專利名稱：一種高鹽度難降解有機廢水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用膜生物反應器進行高鹽度難降解有機廢水的處理方法。
背景技術(shù)：
在噴涂、電鍍等金屬表面處理過程中產(chǎn)生的有機廢水主要含有潤滑油、表面活性劑、硅酸鹽、磷酸鹽和碳酸鹽等污染物。這類廢水因鹽含量高和有機物難以生物降解，而成為目前國內(nèi)外廢水處理的難點和熱點之一。無機鹽類在微生物生長過程中起著促進酶反應、維持膜平衡和調(diào)節(jié)滲透壓的重要作用，但鹽濃度過高，會對微生物的生長產(chǎn)生抑制，使得廢水處理常用的生物法不適用。膜生物反應器(MBR)是一種新型高效的水處理技術(shù)，具有傳統(tǒng)方法所不及的許多優(yōu)點，能夠滿足目前國際上最嚴格的污水排放標準。膜生物反應器主要由生物反應器與膜組件兩部分構(gòu)成，廢水中的有機物經(jīng)過生物反應器內(nèi)微生物的降解作用，使水質(zhì)得到凈化，而膜的作用主要是將活性污泥與大分子有機物及細菌等截留于反應器內(nèi)，使出水水質(zhì)達到回用水水質(zhì)要求，同時保持反應器內(nèi)有較高的污泥濃度，加速生化反應的進行。膜法處理廢水在近幾年發(fā)展很快，包括對城市生活污水、垃圾滲濾液、工業(yè)廢水等的處理都有大量的報道，并且大規(guī)模工業(yè)應用也較多。膜法處理廢水不僅處理效果好，還可以對廢水中一些有價值的成份進行回收。如用膜法處理鍍鎳的電鍍廢水時，可以對鎳離子以及水進行回用，廢水排放量以及污染程度不僅大大減少，而且回用的鎳離子有較高的經(jīng)濟價值且節(jié)約用水量，可以在較短時間內(nèi)回收廢水處理設(shè)備的成本。雖然膜生物反應器處理廢水效果較好，但是采用膜生物反應器處理廢水時，還存在以下問題亟待解決系統(tǒng)需氧量大，能耗高；難生物降解物質(zhì)的積累容易造成微生物的毒害和膜的污染；膜組件價格比較昂貴。其中，高能耗和膜污染是影響膜生物反應器推廣運用的主要障礙。由于MBR 系統(tǒng)的能耗值與膜通量，膜污染狀況，污泥程度，曝氣量，系統(tǒng)規(guī)模，泵的選型以及流程設(shè)計均有關(guān)系，因此，要降低能耗要特別注意設(shè)備選型的合理以及流程設(shè)計的優(yōu)化。如上所述，在噴涂、電鍍等金屬表面處理過程中產(chǎn)生的有機廢水中鹽的含量非常高，且含有很多難降解有機物，這些污染物均會對膜生物反應器中的微生物造成毒害，導致處理成本增加和影響廢水處理效果。有效解決或降低膜生物反應器應用于此類高鹽度難降解有機廢水所存在的膜污染和高能耗問題，對于高鹽度難降解有機廢水的處理具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成功將膜生物反應器應用于高鹽度難降解有機廢水中處理的方法，該方法運行穩(wěn)定，處理成本低，處理效果好。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種采用膜生物反應器進行高鹽度難降解有機廢水的處理方法，其包括如下步驟 (1)、隔油預處理利用油與水的比重差異，分離除去懸浮在廢水中的浮油；(2)、三效蒸發(fā)處理經(jīng)過步驟(1)的廢水通入到三效蒸發(fā)器中進行處理，處理所得冷凝液進入下一工序，處理所產(chǎn)生的結(jié)晶濃縮液再進行離心脫水，離心脫水所產(chǎn)生的清液重新進入三效蒸發(fā)器中循環(huán)蒸發(fā)處理；
(3)、膜生物反應器處理將步驟(2)所得冷凝液通入到膜生物反應器中，通過生物代謝作用去除有機物，所述膜生物反應器采用偏氟乙烯材質(zhì)的中空纖維膜，膜孔徑為 0. 25μπι 0. :35μπι，膜通量為12L/m2 · h 15/m2 · h，曝氣量為氣水比18 22:1，經(jīng)過該步驟處理后，廢水中有機物的去除率達89% 92%;
(4)、保安過濾和反滲透處理壓力驅(qū)動下，使步驟(3)膜生物反應器的出水首先通過保安過濾器后，進入到反滲透膜系統(tǒng)進行分離，產(chǎn)水率控制為68% 75%，反滲透系統(tǒng)出水的一部分返回到反滲透膜系統(tǒng)中，另一部分回收利用，而反滲透膜系統(tǒng)的濃水重新循環(huán)回步驟(3)的膜生物反應器的前端，隨冷凝液一起進行步驟(3)處理。根據(jù)本發(fā)明，所述高鹽度難降解有機廢水一般指COD。,、大于觀00 mg/L，鹽總含量大于等于7%的廢水。雖然本發(fā)明特別適用于對高鹽度難降解有機廢水的處理，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，也可以將本發(fā)明方法應用于處理鹽含量不是特別高的有機廢水的處理， 只不過，對于這類鹽含量不是很高的廢水，可能會有更好的處理方法。實踐中，本發(fā)明的高鹽度難降解有機廢水通常為噴涂、電鍍行業(yè)產(chǎn)生的有機廢水。 一般地，這類有機廢水中的0 、為觀00 mg/L 3640mg/L，pH為8 10，鹽含量大于等于 7%，表面活性劑含量大于等于1%。優(yōu)選地，步驟(3)中，所述膜孔徑為0.3μπι，曝氣量為氣水比20:1。步驟(4)中，所述反滲透膜系統(tǒng)采用聚酰胺抗污染反滲透膜。由于上述技術(shù)方案的采用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點
本發(fā)明將已有的多種廢水處理手段有機整合，依次使廢水經(jīng)過隔油處理、三效蒸發(fā)器蒸發(fā)、膜生物反應器、保安過濾、反滲透處理而最終獲得能夠回用于生產(chǎn)中的回用水。其中， 通過隔油預處理實現(xiàn)廢水中油水液-液分離；通過高效節(jié)能的三效蒸發(fā)器和離心脫水即可實現(xiàn)廢水中高含量的鹽與水的分離，經(jīng)過前兩步處理后，廢水中的鹽含量基本不含高價離子，僅含量較少量的一價離子和二價離子，且在三效蒸發(fā)過程中，廢水中所含有的有機物特別是一些雖然難以生物降解但是較易熱解的有機物會熱解為小一級分子或者環(huán)狀有機物的環(huán)打開而使分子量或體積變小。再進入到膜生物反應器中時，由于大量的高價金屬離子已除去，則顯著延緩了膜污染的進程，特別是部分有機物分子在前面的三效蒸發(fā)處理過程中已得到一定程度的分解，因而，膜生物反應器中對有機物的降解更容易，更快速。本發(fā)明還對膜生物反應器的核心部件膜組件進行了甄選，在除去有機物的去除率、膜成本以及膜使用壽命之間達到平衡；為了保證生產(chǎn)出的水能夠重新回用于生產(chǎn)中，在對膜生物反應器處理后的廢水通過保安過濾器和反滲透膜系統(tǒng)進行分離，反滲透膜具有高度的選擇性，能夠?qū)⑺袣堄嗟臒o機鹽，有機物，細菌等與水分離，而濃水側(cè)的水則重新進入膜生物反應器處理，基本實現(xiàn)廢水零排放。總之，本發(fā)明通過將三效蒸發(fā)器、膜生物反應器、保安過濾、反滲透有機整合，在實現(xiàn)處理成本最小化的同時使處理效果最大發(fā)揮。此外，雖然運用了膜生物反應器和反滲透膜系統(tǒng)，但由于路線合理設(shè)計，有效規(guī)避了膜生物反應器和反滲透膜系統(tǒng)的膜易污染問題，使得該方法能夠穩(wěn)定地運行。


下面結(jié)合附圖和具體的實施例對本發(fā)明做進一步詳細的說明。圖1為根據(jù)本發(fā)明的高鹽度難降解有機廢水的處理方法的工藝路線圖。
具體實施例方式本發(fā)明是針對噴涂、電鍍等金屬表面處理過程中產(chǎn)生的高鹽度難降解有機廢水的處理而提出的方案。參見圖1，一改傳統(tǒng)的化學法和膜法相結(jié)合的技術(shù)，本發(fā)明采用三效蒸發(fā)+膜生物反應器(MBR) +保安過濾+反滲透(RO)三者的有機結(jié)合技術(shù)對廢水進行處理， 通過該有機結(jié)合處理，充分發(fā)揮了各處理技術(shù)自身的優(yōu)點，且在很大程度上規(guī)避了各處理技術(shù)所存在的不足。本發(fā)明與單獨使用膜生物反應器處理方法進行比較，在達到同等處理效果時，處理成本更低，能耗更小，運行更加穩(wěn)定。已知，COD是衡量水中有機物質(zhì)含量多少的指標，COD值越大，說明水體受有機物的污染越嚴重，COD的測定方法可以采用重鉻酸鉀標準法，原理是在水樣中加入一定量的重鉻酸鉀和催化劑硫酸銀，在強酸性介質(zhì)中加熱回流，部分重鉻酸鉀被水樣中可氧化物質(zhì)還原，用硫酸亞鐵銨滴定剩余的重鉻酸鉀，根據(jù)消耗重鉻酸鉀的量計算COD的值，記為 CODcr0下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明做進一步詳細的說明，但本發(fā)明不限于以下實施例。實施例1
對某噴涂生產(chǎn)廢水進行采樣分析，其廢水的基本性質(zhì)為=CODcr 2800 3660mg/L，pH 為8 10，硅酸鹽含量2% 4%，碳酸鹽含量5% 10%，表面活性劑含量 2%，廢水產(chǎn)生量為22. 4m3/d。按照如下步驟對該廢水進行處理
(1)、隔油預處理在廢水收集池的池體上部設(shè)置集油管，利用油與水的比重差異，通過收集管收集浮油并將其導出池外，導出池外的浮油經(jīng)減壓蒸餾后回收利用。(2)、三效蒸發(fā)處理經(jīng)過步驟(1)的廢水通入到三效蒸發(fā)器中進行處理，水蒸氣設(shè)計壓力為0. 3MPa，處理所得冷凝液進入下一工序，處理所產(chǎn)生的結(jié)晶濃縮液再進行離心脫水，離心脫水所產(chǎn)生的清液重新進入三效蒸發(fā)器中循環(huán)蒸發(fā)處理，離心脫水后的固廢委外處置。(3)、膜生物反應器處理將步驟(2)所得冷凝液通入到膜生物反應器中，通過生物代謝作用去除有機物，所述膜生物反應器采用偏氟乙烯材質(zhì)的中空纖維膜，膜孔徑為 0. 3 μ m，膜通量為12L/m2*h 15/m2 *h，曝氣量為氣水比20:1，膜使用壽命大于等于5年。 經(jīng)過該步驟處理后，廢水中有機物的去除率達89% 92%;
(4)、保安過濾和反滲透處理壓力驅(qū)動下，使步驟(3)膜生物反應器的出水首先通過保安過濾器過濾后，進入到反滲透系統(tǒng)進行分離，產(chǎn)水率控制為70%，反滲透膜系統(tǒng)采用聚酰胺抗污染反滲透膜。反滲透系統(tǒng)出水的一部分返回到反滲透膜系統(tǒng)中，另一部分回收利用，而反滲透膜系統(tǒng)的濃水重新循環(huán)回步驟(3)的膜生物反應器的前端，隨冷凝液一起進行步驟(3)處理。采取上述方法對廢水進行處理運行三個月后的出水水質(zhì)情況如下CODcr 12 18mg/L，pH為7 8，電導率<10 μ s/cm，滿足該企業(yè)生產(chǎn)工藝用水要求；采取上述方法對廢水進行處理運行十二個月后的出水水質(zhì)情況如下=CODcr 12 18mg/L，pH為7 8，電導率<10 μ s/cm ；采取上述方法對廢水進行處理運行36個月后的出水水質(zhì)情況如下C0Dcr 12 lang/L，pH為7 8，電導率<10 μ s/cm。上述處理方法自2007年至2010年三年內(nèi)平均實際運行費用(包括用電費用+藥劑費用+膜組件更換費用+固廢處置費用)為約220 元/噸水。實施例2
對某涂裝生產(chǎn)廢水進行采樣分析，其廢水的基本性質(zhì)為=CODcr 3120 3640mg/L，pH 為8 10，磷酸鹽含量321mg/L 568 mg/L,氨氮含量48 mg/L 56mg/L，Zn含量5. 2mg/ L 6. 6mg/L, SS含量150mg/L 186mg/L，表面活性劑含量1. 8% 2. 3%，廢水產(chǎn)生量為 32m3/d。按照如下步驟對該廢水進行處理
(1)、隔油預處理在廢水收集池的池體上部設(shè)置集油管，利用油與水的比重差異，通過收集管收集浮油并將其導出池外，導出池外的浮油經(jīng)減壓蒸餾后回收利用。(2)、三效蒸發(fā)處理經(jīng)過步驟(1)的廢水通入到三效蒸發(fā)器中進行處理，水蒸氣設(shè)計壓力為0. 3MPa，處理所得冷凝液進入下一工序，處理所產(chǎn)生的結(jié)晶濃縮液再進行離心脫水，離心脫水所產(chǎn)生的清液重新進入三效蒸發(fā)器中循環(huán)蒸發(fā)處理，離心脫水后的固廢委外處置。(3)、膜生物反應器處理將步驟(2)所得冷凝液通入到膜生物反應器中，通過生物代謝作用去除有機物，所述膜生物反應器采用偏氟乙烯材質(zhì)的中空纖維膜，膜孔徑為 0. 3 μ m，膜通量為12L/m2*h 15/m2 *h，曝氣量為氣水比20:1，膜使用壽命大于等于5年。 經(jīng)過該步驟處理后，廢水中有機物的去除率達89% 92%;
(4)、保安過濾和反滲透處理壓力驅(qū)動下，使步驟(3)膜生物反應器的出水首先通過保安過濾器過濾后，進入到反滲透系統(tǒng)進行分離，產(chǎn)水率控制為70%，反滲透膜系統(tǒng)采用聚酰胺抗污染反滲透膜。反滲透系統(tǒng)出水的一部分返回到反滲透膜系統(tǒng)中，另一部分回收利用，而反滲透膜系統(tǒng)的濃水重新循環(huán)回步驟(3)的膜生物反應器的前端，隨冷凝液一起進行步驟(3)處理。采取上述方法對廢水進行處理運行三個月后的出水水質(zhì)情況如下CODcr 16 21mg/L，磷酸鹽含量0. 2mg/L 0. 4 mg/L,氨氮含量3. 4 mg/L 4. 2mg/L, pH為7 8，電導率<10 μ s/cm，滿足該企業(yè)生產(chǎn)工藝用水要求。滿足該企業(yè)生產(chǎn)工藝用水要求；采取上述方法對廢水進行處理運行十二個月后的出水水質(zhì)情況如下=CODcr 12 18mg/L，pH為7 8，電導率<10 μ s/cm ；采取上述方法對廢水進行處理運行36個月后的出水水質(zhì)情況如下 CODcr 12 18mg/L，pH為7 8，電導率<10 μ s/cm。上述處理方法自2007年至2010年三年內(nèi)平均實際運行費用(包括用電費用+藥劑費用+膜組件更換費用+固廢處置費用)為約212元/噸水，固廢產(chǎn)生量含1.2%。上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高鹽度難降解有機廢水的處理方法，其特征在于所述方法包括如下步驟(1)、隔油預處理利用油與水的比重差異，分離除去懸浮在廢水中的浮油；(2)、三效蒸發(fā)處理經(jīng)過步驟(1)的廢水通入到三效蒸發(fā)器中進行處理，處理所得冷凝液進入下一工序，處理所產(chǎn)生的結(jié)晶濃縮液再進行離心脫水，離心脫水所產(chǎn)生的清液重新進入三效蒸發(fā)器中循環(huán)蒸發(fā)處理；(3)、膜生物反應器處理將步驟(2)所得冷凝液通入到膜生物反應器中，通過生物代謝作用去除有機物，所述膜生物反應器采用偏氟乙烯材質(zhì)的中空纖維膜，膜孔徑為 0. 25μπι 0. :35μπι，膜通量為12L/m2 · h 15/m2 · h，曝氣量為氣水比18 22:1，經(jīng)過該步驟處理后，廢水中有機物的去除率達89% 92%;(4)、保安過濾和反滲透處理壓力驅(qū)動下，使步驟(3)膜生物反應器的出水首先通過保安過濾器后，進入到反滲透膜系統(tǒng)進行分離，產(chǎn)水率控制為68% 75%，反滲透系統(tǒng)出水的一部分返回到反滲透膜系統(tǒng)中，另一部分回收利用，而反滲透膜系統(tǒng)的濃水重新循環(huán)回步驟(3)的膜生物反應器的前端，隨冷凝液一起進行步驟(3)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽度難降解有機廢水的處理方法，其特征在于所述高鹽度難降解有機廢水為噴涂、電鍍行業(yè)產(chǎn)生的有機廢水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高鹽度難降解有機廢水的處理方法，其特征在于所述有機廢水中的CODct、為觀00 mg/L 3640mg/L，pH為8 10，鹽含量大于等于7%，表面活性劑含量大于等于1%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽度難降解有機廢水的處理方法，其特征在于步驟(3) 中，所述膜孔徑為0. 3 μ m，曝氣量為氣水比20 1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的高鹽度難降解有機廢水的處理方法，其特征在于步驟(3)中，所述膜的使用壽命為大于等于5年。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽度難降解有機廢水的處理方法，其特征在于步驟(4) 中，所述反滲透膜系統(tǒng)采用聚酰胺抗污染反滲透膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的高鹽度難降解有機廢水的處理方法，其特征在于步驟(4)中，所述反滲透膜系統(tǒng)的產(chǎn)水率為70%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽度難降解有機廢水的處理方法，其特征在于步驟(1) 中，分離出來的浮油經(jīng)減壓蒸餾后回收利用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高鹽度難降解有機廢水的處理方法，具體涉及將三效蒸發(fā)＋膜生物反應器＋保安過濾＋反滲透工藝應用到高鹽度難降解有機廢水的處理中。本發(fā)明將三效蒸發(fā)、膜生物反應器、保安過濾、反滲透有機結(jié)合，充分發(fā)揮了各處理技術(shù)自身的優(yōu)點，且在很大程度上規(guī)避了各處理技術(shù)所存在的不足。本發(fā)明與單獨使用膜生物反應器處理方法進行比較，適用于含鹽量更高的難降解有機廢水，并且可以基本實現(xiàn)廢水零排放。
文檔編號C02F9/14GK102267781SQ20111017273
公開日2011年12月7日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者余杰, 馮標, 李宇慶, 楊文婷, 馬楫 申請人:蘇州蘇凈環(huán)保工程有限公司