CN106467345A - 用于反渗透浓水的绿色生化处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于反渗透浓水的绿色生化处理方法，其依次通过传输管路连接的催化氧化池、氧化稳定池、后生化BAF池和清水池，催化氧化池以固定床形式填充有臭氧催化颗粒，包括将活性氧化铝颗与氧化铜1.2～1.5份、聚乙二醇、聚乙烯醇、二氧化钛、羟丙基纤维素、二氧化锰在搅拌混合机中混合，使得均匀混合后的氧化铜、聚乙二醇、聚乙烯醇、二氧化钛、羟丙基纤维素、二氧化锰覆盖于所述活性氧化铝颗粒表面形成催化剂母球；从搅拌混合机中取出所述催化剂母球，在室温下晾干后，放入烘箱，在100～120℃条件下干燥获得干燥后的催化剂母球。本发明使得在对含盐污水的催化氧化处理过程，对废水COD的去除、脱色、脱恶臭、降解有毒污染物进行有效处理。

Description

用于反渗透浓水的绿色生化处理方法

技术领域

本发明涉及一种用于反渗透浓水的绿色生化处理方法，属于反渗透(RO)膜技术领域。

背景技术

反渗透(RO)膜工艺在制取优质水的同时，也产生了被浓缩的高含盐有机废水。此类废水中COD一般超过排放标准，无法直接排放。该水处理难度极大，目前尚无有效地方法来单独处理该废水。浓水中有机物基本为溶解态的有机物，微量有机污染物的化学性质和生化性质均较为稳定，同时浓水中的TDS(总溶解性固体)浓度较高(TDS＞4000mg/L)，特别是富含氯离子等无机离子。此类污水的特点使得该污水既不能采用生物氧化的方式进行处理，又不能采用絮凝过滤等物理处理方法。同样，由于水中大量的无机盐的存在影响了氧化处理效率，使得单独采用氧化处理的方式的效率也受到影响。

目前用于处理RO浓水的技术工艺较少，多为直接或间接排放，现有的处理技术主要为膜蒸馏法和芬顿法，其不足之处在于处理成本高，运行费用高、处理条件苛刻，易产生二次污染等。

发明内容

本发明目的是提供一种用于反渗透浓水的绿色生化处理方法，该用于反渗透浓水的绿色生化处理方法反应速率迅速，产生大量活泼的无选择性的羟基自由基，氧化废水中的多种污染物，提高废水的可生化性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于反渗透浓水的绿色生化处理方法，包括依次通过传输管路连接的催化氧化池、氧化稳定池、后生化BAF池和清水池，一提升泵通过进水管道连接到催化氧化池内部，一臭氧发生器通过气体管道连接到催化氧化池内部，所述清水池设置有进水孔、出水孔和回流孔，所述清水池的进水孔与后生化BAF池通过传输管路连接，所述清水池的回流孔通过回流管道连接到一反洗泵一端，此反洗泵另一端通过回流管道连接到催化氧化池、后生化BAF池内部和位于提升泵、催化氧化池之间的传输管路，所述催化氧化池以固定床形式填充有臭氧催化颗粒；

所述臭氧催化颗粒通过以下步骤获得：

步骤一、将88.7～91.3份活性氧化铝颗用蒸馏水清洗数次以去除其表面的杂质，并干燥至质量恒重，所述活性氧化铝颗的粒径为2～4mm；

步骤二、将步骤一获得的88.7～91.3份活性氧化铝颗与氧化铜1.2～1.5份、聚乙二醇4～7份、聚乙烯醇1.5～2份、二氧化钛0.8～1份、羟丙基纤维素0.3～0.5份、二氧化锰0.2～0.4份在搅拌混合机中混合，使得均匀混合后的氧化铜1.2～1.5份、聚乙二醇4～7份、聚乙烯醇1.5～2份、二氧化钛0.8～1份、羟丙基纤维素0.3～0.5份、二氧化锰0.2～0.4份覆盖于所述活性氧化铝颗粒表面形成催化剂母球；

步骤三、从搅拌混合机中取出所述催化剂母球，在室温下晾干后，放入烘箱，在100～120℃条件下干燥获得干燥后的催化剂母球；

步骤四、将干燥后的催化剂母球放入马弗炉中，在350～520℃条件下焙烧获得臭氧催化颗粒。

上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：

作为优选，所述催化氧化池内竖直地设置有一隔板，从而将催化氧化池分割为左、右腔，所述催化氧化池下部水平设置有一筛板，此隔板的下端安装到筛板的上表面，所述臭氧催化颗粒位于筛板上方且位于隔板两侧。

作为优选，所述臭氧发生器通过气体管道连接到催化氧化池的底部。

作为优选，所述干燥在100～120℃条件下保持4～6小时。

作为优选，所述焙烧在350～520℃条件下保温7～9小时。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、本发明用于反渗透浓水的绿色生化处理方法，其臭氧催化氧化技术相比其他化学氧化法，反应速率迅速，产生大量活泼的无选择性的羟基自由基，氧化废水中的多种污染物，提高废水的可生化性，氧化出水进入内循环BAF，在生物床的过滤、生物絮凝和生物吸附作用下，废水中含有的有机物等物质被进一步被吸附氧化，该方法有效结合生化处理成本低廉和高级氧化效率高效的优点，提高了RO浓水深度处理的可行性；其次，提高了对RO浓水的耐受能力，使得在对含盐污水的催化氧化处理过程，催化剂催化臭氧产生活跃的羟基自由基，对废水COD的去除、脱色、脱恶臭、降解有毒污染物以及提高废水的可生化性保持很好的效果。

2、本发明用于反渗透浓水的绿色生化处理方法，其耐盐类物质能力强，可在TDS不大于8000mg/L的废水中正常使用，催化剂活性高，成本低，且制备方法简单，因此对于催化臭氧化技术在含盐污水深度处理中的广泛应用具有十分重要的意义。

附图说明

附图1为本发明用于反渗透浓水的绿色生化处理方法结构示意图。

以上附图中：1、催化氧化池；2、氧化稳定池；3、后生化BAF池；4、清水池；41、进水孔；42、出水孔；43、回流孔；5、传输管路；6、提升泵；7、进水管道；8、臭氧发生器；9、气体管道；10、回流管道；11、反洗泵；12、臭氧催化颗粒；13、隔板；14、筛板。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1～4：一种用于反渗透浓水的绿色生化处理方法，包括依次通过传输管路5连接的催化氧化池1、氧化稳定池2、后生化BAF池3和清水池4，一提升泵6通过进水管道7连接到催化氧化池1内部，一臭氧发生器8通过气体管道9连接到催化氧化池1内部，所述清水池4设置有进水孔41、出水孔42和回流孔43，所述清水池4的进水孔41与后生化BAF池3通过传输管路5连接，所述清水池4的回流孔43通过回流管道10连接到一反洗泵11一端，此反洗泵11另一端通过回流管道10连接到催化氧化池1、后生化BAF池3内部和位于提升泵6、催化氧化池1之间的进水管道7，所述催化氧化池1以固定床形式填充有臭氧催化颗粒12；

所述臭氧催化颗粒12通过以下步骤获得：

步骤一、将88.7～91.3份活性氧化铝颗用蒸馏水清洗数次以去除其表面的杂质，并干燥至质量恒重，所述活性氧化铝颗的粒径为2～4mm；

步骤二、将步骤一获得的88.7～91.3份活性氧化铝颗与氧化铜1.2～1.5份、聚乙二醇4～7份、聚乙烯醇1.5～2份、二氧化钛0.8～1份、羟丙基纤维素0.3～0.5份、二氧化锰0.2～0.4份在搅拌混合机中混合，使得均匀混合后的氧化铜1.2～1.5份、聚乙二醇4～7份、聚乙烯醇1.5～2份、二氧化钛0.8～1份、羟丙基纤维素0.3～0.5份、二氧化锰0.2～0.4份覆盖于所述活性氧化铝颗粒表面形成催化剂母球；

步骤三、从搅拌混合机中取出所述催化剂母球，在室温下晾干后，放入烘箱，在100～120℃条件下干燥获得干燥后的催化剂母球；

步骤四、将干燥后的催化剂母球放入马弗炉中，在350～520℃条件下焙烧获得臭氧催化颗粒12；

所述臭氧催化颗粒12由以下重量份的组分组成，如表1所示：

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					活性氧化铝颗粒	90份	89.5份	89份	91份
氧化铜1.2～1.5份	1.25份	1.4份	1.2份	1.3份
					聚乙二醇4～7份	5.2份	6份	4.5份	6.2份
聚乙烯醇1.5～2份	1.5份	1.8份	2份	1.6份
					二氧化钛0.8～1份	1份	0.9份	0.95份	0.8份
羟丙基纤维素0.3～0.5份	0.45份	0.38份	0.5份	0.35份
					二氧化锰0.2～0.4份	0.3份	0.2份	0.25份	0.32份

所述活性氧化铝颗粒粒径为2～4mm；

上述催化氧化池1内竖直地设置有一隔板13，从而将催化氧化池分割为左、右腔，所述催化氧化池1下部水平设置有一筛板14，此隔板13的下端安装到筛板14的上表面，所述臭氧催化颗粒12位于筛板14上方且位于隔板13两侧。

上述臭氧发生器8通过气体管道9连接到催化氧化池的底部。

上述干燥在100～120℃条件下保持4～6小时。

上述焙烧在350～520℃条件下保温7～9小时

本发明臭氧催化颗粒催化效果评价，实验方法和数据见表2：

动态连续流臭氧催化氧化试验中，催化剂投加量为1.5L，臭氧投加量100mg/L、水力停留时间1h，实验中利用气体流量计控制臭氧投加量，通过蠕动泵连续进水。运行3个周期催化效果稳定后，多次取样测定COD，取平均值。

实验条件：动态连续流运行模式，臭氧投加量100mg/L，HRT＝1h。

进水来源：某工厂RO浓水，COD约350mg/L，TDS为3500mg/L。

表2不同臭氧催化剂催化氧化RO浓水的效果对比

从表2中数据可知，相对于苏州科环环保科技有限公司常规氧化铝臭氧催化剂，耐高盐臭氧催化剂催化氧化RO浓水，在臭氧投加量为100mg/L，水力停留时间为1h运行条件下，COD去除率高达34.2％，臭氧效率为1.1，远远优于常规臭氧催化剂。

本实施例用于反渗透浓水的绿色生化处理方法，具体实施步骤如下：

(1)RO装置的浓盐水与来自浓水清水池的回流液混合，经泵提升进入臭氧催化氧化池；

(2)混合水进入氧化池，同时向臭氧催化氧化池池内投加臭氧，臭氧投加量40mg/L，污水氧化停留时间2h，进行催化氧化反应；

(3)氧化出水自流进入氧化稳定池，氧化稳定时间为2.5小时，待污水中的氧化剂自行衰减后自流进入后生化内循环BAF池；

(4)内循环BAF(水力停留时间为4小时)，出水自流进入浓水清水池，溢流外排；

(5)催化氧化池的反冲洗采用后生化内循环BAF的排水，上清液循环处理，反冲洗排水排入反冲沉淀池，污泥进入排泥系统处理。

本实施例先将预处理后的RO浓水污水进入集水池与，浓水清水池的回流液混合，目的是降低RO浓水污水中的TDS(溶解性总固体)，降低COBR池的氧化负荷以及臭氧催化剂的污堵，出水自流进入装填有金属离子催化剂的氧化池，同时投加40～60mgO3/L水的臭氧，在催化剂的作用下，高氧化性的臭氧转变为氧化性更强且无氧化选择性的羟基自由基，同时降低了羟基自由基氧化反应的活化能，羟基自由基将RO浓水污水内剩余的难降解有机物矿化分解，提高了污水的可生化性，氧化出水稳定后，自流到内循环BAF池后进行生物氧化处理，氧化出水自流进入浓水清水池，溢流外排，从而达到RO浓水污水的深度处理目的。

本实施例用于反渗透浓水的绿色生化处理方法，综合处理效果如表3所示：

表3实施例水质分析数据

如表3所示，RO浓水经过COBR技术处理，其臭氧催化氧化段的COD去除率均值为46.9％，氧化出水COD均值为37.4mg/L，内循环BAF生化段的出水COD均值为29.3mg/L，COBR的COD总去除率均值为59.3％，该工艺在RO浓水的工程应用处理上可行高效。

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 (5)

1.一种用于反渗透浓水的绿色生化处理方法，其特征在于：包括依次通过传输管路（5）连接的催化氧化池（1）、氧化稳定池（2）、后生化BAF池（3）和清水池（4），一提升泵（6）通过进水管道（7）连接到催化氧化池（1）内部，一臭氧发生器（8）通过气体管道（9）连接到催化氧化池（1）内部，所述清水池（4）设置有进水孔（41）、出水孔（42）和回流孔（43），所述清水池（4）的进水孔（41）与后生化BAF池（3）通过传输管路（5）连接，所述清水池（4）的回流孔（43）通过回流管道（10）连接到一反洗泵（11）一端，此反洗泵（11）另一端通过回流管道（10）连接到催化氧化池（1）、后生化BAF池（3）内部和位于提升泵（6）、催化氧化池（1）之间的进水管道（7），所述催化氧化池（1）以固定床形式填充有臭氧催化颗粒（12）；

所述臭氧催化颗粒（12）通过以下步骤获得：

步骤一、将88.7~91.3份活性氧化铝颗用蒸馏水清洗数次以去除其表面的杂质，并干燥至质量恒重，所述活性氧化铝颗的粒径为2~4mm；

步骤二、将步骤一获得的88.7~91.3份活性氧化铝颗与氧化铜1.2~1.5份、聚乙二醇4~7份、聚乙烯醇1.5~2份、二氧化钛0.8~1份、羟丙基纤维素0.3~0.5份、二氧化锰0.2~0.4份在搅拌混合机中混合，使得均匀混合后的氧化铜1.2~1.5份、聚乙二醇4~7份、聚乙烯醇1.5~2份、二氧化钛0.8~1份、羟丙基纤维素0.3~0.5份、二氧化锰0.2~0.4份覆盖于所述活性氧化铝颗粒表面形成催化剂母球；

步骤三、从搅拌混合机中取出所述催化剂母球，在室温下晾干后，放入烘箱，在100～120℃条件下干燥获得干燥后的催化剂母球；

步骤四、将干燥后的催化剂母球放入马弗炉中，在350~520℃条件下焙烧获得臭氧催化颗粒（12）。

2. 根据权利要求1所述的用于反渗透浓水的绿色生化处理方法，其特征在于：所述催化氧化池（1）内竖直地设置有一隔板（13），从而将催化氧化池分割为左、右腔，所述催化氧化池（1）下部水平设置有一筛板（14），此隔板（13）的下端安装到筛板（14）的上表面，所述臭氧催化颗粒（12）位于筛板（14）上方且位于隔板（13）两侧。

3. 根据权利要求1所述的用于反渗透浓水的绿色生化处理方法，其特征在于：所述臭氧发生器（8）通过气体管道（9）连接到催化氧化池的底部。

4. 根据权利要求1所述的用于反渗透浓水的绿色生化处理方法，其特征在于：所述步骤三中在100~120℃条件下干燥时间为4~6小时。

5. 根据权利要求1所述的用于反渗透浓水的绿色生化处理方法，其特征在于：所述步骤四中在350~520℃条件下焙烧时间为7~9小时。