CN110104839A

CN110104839A - 一种用于工业废水反渗透浓水预处理系统及其方法

Info

Publication number: CN110104839A
Application number: CN201910480062.XA
Authority: CN
Inventors: 李海波; 王靖宇; 盛宇星; 李玉平
Original assignee: Beijing Saike Kanglun Environmental Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Saike Kanglun Environmental Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2019-06-04
Filing date: 2019-06-04
Publication date: 2019-08-09

Abstract

本发明公开了一种用于工业废水反渗透浓水预处理系统，它包括依次连接的复合氧化单元、氧化剂分解单元、曝气单元和树脂软化单元；本发明方法通过该系统实现了反渗透浓水中有机物和高价金属离子高效去除，为反渗透浓水进一步浓缩提供有效保障。

Description

一种用于工业废水反渗透浓水预处理系统及其方法

技术领域

本发明属于废水深度处理领域，尤其涉及一种用于工业废水反渗透浓水预处理系统及其方法。

背景技术

工业废水按行业的产品加工对象分类，如冶金废水、造纸废水、炼焦煤气废水、金属酸洗废水、纺织印染废水、制革废水、农药废水、化学肥料废水等。造纸、化工、纺织、钢铁合计排放量约为48％，是工业废水最主要的排放来源。目前，我国工业废水的现状是排放量大、排放达标率和重复利用率较低。采用现有技术进行处理，虽然可以达到国家和地方废水排放标准，但经处理达标后的工业废水中仍存在部分有机物、Ca、Mg、Fe高价离子等，在进行反渗透脱盐回用后，根据回用率的不同，有机污染物和钙、镁和铁等高价离子浓度提高3-5倍，限制了反渗透浓水进一步的回用，因此需要对反渗透浓水进行预处理去除有机物，钙、镁和铁等高价离子，而采用高级氧化方法去除反渗透浓水有机物时，废水中残余氧化剂会造成后续膜浓缩系统膜元件分解，缩短膜元件使用寿命。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种用于工业废水反渗透浓水预处理系统及其方法，该预处理系统通过复合氧化、氧化剂分解、曝气处理以及树脂软化四个单元的，互相协调处理，最终实现了反渗透浓水中有机物和高价金属离子的高效去除，工艺流程简单，处理效果好，为反渗透浓水进一步浓缩提供有效保障。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于工业废水反渗透浓水预处理系统，它包括依次连接的复合氧化单元、氧化剂分解单元、曝气单元和树脂软化单元。

所述复合氧化单元设置为复合氧化塔。

所述氧化剂分解单元包括加碱池，所述加碱池连接一沉淀池。

曝气单元设置为曝气池。

一种利用上述预处理系统的处理方法，所述废水首先进入复合氧化单元去除废水中的有机物，降低COD后进入氧化剂分解单元，分解氧化剂的同时沉淀去除废水中的钙、镁和铁离子，氧化剂分解单元出水进入曝气处理单元深度去除氧化剂，出水进入树脂软化单元处理，最终出水钙、镁离子总量＜10mg/L，铁离子含量＜0.05mg/L。

所述复合氧化单元中过氧化氢投加量为H2O2:COD=1:1~4:1，反应时间为30min~120min，臭氧投加量为200mg/L~600 mg/L。

氧化剂分解单元投加氢氧化钠和碳酸钠，沉淀水中的钙、镁和铁离子，同时分解水中残余氧化剂，出水pH为11~12，氧化剂分解率＞95%。

曝气处理单元中加入硫酸溶液将pH调至7~8，通过曝气使水中残余的臭氧和调节pH产生的二氧化碳溢出，同时进一步使水中氧化剂分解，出水氧化剂含量＜0.5mg/L。

废水包括钢铁废水、煤化工废水、石化废水、造纸废水或印染织废水反渗透浓水的任意一种或至少两种的组合，其COD＜300mg/L，钙、镁和铁含量分别小于800mg/L、200 mg/L和10 mg/L。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明公开了一种用于工业废水反渗透浓水预处理系统及其方法，经该预处理系统处理后的废水，COD＜80mg/L，钙、镁离子总量＜10mg/L，铁离子含量＜0.05mg/L；

（2）本预处理系统，通过将调节pH和曝气相结合，一方面有效地去除复合氧化残留的氧化剂及水中的二氧化碳，另一方面去除了水中大部分高价金属离子，避免后续软化树脂被氧化而失效，以及后续浓缩系统（电渗析或高压反渗透）膜组件被氧化。

附图说明

图1 是本发明工业废水反渗透浓水预处理系统及其方法流程图。

具体实施方式

为了更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

如图1所示，一种用于工业废水反渗透浓水预处理系统，它包括依次连接的复合氧化单元1、氧化剂分解单元2、曝气单元3和树脂软化单元4。复合氧化单元1设置为复合氧化塔，氧化剂分解单元2包括加碱池，所述加碱池连接一沉淀池，曝气单元3设置为曝气池。

利用上述预处理系统的处理方法具体为，将废水首先进入复合氧化单元去除废水中的有机物，降低COD后进入氧化剂分解单元，分解氧化剂的同时沉淀去除废水中的钙、镁和铁离子，氧化剂分解单元出水进入曝气处理单元深度去除氧化剂，出水进入树脂软化单元处理，最终出水钙、镁离子总量＜10mg/L，铁离子含量＜0.05mg/L。

在复合氧化单元中，过氧化氢投加量为H₂O₂:COD=1:1~4:1，1:1、2:1、3:1、4:1，反应时间为30min~120min，30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min，臭氧投加量为200mg/L~600 mg/L，200 mg/L、210 mg/L、220 mg/L、240 mg/L、250mg/L、260 mg/L、270 mg/L、280 mg/L、300 mg/L、320 mg/L、330 mg/L、350 mg/L、380 mg/L、400 mg/L、420 mg/L、430 mg/L、450 mg/L、460 mg/L、480 mg/L、500 mg/L、510 mg/L、530mg/L、550 mg/L、560 mg/L、580 mg/L、590 mg/L、600 mg/L等。

氧化剂分解单元出水pH为11~12，11、11.1、11.2、11.3、11.4、11.5、11.6、11.7、11.8、11.9、12，氧化剂分解率＞95%。

曝气处理单元中加入硫酸溶液将pH调至7~8，7、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8，通过曝气使水中残余的臭氧和调节pH产生的二氧化碳溢出，同时进一步使水中氧化剂分解，出水氧化剂含量＜0.5mg/L。

本预处理系统处理的废水包括钢铁废水、煤化工废水、石化废水、造纸废水或印染织废水反渗透浓水的任意一种或至少两种的组合，其COD＜300mg/L，钙、镁和铁含量分别小于800mg/L、200 mg/L和10 mg/L。

实施例1

某煤化工厂反渗透浓水COD为160mg/L，钙、镁和铁离子含量分别为310mg/L，100mg/L，4mg/L,采用如下方法处理该废水：

（1）反渗透浓水首先进入复合氧化单去除废水中有机物，过氧化氢投加量为H₂O₂：COD=2:1（质量比），反应时间60min，臭氧投加量300mg/L，经复合氧化后出水COD降低至60mg/L。

（2）复合氧化出水进水氧化剂分解单元，加入氢氧化钠和碳酸钠溶液，调节ph为11.3，使水中氧化剂分解，氧化剂分解率为98%，加碱液的同时，水中的钙、镁和铁离子得到沉淀，检测出水钙、镁和铁分别为25、12和1mg/L。

（3）氧化剂分解单元出水进入曝气单元，加入硫酸溶液调节ph至7.5，通过曝气的方式使水中二氧化碳和臭氧溢出，同时进一步分解氧化剂，检测出水氧化剂浓度为0.3mg/L。

（4）曝气单元出水进入树脂软化单元，所用树脂为强酸型软化树脂，树脂交换柱为固定床，树脂软化出水钙、镁和铁离子含量小于分贝4，1和0.03mg/L。

实施例2

某造纸工厂反渗透浓水COD为230mg/L，钙、镁和铁离子含量分别为460mg/L，150mg/L，6mg/L，采用如下方法处理该废水：

（1）反渗透浓水首先进入复合氧化单去除废水中有机物，过氧化氢投加量为H₂O₂：COD=3:1（质量比），反应时间90min，臭氧投加量450mg/L，经复合氧化后出水COD降低至70mg/L。

（2）复合氧化出水进水氧化剂分解单元，加入氢氧化钠和碳酸钠溶液，调节ph为11.8，使水中氧化剂分解，氧化剂分解率为97%，加碱液的同时，水中的钙、镁和铁离子得到沉淀，检测出水钙、镁和铁分别为31、11和2.mg/L。

（3）氧化剂分解单元出水进入曝气单元，加入硫酸溶液调节ph至7.5，通过曝气的方式使水中二氧化碳和臭氧溢出，同时进一步分解氧化剂，检测出水氧化剂浓度为0.2mg/L。

（4）曝气单元出水进入树脂软化单元，所用树脂为强酸型软化树脂，树脂交换柱为固定床，树脂软化出水钙、镁和铁离子含量小于分贝5，2和0.03mg/L。

实施例3

某石化工厂反渗透浓水COD为280mg/L，钙、镁和铁离子含量分别为720mg/L，195mg/L，8mg/L,采用如下方法处理该废水：

（1）反渗透浓水首先进入复合氧化单去除废水中有机物，过氧化氢投加量为H₂O₂：COD=4:1（质量比），反应时间120min，臭氧投加量580mg/L，经复合氧化后出水COD降低至80mg/L。

（2）复合氧化出水进水氧化剂分解单元，加入氢氧化钠和碳酸钠溶液，调节ph为12，使水中氧化剂分解，氧化剂分解率为96%，加碱液的同时，水中的钙、镁和铁离子得到沉淀，检测出水钙、镁和铁分别为36、13和3mg/L。

（4）曝气单元出水进入树脂软化单元，所用树脂为强酸型软化树脂，树脂交换柱为固定床，树脂软化出水钙、镁和铁离子含量小于分别6，3和0.04mg/L。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种用于工业废水反渗透浓水预处理系统，其特征在于，它包括依次连接的复合氧化单元（1）、氧化剂分解单元（2）、曝气单元（3）和树脂软化单元（4）。

2.如权利要求1所述的预处理系统，其特征在于，所述复合氧化单元（1）设置为复合氧化塔。

3.如权利要求2所述的预处理系统，其特征在于，所述氧化剂分解单元（2）包括加碱池，所述加碱池连接一沉淀池。

4.如权利要求3所述的预处理系统，其特征在于，曝气单元（3）设置为曝气池。

5.一种利用上述任一权利要求所述预处理系统的处理方法，其特征在于，所述废水首先进入复合氧化单元去除废水中的有机物，降低COD后进入氧化剂分解单元，分解氧化剂的同时沉淀去除废水中的钙、镁和铁离子，氧化剂分解单元出水进入曝气处理单元深度去除氧化剂，出水进入树脂软化单元处理，最终出水钙、镁离子总量＜10mg/L，铁离子含量＜0.05mg/L。

6.如权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述复合氧化单元中过氧化氢投加量为H₂O₂:COD=1:1~4:1，反应时间为30min~120min，臭氧投加量为200mg/L~600 mg/L。

7.如权利要求5所述的处理方法，其特征在于，投加氢氧化钠和碳酸钠，沉淀水中的钙、镁和铁离子，同时碱性条件下有利于水中残余氧化剂即臭氧和双氧水的分解，氧化剂分解单元出水pH为11~12，氧化剂分解率＞95%。

8.如权利要求5所述的处理方法，其特征在于，曝气处理单元中加入硫酸溶液将pH调至7~8，通过曝气使水中残余的臭氧和调节pH产生的二氧化碳溢出，同时进一步使水中氧化剂分解，出水氧化剂含量＜0.5mg/L。

9.如权利要求5-8中任一权利要求所述的处理方法，其特征在于，废水包括钢铁废水、煤化工废水、石化废水、造纸废水或印染织废水反渗透浓水的任意一种或至少两种的组合，其COD＜300mg/L，钙、镁和铁含量分别小于800mg/L、200 mg/L和10 mg/L。