專利名稱：一種膜濾濃縮液的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用芬頓氧化-絮凝-生化處理組合工藝處理膜濾濃縮液的方法。
背景技術(shù)：
目前，超濾、納濾和反滲透等膜過(guò)濾單元已經(jīng)在污水深度處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，由此產(chǎn)生的膜濾濃縮液的處理問(wèn)題也為環(huán)保技術(shù)人員提出了一項(xiàng)新的課題。由于污水深度處理中膜濾濃縮液的COD濃度通常在150 600mg廠1范圍內(nèi)，必須進(jìn)行后續(xù)處理方可達(dá)標(biāo)排放。但是，膜濾濃縮液的主要組成為上游來(lái)水中未降解的有機(jī)組分和溶解性微生物產(chǎn)物(多糖、蛋白質(zhì)、脂類等)，屬于典型的難降解有機(jī)廢水，常規(guī)處理手段往往難以奏效。高級(jí)氧化技術(shù)具有氧化能力強(qiáng)、反應(yīng)速率快、對(duì)有機(jī)物的選擇性小、處理效率高、 在常溫常壓下即可進(jìn)行等顯著優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外各行業(yè)也得到了逐步的推廣應(yīng)用。該技術(shù)產(chǎn)生和利用羥基自由基(H0‘)作為強(qiáng)氧化劑，與溶解組分反應(yīng)時(shí)可激活一系列氧化反應(yīng)，直至該組分被完全礦化，因而可以有效地去除水中難生物降解的復(fù)雜有機(jī)物。芬頓試劑法是目前應(yīng)用較廣泛的一種高級(jí)氧化技術(shù)。芬頓試劑是!^2+和H2A的結(jié)合，其反應(yīng)方程式可簡(jiǎn)單表示為Fe2++H202 — Fe3++H0g+0r與其他高級(jí)氧化技術(shù)相比，芬頓試劑法具有設(shè)備要求低、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行管理方便等優(yōu)點(diǎn)。此外，利用芬頓氧化過(guò)程的產(chǎn)物狗3+的絮凝沉淀作用，還可以有效去除水中微小懸浮態(tài)和膠體有機(jī)物。但是，芬頓試劑法也存在加藥量大等缺陷。目前，國(guó)內(nèi)外公開(kāi)專利、文獻(xiàn)等對(duì)膜濾濃縮液處理的報(bào)道主要集中于蒸發(fā)、混凝、吸附、高級(jí)氧化等技術(shù)手段。如發(fā)明專利CN1974445、CN101215058、CN101381120、 CN101264997和CN101481196分別公開(kāi)了一種基于干燥固化、樹(shù)脂吸附、微波氧化、氧化-混凝和臭氧氧化等工藝的膜濾濃縮液處理方法。需要指出的是，干燥固化僅適用于濃度極高的濃縮液處理，蒸發(fā)和吸附的運(yùn)行成本極其高昂，混凝和高級(jí)氧化及其聯(lián)用工藝相對(duì)前二者成本較低，但作為最終處理工藝在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的適用性仍有待商榷。此外，發(fā)明專利CN1323956C公開(kāi)了一種光助芬頓反應(yīng)、絮凝和微生物降解聯(lián)用處理廢水的方法，廢水先進(jìn)行光助芬頓反應(yīng)，再選用鋁鹽、鐵鹽及其復(fù)合鹽為絮凝劑、聚丙烯酰胺為助凝劑進(jìn)行絮凝，最后再進(jìn)行微生物降解處理。發(fā)明專利CN100494098C公開(kāi)了一種芬頓與氣浮一體化處理方法，其中涉及芬頓氧化絮凝處理，具體方法如下芬頓試劑加入待處理的廢水中，芬頓試劑中雙氧水與待處理水中COD質(zhì)量比為0.3 3 1，反應(yīng)0.5 5 小時(shí)；再用堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)芬頓試劑預(yù)處理的水至pH為6 10。發(fā)明專利CN101525190公開(kāi)了一種基于芬頓反應(yīng)的高效廢水處理工藝，包括下列步驟將待處理廢水的PH值調(diào)節(jié)到 3 5 ；加入H2O2，混合攪拌；分批次加入!^eSO4 · 7H20,且每次投加!^eSO4 · 7H20之前均將待處理水pH調(diào)節(jié)到3 5，每次添加完!^eSO4 · 7H20后攪拌3 10分鐘；將處理后的廢水的PH調(diào)節(jié)到7.5 8;加入絮凝劑，除去凝集沉淀物。其中，H2O2的投加量為廢水中COD重量的0. 5 1. 0倍，硫酸亞鐵的投加量滿足!^e2+與H2A的摩爾比為0. 4 0. 6。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用芬頓氧化-絮凝-生化處理組合工藝對(duì)膜濾濃縮液進(jìn)行處理。本發(fā)明所述的芬頓氧化-絮凝沉淀在一個(gè)容器內(nèi)依次進(jìn)行，處理步驟和工藝條件如下(1)膜濾濃縮液原水進(jìn)入反應(yīng)容器，按1 2+ H2O2 COD的比值、采用分批投加方式加入H2A和i^e2+，控制PH值為2. 0 4. 0，優(yōu)選3. 5 4. 0 ；(2)快速攪拌使呈完全混合流態(tài)，進(jìn)行不完全的芬頓氧化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間30 360min，優(yōu)選 60 120min ；(3)調(diào)節(jié)系統(tǒng)PH值為4. 0 6. 0，優(yōu)選4. 5 5. 0，繼續(xù)快速攪拌進(jìn)行絮凝過(guò)程，攪拌時(shí)間10 60min，優(yōu)選20 40min ；(4)再次調(diào)節(jié)系統(tǒng)pH值為6. 0 9. 0，優(yōu)選7. 0 8. 0，靜置沉淀15 45min，優(yōu)選 15 30min ；(5)上清液進(jìn)入后續(xù)生化處理單元，沉降污泥進(jìn)入后續(xù)污泥處理系統(tǒng)。其中，芬頓試劑的總投加量為H202/C0D(質(zhì)量比)=0. 5 4. 5，優(yōu)選1. 0 2. 0 ； Fe2+/C0D (質(zhì)量比)=0. 1 4. 5，優(yōu)選0.5 2.0。固定每次加入的芬頓試劑中!^e2+ H2O2 比值，加入次數(shù)為1 8次，優(yōu)選3 6次；加藥時(shí)間間隔為10 150min，優(yōu)選30 45min ； 每次投加量為上一次的33 100%，優(yōu)選50 75%。所述的生化處理為完全混合式反應(yīng)器(CSTR)、序批式反應(yīng)器(SBR)、曝氣生物濾池(BAF)、生物活性炭床(BAC)或膜生物反應(yīng)器(MBR)，采用常規(guī)工藝條件，即水力停留時(shí)間為1 Μι，ρΗ值為6 9，溶解氧為2 ％ig/L，溫度為15 30°C，采用普通活性污泥接種即可。所述膜濾濃縮液包括反滲透濃縮液、納濾濃縮液以及超濾濃縮液和反沖洗水，COD 濃度通常為150 600mg Γ1。本發(fā)明的技術(shù)原理簡(jiǎn)述如下芬頓氧化過(guò)程中，氧化劑H2A在催化劑!^2+的作用下，產(chǎn)生具有更強(qiáng)氧化性能的羥基自由基(H0 ·)，可以分解常規(guī)氧化劑(包括H202、03等)不能氧化的化合物。通過(guò)控制芬頓試劑的投加量和反應(yīng)時(shí)間，使之不完全氧化生成可生化性較好的小分子有機(jī)物。強(qiáng)化絮凝過(guò)程中，經(jīng)過(guò)充分混合，水中呈微小懸浮顆粒和膠體顆粒在高價(jià)陽(yáng)離子狗3+的作用下，通過(guò)壓縮雙電層、吸附電中和、吸附架橋以及沉析物網(wǎng)捕等一系列反應(yīng)，形成絮凝體，在中性偏堿條件下通過(guò)沉降得以去除。之后進(jìn)行生化處理，在微生物的作用下，芬頓氧化生成的小分子有機(jī)物進(jìn)一步被降解成(X)2和H2O,或被微生物利用合成細(xì)胞物質(zhì)。在BAF、BAC和MBR工藝中，除了生物降解之外，有機(jī)物還可通過(guò)吸附過(guò)濾得以去除。本發(fā)明具有以下有益效果1.設(shè)備簡(jiǎn)單，占地面積小。芬頓氧化和強(qiáng)化絮凝沉降在同一個(gè)容器中完成；2.無(wú)需外加絮凝劑和助凝劑，H2O2利用率高，運(yùn)行成本低。絮凝劑利用芬頓氧化過(guò)
4程產(chǎn)生的 ^3+，無(wú)需另行投加；芬頓試劑為分批投加，出水中H2A殘留量大幅度降低。3.處理效率高，出水水質(zhì)好。高級(jí)氧化、強(qiáng)化絮凝沉降、生化降解乃至吸附過(guò)濾聯(lián)用，對(duì)水中的溶解態(tài)、懸浮態(tài)和膠體態(tài)污染物進(jìn)行高效去除。


圖1芬頓氧化-絮凝-生化處理組合工藝的流程示意圖。其中，生化處理單元為間歇式運(yùn)行，為完全混合式反應(yīng)器(CSTR)或序批式反應(yīng)器 (SBR)。圖2芬頓氧化-絮凝-生化處理組合工藝的流程示意圖。生化處理單元為連續(xù)流運(yùn)行，為完全混合式反應(yīng)器(CSTR)、曝氣生物濾池(BAF)、 生物活性炭床(BAC)或膜生物反應(yīng)器(MBR)。
具體實(shí)施例方式某石化公司污水處理回用裝置采用超濾-反滲透雙膜工藝，處理水回用為循環(huán)冷卻水和鍋爐補(bǔ)水。但膜濾濃縮液的COD達(dá)200mg L—1左右，無(wú)法直接外排。本發(fā)明選用該股膜濾濃縮液作為處理對(duì)象，采用50L規(guī)模的芬頓氧化-強(qiáng)化絮凝一體化處理裝置進(jìn)行試驗(yàn)， 處理水收集后進(jìn)入IL IT1BAF生化處理裝置。具體操作步驟和工藝條件如下(1)芬頓氧化。選取H2&/C0D(質(zhì)量比)為1. 0，F(xiàn)e2+/C0D(質(zhì)量比)為0. 5，控制 PH值為4. 0，溫度為室溫(約為25°C )，采用分批投加方式分批次數(shù)為3次，時(shí)間間隔為 40min，每次投加量為上一次的67%。攪拌轉(zhuǎn)速為150rpm，總反應(yīng)時(shí)間為池。(2)強(qiáng)化絮凝沉淀。調(diào)節(jié)pH值為5. 0，攪拌轉(zhuǎn)速為150rpm，進(jìn)行強(qiáng)化絮凝處理，處理時(shí)間30min。再次調(diào)節(jié)系統(tǒng)pH值為7.5，靜置沉淀30!^11。上清液進(jìn)入集水池，沉降污泥從下部排出。(3)生化處理。BAF內(nèi)部裝填陶粒濾料，裝填高度為池體2/3高度?？刂艬AF的水力停留時(shí)間為2h，溶解氧濃度為aiig L—1。為了體現(xiàn)本發(fā)明的先進(jìn)性，采用操作條件相同的單獨(dú)芬頓氧化工藝與芬頓氧化絮凝一體化工藝進(jìn)行了膜濾濃縮液處理的對(duì)比試驗(yàn)。對(duì)比試驗(yàn)共進(jìn)行了六批次，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。表1膜濾濃縮液的芬頓氧化絮凝一體化與單獨(dú)芬頓氧化處理效果對(duì)比
權(quán)利要求
1. 一種膜濾濃縮液的處理方法，其特征在于采用芬頓氧化-絮凝-生化處理組合工藝對(duì)膜濾濃縮液進(jìn)行處理； 具體步驟(1)膜濾濃縮液原水進(jìn)入反應(yīng)容器，按狗2+ H2O2 COD比值，采用分批投加方式加入 H2O2 和 i^e2+，控制 pH 值為 2. 0 4. 0 ；(2)快速攪拌使呈完全混合流態(tài)，進(jìn)行不完全的芬頓氧化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間30 360min ；(3)調(diào)節(jié)系統(tǒng)pH值為4.0 6. 0，繼續(xù)快速攪拌進(jìn)行絮凝過(guò)程，攪拌時(shí)間10 60min ；(4)再次調(diào)節(jié)系統(tǒng)pH值為6.0 9. 0，靜置沉淀15 45min ；(5)上清液進(jìn)入生化處理單元，沉降污泥進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)；其中，芬頓試劑的總投加量按質(zhì)量比H2A/C0D為0. 5 4. 5 ；Fe2VCOD為0. 1 4. 5， 固定每次加入的芬頓試劑中Fe2+ H2O2比值，加入次數(shù)為1 8次；加藥時(shí)間間隔為10 150min ；每次投加質(zhì)量為上一次的33 100%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種膜濾濃縮液的處理方法；膜濾濃縮液原水進(jìn)入反應(yīng)容器，分1～8次加入H2O2和Fe2+，控制pH值為2.0～4.0；時(shí)間30～360min；調(diào)節(jié)pH值為4.0～6.0，攪拌絮凝，時(shí)間10～60min；調(diào)節(jié)pH值為6.0～9.0，靜置沉淀15～45min；上清液進(jìn)入生化處理單元，沉降污泥進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)；芬頓試劑的總投加量按質(zhì)量比H2O2/COD為0.5～4.5；Fe2+/COD為0.1～4.5；加藥時(shí)間間隔為10～150min；每次投加質(zhì)量為上一次的33～100％；具有設(shè)備簡(jiǎn)單、占地面積小、運(yùn)行成本低、處理效率高，出水水質(zhì)好等顯著特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102249475SQ20101018006
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者何昌洪, 劉長(zhǎng)福, 吳林美, 張春燕, 李群英, 杜龍弟, 王桂芝, 王薇, 榮麗麗, 鄧旭亮, 邵正宏, 郝麗 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司