一種高效反滲透濃水處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，具體為一種高效反滲透濃水處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]反滲透工藝作為一種高效、清潔的脫鹽技術(shù)在各行各業(yè)中廣泛應(yīng)用，但是在生產(chǎn)過程中會有大約占總進(jìn)水量30 %的反滲透濃縮水排放，簡稱RO濃水。RO濃水中的鹽和CODcr等污染物被濃縮3-4倍左右，濃水中硬度、堿度、有機(jī)物等含量相對大幅提升，經(jīng)過濃縮的廢水CODcr—般為120-400mg/L，電導(dǎo)率一般為4000-20000ys/cm，該類廢水若不加以處理直接外排，則會對環(huán)境造成很大危害，給人們的生產(chǎn)、生活帶來重大影響。
[0003]反滲透濃水的處理處置一直是世界性的難題，經(jīng)對文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，早期反滲透濃水多采用直接排放，深井注射、噴灌等方法處理，但以上方法并未能從根本上減少濃縮液的排放，實際上造成了水資源的浪費(fèi)。采用污水回用技術(shù)將RO濃水處理后循環(huán)回用，不僅可以節(jié)約大量水資源，并且可以大幅度減少濃水的排放，因而反滲透濃水的深度處理與回用將成為今后工業(yè)企業(yè)節(jié)水減排的重點(diǎn)和趨勢。經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，反滲透濃水的回用研究可采用“加堿除硬-膜蒸饋”或“加堿除硬-反滲透濃縮-多效蒸發(fā)-干化”等工藝，但這些工藝因投資大、工藝復(fù)雜、運(yùn)行成本高，而難以工業(yè)實施。
[0004]為此國內(nèi)大量研究單位開始尋找一種技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上均可行的工藝方法對該類廢水進(jìn)行處理，例如有些機(jī)構(gòu)在研究電吸附、芬頓法、電催化、臭氧催化氧化等方法。但若單獨(dú)采用一種方法處理RO濃水時多存在出水不穩(wěn)定、水質(zhì)難以達(dá)標(biāo)、處理工藝過程難以控制等特點(diǎn)。因此，若將幾種方法進(jìn)行合理組合，開發(fā)一種處理效率高、出水水質(zhì)穩(wěn)定的反滲透濃水處理方法是十分必要的。
[0005]專利201510017350.3公布了一種催化內(nèi)電解-改良曝氣生物濾池處理反滲透濃水的方法”，利用催化內(nèi)電解預(yù)處理，調(diào)節(jié)廢水的PH值，通過鐵炭內(nèi)電解反應(yīng)去除濃水中的有機(jī)物，催化內(nèi)電解出水經(jīng)混凝沉淀后，至兩級生物濾池，反硝化生物濾池和曝氣生物濾池，進(jìn)一步去除濃水中的有機(jī)物和氨氮。該發(fā)明處理效率高、運(yùn)行成本低，能有效去除濃水中對人類健康和生態(tài)環(huán)境有毒害作用的有機(jī)物，提高廢水可生化性，處理后出水水質(zhì)滿足排放要求，但是該工藝中后端的生化處理部分難以控制，因為濃水中含有大量的鹽分，且濃水中的有機(jī)物多為難生物降解的有機(jī)物，高鹽度與難降解特性的疊加，使得RO濃水在采用生化法處理時難以達(dá)到排放要求，微生物難以培養(yǎng)和馴化，出水水質(zhì)難以保證。
[0006]專利申請?zhí)枮?01310409405.6公布了一種焦化廢水反滲透濃水的處理方法，采用在焦化廢水反滲透濃水中加入Fenton試劑，去除濃水中的C0D，降低濃水中有毒有害芳香烴含量，然后經(jīng)過離子交換器，去除廢水中的鈣鎂離子，再在濃水中加入堿性物質(zhì)對濃水軟化。該方法局限于反應(yīng)中大量使用氧化劑和堿性藥劑，處理成本偏高，可能會對環(huán)境造成二次污染，且該方法僅局限于焦化廢水回用的反滲透濃水處理。
[0007]專利申請?zhí)?00910236350.4公開了一種“疊片過濾器+多相催化臭氧氧化反應(yīng)+臭氧破壞塔+生化反應(yīng)池”的方法處理反滲透濃水。首先RO濃水在投加次氯酸鈉殺菌后，經(jīng)過疊片過濾器過濾，與臭氧充分混合，進(jìn)入裝填催化劑的臭氧反應(yīng)塔氧化，再進(jìn)行采用特殊生物菌的生化反應(yīng)器進(jìn)行生化處理后達(dá)標(biāo)排放。該系統(tǒng)工藝流程簡單，但是生化部分不容易控制，特殊菌種馴化周期較長，出水水質(zhì)不能完全保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的反滲透濃水工藝投資大、工藝復(fù)雜、運(yùn)行成本高，而難以工業(yè)實施，或者會對環(huán)境造成二次污染的缺陷，提供一種高效反滲透濃水處理方法。
[0009 ]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案:
[0010]本發(fā)明的一種高效反滲透濃水處理方法，包括以下幾個步驟:
[0011 ] I)、調(diào)節(jié)反滲透濃水的pH范圍為6?9;
[0012]2)、向反滲透濃水中投加H2O2,控制H2O2的濃度為70?400mg/L，反應(yīng)5?20分鐘；H202的投加量依賴于污水中目標(biāo)有機(jī)污染物與臭氧的反應(yīng)活性，在進(jìn)入臭氧氧化塔前優(yōu)先加入H2O2，可加速O3分解產(chǎn)生高活性的羥基自由基，使之與有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)；
[0013]3)反滲透濃水進(jìn)入臭氧氧化塔，H2O2與臭氧充分混合在催化劑的催化下進(jìn)行協(xié)同氧化反應(yīng)，臭氧氧化塔內(nèi)O3濃度為50?200mg/L，反滲透濃水在塔內(nèi)停留0.5h?2h;所述臭氧氧化塔設(shè)置有臭氧發(fā)生器和尾氣破壞裝置;臭氧氧化塔可選用不銹鋼或碳鋼材料，塔體直徑范圍優(yōu)選在0.8-5.0m ο塔體內(nèi)設(shè)置污水進(jìn)水/出水口，臭氧進(jìn)氣/出氣口、催化劑進(jìn)口 /出口，催化劑支撐層以及反沖洗系統(tǒng);臭氧可由臭氧發(fā)生器利用氧氣源系統(tǒng)在高壓放電下制備，在該臭氧氧化塔中，H2O2與臭氧充分混合在催化劑的催化下進(jìn)行協(xié)同氧化反應(yīng)，使污水中難生物降解的有機(jī)物部分礦化，部分改變分子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)化為COdPH2O等無機(jī)化合物;臭氧氧化反應(yīng)塔中未被利用的臭氧需通過尾氣破壞裝置進(jìn)行臭氧分解；
[0014]4)、反滲透濃水進(jìn)入電催化氧化反應(yīng)器，反滲透濃水在塔內(nèi)停留0.5h?1.5h;電催化是通過陽極反應(yīng)直接降解有機(jī)物或產(chǎn)生羥基自由基等強(qiáng)氧化劑降解水中有機(jī)污染物，電催化過程中產(chǎn)生的.0H可無選擇地直接與廢水中的有機(jī)物反應(yīng)，將其降解為二氧化碳、水和簡單有機(jī)物，沒有二次污染；電催化氧化反應(yīng)器包括反應(yīng)器本體、電極組，極板連接支撐部件，外部電源及連接線路。反應(yīng)器本體上設(shè)置污水進(jìn)出口 ；
[0015]5)、反滲透濃水進(jìn)入混凝沉淀池，投加PAM，利用攪拌器混凝攪拌15-20min;
[0016]6)、反滲透濃水進(jìn)入經(jīng)斜板沉淀后進(jìn)入機(jī)械過濾器，經(jīng)過濾后的出水達(dá)標(biāo)排放。
[0017]催化劑是臭氧催化廢水處理器的核心構(gòu)件，它提供了塔內(nèi)氣-液兩相接觸而進(jìn)行傳質(zhì)或傳熱的表面，與塔的結(jié)構(gòu)一起決定了反應(yīng)器的性能。催化劑體積主要由臭氧與催化劑的接觸時間、催化劑反應(yīng)時自由膨脹高度及臭氧利用率等因素綜合確定的，步驟3)中的臭氧氧化塔內(nèi)的催化劑的制作方法包括以下幾個步驟:
[0018]I )、將鐵、猛、鎳、銅的硝酸鹽按摩爾比為5: 3: 2?4:1混合，配置成活性組分鹽溶液；
[0019]2)、絲瓜絡(luò)為催化劑載體，浸入所述活性組分溶液，并浸漬48?60個小時；
[0020 ] 3 )、取出洗滌、干燥，制得催化劑成品。
[0021 ]優(yōu)選的，臭氧氧化塔內(nèi)的催化劑體積占塔體體積的20%?60%。
[0022]電催化不同的電極材料，對應(yīng)著不同的轉(zhuǎn)化結(jié)果和轉(zhuǎn)化機(jī)制。陽極氧化所選用的陽極材料通常都具有較高的析氧超電勢，如Pd02、石墨、Ti02/Ti以及Sn02/Ti等，也有用Pt電極。在本發(fā)明中步驟4)的電催化氧化反應(yīng)器采用鈦板為電極基體，鈦板上負(fù)載一層具有電催化活性的釕銥催化涂層，利用電極在電流密度300?500A/m2的作用下，產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的羥基自由基，從而使許多難以降解的有機(jī)污染物分解為CO2或其他簡單化合物。
[0023]進(jìn)一步的，所述的釕銥催化涂層中釕和銥的摩爾比為2:4?5，所述釕銥催化涂層的厚度為0.5?3mm。
[0024]進(jìn)一步的，達(dá)標(biāo)排放的水有一部分回流至機(jī)械過濾器進(jìn)行反沖洗;所述機(jī)械過濾器的反沖洗排水回流至混凝沉淀池進(jìn)行再處理。
[0025]本發(fā)明提出了一種“H202/03聯(lián)合催化氧化+電催化+混凝沉淀+機(jī)械過濾”方法處理反滲透濃水，利用H202與03的協(xié)同氧化作用將反滲透濃水中難生化物質(zhì)部分無機(jī)化或者降解為可生化物質(zhì)，或?qū)⒋蠓肿?