CN107055673A - 一种工业废水处理后膜浓缩液的再处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种工业废水处理后膜浓缩液的再处理方法。本方法的步骤如下：1、膜浓缩液以一定的流量泵入一级吸附床的底部进水口，经活性炭吸附后溢出至二级活性炭吸附床；2、一级吸附床溢出的膜浓缩液自然进入二级活性炭吸附床，经二级活性炭吸附床下滤；3、二级吸附床吸附后出流的膜浓缩液泵入生物滤池同时充入空气进行曝气翻腾并进入沉淀池；4、经沉淀池沉淀，将沉淀过程将夹带的悬浮物沉淀后出水达到相对应的行业标准排放要求。本发明一、二级吸附床活性炭和生物滤池填料的原材料均利用相应行业的废水处理过程的剩余污泥，成本低廉，效果良好，实现了“以废治废”的目标，有效避免二次污染。

Description

一种工业废水处理后膜浓缩液的再处理方法
技术领域
本发明涉及一种工业废水处理后膜浓缩液的再处理方法。
技术背景
在工业污染的防治过程中，很多重污染行业的废水处理难度很大，而要求执行很高的排放标准，以及严格的清洁生产准入条件，使得这些行业在废水的处理工艺中采用纳滤(NF)或反渗透(RO)等膜处理技术，如皮革、印染、化工等行业废水及垃圾渗滤液。
利用膜的微孔过滤将工业废水处理时污染物截留在一侧，被截留的污染物连同部分废水即为浓度高、难处理的膜浓缩液。膜浓缩液的产生量约为处理前工业废水的20％-40％。膜浓缩液的主要成分是可生化性差的难降解物质，且无机盐和重金属的含量比较高，是当前废水处理工程中亟待突破的一大难题。目前，膜浓缩液的处理方法主要有热蒸发、焚烧、高级氧化等。其中，热蒸发和焚烧的能耗很大，且对设备要求较高；高级氧化法可一定程度上降低浓缩液中难降解COD，但是消耗的氧化剂成本昂贵。总之，目前对于膜浓缩液处理缺乏一种高效、经济的方法。
发明内容
本发明目的在于提供一种高效、经济的工业废水膜处理后的浓缩液的再处理方法，该方法采用源生污泥基活性炭的“吸附床+生物滤池”组合方法，实现对膜浓缩液COD、NH4 +-N、TP、TN的高效处理，处理后出水效果满足相应行业的标准排放限值要求。
本方法的步骤如下：
1、将工业废水处理时产生的膜浓缩液以一定的流量泵入装有源生污泥基活性炭为吸附剂的一级吸附床的底部进水口，经一级活性炭吸附床一定的时间吸附后由吸附床的上部出水口溢出至二级活性炭吸附床。
所述的源生污泥基活性炭由产生膜浓缩液相对应的行业废水生化处理过程的剩余污泥制备所得的粉末性活性炭；
本发明中的“吸附床”和“生物滤池”泛指水处理中的吸附床技术和生物滤池技术，在本发明中其填充吸附材料或滤料特指为由上述方法与步骤所制备的源生污泥基活性炭。
所述的工业废水是指印染行业工业废水、电镀行业工业废水、皮革行业工业废水以及发酵行业工业废水；
所述的一定的流量是维持一级吸附床内水力负荷为8-10m3/m2.h和二级吸附床内水力负荷为4-5m3/m2.h的相应流量。
所述的一定时间是指膜浓缩液在一级活性炭吸附床中的停留时间(HRT)，本发明为60min。
2、一级吸附床吸附后的膜浓缩液由溢流出水口进入二级活性炭吸附床上部进水口，经装有再生吸附剂的二级活性炭吸附床下滤吸附，由二级活性炭吸附床下部出水口流出进入生物滤池。
所述的再生吸附剂是指利用步骤(1)的一级吸附床中吸附饱和的活性炭去除吸附物后再生而得。
3、二级吸附床出流的膜浓缩液从底部进水口进入生物滤池，生物滤池内填充了源生污泥基颗粒性活性炭作为生物填料，同时由生物滤池底部进行充气、曝气，维持生物滤池内适当的溶解氧浓度(DO)，通过附着在填料上的微生物作用，在一定的水力负荷和停留时间(HRT)条件下，完成对膜浓缩液的生化降解，再由生物滤池上部的出水口出流进入沉淀池。
所述的生物填料是指利用相对应行业的废水生化处理过程的剩余污泥，按照上述源生污泥基活性炭的制备方法和步骤，制备而成的2-6mm颗粒状活性炭。
所述的适当的溶解氧浓度在本发明中DO为3-4mg/L之间。
所述的附着在填料上的微生物是指类同于通常生物膜法废水处理过程中在填料表面自然生长的混合微生物，本发明无需投加其它外源特定微生物。
所述的一定的水力负荷和停留时间(HRT)是根据处理对象膜浓缩液的初始污染浓度设定。
④生物滤池溢出的膜浓缩液处理后溢流出水由沉淀池上部进入再经沉淀池，进水口进入经沉淀，池内进行沉淀，将生物滤池出水中沉淀过程将夹带的悬浮物沉淀除去，后沉淀池的出水达到相对应的行业标准排放要求。
所述的沉淀池为污水处理行业中按照生物膜法污泥特征设置的沉淀池。
本发明中的源生污泥基活性炭是指利用相应行业的废水生化处理剩余污泥作为原材料，在高温、绝氧等条件下制备的活性炭。其制备方法与步骤如下：⑴相应行业的废水生化处理剩余污泥在自然条件下风干，然后放置烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷却，去除石块等杂物，用破碎机破碎至4-8mm，研磨后过200目筛。⑵将过200目筛的原料污泥干粉末浸泡在1-3mol/L的KOH中8-24h，过滤后滤渣置入烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷却。⑶将⑵的物料置入气氛马弗炉中热解，通入100-200mL/min的氮气15min，后以10-20℃/min的升温速度加热至400-600℃，停留2-3h后，停止加热并降温至80℃出料，放在干燥器内冷却。⑷将⑶的产品用1M的盐酸浸洗5min。⑸滤去⑷的盐酸，将固形物用去离子水浸泡20min后过滤，去离子水浸泡与过滤步骤重复5遍，直至滤液pH为7-8。再把滤上物放入烘箱于105℃烘干至恒重，最终获得行业废水的源生污泥基活性炭。
本发明的特点在于：
⑴一、二级吸附床活性炭和生物滤池填料的原材料均利用相应行业的废水处理过程的剩余污泥，成本低廉，效果良好，实现了“以废治废”的目标，有效避免二次污染。
⑵二级吸附床的活性炭为一级吸附床中吸附饱和的活性炭去处吸附物后再生而得，不仅吸附污染物效果好，而且提高原材料的利用率。
附图说明
图1是本发明的处理方法流程示意图。
具体实施方式
下面的实施例对本发明的实施方法作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
实施例1
皮革(牛皮)行业废水膜浓缩液的处理
1、取皮革(牛皮)行业废水膜浓缩液以相应的流量泵入泵入装有源生污泥基活性炭为吸附剂的一级吸附床的底部进水口，该流量以维持一级活性炭吸附床的水力负荷为8-10m3/m2.h范围，经停留时间HRT＝60min的吸附后由吸附床的上部出水口溢出至二级活性炭吸附床。
本实施例所述的源生污泥基活性炭由产生膜浓缩液是皮革(牛皮)行业产生废水的生化处理过程的剩余污泥直接制备而成的粉末性活性炭，其制备过程为：
将皮革(牛皮)行业产生废水经生化处理过程的剩余污泥在自然条件下风干，然后放入烘箱于105℃烘到恒重，除去石块等杂物后破碎至4-8mm得到粉末状的污泥；
将得到粉末状的污泥浸泡在3mol/L的KOH中1h，过滤后滤渣置入烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷却；
将上述冷却后粉末状的污泥置入气氛马弗炉中热解，通入100-200mL/min的氮气15min，后以15℃/min的升温速度加热至500℃，停留2.5h后，停止加热并降温至60℃出料，放在干燥器内冷却得到热解产物；
将热解产物用1-3M的盐酸浸洗5min。
滤去热解产物中的盐酸，将热解产物用去离子水浸泡20min后过滤，去离子水浸泡与过滤步骤重复3遍，再把滤上物放入烘箱于105℃烘干至恒重，最终获得的皮革(牛皮)行业产生的污泥制得的活性炭。
2、一级吸附床吸附后的膜浓缩液由溢流出水口进入二级活性炭吸附床上部进水口，经装有再生吸附剂的二级活性炭吸附床下滤吸附，二级活性炭吸附床的水力负荷为4-5m3/m2.h范围，经停留时间HRT＝45min的吸附后由二级活性炭吸附床下部出水口流出进入生物滤池。
所述的再生吸附剂是指利用步骤(1)的一级吸附床中吸附饱和的活性炭去处吸附物后再生而得。
3、二级吸附床出流的膜浓缩液从底部进水口进入生物滤池，生物滤池内填充了源生污泥基颗粒性活性炭作为生物填料，同时由生物滤池底部进行充气、曝气，维持生物滤池内溶解氧浓度DO在3-4mg/L范围，通过附着在填料上的微生物作用，在水力负荷1.5-3m3/m2.h和停留时间HRT≥4h条件下，完成对膜浓缩液的生化降解，再由生物滤池上部的出水口出流进入沉淀池。
所述的源生污泥基颗粒性活性炭生物填料是指由制革生产废水生化处理的剩余污泥直接制备而成的2-6mm颗粒状活性炭。其制备方法与步骤与源生污泥基活性炭方法相同。
4、生物滤池溢出的膜浓缩液再经沉淀池进水口进入沉淀池内进行沉淀，将生物滤池出水中夹带的悬浮物沉淀除去，沉淀池出水达到《制革及毛皮加工工业水污染物排放标准》(GB30486-2013)中表2的排放限值。
本实施例所用的皮革(牛皮)行业废水膜浓缩液和污泥取自福建兰峰制革有限公司。
采用本实施例所述的方法处理的进出水水质如表1所示，表明出水水质符合《制革及毛皮加工工业水污染物排放标准》(GB30486-2013)中表2的排放限值。
表1 实施例1的处理进出水水质
水质指标 COD/mg.L-1 NH4 +-N/mg.L-1 TN/mg.L-1 TP/mg.L-1 总铬/mg.L-1
进水 765.2 48.8 108.9 3.34 1.67
出水 81.6 10.2 28.4 0.62 0.12
实施例2：
纺织染整(印染)行业废水膜浓缩液的处理
1、取纺织染整(印染)行业废水膜浓缩液以相应的流量泵入装有源生污泥基活性炭为吸附剂的一级吸附床的底部进水口，该流量以维持一级活性炭吸附床的水力负荷为8-10m3/m2.h范围，经停留时间HRT＝60min的吸附后由吸附床的上部出水口溢出至二级活性炭吸附床。
本实施例所述的源生污泥基活性炭由产生膜浓缩液是纺织染整(印染)行业生产废水的生化处理过程的剩余污泥直接制备而成的粉末性活性炭，其制备过程为：
将纺织染整(印染)行业产生废水经生化处理过程的剩余污泥在自然条件下风干，然后放入烘箱于105℃烘到恒重，除去石块等杂物后破碎至4-8mm得到粉末状的污泥；
将得到粉末状的污泥浸泡在3mol/L的KOH中1h，过滤后滤渣置入烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷却；
将上述冷却后粉末状的污泥置入气氛马弗炉中热解，通入100-200mL/min的氮气15min，后以15℃/min的升温速度加热至500℃，停留2.5h后，停止加热并降温至60℃出料，放在干燥器内冷却得到热解产物；
将热解产物用1-3M的盐酸浸洗5min。
滤去热解产物中的盐酸，将热解产物用去离子水浸泡20min后过滤，去离子水浸泡与过滤步骤重复3遍，再把滤上物放入烘箱于105℃烘干至恒重，最终获得的纺织染整(印染)行业产生的污泥制得的活性炭。
2、一级吸附床吸附后的膜浓缩液由溢流出水口进入二级活性炭吸附床上部进水口，经装有再生吸附剂的二级活性炭吸附床下滤吸附，二级活性炭吸附床的水力负荷为4-5m3/m2.h范围，经停留时间HRT＝45min的吸附后由二级活性炭吸附床下部出水口流出进入生物滤池。
所述的再生吸附剂是指利用步骤(1)的一级吸附床中吸附饱和的活性炭去处吸附物后再生而得。
3、二级吸附床出流的膜浓缩液从底部进水口进入生物滤池，生物滤池内填充了源生污泥基颗粒性活性炭作为生物填料，同时由生物滤池底部进行充气、曝气，维持生物滤池内溶解氧浓度DO在3-4mg/L范围，通过附着在填料上的微生物作用，在水力负荷1.5-3m3/m2.h和停留时间HRT≥3h条件下，完成对膜浓缩液的生化降解，再由生物滤池上部的出水口出流进入沉淀池。
所述的源生污泥基颗粒性活性炭生物填料是指由纺织染整(印染)生产废水生化处理的剩余污泥直接制备而成的2-6mm颗粒状活性炭。其制备方法与步骤与源生污泥基活性炭方法相同。
4、生物滤池溢出的膜浓缩液再经沉淀池进水口进入沉淀池内进行沉淀，将生物滤池出水中夹带的悬浮物沉淀除去，沉淀池出水达到《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012)及天津市、广东省、江苏省、辽宁省和福建省等地方排放标准的限值。
本实施例所用的纺织染整(印染)行业废水膜浓缩液和污泥取自福建榕华纺织印染工贸集团公司。
采用本实施例所述的方法处理进出水水质如表2所示，表明出水水质符合《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012)及天津市、广东省、江苏省、辽宁省和福建省等地方排放标准的限值。
表2 实施例2处理的进出水水质
水质指标 COD/mg.L-1 NH4 +-N/mg.L-1 TN/mg.L-1 色度/倍
进水 398.8 23.5 36.3 150
出水 41.3 4.6 9.4 25
实施例3
化工(DMBA合成)行业废水膜浓缩液的处理
1、取化工(DMBA合成)行业废水膜浓缩液以相应的流量泵入装有源生污泥基活性炭为吸附剂的一级吸附床的底部进水口，该流量以维持一级活性炭吸附床的水力负荷为8-10m3/m2.h范围，经停留时间HRT＝60min的吸附后由吸附床的上部出水口溢出至二级活性炭吸附床。
本实施例所述的源生污泥基活性炭由产生膜浓缩液是化工(DMBA合成)行业产生废水经生化处理过程的剩余污泥直接制备而成的粉末性活性炭，其制备过程为：
将化工(DMBA合成)行业产生废水经生化处理过程的剩余污泥在自然条件下风干，然后放入烘箱于105℃烘到恒重，除去石块等杂物后破碎至4-8mm得到粉末状的污泥；
将得到粉末状的污泥浸泡在3mol/L的KOH中1h，过滤后滤渣置入烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷却；
将上述冷却后粉末状的污泥置入气氛马弗炉中热解，通入100-200mL/min的氮气15min，后以15℃/min的升温速度加热至500℃，停留2.5h后，停止加热并降温至60℃出料，放在干燥器内冷却得到热解产物；
将热解产物用1-3M的盐酸浸洗5min。
滤去热解产物中的盐酸，将热解产物用去离子水浸泡20min后过滤，去离子水浸泡与过滤步骤重复3遍，再把滤上物放入烘箱于105℃烘干至恒重，最终获得的化工(DMBA合成)行业产生的污泥制得的活性炭。
2、一级吸附床吸附后的膜浓缩液由溢流出水口进入二级活性炭吸附床上部进水口，经装有再生吸附剂的二级活性炭吸附床下滤吸附，二级活性炭吸附床的水力负荷为4-5m3/m2.h范围，经停留时间HRT＝45min的吸附后由二级活性炭吸附床下部出水口流出进入生物滤池。
所述的再生吸附剂是指利用步骤(1)的一级吸附床中吸附饱和的活性炭去处吸附物后再生而得。
3、二级吸附床出流的膜浓缩液从底部进水口进入生物滤池，生物滤池内填充了源生污泥基颗粒性活性炭作为生物填料，同时由生物滤池底部进行充气、曝气，维持生物滤池内溶解氧浓度DO在3-4mg/L范围，通过附着在填料上的微生物作用，在水力负荷1.5-3m3/m2.h和停留时间HRT≥4.5h条件下，完成对膜浓缩液的生化降解，再由生物滤池上部的出水口出流进入沉淀池。
所述的源生污泥基颗粒性活性炭生物填料是指由化工(DMBA合成)生产废水生化处理的剩余污泥直接制备而成的2-6mm颗粒状活性炭。其制备方法与步骤与源生污泥基活性炭方法相同。
4、生物滤池溢出的膜浓缩液再经沉淀池进水口进入沉淀池内进行沉淀，将生物滤池出水中夹带的悬浮物沉淀除去，沉淀池出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)及重庆市、江苏省和河南省等地方排放标准的限值。
本实施例所用的化工(DMBA合成)行业废水膜浓缩液和污泥取自江西天蓝实业有限公司。
采用本实施例所述的方法处理进出水水质如表3所示，表明出水水质符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)及重庆市、江苏省和河南省等地方排放标准的限值。
表3 实施例3的处理进出水水质

Claims (9)

1.一种工业废水处理后膜浓缩液的再处理方法，其特征在于：
1)将工业废水处理时产生的膜浓缩液以一定的流量泵入装有源生污泥基活性炭为吸附剂的一级吸附床的底部进水口，经一级活性炭吸附床一定的时间吸附后由吸附床的上部出水口溢出至二级活性炭吸附床；
2)一级吸附床吸附后的膜浓缩液由溢流出水口进入二级活性炭吸附床上部进水口，经装有再生吸附剂的二级活性炭吸附床下滤吸附，由二级活性炭吸附床下部出水口流出进入生物滤池；
3)二级吸附床出流的膜浓缩液从底部进水口进入生物滤池，生物滤池内填充了源生污泥基颗粒性活性炭作为生物填料，同时由生物滤池底部进行充气、曝气，维持生物滤池内适当的溶解氧浓度，通过附着在填料上的微生物作用，在一定的水力负荷和停留时间条件下，完成对膜浓缩液的生化降解，再由生物滤池上部的出水口出流进入沉淀池；
4)生物滤池溢出的膜浓缩液处理后溢流出水由沉淀池上部进入再经沉淀池，进水口进入经沉淀，池内进行沉淀，将生物滤池出水中沉淀过程将夹带的悬浮物沉淀除去，后沉淀池的出水达到相对应的行业标准排放要求。
2.根据权利要求1所述的一种工业废水处理后膜浓缩液的再处理方法，其特征在于所述的吸附床和生物滤池泛指水处理中的吸附床技术和生物滤池技术，在本发明中其填充吸附材料或滤料特指为由上述方法与步骤所制备的源生污泥基活性炭。
3.根据权利要求1所述的一种工业废水处理后膜浓缩液的再处理方法，其特征在于所述的所述的工业废水是指印染行业工业废水、电镀行业工业废水、皮革行业工业废水以及发酵行业工业废水。
4.根据权利要求1所述的一种工业废水处理后膜浓缩液的再处理方法，其特征在于所述的一定的流量是维持一级吸附床内水力负荷为8-10m3/m2.h和二级吸附床内水力负荷为4-5m3/m2.h的相应流量。
5.根据权利要求1所述的一种工业废水处理后膜浓缩液的再处理方法，其特征在于所述的膜浓缩液在一级活性炭吸附床中的停留一定时间为60min。
6.根据权利要求1所述的一种工业废水处理后膜浓缩液的再处理方法，其特征在于所述的再生吸附剂是指利用步骤(1)的一级吸附床中吸附饱和的活性炭去除吸附物后再生而得。
7.根据权利要求1所述的一种工业废水处理后膜浓缩液的再处理方法，其特征在于所述的生物填料是指利用相对应行业的废水生化处理过程的剩余污泥，按照上述源生污泥基活性炭的制备方法和步骤，制备而成的2-6mm颗粒状活性炭。
8.根据权利要求1所述的一种工业废水处理后膜浓缩液的再处理方法，其特征在于所述的适当的溶解氧浓度在本发明中DO为3-4mg/L之间；所述的一定的水力负荷和停留时间是根据处理对象膜浓缩液的初始污染浓度设定。
9.根据权利要求1所述的一种工业废水处理后膜浓缩液的再处理方法，其特征在于所述的源生污泥是指相应行业的废水生化处理剩余污泥；所述的源生污泥基活性炭是指利用相应行业的废水生化处理剩余污泥作为原材料，在高温、绝氧等条件下制备的活性炭，其制备方法与步骤如下：⑴相应行业的废水生化处理剩余污泥在自然条件下风干，然后放置烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷却，去除石块等杂物，用破碎机破碎至4-8mm，研磨后过200目筛；⑵将过200目筛的原料污泥干粉末浸泡在1-3mol/L的KOH中8-24h，过滤后滤渣置入烘箱于105℃烘去水分，直至恒重后取出冷却；⑶将⑵的物料置入气氛马弗炉中热解，通入100-200mL/min的氮气15min，后以10-20℃/min的升温速度加热至400-600℃，停留2-3h后，停止加热并降温至80℃出料，放在干燥器内冷却；⑷将⑶的产品用1M的盐酸浸洗5min；⑸滤去⑷的盐酸，将固形物用去离子水浸泡20min后过滤，去离子水浸泡与过滤步骤重复5遍，直至滤液pH为7-8；再把滤上物放入烘箱于105℃烘干至恒重，获得行业废水的源生污泥基活性炭。
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