗结束时残留次氯酸钠药剂经中和后排放，然后进行添加柠檬酸的化学强化反洗，柠檬酸化学强化反洗结束后残留酸药剂经中和后排放。在该条件下，反渗透膜的化学清洗周期为1个月。
将实施例和对比例进行比较可以看出，利用化学强化反洗的残留NaClO药剂和残留酸药剂进入超滤/微滤产水箱，即可以起到对产水箱的消毒杀菌作用，又可以消除由于NaClO氧化形成的锰或铁氧化物，降低了反渗透膜的无机污染，延长了其化学清洗周期。
Claims (10)
1.一种污水的回用方法，污水经过微滤/超滤膜处理得到一次处理水，一次处理水储存在微滤/超滤产水箱内，微滤/超滤产水箱出水经过反渗透膜/纳滤膜处理得到回用水，其特征在于：在微滤/超滤系统化学强化反洗时添加含氯药剂和含酸药剂的步骤，含氯药剂和含酸药剂的残留药剂经微滤/超滤膜过滤后进入微滤/超滤产水箱。
2.根据权利要求1所述的污水的回用方法，其特征在于：所述污水中含有能够被氯剂氧化的金属元素。
3.根据权利要求2所述的污水的回用方法，其特征在于：所述的能够被氯剂氧化的金属元素为锰或铁的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的污水的回用方法，其特征在于：锰的浓度为0.5-5mg/L。
5.根据权利要求3所述的污水的回用方法，其特征在于：铁的浓度为0.1-2mg/L。
6.根据权利要求1所述的污水的回用方法，其特征在于：其运行步骤为微滤/超滤系统化学强化反洗时含氯药剂和含酸药剂的添加可以连续进行，也可以分开进行。
7.根据权利要求1所述的污水的回用方法，其特征在于：含氯药剂的残留药剂经微滤/超滤膜过滤后进入微滤/超滤产水箱，微滤/超滤产水箱的余氯浓度为0.2-1mg/L。
8.根据权利要求7所述的污水的回用方法，其特征在于：所述余氯浓度的产水在微滤/超滤产水箱的停留时间为15-60分钟。
9.根据权利要求1所述的污水的回用方法，其特征在于：所述含酸药剂为柠檬酸、盐酸、草酸或硫酸的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的污水的回用方法，其特征在于：含酸药剂的残留药剂经微滤/超滤膜过滤后进入微滤/超滤产水箱，微滤/超滤产水箱的pH小于5。
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