CN108658329A - 一种基于臭氧氧化的复合型反渗透浓水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于臭氧氧化的复合型反渗透浓水处理方法，包括(1)将待处理污水的pH调整到小于2，然后空气曝气；(2)将待处理的污水的水体的pH值调节至大于10；(3)、向待处理的污水的水体中投加30wt％双氧水水溶液；(4)停止向对待处理的污水通入空气，然后同时进行紫外光辐射、臭氧曝气与加压处理0.5～6小时，得到有机物含量较低的产水；(5)向产水中投加酸或者碱，将其pH值调节至6到9即完成污水的处理。本发明提出了一种无二次污染，低成本的可用于高盐度和高有机污染物浓度的反渗透浓水的处理方法,成功实现浓水处理后达标排放和回用；采用臭氧进行氧化处理，无二次污染。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种基于臭氧氧化的复合型反渗透浓水处理方法。
背景技术
目前很多深度处理水回用的工程会采用反渗透技术，而这类反渗透浓水想要达标排放的问题通常在于化学需氧量COD超标。这类反渗透浓水通常COD大于150ppm，盐份通常在10,000ppm～100,000ppm，可生化性在0.1～0.2之间。这类水由于盐度高，可生化性低，生化处理对其基本没有效果，通常需要其他物理或者化学的处理方法解决。
上述污水通常采用浓缩分离法，活性炭吸附法或者高级氧化法处理。
业内主流的浓缩分离法包括三效蒸发和机械式蒸汽再压缩(MVR)。但是二者能耗较高，运行费用高；而且浓缩分离以后的残留液体和固体，由于成分复杂，毒性高，回收利用困难，经常作为危废进行处理，从而极大的增加了处理成本。
活性炭吸附技术也是因为活性炭的成本，活性炭的更换，吸附后活性炭的回收再生问题，导致运行费用较高，处理程序繁杂。
目前主流的高级氧化技术经常包含芬顿氧化。由于需要向污水中投加大量的亚铁离子，会对水体造成二次污染，并产生铁泥，通常也只能作为危废处理，造成成本的增加和对环境的破坏。而另一种新兴的高级氧化技术电化学氧化则由于水中的盐分干扰，会造成效率的极大下降和能源的浪费，成本较高。同时，由于电解会造成无机盐类的价态变化，可能会一定的有害沉淀，从而造成一定的二次污染。
臭氧氧化是一种无化学残留，无二次污染的水处理技术。也是由于其这种特性，目前在国内外很多饮用水处理项目上，已经替代氯气得到广泛的应用。在饮用水处理上，臭氧的目的有两个，一个是作为预处理增加引用水内有机物的可被氧化能力或去除一部分的有机物，另一方面可用作杀菌。而在污水处理领域，由于水中污染物含量高，成分复杂，使得其对COD的去除效率低下，而只能在一些项目中作为生化处理的预处理(提高可生化性)或者用于一些其他目的(如印染废水脱色)。
发明内容
发明目的：本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明公开了一种基于臭氧氧化的复合型反渗透浓水处理方法。
技术方案：一种基于臭氧氧化的复合型反渗透浓水处理方法，包括以下步骤：
(1)将待处理污水的水体的pH调整到小于2，然后利用空气对待处理的污水进行曝气，然后进入步骤(2)，其中：
曝气时间为5～30分钟，每吨待处理污水的曝气量为10～200立方米/小时；
(2)保持与步骤(1)相同的曝气量，向待处理的污水通入空气，然后将待处理的污水的水体的pH值调节至大于10，然后进入步骤(3)；
(3)、保持与步骤(1)相同的曝气量，向待处理的污水通入空气，然后向待处理的污水的水体中投加30wt％双氧水水溶液，然后进入步骤(4)，其中：
30wt％双氧水水溶液的投加量与待处理污水的COD的比值在(3～5)：1；
(4)停止向对待处理的污水通入空气，然后同时进行紫外光辐射、臭氧曝气与加压处理0.5～6小时，得到有机物含量较低的产水，然后进入步骤(5)，其中：
紫外光辐射采用浸没式紫外光源，浸没式紫外光源功率在1KW/吨污水；
臭氧曝气中所曝气体中臭氧浓度为20～80mg/L，每吨待处理污水的曝气量为2～10立方米/小时；
在反应器内部对待处理污水施加一定的气体压力，所施加的气压值与COD的比值为1：(25～100)；
(5)向产水中投加酸或者碱，将其pH值调节至6到9即完成污水的处理。
进一步地，所述步骤(1)中采用浓硫酸将待处理污水的水体的pH调整到小于2。
更进一步地，浓硫酸的浓度为1mol/L。
进一步地，步骤(2)中采用氢氧化钠水溶液将待处理的污水的水体的pH值调节至大于10。
更进一步地，氢氧化钠水溶液的浓度为20wt％。
进一步地，步骤(2)中调节后的待处理的污水的水体的pH值小于13。
进一步地，步骤(4)中的臭氧发生气源根据污水的COD浓度来定：
当COD≤300ppm时，选择空气或者氧气作为臭氧发生气源；
当COD＞300ppm时，采用氧气作为臭氧发生气源。
有益效果：本发明公开的一种基于臭氧氧化的复合型反渗透浓水处理方法具有以下有益效果：
(1)提出了一种无二次污染，低成本的可用于高盐度和高有机污染物浓度的反渗透浓水的处理方法——本方法通过酸性曝气，使得与有机污染物竞争羟基自由基的碳酸根浓度大大降低；
(2)在高级氧化过程中使用较高的初始pH，降低氯离子的反应活性,由于强化了传统的UV/O3/H2O2复合型高级氧化,反渗透浓水中的有机质去除率大大增加，COD、TOC的去除率可达到90％以上。本方法克服了高级氧化在反渗透浓水COD去除中的低效，高成本和二次污染等问题，使高级氧化作为一种可靠的，低成本的，无二次污染的技术单独作用于反渗透浓水的处理，成功实现浓水处理后达标排放和回用，取得了显著的进步；
(3)采用臭氧进行氧化处理，无二次污染，克服了目前主流反渗透浓水处理技术处理成本高，二次污染严重，循环再利用困难等问题。
具体实施方式：
下面对本发明的具体实施方式详细说明。
具体实施例1
一种基于臭氧氧化的复合型反渗透浓水处理方法，包括以下步骤：
(1)将待处理污水的水体的pH调整到小于2，然后利用空气对待处理的污水进行曝气，然后进入步骤(2)，其中：
曝气时间为5分钟，每吨待处理污水的曝气量为200立方米/小时；
(2)保持与步骤(1)相同的曝气量，向待处理的污水通入空气，然后将待处理的污水的水体的pH值调节至大于10，然后进入步骤(3)；
(3)、保持与步骤(1)相同的曝气量，向待处理的污水通入空气，然后向待处理的污水的水体中投加30wt％双氧水水溶液，然后进入步骤(4)，其中：
30wt％双氧水水溶液的投加量(mg/L)与待处理污水的COD(mg/L)的比值在3：1；
(4)停止向对待处理的污水通入空气，然后同时进行紫外光辐射、臭氧曝气与加压处理0.5小时，得到有机物含量较低的产水，然后进入步骤(5)，其中：
紫外光辐射采用浸没式紫外光源，浸没式紫外光源功率在1KW/吨污水；
臭氧曝气中所曝气体中臭氧浓度为20mg/L，每吨待处理污水的曝气量为10立方米/小时；
在反应器内部对待处理污水施加一定的气体压力，所施加的气压值(标准大气压)与COD(mg/L)的比值为1：25；
(5)向产水中投加酸或者碱，将其pH值调节至6到9即完成污水的处理。
进一步地，所述步骤(1)中采用浓硫酸将待处理污水的水体的pH调整到小于2。
更进一步地，浓硫酸的浓度为1mol/L。
进一步地，步骤(2)中采用氢氧化钠水溶液将待处理的污水的水体的pH值调节至大于10。
更进一步地，氢氧化钠水溶液的浓度为20wt％。
进一步地，步骤(2)中调节后的待处理的污水的水体的pH值小于13。
进一步地，步骤(4)中的臭氧发生气源根据污水的COD浓度来定：
当COD≤300ppm时，选择空气或者氧气作为臭氧发生气源；
当COD＞300ppm时，采用氧气作为臭氧发生气源。
具体实施例2
一种基于臭氧氧化的复合型反渗透浓水处理方法，包括以下步骤：
(1)将待处理污水的水体的pH调整到小于2，然后利用空气对待处理的污水进行曝气，然后进入步骤(2)，其中：
曝气时间为30分钟，每吨待处理污水的曝气量为10立方米/小时；
(2)保持与步骤(1)相同的曝气量，向待处理的污水通入空气，然后将待处理的污水的水体的pH值调节至大于10，然后进入步骤(3)；
(3)、保持与步骤(1)相同的曝气量，向待处理的污水通入空气，然后向待处理的污水的水体中投加30wt％双氧水水溶液，然后进入步骤(4)，其中：
30wt％双氧水水溶液的投加量(mg/L)与待处理污水的COD(mg/L)的比值在5：1；
(4)停止向对待处理的污水通入空气，然后同时进行紫外光辐射、臭氧曝气与加压处理6小时，得到有机物含量较低的产水，然后进入步骤(5)，其中：
紫外光辐射采用浸没式紫外光源，浸没式紫外光源功率在1KW/吨污水；
臭氧曝气中所曝气体中臭氧浓度为80mg/L，每吨待处理污水的曝气量为2立方米/小时；
在反应器内部对待处理污水施加一定的气体压力，所施加的气压值(标准大气压)与COD(mg/L)的比值为1：100；
(5)向产水中投加酸或者碱，将其pH值调节至6到9即完成污水的处理。
进一步地，所述步骤(1)中采用浓硫酸将待处理污水的水体的pH调整到小于2。
更进一步地，浓硫酸的浓度为1mol/L。
进一步地，步骤(2)中采用氢氧化钠水溶液将待处理的污水的水体的pH值调节至大于10。
更进一步地，氢氧化钠水溶液的浓度为20wt％。
进一步地，步骤(2)中调节后的待处理的污水的水体的pH值小于13。
进一步地，步骤(4)中的臭氧发生气源根据污水的COD浓度来定：
当COD≤300ppm时，选择空气或者氧气作为臭氧发生气源；
当COD＞300ppm时，采用氧气作为臭氧发生气源。
具体实施例3
一种基于臭氧氧化的复合型反渗透浓水处理方法，包括以下步骤：
(1)将待处理污水的水体的pH调整到小于2，然后利用空气对待处理的污水进行曝气，然后进入步骤(2)，其中：
曝气时间为15分钟，每吨待处理污水的曝气量为100立方米/小时；
(2)保持与步骤(1)相同的曝气量，向待处理的污水通入空气，然后将待处理的污水的水体的pH值调节至大于10，然后进入步骤(3)；
(3)、保持与步骤(1)相同的曝气量，向待处理的污水通入空气，然后向待处理的污水的水体中投加30wt％双氧水水溶液，然后进入步骤(4)，其中：
30wt％双氧水水溶液的投加量(mg/L)与待处理污水的COD(mg/L)的比值在4：1；
(4)停止向对待处理的污水通入空气，然后同时进行紫外光辐射、臭氧曝气与加压处理3小时，得到有机物含量较低的产水，然后进入步骤(5)，其中：
紫外光辐射采用浸没式紫外光源，浸没式紫外光源功率在1KW/吨污水；
臭氧曝气中所曝气体中臭氧浓度为60mg/L，每吨待处理污水的曝气量为6立方米/小时；
在反应器内部对待处理污水施加一定的气体压力，所施加的气压值(标准大气压)与COD(mg/L)的比值为1：70；
(5)向产水中投加酸或者碱，将其pH值调节至6到9即完成污水的处理。
进一步地，所述步骤(1)中采用浓硫酸将待处理污水的水体的pH调整到小于2。
更进一步地，浓硫酸的浓度为1mol/L。
进一步地，步骤(2)中采用氢氧化钠水溶液将待处理的污水的水体的pH值调节至大于10。
更进一步地，氢氧化钠水溶液的浓度为20wt％。
进一步地，步骤(2)中调节后的待处理的污水的水体的pH值小于13。
进一步地，步骤(4)中的臭氧发生气源根据污水的COD浓度来定：
当COD≤300ppm时，选择空气或者氧气作为臭氧发生气源；
当COD＞300ppm时，采用氧气作为臭氧发生气源。
上面对本发明的实施方式做了详细说明。但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (7)
1.一种基于臭氧氧化的复合型反渗透浓水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将待处理污水的水体的pH调整到小于2，然后利用空气对待处理的污水进行曝气，然后进入步骤(2)，其中：
曝气时间为5～30分钟，每吨待处理污水的曝气量为10～200立方米/小时；
(2)保持与步骤(1)相同的曝气量，向待处理的污水通入空气，然后将待处理的污水的水体的pH值调节至大于10，然后进入步骤(3)；
(3)、保持与步骤(1)相同的曝气量，向待处理的污水通入空气，然后向待处理的污水的水体中投加30wt％双氧水水溶液，然后进入步骤(4)，其中：
30wt％双氧水水溶液的投加量与待处理污水的COD的比值在(3～5)：1；
(4)停止向对待处理的污水通入空气，然后同时进行紫外光辐射、臭氧曝气与加压处理0.5～6小时，得到有机物含量较低的产水，然后进入步骤(5)，其中：
紫外光辐射采用浸没式紫外光源，浸没式紫外光源功率在1KW/吨污水；
臭氧曝气中所曝气体中臭氧浓度为20～80mg/L，每吨待处理污水的曝气量为2～10立方米/小时；
在反应器内部对待处理污水施加一定的气体压力，所施加的气压值与COD的比值为1：(25～100)；
(5)向产水中投加酸或者碱，将其pH值调节至6到9即完成污水的处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于臭氧氧化的复合型反渗透浓水处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中采用浓硫酸将待处理污水的水体的pH调整到小于2。
3.根据权利要求2所述的一种基于臭氧氧化的复合型反渗透浓水处理方法，其特征在于，浓硫酸的浓度为1mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种基于臭氧氧化的复合型反渗透浓水处理方法，其特征在于，步骤(2)中采用氢氧化钠水溶液将待处理的污水的水体的pH值调节至大于10。
5.根据权利要求4所述的一种基于臭氧氧化的复合型反渗透浓水处理方法，其特征在于，氢氧化钠水溶液的浓度为20wt％。
6.根据权利要求1所述的一种基于臭氧氧化的复合型反渗透浓水处理方法，其特征在于，步骤(2)中调节后的待处理的污水的水体的pH值小于13。
7.根据权利要求1所述的一种基于臭氧氧化的复合型反渗透浓水处理方法，其特征在于，步骤(4)中的臭氧发生气源根据污水的COD浓度来定：
当COD≤300ppm时，选择空气或者氧气作为臭氧发生气源；
当COD＞300ppm时，采用氧气作为臭氧发生气源。
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| CN201810486107.XA CN108658329A (zh) | 2018-05-21 | 2018-05-21 | 一种基于臭氧氧化的复合型反渗透浓水处理方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110117115A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-08-13 | 南京大学盐城环保技术与工程研究院 | 一种工业废盐资源化的处理方法及设备 |
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-
2018
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Patent Citations (4)
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