CN109574421A - 一种反渗透浓缩水强化处理方法与设备 - Google Patents

一种反渗透浓缩水强化处理方法与设备 Download PDF

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Abstract

一种反渗透浓缩水强化处理方法与设备,该方法包括:在进入紫外反应器的反渗透浓缩水中加入次氯酸盐或次氯酸或氯胺,在紫外线和搅拌作用下反应,其中紫外线与次氯酸盐或次氯酸或氯胺协同产生羟基自由基、氯自由基;优选地,还可在反渗透浓缩水加入过硫酸盐类氧化剂和氧化促进剂铜离子,协同产生羟基自由基和硫酸根自由基,以便有效去除有机物;出水进入生物反应器,根据进出水硝酸盐浓度和氧化还原电位投加碳源,去除有机物和硝态氮,后进行好氧曝气反应去除残留有机物,生物反应器内添加多孔铁基填料促进电子传递,促进反硝化脱氮。出水经微藻/湿地进一步去除磷酸盐等污染物。

Description

一种反渗透浓缩水强化处理方法与设备
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域,特别是涉及一种反渗透浓缩水强化处理方法与设备。
背景技术
反渗透工艺作为新型污水再生处理工艺,可有效控制有机物、无机盐等,生产高品质再生水。但是,反渗透工艺将有机物、无机盐等富集到浓缩水中,浓缩水处理处置成为制约反渗透工艺利用的重要瓶颈。
反渗透浓缩水是一种含高浓度有机物的高生物毒性废水,直接或间接排放至自然水体会产生不良环境影响。因此,反渗透浓缩水在排放之前必须进行处理。目前,反渗透浓缩水处理工艺主要为化学方法、物理方法和人工湿地法。其中化学方法以高级氧化为主,物理方法主要有混凝沉淀法和吸附法。但存在缺点处理成本高、消耗能源大,并且可能产生二次污染。
发明内容
本发明主要针对反渗透浓缩水去除有机物及脱氮除磷需求,以节约净化反渗透浓缩水成本、提高浓缩水有机物去除和脱氮除磷效率与稳定性为目的,提供一种反渗透浓缩水强化处理方法与设备。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种反渗透浓缩水强化处理方法,包括以下步骤:
在强紫外高级氧化阶段,在进入紫外反应器的反渗透浓缩水中加入次氯酸盐或次氯酸或氯胺,在紫外线和搅拌作用下进行混合反应,其中紫外线与次氯酸盐或次氯酸或氯胺协同产生羟基自由基、氯自由基,以便使一些有机物有效去除;优选地,还在反渗透浓缩水加入过硫酸盐类氧化剂和氧化促进剂铜离子,协同产生羟基自由基和硫酸根自由基,以便有效去除有机物;
在生物处理阶段,所述紫外反应器的出水进入生物反应器,根据进出水硝酸盐浓度和进水的氧化还原电位投加碳源,进行缺氧反硝化反应去除硝酸盐和COD。在生物反应器中添加中空泡沫铁等多孔铁基填料,供微生物生长附着,同时多孔铁基填料如中空泡沫铁生成的铁氧化物可促进电子传递,提高反硝化脱氮效率并吸附除磷。缺氧反硝化反应结束后通过曝气装置曝气进行好氧反应,去除残留的有机物COD。
进一步地,还包括以下步骤:
所述生物反应器的出水进入微藻/湿地系统,以对反渗透浓缩水进行深度脱氮除磷;其中所述微藻/湿地系统的上层交替种植植物和铺设水槽;水槽中培养微藻,水槽底部铺设纤维滤料,以过滤微藻,滤料定期清理获得残留藻细胞用于肥料制作;所述生物反应器的出水进入所述微藻/湿地系统,通过优选的藻类、水生植物对反渗透浓缩水进行脱氮除磷;优选地,微藻和湿地植物选用耐盐碱类微藻和湿地植物,使得无机盐在湿地植物和藻类处理过程中沉积和去除;优选地,利用从生物反应器得到的污泥向所述微藻/湿地系统提供肥料。
一种反渗透浓缩水强化处理设备,包括:
强紫外高级氧化系统,所述强紫外高级氧化系统包括紫外反应器、氧化加药装置、搅拌器和紫外灯;反渗透浓缩水注入所述紫外反应器,所述氧化加药装置向所述紫外反应器中加入次氯酸盐或次氯酸或氯胺,所述紫外灯用于提供紫外线,在所述搅拌器的搅拌作用下进行混合反应,反应后的水排出所述紫外反应器,其中紫外线与次氯酸盐或次氯酸或氯胺协同产生羟基自由基、氯自由基,以便使一些有机物有效去除;
生物处理系统,所述生物处理系统包括SBR等生物反应器、曝气装置、碳源投加装置;所述紫外反应器的出水进入所述生物反应器,进行缺氧好氧生物处理,且所述碳源投加装置根据进出水硝酸盐浓度和进水的氧化还原电位定量投加碳源,进行缺氧反硝化反应去除硝酸盐和COD。缺氧反硝化反应结束后通过曝气装置曝气进行好氧反应,去除残留的有机物COD。在生物反应器中,具有优选的中空泡沫铁等多孔铁基填料,该填料为泡沫状,内部为空心球形,具有较好的浮力,且比表面积较大,可供微生物生长附着,同时中空泡沫铁在生物处理过程中生成的铁氧化物可促进电子传递,提高反硝化脱氮效率。
进一步地:
所述氧化加药装置还向所述紫外反应器中加入过硫酸盐类氧化剂和氧化促进剂铜离子,协同产生羟基自由基和硫酸根自由基,以便有效去除有机物。
所述强紫外高级氧化系统还包括进水紫外吸光度检测器、出水紫外吸光度检测器和残留氧化剂检测器,所述进水紫外吸光度检测器测量UV254值来反映反渗透浓缩水中有机物的含量,以确定所需的紫外线光强及氧化剂投加量,所述出水紫外吸光度检测器检测UV254值来反映出水中有机物的含量,以反馈调整紫外线光强及氧化剂投加量调节,所述残留氧化剂检测器用于检测所述紫外线反应器出水中残留的氧化剂含量,以便调整紫外线光强和氧化剂投加量,并确定所需还原剂的投加量;优选地,所述残留氧化剂检测器包括余氯检测器和/或氧化还原电位检测器。
所述生物处理系统还包括氧化还原电位电极、硝酸盐电极、氧气流量计和定时器,所述的氧化还原电位电极、硝酸盐电极,用于监控反应器中氧化还原电位和硝酸盐浓度,确定所需的碳源投加量;所述氧气流量计用于监测曝气的氧气流量,所述生物反应器的进出水通过所述定时器控制水泵实现。生物处理
所述外源碳源为乙酸钠。
所述强紫外高级氧化系统还包括用于所述紫外反应器的进水泵和出水泵,所述生物处理系统还包括用于所述生物反应器的进水泵和出水泵。
还包括污泥消化池,所述污泥消化池与所述生物反应器相连用于接收污泥。
还包括微藻/湿地系统,所述生物反应器的出水进入微藻/湿地系统,以对反渗透浓缩水进行深度脱氮除磷;其中所述微藻/湿地系统的上层交替种植植物和铺设水槽;水槽中培养微藻,水槽底部铺设纤维滤料,以过滤微藻,滤料定期清理获得残留藻细胞用于肥料制作;中层设置优选的火山岩、陶粒等微生物填料层,用于去除有机物;所述生物反应器的出水进入所述微藻/湿地系统,通过优选的藻类、水生植物、微生物共同作用对反渗透浓缩水进行脱碳脱氮除磷;优选地,微藻和湿地植物选用耐盐碱类微藻和湿地植物,使得无机盐在湿地植物和藻类处理过程中沉积和去除;优选地,利用从生物反应器得到的污泥向所述微藻/湿地系统提供肥料。
本发明能够有效深度去除反渗透浓缩水中有机物、硝态氮和磷酸盐,具有成本低、效果好、出水稳定等优势。
本发明采用强紫外高级氧化-生物处理深度去除反渗透浓缩水中有机物、硝态氮和磷酸盐。反渗透浓缩水先经过强紫外线高级氧化(如紫外线/次氯酸钠、紫外线/过硫酸盐/铜离子)处理后,浓缩水中的难降解有机物得到去除,可生化性提高;通过进出水紫外吸光度和出水余氯或氧化还原电位的在线监测,确定紫外线光强、氧化剂投加量和亚硫酸钠等还原剂投加量。氧化后的反渗透浓缩水通过生物处理环节,通过外加碳源、生物反应器内置的中空泡沫铁等多孔铁基填料及其表面的微生物的作用下强化反硝化脱氮,并共代谢去除水中的有机物;多孔铁基填料如中空泡沫铁在缺氧好氧处理过程中生成铁氧化物,促进微生物的电子传递,强化反硝化脱氮效果并除磷。
在优选实施例中,本发明采用强紫外高级氧化-生物处理-微藻/湿地系统,生物处理出水进入微藻/湿地系统,该系统可对反渗透浓缩水进行深度脱氮除磷,具有高效稳定去除有机物、脱氮除磷和降低反渗透缩水处理成本的多重优点。
本发明实施例的优点有:(1)将强紫外线高级氧化-生物处理-微藻/湿地系统进行有机结合,实现脱碳除氮除磷的目标;(2)紫外线与次氯酸钠可协同产生羟基自由基、氯自由基,紫外线与过硫酸盐类氧化剂(如过一硫酸盐、过二硫酸盐)、氧化促进剂(铜离子)组合可协同产生羟基自由基、硫酸根自由基,强化有机物去除。(3)紫外线高级氧化工艺进出水在线测定紫外吸光度值(UV254),指示有机物去除效果,并反馈紫外线光强和氧化剂投加量。(4)利用余氯检测器或氧化还原电位检测器,指示紫外线反应器出水中残留的次氯酸盐、氯胺和过硫酸盐等氧化剂的含量,前馈Na2SO3或FeSO4的投加量。(5)中空泡沫铁等铁基填料在缺氧好氧过程中生成的铁氧化物可促进反硝化过程中微生物电子传递,提高反硝化脱氮效率,并可强化除磷。(6)藻类/人工湿地结合,深度去除反渗透浓缩水中的难降解有机物、氮磷和无机盐。
附图说明
图1为本发明一种实施例采用强紫外高级氧化-生物处理-微藻/湿地系统的设备组成框图。
图2为本发明一种实施例中的反渗透浓缩水强紫外高级氧化系统示意图。
图3为本发明一种实施例中的反渗透浓缩水生物处理系统示意图。
图4为本发明一种实施例中的反渗透浓缩水微藻/湿地系统示意图。
图5为本发明一种实施例中的反渗透浓缩水紫外线/氯氧化后有机物的去除效果。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是,下述说明仅仅是示例性的,而不是为了限制本发明的范围及其应用。
参阅图1至图3,在一种实施例中,一种反渗透浓缩水强化处理设备,包括强紫外高级氧化系统和生物处理系统。
所述强紫外高级氧化系统包括紫外反应器7、氧化加药装置1、第一搅拌器5和紫外灯6;反渗透浓缩水注入所述紫外反应器7,所述氧化加药装置1向所述紫外反应器7中加入次氯酸盐或次氯酸或氯胺,所述紫外灯6用于提供紫外线,在第一搅拌器5的搅拌作用下进行混合反应,反应后的水排出所述紫外反应器7,其中紫外线与次氯酸盐或次氯酸或氯胺协同产生羟基自由基、氯自由基,以便使一些有机物有效去除。
所述生物处理系统包括SBR生物反应器20、曝气系统14、碳源投加装置15;所述紫外反应器7的出水进入所述生物反应器20,进行生物处理处理,且所述碳源投加装置15根据进出水硝酸盐浓度和进水的氧化还原电位,向所述生物反应器20中定量投加碳源,通过微生物缺氧反硝化,去除水中的硝酸盐和有机物。反硝化过程结束后,通过曝气装置14进行曝气,去除残留的有机物。优选的,在生物反应器中添加中空泡沫铁等多孔铁基填料16,供微生物生长附着,同时中空泡沫铁生成的铁氧化物可促进电子传递,提高反硝化脱氮效率,并可强化除磷。
在优选的实施例中,所述氧化加药装置1还向所述紫外反应器7中加入硫酸盐类氧化剂和氧化促进剂铜离子,协同产生羟基自由基和硫酸根自由基,以便有效去除有机物。
在优选的实施例中,所述强紫外高级氧化系统还包括进水紫外吸光度检测器9、出水紫外吸光度检测器8和残留氧化剂检测器,所述进水紫外吸光度检测器9测量UV254值来反映反渗透浓缩水中有机物的含量,以确定所需的紫外线光强及氧化剂投加量,所述出水紫外吸光度检测器8检测UV254值来反映出水中有机物的含量,以反馈调整紫外线光强及氧化剂投加量调节,所述残留氧化剂检测器用于检测所述紫外线反应器出水中残留的氧化剂含量,以便调整紫外线光强和氧化剂投加量,并确定所需还原剂的投加量;优选地,所述残留氧化剂检测器包括余氯检测器和/或氧化还原电位检测器。
氧化加药装置1与紫外反应器7之间还可以设置流量计2和有效氯检测器3。紫外反应器7上还可以设置光强检测器4。
参阅图3,在优选的实施例中,所述生物处理系统还包括氧化还原电位电极21、硝酸盐电极22、氧气流量计23和定时器19,所述的氧化还原电位电极21、硝酸盐电极22,用于监控反应器中电位和硝酸盐浓度,确定所需的碳源投加量;所述氧气流量计23用于监测曝气的氧气流量,所述SBR反应器的进出水通过所述定时器19控制水泵实现。
在优选的实施例中,所述外源碳源为乙酸钠。
参阅图2至图3,在优选的实施例中,所述强紫外高级氧化系统还包括用于所述紫外反应器7的进水泵11及进水水箱10和出水泵12及出水水箱13,所述生物处理系统还包括用于所述SBR反应器的进水泵18和出水泵17。
参阅图1,在优选的实施例中,还包括污泥消化池,所述污泥消化池与所述SBR反应器相连用于接收污泥。
参阅图1和图4,在优选的实施例中,还包括微藻/湿地系统,所述生物处理系统的出水进入所述微藻/湿地系统,以对反渗透浓缩水进行深度除碳脱氮除磷;所述微藻/湿地系统的上层交替种植植物26和铺设水槽25;水槽25中培养微藻24,水槽底部铺设纤维滤料27,以过滤微藻,滤料定期清理获得残留藻细胞用于肥料制作。中层设置优选的火山岩、陶粒等微生物填料层28,用于去除有机物;所述生物反应器的出水进入所述微藻/湿地系统,通过优选的藻类24、水生植物26、微生物填料层28共同作用对反渗透浓缩水进行脱碳脱氮除磷。优选地,微藻/湿地系统的下层设置集水系统30。优选地,还设置有防渗漏层29和补水系统31。优选地,微藻和湿地植物选用耐盐碱类微藻和湿地植物,使得无机盐在湿地植物和藻类处理过程中沉积和去除。
参阅图1,在优选的实施例中,污泥消化池还与微藻/湿地系统相连以向微藻/湿地系统提供肥料。
参阅图1至图3,在另一种实施例中,一种反渗透浓缩水强化处理方法,包括以下步骤:
在强紫外高级氧化阶段,在进入紫外反应器7的反渗透浓缩水中加入次氯酸盐或次氯酸或氯胺,在紫外线和搅拌作用下进行混合反应,其中紫外线与次氯酸盐或次氯酸或氯胺协同产生羟基自由基、氯自由基,以便使一些有机物有效去除;优选地,还在反渗透浓缩水加入过硫酸盐类氧化剂和氧化促进剂铜离子,协同产生羟基自由基和硫酸根自由基,以便有效去除有机物;
在生物处理阶段,所述紫外反应器7的出水进入所述生物反应器20,进行生物处理,且所述碳源投加装置15根据进出水硝酸盐浓度和进水的氧化还原电位,向所述生物反应器20中定量投加碳源,通过微生物缺氧反硝化,去除水中的硝酸盐和有机物。反硝化过程结束后,通过曝气装置14进行曝气,去除残留的有机物。在生物反应器中放置优选的中空泡沫铁等多孔铁基填料16,该填料为泡沫状,内部为空心球形,具有较好的浮力,且比表面积较大,可供微生物生长附着,同时中空泡沫铁在生物处理过程中生成的铁氧化物可促进电子传递,提高反硝化脱氮效率,还可除磷。
参阅图1和图4,在优选的实施例中,所述反渗透浓缩水强化处理方法还包括以下步骤:
所述生物反应器的出水进入微藻/湿地系统,以对反渗透浓缩水进行深度脱氮除磷;其中所述微藻/湿地系统的上层交替种植植物26和铺设水槽25;水槽中培养微藻24,水槽底部铺设纤维滤料27,以过滤微藻,滤料定期清理获得残留藻细胞用于肥料制作;中部设置微生物处理填料层28;底部设置出水收集层30。所述生物反应器的出水进入所述微藻/湿地系统,通过优选的藻类24、水生植物26、微生物28对反渗透浓缩水进行除碳脱氮除磷;优选地,微藻和湿地植物选用耐盐碱类微藻和湿地植物,使得无机盐在湿地植物和藻类处理过程中沉积和去除;优选地,利用从生物反应器得到的污泥向所述微藻/湿地系统提供肥料。
本发明优选实施例提出了基于强紫外线高级氧化-生物处理-微藻/湿地系统的反渗透浓缩水同步脱碳脱氮除磷的设备与方法,流程参见图1所示。反渗透浓缩水依次经过紫外反应器、生物反应器和微藻/湿地系统进行处理。
其中,反渗透浓缩水先经过强紫外线高级氧化(紫外线/次氯酸钠、紫外线/过硫酸盐/铜离子)处理后,浓缩水中的难降解有机物得到去除,可生化性提高;通过进出水紫外吸光度和出水余氯或氧化还原电位的在线监测,确定紫外线光强、氧化剂投加量和亚硫酸钠等还原剂投加量。氧化后的反渗透浓缩水通过生物处理环节,在使用中空泡沫铁等铁基载体和外加碳源条件下强化反硝化过程实现浓缩水脱氮;中空泡沫铁生成铁氧化物和铁离子,进一步强化除磷,同时强化电子传递。生物处理出水进入微藻/湿地系统,该系统可对反渗透浓缩水进行进一步深度脱氮除磷。
以下按照三个阶段具体描述:
强紫外线高级氧化
反渗透浓缩水首先进入紫外线反应器中,通过紫外线与次氯酸盐或次氯酸或氯胺的共同作用、优选还增加紫外线与过硫酸盐/铜离子的共同作用,氧化去除有机物。
该过程中,反渗透浓缩水先经过强紫外线高级氧化(紫外线/次氯酸钠、紫外线/次氯酸、紫外线/氯胺、紫外线/过硫酸盐/铜离子)处理后,浓缩水中的难降解有机物得到去除,可生化性提高;通过进出水紫外吸光度和出水余氯或氧化还原电位的在线监测,确定紫外线光强、氧化剂投加量和还原剂如亚硫酸钠的投加量。
具体地,图2为反渗透浓缩水强紫外线高级氧化设备示意图,包括紫外反应器7、进水泵11、出水泵12、进水水箱10、出水水箱13、进水紫外吸光度检测器9、出水紫外吸光度检测器8、氧化加药装置1、第一搅拌器5、余氯检测器或氧化还原电位检测器、流量计2、有效氯检测器3、光强检测器4和紫外灯6等。反渗透浓缩水通过进水泵连续注入反应器,同时氧化加药装置1向反应器中加入次氯酸钠、过硫酸盐与铜离子溶液,在紫外线照射和搅拌器的共同作用下进行混合反应,最终通过出水泵将出水排出到出水水箱。利用紫外吸光度检测器在线测定进水的紫外吸光度(UV254)值。利用紫外吸光度检测器、残留氧化剂检测器(余氯检测器或氧化还原电位检测器)在线测定出水的紫外吸光度(UV254)值和残留氧化剂含量。
紫外线与次氯酸钠、次氯酸等氧化剂可协同产生羟基自由基、氯自由基,紫外线与过硫酸盐类氧化剂(如过一硫酸盐、过二硫酸盐)、氧化促进剂(铜离子)组合可协同产生羟基自由基和硫酸根自由基,提高浓缩水中有机物的去除率,使有机物得到有效去除,同时剩余有机物的可生化性提高。其中,0.1-0.5mg/L铜离子便可提高紫外线和过硫酸盐氧化剂组合去除反渗透浓缩水中有机物。
利用进水紫外吸光度检测器9,测得反渗透浓缩水的UV254值来反映反渗透浓缩水中有机物的含量,从而确定所需的紫外线光强及氧化剂投加量。利用出水紫外度检测器测定紫外线反应器出水UV254值,可反映反应器出水中的有机物含量,反馈紫外线光强和次氯酸钠投加量调节。当出水UV254值较高时,可提高紫外线光强、氧化剂投加量;当出水UV254值较低时,可降低紫外线光强、氧化剂投加量。
利用余氯检测器或氧化还原电位检测器,指示紫外线反应器出水中残留的次氯酸盐、氯胺和过硫酸盐含量。后采用Na2SO3或FeSO4将紫外线反应器出水中残留的次氯酸盐、氯胺或过硫酸盐反应掉,Na2SO3和FeSO4的投加量通过余氯量或氧化还原电位值确定。该反应可以降低水中的溶解氧和氧化电位,提高后续生物反硝化技术的效率。同时亚铁离子与次氯酸钠、氯胺、过硫酸盐反应生成铁离子,生成的铁离子通过絮凝作用去除水中的磷酸盐。
生物处理
紫外反应器出水进入SBR反应器,进行生物处理,通过外加碳源、生物反应器内置的中空泡沫铁等多孔铁基填料及其表面的微生物的作用下强化反硝化脱氮,并共代谢去除水中的有机物,同时产生的污泥进入污泥消化池。
该过程中,中空泡沫铁在缺氧好氧处理过程中生成铁氧化物,促进微生物的电子传递,强化反硝化脱氮效果,同时还可除磷。
具体地,图3为反渗透浓缩水生物处理技术设备示意图,主要为反硝化活性污泥反应器,包括生物反应器20、曝气装置14、碳源投加装置15、中空泡沫铁填料16、氧化还原电位电极21、硝酸盐电极22、氧气流量计23、进水泵18、出水泵17和定时器19等。生物处理流程包括用进水泵18泵入反渗透浓缩水、根据氧化还原电位电极21和硝酸盐电极22结果向进水投加碳源、缺氧反硝化反应(不曝气)、启动曝气装置14进行曝气好氧反应、沉淀、出水。在生物反应器中放置优选的中空泡沫铁等多孔铁基填料16,该填料为泡沫状,内部为空心球形,具有较好的浮力,且比表面积较大,可供微生物生长附着,同时中空泡沫铁在生物处理过程中生成的铁氧化物可促进电子传递,提高反硝化脱氮效率;中空泡沫铁释放的铁离子和铁氧化物还可起到除磷作用。
微藻/湿地处理
生物处理出水进入微藻/湿地系统进行深度脱氮除磷。
图4为反渗透浓缩水微藻/湿地系统示意图。在微藻/湿地系统的上层交替种植植物26和铺设水槽25,水槽25中培养微藻24。所述生物处理系统的出水进入所述微藻/湿地系统,在水槽中经过微藻脱氮除磷和纤维滤料27的过滤作用后,进入湿地中层的火山岩、陶粒等微生物填料层28,用于去除有机物。通过优选的藻类24、水生植物26、微生物填料层28共同作用对反渗透浓缩水进行脱碳脱氮除磷。优选地,微藻和湿地植物选用耐盐碱类微藻和湿地植物,使得无机盐在湿地植物和藻类处理过程中沉积和去除。为防止堵塞,微藻/湿地系统应定期进行翻耕。
实例
采用紫外线反应器进行紫外线/氯氧化反渗透浓缩水实验。反渗透浓缩水取自某再生水厂,为反渗透浓缩水。紫外照射功率为1mW/cm2,照射时间为10分钟,紫外剂量为600mJ/cm2。次氯酸钠投加量为30mg-Cl2/L。在反应过程中监测在不同照射时间下出水在254nm下的吸光度(即UV254值),所得结果如图5所示。结果表明,单独紫外光照对反渗透浓缩水的UV254去除效果很差;氯剂量在30mg-Cl2/L下,单独氯氧化和紫外线/氯对UV254去除率分别达30%和49%;可见,紫外线/氯氧化技术提高了反渗透浓缩水中有机物的去除率。
采用SBR反应器处理反渗透浓缩水,反应器运行周期为4h。在投加碳源条件下,出水总氮可达15mg/L以下。
利用微藻/湿地系统深度处理反渗透浓缩水。可有效去除反渗透浓缩水中总氮和总磷,1天时对总磷的去除率可达50%。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型,而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种反渗透浓缩水强化处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
在强紫外高级氧化阶段,在进入紫外反应器的反渗透浓缩水中加入次氯酸盐或次氯酸或氯胺,在紫外线和搅拌作用下进行混合反应,其中紫外线与次氯酸盐或次氯酸或氯胺协同产生羟基自由基、氯自由基,以便使一些有机物有效去除;优选地,还在反渗透浓缩水加入过硫酸盐类氧化剂和氧化促进剂铜离子,协同产生羟基自由基和硫酸根自由基,以便有效去除有机物;
在生物处理阶段,所述紫外反应器的出水进入生物反应器如SBR反应器,根据进出水硝酸盐浓度和进水的氧化还原电位投加碳源,进行缺氧反硝化反应去除硝酸盐和COD;在生物反应器中添加多孔铁基填料如中空泡沫铁,供微生物生长附着,同时多孔铁基填料生成的铁氧化物促进电子传递,提高反硝化脱氮效率并除磷;缺氧反硝化反应结束后通过曝气装置曝气进行好氧反应,去除残留的有机物COD。
2.如权利要求1所述的反渗透浓缩水强化处理方法,其特征在于,还包括以下步骤:
所述生物反应器的出水进入微藻/湿地系统,以对反渗透浓缩水进行深度脱氮除磷;其中所述微藻/湿地系统的上层交替种植植物和铺设水槽;水槽中培养微藻,水槽底部铺设纤维滤料,以过滤微藻,滤料定期清理获得残留藻细胞用于肥料制作;所述生物反应器的出水进入所述微藻/湿地系统,通过藻类、微生物和湿地植物对反渗透浓缩水进行脱氮除磷;优选地,微藻和湿地植物选用耐盐碱类微藻和湿地植物,使得无机盐在湿地植物和藻类处理过程中沉积和去除;优选地,利用从生物反应器得到的污泥向所述微藻/湿地系统提供肥料。
3.一种反渗透浓缩水强化处理设备,其特征在于,包括:
强紫外高级氧化系统,所述强紫外高级氧化系统包括紫外反应器、氧化加药装置、搅拌器和紫外灯;反渗透浓缩水注入所述紫外反应器,所述氧化加药装置向所述紫外反应器中加入次氯酸盐或次氯酸或氯胺,所述紫外灯用于提供紫外线,在所述搅拌器的搅拌作用下进行混合反应,反应后的水排出所述紫外反应器,其中紫外线与次氯酸盐或次氯酸或氯胺协同产生羟基自由基、氯自由基,以便使一些有机物有效去除;
生物处理系统,所述生物处理系统包括生物反应器如SBR反应器、曝气装置、碳源投加装置;所述紫外反应器的出水进入所述生物反应器,进行缺氧好氧生物处理,且所述碳源投加装置根据进出水硝酸盐浓度和进水的氧化还原电位定量投加碳源,进行缺氧反硝化反应去除硝酸盐和COD;缺氧反硝化反应结束后通过所述曝气装置曝气进行好氧反应,去除残留的有机物COD;在所述生物反应器中,具有多孔铁基填料如中空泡沫铁,该填料为泡沫状,内部为空心球形,供微生物生长附着,同时多孔铁基填料在生物处理过程中生成的铁氧化物促进电子传递,提高反硝化脱氮效率,并吸附除磷。
4.如权利要求3所述的反渗透浓缩水强化处理设备,其特征在于,所述氧化加药装置还向所述紫外反应器中加入过硫酸盐类氧化剂和氧化促进剂铜离子,协同产生羟基自由基和硫酸根自由基,以便有效去除有机物。
5.如权利要求3或4所述的反渗透浓缩水强化处理设备,其特征在于,所述强紫外高级氧化系统还包括进水紫外吸光度检测器、出水紫外吸光度检测器和残留氧化剂检测器,所述进水紫外吸光度检测器测量UV254值来反映反渗透浓缩水中有机物的含量,以确定所需的紫外线光强及氧化剂投加量,所述出水紫外吸光度检测器检测UV254值来反映出水中有机物的含量,以反馈调整紫外线光强及氧化剂投加量调节,所述残留氧化剂检测器用于检测所述紫外线反应器出水中残留的氧化剂含量,以便调整紫外线光强和氧化剂投加量,并确定所需还原剂的投加量;优选地,所述残留氧化剂检测器包括余氯检测器和/或氧化还原电位检测器。
6.如权利要求3至5任一项所述的反渗透浓缩水强化处理设备,其特征在于,所述生物处理系统还包括氧化还原电位电极、硝酸盐电极、氧气流量计和定时器,所述氧化还原电位电极和所述硝酸盐电极用于监控反应器中电位和硝酸盐浓度,确定所需的碳源投加量;所述氧气流量计用于监测曝气的氧气流量,所述生物反应器的进出水通过所述定时器控制水泵实现。
7.如权利要求3至6任一项所述的反渗透浓缩水强化处理设备,其特征在于,所述外源碳源为乙酸钠。
8.如权利要求3至7任一项所述的反渗透浓缩水强化处理设备,其特征在于,所述强紫外高级氧化系统还包括用于所述紫外反应器的进水泵和出水泵,所述生物处理系统还包括用于所述生物反应器的进水泵和出水泵。
9.如权利要求3至8任一项所述的反渗透浓缩水强化处理设备,其特征在于,还包括污泥消化池,所述污泥消化池与所述生物反应器相连用于接收污泥。
10.如权利要求3至9任一项所述的反渗透浓缩水强化处理设备,其特征在于,还包括微藻/湿地系统,所述生物反应器的出水进入微藻/湿地系统,以对反渗透浓缩水进行深度脱氮除磷;其中所述微藻/湿地系统的上层交替种植植物和铺设水槽;水槽中培养微藻,水槽底部铺设纤维滤料,以过滤微藻,滤料定期清理获得残留藻细胞用于肥料制作;中层设置优选的火山岩、陶粒等微生物填料层,用于去除有机物;所述生物反应器的出水进入所述微藻/湿地系统,通过藻类、湿地植物、微生物共同作用对反渗透浓缩水进行脱碳脱氮除磷;优选地,微藻和湿地植物选用耐盐碱类微藻和湿地植物,使得无机盐在湿地植物和藻类处理过程中沉积和去除;优选地,利用从生物反应器得到的污泥向所述微藻/湿地系统提供肥料。
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