CN106554126B - 一种反渗透浓水深度达标处理方法及系统 - Google Patents

一种反渗透浓水深度达标处理方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于污水深度处理技术领域,具体涉及一种反渗透浓水深度达标处理方法及系统。所述方法包括:(1)电解催化氧化:调节反渗透浓水pH值为2.0~4.0,进行电解催化氧化反应;(2)铁碳微电解:电解催化氧化出水进入铁碳微电解反应器进行处理;(3)絮凝沉淀:将污水pH调节为6.0~8.0,并在絮凝沉淀池中投加絮凝剂;(4)缺氧处理:在絮凝沉淀出水中投加有机碳源,然后与好氧池的混合液回流水混合后进行缺氧池;(5)好氧处理:缺氧池出水进入好氧池;(6)二次沉淀:好氧池出水进一步沉淀;(7)曝气生物降解:经二次沉淀后的出水进入曝气生物滤池;其是技术和经济上均可行的处理炼化企业污水回用过程中产生的反渗透浓水的方法,能达到GB 31570‑2015中特别保护地区的排放标准。

Description

一种反渗透浓水深度达标处理方法及系统
技术领域
本发明属于污水深度处理技术领域,具体涉及一种反渗透浓水深度达标处理方法及系统,尤其是在炼油达标污水回用过程中产生的反渗透浓水深度达标处理方法及系统。
背景技术
随着我国工业化进程的不断发展,大量工业污染物被排放到了自然环境中,给自然水体带来越来越严重的污染,这种污染不但会增加人类对水资源使用的成本,而且还会危及到人们的健康,由此造成的水资源短缺已成为制约我国经济和社会发展的重要因素。采用先进的污水回用技术将污水处理后循环使用,即可节约大量的水资源,也可大幅度减少污水的排放量,因此,污水回用新技术经过多年的努力已取得了长足进步,尤其是超滤-反渗透工艺作为一种高效的脱盐技术广泛应用于炼化系统的污水回用领域。该工艺以炼化污水处理场经两级以上生化处理达标的废水作为回用水源,产水回用,浓水需要达标处理后排放。超滤-反渗透工艺的回收率一般控制在75%左右,同时产生25%左右的浓水,浓水中的盐和COD等污染物被浓缩接近4倍。尽管二级生化出水已达到国家排放标准,但由于其可生化性较差,经超滤-反渗透工艺物理浓缩后,反渗透浓水的可生化性依旧非常差,通常该类浓水的COD 70~200mg/L,氨氮5~15mg/L,总氮120~180mg/L,总磷0.5~1.5mg/L,各项指标均大大高于国家标准。随着水污染程度的日益加剧,国家和地方相继制定了更加严格的污水排放标准(GB31570-2015),并加大了执法力度,特别保护地区污染物排放标准为:COD≤50mg/L、氨氮≤5mg/L、总氮≤30mg/L、总磷≤0.5mg/L,越来越多采用超滤-反渗透污水回用工艺的企业面临着反渗透浓水不能达标排放的问题。目前对于反渗透浓水无害化处理的研究主要集中在回用和达标排放两个方面。反渗透浓水的回用研究主要采用“加碱除硬-膜蒸馏”和“加碱除硬-反渗透浓缩-多效蒸发-干化”工艺,这两种工艺因投资大、工艺复杂、运行成本高,而难以工业实施。反渗透浓水的达标排放研究主要采用高级氧化与其它生化处理工艺相结合的方法进行。众所周知,生化反应顺利进行必须保证水中合适的C、N、P的比例,通常厌氧反应C:N:P=500:5:1,好氧反应C:N:P=100:5:1。反渗透浓水中有机物与总氮的比例明显偏低,因此生化处理难度较大。从公开的文献报道可知,目前解决该问题的办法是大量补充碳源,碳源通常使用葡萄糖、淀粉、乙酸钠、甲醇和乙醇,因此,系统的运行成本较高。
2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇(TMPD)是一种重要有机化工中间体,在合成香料、润滑油、表面涂料、石油加工、纺织印染及食品工业中具有广泛的用途,TMPD生产工艺废水是高浓度有机废水,含有异丁醛、正丁醇、正丁酸、异丁醇、异丁酯、辛戊二醇等,废水的COD70000~100000mg/L,水中为无氮源、无磷源,由于该废水可生化性非常好,目前采用工程菌一步氧化法处理,水力停留时间(HRT)为160h,COD降到300mg/L左右后排入污水处理场深度处理。该方法处理废水的费用非常高,而且产生的大量剩余污泥也难以处置。
专利CN104609658A公开了一种城市污水回用过程中产生的反渗透浓水达标处理方法,工艺流程为:催化内电解-混凝沉淀-反硝化生物滤池-曝气生物滤池,该发明通过铁炭内电解反应去除浓水中的有机物,两级生物滤池生物膜处理进一步去除浓水中的有机物和氨氮,处理后出水COD、氨氮、总氮、总磷均能达到(GB 18918-2002)一级A标准。该发明专利处理的原水为城市污水回用过程中产生的反渗透浓水,采用该流程处理的主要原因是污水COD(120~150mg/L)低且容易被氧化,水中的总氮(24~40mg/L)含量不高,流程中有反硝化措施,由此,采用此工艺出水才能全面达标排放。
专利CN104556533A公开了一种炼油达标污水回用过程中产生的反渗透浓水达标处理方法,工艺流程为:电解催化氧化-铁碳微电解-双氧水氧化-混凝沉淀-曝气生物滤池。该发明在电解催化氧化反应器中,在电极、催化剂、直流电场和氧气的共同作用下,将有机物降解成为中间产物或无机物;铁碳微电解反应器内部装填的铁碳填料是由铁和碳在高温下烧结而成,在酸性条件下,利用铁-碳颗粒之间存在着电位差形成的无数个细小的原电池发生氧化还原反应,从而破坏污染物质的分子结构;在铁碳微电解反应器出水中投加双氧水,充分利用水中的Fe2+与双氧水构成Fenton试剂氧化体系,污水中污染物进一步被氧化和分解;曝气生物滤池通过微生物的新陈代谢过程实现污水的生物降解。该发明专利处理的原水为炼油达标污水回用过程中产生的反渗透浓水,COD 70~200mg/L,可生化性较差,处理后出水COD≤50mg/L,由于流程中无反硝化措施,因此,出水的总氮和总磷较高,无法达到GB 31570-2015中特别保护地区的排放标准。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷,本发明的目的是开发出一种技术上和经济上均可行的反渗透浓水深度达标处理方法及系统,处理炼化企业污水回用过程中产生的反渗透浓水,使之达到GB 31570-2015中特别保护地区的排放标准。
一种反渗透浓水深度达标处理方法,其包括以下步骤:
(1)电解催化氧化:调节反渗透浓水pH值为2.0~4.0,进行电解催化氧化反应;
(2)铁碳微电解:电解催化氧化出水进入铁碳微电解反应器进行处理;
(3)絮凝沉淀:将污水pH调节为6.0~8.0,并在絮凝沉淀池中投加絮凝剂;
(4)缺氧处理:在絮凝沉淀出水中投加有机碳源,然后与好氧池的混合液回流水混合后进行缺氧池;
(5)好氧处理:缺氧池出水进入好氧池;
(6)二次沉淀:好氧池出水进一步沉淀;
(7)曝气生物降解:经二次沉淀后的出水进入曝气生物滤池。
所述步骤(1)中在催化剂、直流电场和氧气的共同作用下,在阳极直接发生反应,将有机物降解成为中间产物或无机物;在阴极发生间接反应,曝气溶解氧在极板表面生成H2O2,H2O2在催化剂的表面发生类Fenton反应,生成·OH,·OH具有较高的氧化电位,能很好的降解有机物。在电解催化氧化体系中主要发生的反应如下:
MOx+H2O→MOx(·OH)+H++e- (1)
MOx(·OH)→MOx+1+H++e- (2)
R+MOx+1→RO+MOx (3)
作为优选地,用硫酸调节反渗透浓水的pH值;
采用的催化剂是含有金属离子Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Ni2+、Ag+和Zn2+中的一种或几种或其金属氧化物中的一种或几种的负载型催化剂;
电解催化氧化采用的电极材料为碳、304不锈钢、316L不锈钢、铜、钛、铱、金以及含有这些金属的复合材料;
电极间距是2~10cm,优选2~6cm;
电极间的电流密度是5~40mA/cm2,优选8~30mA/cm2
反应时间是5~70分钟,优选10~50分钟。
所述步骤(2)中铁碳微电解反应器内部装填的铁碳填料是由铁和碳在高温下烧结而成,其比表面积大,为多孔状。在酸性条件下,以废水为电解质溶液,利用铁-碳颗粒之间存在着电位差形成的无数个细小的原电池发生氧化还原反应,产生的新生态羟基自由基和Fe2+等具有很强的氧化或还原能力的物质,迅速与废水中的污染物发生羟基取代反应、脱氧反应和电子转移反应等诸多氧化或还原反应,从而破坏污染物质的分子结构,达到治理废水的目的。
作为优选地,铁碳微电解反应器中的反应时间是5~70分钟,优选10~50分钟;
铁碳微电解反应器中的气水比是0.5~7,优选1~3。
所述步骤(3)在絮凝沉淀池中,微电解反应产生的Fe2+、Fe3+及其胶体物质被高效去除,同时污水中污染物进一步去除。
作为优选地,用NaOH来调节污水pH;
混凝区投加的絮凝剂为PAM,投加浓度为0.5~5mg/L;
絮凝沉淀池的水力停留时间为1.5~2.5h。
所述步骤(4)中反硝化细菌利用补充的有机碳源将物水中的硝酸盐和亚硝酸盐还原为氮气释放到大气中,从而完成了总氮从污水中去除,同时将大部分有机物分解,COD得到大幅度降低。
作为优选地,采用的有机碳源为TMPD废水,控制COD:总氮在4.5:1~7:1;其中,所述的TMPD废水是TMPD生产过程中产生的高浓度有机废水,主要水质特征为COD 70000~100000mg/L,水中为无氮源和磷源。
缺氧池水力停留时间HRT控制在15~30h,溶解氧DO小于0.5mg/L,缺氧池设液下搅拌并内置填料。
所述步骤(5)中好氧微生物继续将水中剩余的有机物分解成CO2和H2O,硝化菌将氨氮转化为硝酸盐和亚硝酸盐,氨氮得到有效脱除。由于炼化企业反渗透浓水的总氮大部分由硝酸盐组成,氨氮含量较低,因此,好氧池混合液回流至缺氧池的比例相对较低。
作为优选地,好氧池混合液回流至缺氧池的比例控制在1~3,好氧池水力停留时间HRT控制在15~30h,溶解氧DO在3~5mg/L。
所述步骤(6)中经进一步沉淀后,上清液的COD、总氮、氨氮和总磷大部分被去除。
作为优选地,经二次沉淀后的活性污泥大部分返回好氧池,少部分作为剩余污泥进行处置。
所述步骤(7)中通过微生物的新陈代谢过程实现污水的生物降解。曝气生物滤池最终出水可达到GB 31570-2015特别保护地区污染物排放标准,即COD≤50mg/L、氨氮≤5mg/L、总氮≤30mg/L、总磷≤0.5mg/L。
作为优选地,污水在曝气生物滤池中的水力停留时间为1.0~5.0h,气水比为1.5~3.5,装填的滤料为生物陶粒。
一种实现所述反渗透浓水深度达标处理方法的系统,其包括依次连接的原水箱、电解催化氧化反应器、铁碳微电解反应器、絮凝沉淀池、缺氧池、好氧池、二沉池和BAF,其中,好氧池出口还与缺氧池进口连接,二沉池出口还与好氧池进口连接。
本发明所述的反渗透浓水为炼化企业生化达标污水经反渗透回用处理得到的浓水,废水主要水质特征为COD 70~200mg/L,氨氮5~15mg/L,总氮120~180mg/L,总磷0.5~1.5mg/L,BOD接近0,已完全没有可生化性,通过本发明提供的处理方法,污水中的COD、总氮、氨氮、总磷均达到GB 31570-2015规定的特别保护地区污染物排放标准。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有如下技术特点:
(1)本发明通过在工艺流程中合理地投加有机碳源,克服了反渗透浓水中COD与总氮比例偏低的不利因素,开发出一种技术上和经济上均可行的工艺方法,使反渗透浓水中的COD、总氮、氨氮、总磷均达到GB 31570-2015中特别保护地区污染物的排放标准。
(2)本发明中使用的有机碳源是TMPD高浓度有机废水,该技术方案不仅能提高系统对反渗透浓水COD和总氮的处理效果,而且解决了TMPD废水难以直接处理达标的难题,实现了以废治废、降本增效的目的。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例1
某炼油厂生化达标污水回用装置反渗透浓水COD 200mg/L、氨氮13mg/L、总氮178mg/L、总磷1.0mg/L,进入图1所示的工艺流程,TMPD废水COD 80000mg/L,各个处理单元的主要工艺参数为:
(1)电解催化氧化:反渗透浓水在原水箱中加入硫酸调整pH值为3.0,进入电解催化氧化反应器进行电解催化氧化,电解催化氧化反应器中的催化剂负载金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Ni2+,电极材料的材质为316L不锈钢,电极间距为2cm,电流密度是20mA/cm2,反应时间为30分钟,电解催化氧化出水COD 97mg/L。
(2)铁碳微电解:铁碳微电解反应器内部装填铁碳填料,反应气水比为2,时间为30分钟。
(3)絮凝沉淀:絮凝沉淀池进水中投加NaOH,将污水pH调节为7.2,混凝区投加絮凝剂PAM的浓度为1.0mg/L,污水在絮凝沉淀池中的水力停留时间为2.0h,絮凝沉淀出水COD72mg/L、氨氮9mg/L、总氮170mg/L、总磷1.0mg/L。
(4)缺氧处理:在絮凝沉淀出水中投加TMPD废水,控制COD:总氮在6.5,缺氧池水力停留时间HRT控制在30h,溶解氧DO在0.2mg/L,缺氧池设液下搅拌并内置填料。
(5)好氧处理:好氧池混合液回流至缺氧池的比例控制在3,好氧池水力停留时间HRT控制在20h,溶解氧DO在3.5mg/L。
(6)二次沉淀:好氧池出水进入沉淀池进一步沉淀后,上清液出水的COD 58mg/L、氨氮0.5mg/L、总氮22mg/L、总磷0.3mg/L。
(7)曝气生物降解:曝气生物滤池装填的滤料为生物陶粒,水力停留时间为3.0h,气水比为2.5,曝气生物滤池出水COD 48mg/L、氨氮未检出、总氮200mg/L、总磷0.3mg/L。
实现所述反渗透浓水深度达标处理方法的系统,其包括依次连接的原水箱、电解催化氧化反应器、铁碳微电解反应器、絮凝沉淀池、缺氧池、好氧池、二沉池和BAF,其中,好氧池出口还与缺氧池进口连接,二沉池出口还与好氧池进口连接。
另外,下述实施例2-9中实现所述反渗透浓水深度达标处理方法的系统与此相同,不再赘述。
实施例2
某炼油厂生化达标污水回用装置反渗透浓水COD 180mg/L、氨氮10mg/L、总氮160mg/L、总磷1.2mg/L,进入图1所示的工艺流程,TMPD高浓度有机废水COD 75000mg/L,各个处理单元的主要工艺参数为:
(1)电解催化氧化:反渗透浓水在原水箱中加入硫酸调整pH值为2.8,进入电解催化氧化反应器进行电解催化氧化,电解催化氧化反应器中的催化剂负载金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+,电极材料的材质为316L不锈钢,电极间距为4cm、电流密度是27mA/cm2,反应时间为25分钟,电解催化氧化出水COD为90mg/L。
(2)铁碳微电解:铁碳微电解反应器内部装填铁碳填料,反应气水比为3,时间为40分钟。
(3)絮凝沉淀:絮凝沉淀池进水中投加NaOH,将污水pH调节为7.2,混凝区投加絮凝剂PAM浓度为2.0mg/L,污水在絮凝沉淀池中的水力停留时间为2.0h,絮凝沉淀出水COD68mg/L、氨氮7mg/L、总氮155mg/L、总磷1.2mg/L。
(4)缺氧处理:在絮凝沉淀出水中投加TMPD废水,控制COD:总氮在6.0,缺氧池水力停留时间HRT控制在30h,溶解氧DO在0.3mg/L,缺氧池设液下搅拌并内置填料。
(5)好氧处理:好氧池混合液回流至缺氧池的比例控制在1,好氧池水力停留时间HRT控制在15,溶解氧DO在3.8mg/L。
(6)二次沉淀:好氧池出水进入沉淀池进一步沉淀后,上清液出水的COD 52mg/L、氨氮1.5mg/L、总氮18mg/L、总磷0.4mg/L。
(7)曝气生物降解:曝气生物滤池装填的滤料为生物陶粒,水力停留时间为2.0h,气水比为2.0,曝气生物滤池出水COD 43mg/L、氨氮未检出、总氮18mg/L、总磷0.3mg/L。
实施例3
某炼油厂生化达标污水回用装置反渗透浓水COD 150mg/L、氨氮10mg/L、总氮155mg/L、总磷0.8mg/L,进入图1所示的工艺流程,TMPD高浓度有机废水COD 95000mg/L,各个处理单元的主要工艺参数为:
(1)电解催化氧化:反渗透浓水在原水箱中加入盐酸调整pH值为2.7,进入电解催化氧化反应器进行电解催化氧化,电解催化氧化反应器中的催化剂负载金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+,电极材料的材质为碳,电极间距为3cm、电流密度是15mA/cm2,反应时间为20分钟,电解催化氧化出水COD为72mg/L。
(2)铁碳微电解:铁碳微电解反应器内部装填铁碳填料,反应气水比为1.5、时间为10分钟。
(3)絮凝沉淀:絮凝沉淀池进水中投加NaOH,将污水pH调节为6.5,混凝区投加絮凝剂PAM浓度为1.0mg/L,污水在絮凝沉淀池中的水力停留时间为2.0h,絮凝沉淀出水COD58mg/L、氨氮7mg/L、总氮150mg/L、总磷0.8mg/L。
(4)缺氧处理:在絮凝沉淀出水中投加TMPD废水,控制COD:总氮在6.0,缺氧池水力停留时间HRT控制在20h,溶解氧DO在0.4mg/L,缺氧池设液下搅拌并内置填料。
(5)好氧处理:好氧池混合液回流至缺氧池的比例控制在2,好氧池水力停留时间HRT控制在20h,溶解氧DO在4.3mg/L。
(6)二次沉淀:好氧池出水进入沉淀池进一步沉淀后,上清液出水的COD 49mg/L、氨氮0.3mg/L、总氮17mg/L、总磷0.3mg/L。
(7)曝气生物降解:曝气生物滤池装填的滤料为生物陶粒,水力停留时间为5.0h,气水比为3.5,曝气生物滤池出水COD 39mg/L、氨氮未检出、总氮17mg/L、总磷0.2mg/L。
实施例4
某炼油厂生化达标污水回用装置反渗透浓水COD 123mg/L、氨氮8mg/L、总氮150mg/L、总磷1.1mg/L,进入图1所示的工艺流程,TMPD高浓度有机废水COD 83000mg/L,各个处理单元的主要工艺参数为:
(1)电解催化氧化:反渗透浓水在原水箱中加入硫酸调整pH值为2.0,进入电解催化氧化反应器进行电解催化氧化,电解催化氧化反应器中的催化剂负载金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+,电极材料的材质为碳,电极间距为5cm、电流密度是10mA/cm2,反应时间为35分钟,电解催化氧化出水COD为63mg/L。
(2)铁碳微电解:铁碳微电解反应器内部装填铁碳填料,反应气水比为3,时间为35分钟。
(3)絮凝沉淀:絮凝沉淀池进水中投加NaOH,将污水pH调节为6.0,混凝区投加絮凝剂PAM浓度为2.0mg/L,污水在絮凝沉淀池中的水力停留时间为2.0h、絮凝沉淀出水COD50mg/L、氨氮5mg/L、总氮140mg/L、总磷1.1mg/L。
(4)缺氧处理:在絮凝沉淀出水中投加TMPD废水,控制COD:总氮在5.5,缺氧池水力停留时间HRT控制在20h,溶解氧DO在0.3mg/L,缺氧池设液下搅拌并内置填料。
(5)好氧处理:好氧池混合液回流至缺氧池的比例控制在2,好氧池水力停留时间HRT控制在15h,溶解氧DO在3.7mg/L。
(6)二次沉淀:好氧池出水进入沉淀池进一步沉淀后,上清液出水的COD 44mg/L、氨氮1.7mg/L、总氮23mg/L、总磷0.2mg/L。
(7)曝气生物降解:曝气生物滤池装填的滤料为生物陶粒,水力停留时间为4.0h,气水比为1.5,曝气生物滤池出水COD 35mg/L、氨氮未检出、总氮21mg/L、总磷0.2mg/L。
实施例5
某炼油厂生化达标污水回用装置反渗透浓水COD 99mg/L、氨氮7mg/L、总氮132mg/L、总磷0.9mg/L,进入图1所示的工艺流程,TMPD高浓度有机废水COD 72000mg/L,各个处理单元的主要工艺参数为:
(1)电解催化氧化:反渗透浓水在原水箱中加入硫酸调整pH值为2.3,进入电解催化氧化反应器进行电解催化氧化,电解催化氧化反应器中的催化剂负载金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+,电极材料的材质为316不锈钢,电极间距为2cm、电流密度是27mA/cm2,反应时间为40分钟,电解催化氧化出水COD为70mg/L。
(2)铁碳微电解:铁碳微电解反应器内部装填铁碳填料,反应气水比为2、时间为50分钟。
(3)絮凝沉淀:絮凝沉淀池进水中投加NaOH,将污水pH调节为7.8,混凝区投加絮凝剂PAM浓度为2.0mg/L,污水在絮凝沉淀池中的水力停留时间为2.5h、絮凝沉淀出水COD55mg/L、氨氮4mg/L、总氮130mg/L、总磷0.9mg/L。
(4)缺氧处理:在絮凝沉淀出水中投加TMPD废水,控制COD:总氮在5.0,缺氧池水力停留时间HRT控制在15h,溶解氧DO在0.2mg/L,缺氧池设液下搅拌并内置填料。
(5)好氧处理:好氧池混合液回流至缺氧池的比例控制在1,好氧池水力停留时间HRT控制在20h,溶解氧DO在4.8mg/L。
(6)二次沉淀:好氧池出水进入沉淀池进一步沉淀后,上清液出水的COD 46mg/L、氨氮1.2mg/L、总氮27mg/L、总磷0.4mg/L。
(7)曝气生物降解:曝气生物滤池装填的滤料为生物陶粒、水力停留时间为1.0h,气水比为1.5,曝气生物滤池出水COD 35mg/L、氨氮未检出、总氮25mg/L、总磷0.3mg/L。
实施例6
某炼油厂生化达标污水回用装置反渗透浓水COD 72mg/L、氨氮5mg/L、总氮130mg/L、总磷0.7mg/L进入图1所示的工艺流程,TMPD高浓度有机废水COD 97000mg/L,各个处理单元的主要工艺参数为:
(1)电解催化氧化:反渗透浓水在原水箱中加入硫酸调整pH值为4.0,进入电解催化氧化反应器进行电解催化氧化,电解催化氧化反应器中的催化剂负载金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+,电极材料的材质为碳,电极间距为6cm、电流密度是30mA/cm2,反应时间为10分钟,电解催化氧化出水COD为52mg/L。
(2)铁碳微电解:铁碳微电解反应器内部装填铁碳填料,反应气水比为2.0,时间为25分钟。
(3)絮凝沉淀:絮凝沉淀池进水中投加NaOH,将污水pH调节为6.5,混凝区投加絮凝剂PAM浓度为3.0mg/L,污水在絮凝沉淀池中的水力停留时间为1.5h、絮凝沉淀出水COD45mg/L、氨氮4mg/L、总氮128mg/L、总磷0.7mg/L。
(4)缺氧处理:在絮凝沉淀出水中投加TMPD废水,控制COD:总氮在5.0,缺氧池水力停留时间HRT控制在15h,溶解氧DO在0.1mg/L,缺氧池设液下搅拌并内置填料。
(5)好氧处理:好氧池混合液回流至缺氧池的比例控制在2,好氧池水力停留时间HRT控制在15h,溶解氧DO在4.0mg/L。
(6)二次沉淀:好氧池出水进入沉淀池进一步沉淀后,上清液出水的COD 41mg/L、氨氮1.0mg/L、总氮25mg/L、总磷0.2mg/L。
(7)曝气生物降解:曝气生物滤池装填的滤料为生物陶粒、水力停留时间为2.5h,气水比为1.5,曝气生物滤池出水COD 32mg/L、氨氮未检出、总氮22mg/L、总磷0.2mg/L。
实施例7
某炼油厂生化达标污水回用装置反渗透浓水COD 150mg/L、氨氮10mg/L、总氮155mg/L、总磷0.8mg/L进入图1所示的工艺流程,TMPD高浓度有机废水COD 95000mg/L,各个处理单元的主要工艺参数为:
(1)电解催化氧化:反渗透浓水在原水箱中加入盐酸调整pH值为2.7,进入电解催化氧化反应器进行电解催化氧化,电解催化氧化反应器中的催化剂负载金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+,电极材料的材质为碳,电极间距为3cm、电流密度是15mA/cm2,反应时间为20分钟,电解催化氧化出水COD为72mg/L。
(2)铁碳微电解:铁碳微电解反应器内部装填铁碳填料,反应气水比为1.5、时间为10分钟。
(3)絮凝沉淀:絮凝沉淀池进水中投加NaOH,将污水pH调节为6.5,混凝区投加絮凝剂PAM浓度为1.0mg/L,污水在絮凝沉淀池中的水力停留时间为2.0h,絮凝沉淀出水COD58mg/L、氨氮7mg/L、总氮150mg/L、总磷0.8mg/L。
(4)缺氧处理:在絮凝沉淀出水中投加TMPD废水,控制COD:总氮在4.7,缺氧池水力停留时间HRT控制在20h,溶解氧DO在0.4mg/L,缺氧池设液下搅拌并内置填料。
(5)好氧处理:好氧池混合液回流至缺氧池的比例控制在2,好氧池水力停留时间HRT控制在15h,溶解氧DO在4.3mg/L。
(6)二次沉淀:好氧池出水进入沉淀池进一步沉淀后,上清液出水的COD 48mg/L、氨氮未检出、总氮24mg/L、总磷0.3mg/L。
(7)曝气生物降解:曝气生物滤池装填的滤料为生物陶粒、水力停留时间为5.0h,气水比为3.5,曝气生物滤池出水COD 38mg/L、氨氮未检出、总氮21mg/L、总磷0.3mg/L。
实施例8
某炼油厂生化达标污水回用装置反渗透浓水COD 150mg/L、氨氮10mg/L、总氮155mg/L、总磷0.8mg/L进入图1所示的工艺流程,TMPD高浓度有机废水COD 95000mg/L,各个处理单元的主要工艺参数为:
(1)电解催化氧化:反渗透浓水在原水箱中加入盐酸调整pH值为2.7,进入电解催化氧化反应器进行电解催化氧化,电解催化氧化反应器中的催化剂负载金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+,电极材料的材质为碳,电极间距为3cm、电流密度是15mA/cm2,反应时间为20分钟,电解催化氧化出水COD为72mg/L。
(2)铁碳微电解:铁碳微电解反应器内部装填铁碳填料,反应气水比为1.5、时间为10分钟。
(3)絮凝沉淀:絮凝沉淀池进水中投加NaOH,将污水pH调节为6.5,混凝区投加絮凝剂PAM浓度为1.0mg/L,污水在絮凝沉淀池中的水力停留时间为2.0h,絮凝沉淀出水COD58mg/L、氨氮7mg/L、总氮150mg/L、总磷0.8mg/L。
(4)缺氧处理:在絮凝沉淀出水中投加TMPD废水,控制COD:总氮在5.7,缺氧池水力停留时间HRT控制在20h,溶解氧DO在0.2mg/L,缺氧池设液下搅拌并内置填料。
(5)好氧处理:好氧池混合液回流至缺氧池的比例控制在2,好氧池水力停留时间HRT控制在15h,溶解氧DO在3.7mg/L。
(6)二次沉淀:好氧池出水进入沉淀池进一步沉淀后,上清液出水的COD 45mg/L、氨氮未检出、总氮19mg/L、总磷0.3mg/L。
(7)曝气生物降解:曝气生物滤池装填的滤料为生物陶粒、水力停留时间为5.0h,气水比为3.5,曝气生物滤池出水COD 33mg/L、氨氮未检出、总氮15mg/L、总磷0.3mg/L。
实施例9
某炼油厂生化达标污水回用装置反渗透浓水COD 150mg/L、氨氮10mg/L、总氮155mg/L、总磷0.8mg/L进入图1所示的工艺流程,TMPD高浓度有机废水COD 95000mg/L,各个处理单元的主要工艺参数为:
(1)电解催化氧化:反渗透浓水在原水箱中加入盐酸调整pH值为2.7,进入电解催化氧化反应器进行电解催化氧化,电解催化氧化反应器中的催化剂负载金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+,电极材料的材质为碳,电极间距为3cm、电流密度是15mA/cm2,反应时间为20分钟,电解催化氧化出水COD为72mg/L。
(2)铁碳微电解:铁碳微电解反应器内部装填铁碳填料,反应气水比为1.5、时间为10分钟。
(3)絮凝沉淀:絮凝沉淀池进水中投加NaOH,将污水pH调节为6.5,混凝区投加絮凝剂PAM浓度为1.0mg/L,污水在絮凝沉淀池中的水力停留时间为2.0h,絮凝沉淀出水COD58mg/L、氨氮7mg/L、总氮150mg/L、总磷0.8mg/L。
(4)缺氧处理:在絮凝沉淀出水中投加TMPD废水,控制COD:总氮在6.9,缺氧池水力停留时间HRT控制在20h,溶解氧DO在0.3mg/L,缺氧池设液下搅拌并内置填料。
(5)好氧处理:好氧池混合液回流至缺氧池的比例控制在2,好氧池水力停留时间HRT控制在15h,溶解氧DO在4.8mg/L。
(6)二次沉淀:好氧池出水进入沉淀池进一步沉淀后,上清液出水的COD 38mg/L、氨氮未检出、总氮12mg/L、总磷0.2mg/L。
(7)曝气生物降解:曝气生物滤池装填的滤料为生物陶粒、水力停留时间为5.0h,气水比为3.5,曝气生物滤池出水COD 27mg/L、氨氮未检出、总氮10mg/L、总磷0.2mg/L。

Claims (14)

1.一种反渗透浓水深度达标处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)电解催化氧化:调节反渗透浓水pH值为2.0~4.0,进行电解催化氧化反应;
(2)铁碳微电解:电解催化氧化出水进入铁碳微电解反应器进行处理;
(3)絮凝沉淀:将污水pH调节为6.0~8.0,并在絮凝沉淀池中投加絮凝剂;
(4)缺氧处理:在絮凝沉淀出水中投加有机碳源,然后与好氧池的混合液回流水混合后进行缺氧池;
(5)好氧处理:缺氧池出水进入好氧池;
(6)二次沉淀:好氧池出水进一步沉淀;
(7)曝气生物降解:经二次沉淀后的出水进入曝气生物滤池;
所述步骤(4)中采用的有机碳源为TMPD废水,控制COD:总氮在4.5:1~7:1;缺氧池水力停留时间HRT控制在15~30h,溶解氧DO小于0.5mg/L,缺氧池设液下搅拌并内置填料。
2.根据权利要求1所述的反渗透浓水深度达标处理方法,其特征在于,所述步骤(1)中用硫酸调节反渗透浓水的pH值,且采用的催化剂是含有金属离子Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Ni2+、Ag+和Zn2+中的一种或几种或其金属氧化物中的一种或几种的负载型催化剂。
3.根据权利要求1所述的反渗透浓水深度达标处理方法,其特征在于,所述步骤(1)中电解催化氧化采用的电极材料为碳、304不锈钢、316L不锈钢、铜、钛、铱、金以及含有这些金属的复合材料,电极间距是2~10cm,电极间的电流密度是5~40mA/cm2,反应时间是5~70分钟。
4.根据权利要求3所述的反渗透浓水深度达标处理方法,其特征在于,所述步骤(1)中电极间距是2~6cm。
5.根据权利要求3所述的反渗透浓水深度达标处理方法,其特征在于,所述步骤(1)中电极间的电流密度是8~30mA/cm2
6.根据权利要求3所述的反渗透浓水深度达标处理方法,其特征在于,所述步骤(1)中反应时间是10~50分钟。
7.根据权利要求1所述的反渗透浓水深度达标处理方法,其特征在于,所述步骤(2)中铁碳微电解反应器内部装填的铁碳填料是由铁和碳在高温下烧结而成,反应时间是5~70分钟,气水比是0.5~7。
8.根据权利要求7所述的反渗透浓水深度达标处理方法,其特征在于,所述步骤(2)中反应时间是10~50分钟。
9.根据权利要求7所述的反渗透浓水深度达标处理方法,其特征在于,所述步骤(2)中气水比是1~3。
10.根据权利要求1所述的反渗透浓水深度达标处理方法,其特征在于,所述步骤(3)中用NaOH来调节污水pH,混凝区投加的絮凝剂为PAM,投加浓度为0.5~5mg/L,絮凝沉淀池的水力停留时间为1.5~2.5h。
11.根据权利要求1所述的反渗透浓水深度达标处理方法,其特征在于,所述步骤(5)中缺氧池出水进入好氧池,好氧池混合液回流至缺氧池的比例控制在1~3,好氧池水力停留时间HRT控制在15~30h,溶解氧DO在3~5mg/L。
12.根据权利要求1所述的反渗透浓水深度达标处理方法,其特征在于,所述步骤(6)中经二次沉淀后的活性污泥大部分返回好氧池,少部分作为剩余污泥进行处置。
13.根据权利要求1所述的反渗透浓水深度达标处理方法,其特征在于,所述步骤(7)中污水在曝气生物滤池中的水力停留时间为1.0~5.0h,气水比为1.5~3.5,装填的滤料为生物陶粒。
14.一种实现权利要求1-13任意一项所述反渗透浓水深度达标处理方法的系统,其特征在于,包括依次连接的原水箱、电解催化氧化反应器、铁碳微电解反应器、絮凝沉淀池、缺氧池、好氧池、二沉池和BAF,其中,好氧池出口还与缺氧池进口连接,二沉池出口还与好氧池进口连接。
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