CN202449965U

CN202449965U - 废水处理系统

Info

Publication number: CN202449965U
Application number: CN2012200667420U
Authority: CN
Inventors: 胡惊雷
Original assignee: Meijing (beijing) Environmental Protection Tech Co Ltd
Current assignee: Meijing (beijing) Environmental Protection Tech Co Ltd
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2012-02-24
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2022-02-24

Abstract

本实用新型的废水处理系统，包括：生化处理单元；磁性离子交换树脂吸附单元；吸附废水处理单元；再生单元；再生树脂返送单元；以及再生废液处理单元。根据本实用新型的废水处理系统，由于具有磁性离子交换树脂吸附单元，因此，超滤及反渗透进水中的有机物含量大幅度降低，可以提高超滤的通量约15％，同时，反渗透的浓水达到排放标准可直接排放，并且，减少了反渗透膜浓水侧的有机物污染，使反渗透的连续运行周期更长。而且，由于在再生单元中对磁性离子交换树脂进行在线再生而循环利用，并在再生废液处理单元中对其废液进行处理，不仅能够降低成本，其他浓水在系统中也全部得到处理，没有二次污染。

Description

废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种废水处理系统，特别是，涉及一种用于实施炼油化工和煤化工废水的深度处理方法的废水处理系统。

背景技术

在炼油化工和煤化工的工业废水回用项目中，回用水装置的进水一般是污水处理场达标的排放废水、循环水排污和/或工厂清洁下水，回用水的去向一般是作为循环冷却水的补充水或者锅炉的补充水。当回用水装置的进水中含盐量较高时，为了满足作为循环冷却水的补充水或作为锅炉补充水的标准，需要采用反渗透工艺来脱除废水中的无机盐。

然而，在炼油化工和煤化工的工业废水中含有大量的有机物，而该有机物不能透过反渗透膜，因此，反渗透膜在脱除废水中的无机盐的同时，也对废水中的有机物进行了富集，由此提高了反渗透浓水中的COD(ChemicalOxygen Demand，化学需氧量)浓度。

近几年来，随着环保要求的进一步提高，要求反渗透浓水达标排放，其中，主要的难点是反渗透浓水中的COD浓度要求达到60mg/L以下。而目前，在石化或煤化工废水回用装置中，原水的COD通常在60mg/L以下，以40～60mg/L居多，经过多介质过滤或超滤等过滤后，反渗透进水中的COD为约30～40mg/L，经过反渗透膜浓缩3～4倍后，浓水中的COD为约120～160mg/L，不能满足排放的要求。过去，在类似的污水回用项目中，反渗透浓水的主要处理途径是与其它低浓度污水混合后排放，但是，随着水资源的日益短缺，节水意识的深入和污水回用程度的不断提高，能够使用的低浓度废水也日益减少，反渗透浓水由于COD超标，难以排放，也严重影响了污水回用工作的开展。

为了进一步降低反渗透浓水中的有机物，即为了进一步降低反渗透浓水的COD浓度，以达到排放标准，有人采用臭氧氧化技术，利用臭氧的强氧化性破坏有机物的碳链，从而达到分解有机物的目的。然而，采用臭氧氧化存在如下问题：1)臭氧氧化只是把大分子有机物变成小分子有机物，氧化后还需要进一步的处理；2)当水中的有机物含量极低时，臭氧氧化的效果较好，然而由于水质的成分复杂，尤其是工业废水中含有大量的易氧化物质，比如氨氮等等，当将臭氧加入到这种水体中时，这些物质迅速消耗了大量的臭氧，而臭氧在气体和水中的浓度有限，导致臭氧在实际应用中效果不佳，影响废水的回收利用率；3)臭氧的制备效率低，当需要的臭氧量大时，设备及操作成本昂贵；4)臭氧发生设备及工艺在实际运行中容易发生泄漏，虽然大多采用了尾气吸收技术，仍然对操作者的身体健康构成威胁，因此，其应用受到了限制。

另一种常用的脱除有机物的方法是活性炭吸附，但活性炭对有机物的吸附容量有限，使用一段时间后吸附性能下降，使废水的回收利用率低，而且，用过的活性炭如果废弃或处置不当会造成二次污染，也增加处理成本；如果再生，需要的再生条件苛刻，且难以在线再生，需要从设备里卸出来运到专门的再生工厂，操作复杂、运输及再生费用高昂，而且活性炭过滤设备占地大等问题。

实用新型内容

本实用新型是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种能够有效地去除废水中的有机物而降低COD浓度，从而提高废水回用的收率，并使反渗透浓水达到直接排放标准，同时，所使用的吸附剂可在线再生而重复利用的废水处理系统。

本实用新型的上述目的是通过下述技术方案来达成。

一种废水处理系统，包括：

生化处理单元；

磁性离子交换树脂吸附单元；

吸附废水处理单元；

再生单元；

再生树脂返送单元；以及

再生废液处理单元。

根据本实用新型的废水处理系统，由于具有磁性离子交换树脂吸附单元，因此，超滤及反渗透进水中的有机物含量大幅度降低，可以提高超滤的通量约15％，同时，反渗透的浓水达到排放标准可直接排放，并且，减少了反渗透膜浓水侧的有机物污染，使反渗透的连续运行周期更长。

而且，由于在再生单元中对磁性离子交换树脂进行在线再生而循环利用，并在再生废液处理单元中对其废液进行处理，在不仅能够降低成本，其他浓水在系统中也全部得到处理，没有二次污染。

附图说明

图1是表示本实用新型实施方式的废水处理系统的示意图。

附图标记说明如下：

1 废水池

2、7、13、18、26 泵

3 曝气生物滤池

4 磁性离子交换树脂吸附反应器

5 污水物流

6、12、17、25 缓冲罐

8、27 过滤器

9 超滤膜组件

10 超滤透过液

11 超滤浓水

14 反渗透膜组件

15 反渗透产品水

16 反渗透浓水

19 树脂抽吸泵

20 磁性离子交换树脂物流

21 树脂再生系统

22 再生废液

23 电解氧化装置

24 电解氧化后废液

28 钠滤膜组件

29 钠滤透过液

30 钠滤浓水

31 再生后树脂

32 再生树脂分配器

具体实施方式

下面，结合附图对本实用新型进行详细的说明。

本实用新型的废水处理系统，包括：生化处理单元；磁性离子交换树脂吸附单元；吸附废水处理单元；再生单元；再生树脂返送单元；以及再生废液处理单元。

具体而言，上述生化处理单元包括曝气生物滤池，是通过曝气生物滤池对废水中的石油类、氨氮和BOD(有机污染物)等进行降解的单元；

上述磁性离子交换树脂吸附单元包括树脂吸附反应器，是在树脂吸附反应器中搅拌下通过磁性离子交换树脂吸附废水中的有机物的单元；

上述吸附废水处理单元包括超滤膜组件和反渗透膜组件，是通过超滤膜组件和反渗透膜组件对由磁性离子交换树脂吸附后的废水进行处理的单元；

上述再生单元包括再生系统，是在再生系统中采用氯化钠盐水对吸附有机物后的磁性离子交换树脂进行再生的单元；

上述再生树脂返送单元包括再生树脂分配罐，是通过再生树脂分配罐将再生后的磁性离子交换树脂返送至磁性离子交换树脂吸附单元中的树脂吸附反应器的单元；

上述再生废液处理单元包括电解氧化装置和钠滤膜组件，是通过电解氧化装置和钠滤膜组件对树脂再生系统排出的再生废液进行处理的单元。

在上述磁性离子交换树脂吸附单元中，树脂吸附反应器可采用一级构成或二级以上的构成。

另外，各单元之间和各装置、组件之间采用管线连接，本领域技术人员可根据情况选择适当的连接方式。

图1是表示本实施方式中的废水处理系统的示意图。

如图1所示，污水处理厂经二级生化处理后的外排废水即原水进入废水池1，在废水池1短暂停留和缓冲后，通过泵2进入曝气生物滤池3，在曝气生物滤池3中，对石油类、氨氮和BOD进行降解(生物处理单元)。可采用本领域通常使用的曝气生物滤池，并没有特殊的限定，例如，曝气生物滤池滤料可采用3～10mm陶粒，曝气生物滤池的溶解氧3～4mg/L，采用气水反冲洗，气洗强度为12～16L/s.m²，水洗强度4～6L/s.m²。空床停留时间为1～1.5小时。

经曝气生物滤池3处理后的废水进入磁性离子交换树脂吸附反应器4，在磁性离子交换树脂吸附反应器4中，污水中的有机物在搅拌下与磁性离子交换树脂上的Cl^-进行交换，从而有机物被树脂吸附(磁性离子交换树脂吸附单元)。此时，对磁性离子交换树脂浓度并没有特殊的限定，但优选相对于废水的磁性离子交换树脂浓度为100～200ml/L。若磁性离子交换树脂浓度小于100ml/L，则与废水的接触面积小，对有机物的吸附能力降低；若磁性离子交换树脂浓度大于200ml/L，则影响搅拌。

另外，在上述树脂吸附反应器4中，对磁性离子交换树脂对废水的吸附时间没有特殊的限定，但优选为12～15分钟，若吸附时间小于12分钟，有可能导致对有机物的吸附不充分，另外，即使吸附时间超过15分钟，吸附能力也不会大幅上升，因而不优选。

图1中，磁性离子交换树脂吸附工序采用一级吸附，即所述的磁性离子交换树脂吸附反应器4是一级构成，但并不限于这些，可根据废水流量和废水中的COD浓度，采用二级以上吸附。当磁性离子交换树脂吸附反应器4采用二级以上构成时，每级的吸附时间分别设定为12～15分钟。

如图1所示，从磁性离子交换树脂吸附反应器4中出来两股物流，即用磁性离子交换树脂吸附有机物后的污水物流5和送去树脂再生系统的磁性离子交换树脂物流20。

物流5经过缓冲罐6和泵7以及过滤器8，进入超滤膜组件9，通过超滤膜组件9去除污水中的悬浮物和胶体(吸附废水处理单元)。超滤膜组件可采用本领域中公知的任意超滤膜组件。

如图1所示，经过超滤膜组件9的污水分成两股物流，即含有少量悬浮物和胶体的超滤透过液10，以及富含悬浮物和胶体的超滤浓水11。富含悬浮物和胶体的超滤浓水11经过缓冲罐17和泵18返送到废水池1，然后进入曝气生物滤池处理，以提高水的利用率，并利用曝气生物滤池对超滤浓水中可生化降解的有机物进一步处理，同时截留超滤浓水中的悬浮物。

超滤透过液10则经过缓冲罐12和泵13进入反渗透膜组件14(吸附废水处理单元)。由于大部分盐和有机物不能透过反渗透膜组件；因此，反渗透膜组件14将超滤透过液10分成两股物流，即含有较少盐和有机物的反渗透产品水15和富含盐和有机物的反渗透浓水16，反渗透产品水15可直接回收利用，反渗透浓水16则达到排放标准，可直接排放(COD浓度为60mg/L以下)。

关于上述磁性离子交换树脂物流20，采用树脂抽吸泵19从磁性离子交换树脂吸附反应器4中抽出，送入树脂再生系统21，并在搅拌下用氯化钠盐水再生，树脂上吸附的有机物被氯化钠盐水中的Cl^-置换，进入再生废液中(再生单元)。此时，再生系统的再生周期是2～3小时，所用的氯化钠盐水为饱和盐水。

经过再生系统21再生的磁性离子交换树脂31进入树脂分配罐32。然后，将树脂分配罐中的经过再生的磁性离子交换树脂补充到磁性离子交换树脂吸附反应器4中(再生树脂返送单元)。当前述的磁性离子交换树脂吸附反应器4采用二级以上构成时，则将再生后的磁性离子交换树脂补充到最后级的磁性离子交换树脂吸附反应器中。

从树脂再生系统21排出的再生废液22含有高浓度的有机物和盐(氯化钠)，其COD浓度为约15000mg/L，氯离子浓度为25～45g/L。将其送入电解氧化装置23，以氯化钠溶液为电解质，利用电解过程中产生的氧化能力极强的羟基自由基和次氯酸根，达到对难生化降解的有机物进行分解的目的，并在很大程度上提高了废水的可生化性，同时，由于树脂再生废液中含有足够的氯化钠，因此，不需要外加电解质(再生废液处理单元)。

对上述电解氧化装置并没有特殊的限定，可采用本领域公知的电解氧化装置。电解电极应采用析氧电位高的电极，例如，可采用Ir/Ti作为阳极(网格式)，Ti+SUS316L作为阴极，在电压为25～40V、电流密度为3000～6000A/m2的条件下，电解15～30分钟。

经电解氧化处理后的电解氧化后废液24经过缓冲罐25和泵26以及过滤器27送入钠滤膜组件28，由于氯化钠和水能透过钠滤膜而大部分有机物不能透过钠滤膜，因此，钠滤膜组件28将电解氧化后废液24分成两股物流，即富含氯化钠的钠滤透过液29和富含有机物的钠滤浓水30(再生废液处理单元)。钠滤透过液29返送树脂再生系统21，用于配制再生用氯化钠盐水。电解废液中的有机物在钠滤膜组件的浓水侧进一步被浓缩10～20倍。

对钠滤膜组件28并没有特殊的限定，可采用本领域公知的任意钠滤膜组件。

钠滤浓水30送到废水池1，然后进入曝气生物滤池进行生化处理。

下面，通过实施例，进一步详细说明本实施方式。

实施例1

按照下述步骤进行废液处理。

a、通过泵将待处理的废水提升至曝气生物滤池进行生化处理。废水的COD浓度为60mg/L。作为曝气生物滤池的滤料采用3～5mm陶粒(马鞍山市华骐环保科技发展有限公司生产)，溶解氧浓度≥3mg/L，曝气强度0.13m³/m².min，采用气水反冲洗，气洗强度为14L/s.m²，水洗强度为5L/s.m²，空床停留时间为1.5小时。

b、采用2级吸附，并通过磁性离子交换树脂(

Orica Watercare公司)，在搅拌下对经生化处理的废水进行吸附。此时，相对于废水，磁性离子交换树脂浓度为150ml/L，每级吸附时间15分钟，磁性离子交换树脂对废水中COD的吸附能力是25mg/L。再生系统的再生周期是2.8小时，再生盐水为饱和氯化钠盐水。

c、采用浸没式超滤膜组件，以50lmh/m²的设计通量，对吸附处理后的废水进行超滤处理。此时，水回收率为95％。

d、作为反渗透膜组件采用抗污染膜(海德能PROC10)，以20lmh/m²的设计通量，进行反渗透处理，反渗透的水回收率为75％。采用GB 11914-89所规定的重铬酸钾法测定反渗透浓水的COD浓度。结果COD浓度为57mg/L，符合排放标准。

e、采用饱和氯化钠盐水，以再生周期2.8小时，在再生系统中对上述吸附有机物后的磁性离子交换树脂进行再生处理。此时，再生排放废液中的COD浓度为15000mg/L，氯离子浓度为45g/L。

f、对上述再生排放废液进行电解化学氧化，此时，电解电极是以Ir/Ti作为阳极(网格式)、以Ti+SUS316L作为阴极、并在电压为30V、电流密度为4000A/m2的条件下，电解25分钟，电解对COD的降解率达到90％以上。

g、对上述电解后废液进行钠滤膜处理，此时，COD浓缩倍数为20倍。钠滤膜透过液则返送树脂再生系统，盐得到再利用。钠滤浓水则返送曝气生物滤池进行处理。

由实施例1可知，通过采用磁性离子交换树脂吸附废水中的有机物，去除了废水中的大部分有机物，再经过超滤处理和反渗透处理后，反渗透浓水达到排放标准，可直接排放。

而且，通过氯化钠盐水对吸附有机物后的磁性离子交换树脂进行再生，可容易地实现吸附剂的在线再生。

以上，通过具体实施方式详细说明了本实用新型的废水处理系统，然而，本实用新型并不限定于上述所公开的示例性实施例，本领域技术人员应当理解，在不脱离其宗旨的范围内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种废水处理系统，包括生化处理单元、磁性离子交换树脂吸附单元、吸附废水处理单元、再生单元、再生树脂返送单元以及再生废液处理单元，其中，

所述磁性离子交换树脂吸附单元包括树脂吸附反应器，是在树脂吸附反应器中搅拌下通过磁性离子交换树脂吸附废水中的有机物的单元；

所述再生废液处理单元包括电解氧化装置和钠滤膜组件，是通过电解氧化装置和钠滤膜组件对再生单元排出的再生废液进行处理的单元。

2.如权利要求1所述的废水处理系统，其中，所述生化处理单元包括曝气生物滤池，是通过曝气生物滤池对废水中的石油类、氨氮和BOD进行降解的单元。

3.如权利要求1所述的废水处理系统，其中，所述树脂吸附反应器是一级构成或二级以上的构成。

4.如权利要求1所述的废水处理系统，其中，所述吸附废水处理单元包括超滤膜组件和反渗透膜组件，是通过超滤膜组件和反渗透组膜组件对由磁性离子交换树脂吸附后的废水进行处理的单元。

5.如权利要求1所述的废水处理系统，其中，所述再生单元包括再生系统，是在再生系统中采用氯化钠盐水对吸附有机物后的磁性离子交换树脂进行再生的单元。

6.如权利要求1所述的废水处理系统，其中，所述再生树脂返送单元包括再生树脂分配罐，是通过再生树脂分配罐将再生后的磁性离子交换树脂返送至磁性离子交换树脂吸附单元中的树脂吸附反应器的单元。