CN205442899U - 一种耦合式反渗透浓水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种耦合式反渗透浓水处理系统，包括顺次联接的一体式AOPs反应器、混凝沉淀池、AO反应池、机械过滤器和臭氧氧化反应塔；本实用新型不仅去除效率高，氧化速度快，而且出水水质稳定，无二次污染；经该系统处理后的出水CODcr由120-400mg/L降至60mg/L以下，从而达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级B标准。本方法实施处理效率高、运行效果稳定、操作维护方便，容易实现工程规模化，在焦化废水处理方面具有广阔的应用前景。

Description

一种耦合式反渗透浓水处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种废水处理系统，具体为一种耦合式反渗透浓水处理系统。

背景技术

反渗透工艺作为一种高效、清洁的脱盐技术在各行各业中广泛应用，但是在生产过程中会有大约占总进水量30％的反渗透浓缩水排放，简称RO浓水，浓水中的盐和CODcr等污染物被浓缩3-4倍左右，浓水中硬度、碱度、有机物等含量相对大幅提升，经过浓缩的废水CODcr一般为120-400mg/L,电导率一般为4000-20000μs/cm，该类废水若不加以处理直接外排，则会对环境造成很大危害，给人们的生产、生活带来重大影响。

反渗透浓水的处理处置一直是世界性的难题，经对文献检索发现，早期反渗透浓水多采用直接排放，深井注射、喷灌等方法处理，但以上方法并未能从根本上减少浓缩液的排放，实际上造成了水资源的浪费。采用污水回用技术将污水处理后循环回用，不仅可以节约大量水资源，并且可以大幅度减少污水的排放，因而反渗透浓水的深度处理与回用已经成为今后工业企业节水减排的重点和趋势。现有技术中，对反渗透浓水的处理主要采取以下几种方案，第一类是将浓水余压利用、灌溉、养殖或中水回用等；第二类是将反渗透浓水与含碱废水混合沉淀去除盐分，结合生产工艺状况综合利用。第三类是主要采用物理吸附法，焚烧法、生化法和高级氧化等方法对水中难降解污染物进行处理回用。

由于浓水中含有大量的盐分，若采用生化方法处理，高浓度盐分的存在对生物活性有明显的抑制作用，有研究表明，当水的含盐量在3％以上时，采用生物降解水中污染物的效率将大受影响，且浓水中的有机物多为难生物降解的有机物，高盐度与难降解特性的叠加，使得RO浓水仅采用常规生化法处理难以达到排放要求。为此国内大量研究单位开始提出一些特殊方法对该类废水进行处理，例如采用电吸附、芬顿法、电催化、臭氧催化氧化等方法。但若仅采用该类方法处理RO浓水达标多存在处理费用高、药剂消耗量大、工艺过程难以控制等特点。因此，若将生化方法与化学氧化技术进行合理组合，开发一种处理效率高、运行成本低的反渗透浓水处理方法是十分有益的。

专利申请号200910236350.4公开了一种“叠片过滤器+多相催化臭氧氧化反应+臭氧破坏塔+生化反应池”的方法处理反渗透浓水。首先RO浓水在投加次氯酸钠杀菌后，经过叠片过滤器过滤，与臭氧充分混合，进入装填催化剂的臭氧反应塔氧化，再进行采用特殊生物菌的生化反应器进行生化处理后达标排放。该系统工艺流程简单，但是生化部分不容易控制，特殊菌种驯化周期较长，出水水质不能完全保证。

专利CN101723533A公开了一种焦化废水回用工艺产生浓水的处理方法，包括电絮凝气浮、电催化氧化组合方法，将反渗透浓水导入电絮凝气浮池，将电絮凝电极及电气浮电极通电，进行电絮凝气浮处理，然后将电絮凝出水导入电催化氧化池，电催化氧化电极由数个电极组组成，以钛材为电极基体，电极表面贵金属涂层为催化剂，电催化出水CODcr浓度小于60mg/L。该反渗透浓水组合工艺流程简单，但是耗电量大，且由于设备限制，无法实现大规模处理。

专利申请号为201310409405.6公布了一种焦化废水回用反渗透浓水的处理方法，采用在焦化废水反渗透浓水中加入Fenton试剂，去除浓水中的CODcr，降低浓水中有毒有害芳香烃含量，然后经过离子交换器，去除废水中的钙镁离子，再在浓水中加入碱性物质对浓水软化。该方法局限于反应中大量使用氧化剂和碱性药剂，处理成本偏高，可能会对环境造成二次污染，且该方法仅局限于焦化废水回用的反渗透浓水处理。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术中反渗透浓水的处理工艺繁琐且不能批量处理，或者成本偏高，容易产生二次污染的缺陷，提供一种耦合式反渗透浓水处理系统

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

一种耦合式反渗透浓水处理系统，包括一体式AOPs反应器，一体式AOPs反应器的输出端与混凝沉淀池的输入端连接，混凝沉淀池的输出端与AO反应池的输入端连接，AO反应池的输出端与机械过滤器的输入端连接，机械过滤器的输出端与臭氧氧化反应塔的输入端连接。

一体式AOPs反应器和所述臭氧氧化反应塔内均设置有耐氧化防腐涂层。

一体式AOPs反应器通常由中间隔墙分成2格，第一格内可设置铁碳填料，铁碳比1～2，池底设置曝气管道，浓水由反应器下部入口处进入，在进入反应器前调节浓水的pH为3～4，在充氧曝气气水比为5～15的条件下，利用铁-碳颗粒之间存在着电位差形成无数个细微原电池，发生电化学反应,使得阳极反应生成大量的二价铁离子进入废水，进而氧化成三价铁离子，形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂；阴极反应产生大量新生态的[H]和[O]，在偏酸性的条件下，这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，使有机大分子发生断链降解，提高了废水的可生化性，减轻后续处理设施的工作负荷。在第一格停留1～2h后由中间隔墙的配水花墙进入第二格，由于来水中含有大量的未被氧化的二价铁离子，此时投加3-5倍的双氧水，两者可发生芬顿反应。第二格内设置搅拌装置，保证投加的双氧水与水的充分混合，一体式AOPs反应器内可同时发生微电解、芬顿氧化，曝气氧化等多种反应，占地节省，处理效果好，是一种新型的集成化高的氧化反应器。

浓水经一体式AOPs反应器预处理后出水进入混凝沉淀池，在该池投加碱液，调整pH为8-9，使被氧化的三价铁离子与氢氧根反应生成Fe(OH)3絮状物，然后通过投加PAM形成大矾花使得絮状物得以沉淀去除。PAM投加量通常为3-20mg/L。污水在混凝沉淀池水停留时间为1.5-2.5h，沉淀池上清液排至A/O反应池，下部污泥经排泥管送至污泥浓缩池浓缩后脱水。

经一体式AOPs反应器和混凝沉淀池处理后，水的生化性有一定提高，此时可利用微生物的作用进一步降解去除水中可生化降解的污染物，但由于反渗透浓水中含有大量的盐分，若采用常规生化方法处理，高浓度盐分的存在对生物活性有明显的抑制作用，因此此时，将浓水引入A/O反应池中，在耐盐菌种生化降解下，有机物进一步分解，出水经沉淀后进入机械过滤器，经过过滤器的吸附、沉降、机械筛分等作用去除水中SS、胶体及部分CODcr，减少污染物在后续处理中被氧化分解的干扰因素。

机械过滤器的出水进入装填催化剂的臭氧氧化反应塔，臭氧氧化反应塔通常包括臭氧发生系统、臭氧气源系统、冷却水系统、臭氧投加设备、尾气破坏设备等组成。臭氧氧化反应塔塔体直径范围通常在0.8-5.0m，塔体设置污水进水/出水口,臭氧进气/出气口、催化剂进口/出口，催化剂支撑层以及反冲洗系统。反应塔由不锈钢或碳钢内衬防腐涂层加工而成，反应塔中臭氧浓度通常控制在50-200mg/L，臭氧浓度可根据不同类型的废水进行适当调节，浓水一般停留时间为0.5h-2h，污水在臭氧、催化剂的联合作用下，通过引发具有强氧化能力的羟基自由基，强化分解水中剩余的高稳定性、难降解有机污染物，从而达到深度氧化，最大限度地去除有机污染物的目的。臭氧氧化反应塔中未被利用的臭氧需通过塔外设置的尾气破坏装置进行臭氧分解。

优选的，臭氧氧化反应塔的入水口设置在塔体上方，臭氧的入口设置在所述臭氧氧化反应塔下部，在所述臭氧入口处设置有钛板微孔曝气器。臭氧氧化反应塔内装填有20％-30％塔体积的负载型催化剂。

进一步的，所述混凝沉淀池上设置有絮凝剂加药装置。

进一步的，所述AO反应池上设置有碳源补加装置，可以补充反硝化所需碳源，提高AO系统的脱氮效率。

本使用新型的工作原理为：反渗透浓水首先进入一体式AOPs反应器，将反渗透浓水中难生化物质部分无机化或者降解为可生化物质，将大分子有机物分解为小分子有机物，显著提高废水的B/C比，增强后级生化除污能力，废水经预处理后会在水中形成原生态的亚铁或铁离子，具有比普通混凝剂更好的混凝作用，无需再加铁盐等混凝剂，COD_cr去除率高，并且不会对水造成二次污染，且能提高了废水的可生化性，为后续的生化处理提供保证；经预氧化的出水进入混凝沉淀池，在该池投加一定浓度的Ca(OH)2，使一体式AOPs反应器出水中的Fe3+形成Fe(OH)3絮凝物，再通过PAM形成大矾花使得絮状物得以沉淀去除；混凝沉淀池出水进入AO反应池再利用微生物进一步分解水中的污染物，生化出水再通过臭氧催化氧化强化分解水中剩余的高稳定性、难降解有机污染物，从而达到深度氧化，最大限度地去除有机污染物的目的；AO反应池的出水经过机械过滤器的吸附、沉降、机械筛分等作用去除水中SS、胶体及部分CODcr，减少污染物在后续处理中被氧化分解的干扰因素；机械过滤器的出水进入装填催化剂的臭氧氧化反应塔；污水在臭氧、催化剂的联合作用下，将污水中有机物氧化降解为CO₂、H₂O及其它低分子无机化合物，去除效率高，氧化速度快，无二次污染，保证出水水质，经臭氧催化氧化塔处理后的出水即可以达到排放标准。

本实用新型的耦合式反渗透浓水处理系统，耦合了一体式AOPs反应器、混凝沉淀池、AO反应池、机械过滤器和臭氧氧化反应塔，不仅去除效率高，氧化速度快，而且出水水质稳定，无二次污染，经该工艺处理后的出水由CODcr120-400mg/L降至60mg/L以下，从而达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级B标准。本方法实施处理效率高、运行效果稳定、操作维护方便，容易实现工程规模化，在焦化废水处理方面具有广阔的应用前景。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型耦合式反渗透浓水处理系统的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

如图1所示，一种耦合式反渗透浓水处理系统，包括一体式AOPs反应器，一体式AOPs反应器的输出端与混凝沉淀池的输入端连接，混凝沉淀池的输出端与AO反应池的输入端连接，AO反应池的输出端与机械过滤器的输入端连接，机械过滤器的输出端与臭氧氧化反应塔的输入端连接。

一体式AOPs反应器由中间隔墙分成2格，第一格内设置铁碳填料，铁碳比1～2，池底设置曝气管道，浓水由反应器下部入口处进入，在进入反应器前调节浓水的pH为3～4，在充氧曝气气水比为6～8的条件下，利用铁-碳颗粒之间存在着电位差形成无数个细微原电池，发生电化学反应,使得阳极反应生成大量的二价铁离子进入废水，进而氧化成三价铁离子，形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂；阴极反应产生大量新生态的[H]和[O]，在偏酸性的条件下，这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，使有机大分子发生断链降解，提高了废水的可生化性，减轻后续处理设施的工作负荷。在第一格停留1～2h后由中间隔墙的配水花墙进入第二格，由于来水中含有大量的未被氧化的二价铁离子，此时投加3-5倍的双氧水，两者可发生芬顿反应。第二格内设置搅拌装置，保证投加的双氧水与水的充分混合，一体式AOPs反应器内可同时发生微电解、芬顿氧化，曝气氧化等多种反应，占地节省，处理效果好，是一种新型的集成化高的氧化反应器。

浓水经一体式AOPs反应器预处理后出水进入混凝沉淀池，在该池投加碱液，回调pH为8-9，使被氧化的三价铁离子与氢氧根反应生成Fe(OH)3絮状物，然后通过投加PAM形成大矾花使得絮状物得以沉淀去除。PAM投加量通常为0.5-5mg/L。污水在混凝沉淀池水停留时间为1.5-2.5h，沉淀池上清液排至A/O反应池，下部污泥经排泥管送至污泥浓缩池浓缩后脱水。

经一体式AOPs反应器和混凝沉淀池处理后，水的生化性有一定提高，此时，将浓水引入A/O反应池中，在耐盐菌种生化降解下，有机物进一步分解，出水经沉淀后进入机械过滤器，经过过滤器的吸附、沉降、机械筛分等作用去除水中SS、胶体及部分CODcr，减少污染物在后续处理中被氧化分解的干扰因素。

机械过滤器的出水进入装填催化剂的臭氧氧化反应塔，臭氧氧化反应塔选用不锈钢材质；臭氧氧化反应塔的入水口设置在塔体上方，臭氧的入口设置在所述臭氧氧化反应塔下部，在所述臭氧入口处设置有钛板微孔曝气器；原水从塔体上方进水口流入塔体，下方流出，臭氧从反应塔下部入口经钛板微孔曝气器进气，塔内臭氧浓度维持在80-120mg/L，与原水成逆流接触方式，臭氧氧化反应塔内装填有20％-30％塔体积的负载型催化剂。污水在臭氧、催化剂的联合作用下，利用臭氧的强氧化性将废水中难生化物质部分无机化或者降解为可生化物质，将大分子有机物分解为小分子有机物，臭氧催化氧化反应塔中未利用的臭氧需通过尾气破坏装置进行臭氧分解。

进一步的，一体式AOPs反应器和所述臭氧氧化反应塔内均设置有耐氧化防腐涂层。

进一步的，所述混凝沉淀池上设置有絮凝剂加药装置。

进一步的，所述AO反应池上设置有碳源补加装置，可以补充反硝化所需碳源，提高AO系统的脱氮效率。

本实用新型的耦合式反渗透浓水处理系统，联合了A2O生物脱氮除磷系统、AO反应池、混凝沉淀池和臭氧氧化反应塔，不仅去除效率高，氧化速度快，而且出水水质稳定，无二次污染，经该工艺处理后的出水CODcr≤80mg/L，氨氮≤10mg/L，挥发酚≤0.3mg/L，TP≤1mg/L，氰化物≤0.2mg/L。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种耦合式反渗透浓水处理系统，其特征在于，包括一体式AOPs反应器，所述一体式AOPs反应器的输出端与混凝沉淀池的输入端连接，所述混凝沉淀池的输出端与AO反应池的输入端连接，所述AO反应池的输出端与机械过滤器的输入端连接，所述机械过滤器的输出端与臭氧氧化反应塔的输入端连接。

2.如权利要求1所述的一种耦合式反渗透浓水处理系统，其特征在于，所述一体式AOPs反应器和所述臭氧氧化反应塔内均设置有耐氧化防腐涂层。

3.如如权利要求1或2所述的一种耦合式反渗透浓水处理系统，其特征在于，所述一体式AOPs反应器内设置有铁碳比为1：2的铁碳填料。

4.如权利要求2所述的一种耦合式反渗透浓水处理系统，其特征在于，所述的臭氧氧化反应塔外设置有尾气破坏装置。

5.如权利要求1或2所述的一种耦合式反渗透浓水处理系统，其特征在于，所述臭氧氧化反应塔的入水口设置在塔体上方，臭氧的入口设置在所述臭氧氧化反应塔下部，在所述臭氧入口处设置有钛板微孔曝气器。

6.如权利要求5所述的一种耦合式反渗透浓水处理系统，其特征在于，所述臭氧氧化反应塔内装填有20％-30％塔体积的负载型催化剂。

7.如权利要求1所述的一种耦合式反渗透浓水处理系统，其特征在于，所述AO反应池上设置有碳源补加装置。

8.如权利要求1所述的一种耦合式反渗透浓水处理系统，其特征在于，所述混凝沉淀池上设置有絮凝剂加药装置。