一種含高濃度有機物、無機鹽廢水的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及污水處理【技術領域】，特別涉及一種含高濃度有機物、無機鹽廢水的處理方法，包括以下步驟：將廢水引入過濾器、反滲透膜裝置進行處理，得到產水和濃水；將濃水引入鳥糞石反應器，然后向鳥糞石反應器加入適量鎂鹽、MgO和磷酸鹽，得到農業(yè)肥料和中濃水；將中濃水引入石墨烯吸附塔進行吸附過濾，去除油污等有機物；將除油后的中濃水引入蒸發(fā)器中，得到結晶固體粉末和混合氣體；將混合氣體引入氣膜分離器分離得到純水和增濃的混合氣體；將增濃的混合氣體引入冷凝器進行冷凝處理，得到水和不凝氣體；將不凝氣體引入微波紫外催化反應器分解得到CO2、H2O。本發(fā)明能有效處理含高濃度有機物、無機鹽廢水，工藝簡單，環(huán)境污染少，變廢為寶。
【專利說明】一種含高濃度有機物、無機鹽廢水的處理方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及污水處理【技術領域】，特別涉及一種含高濃度有機物、無機鹽廢水的處 理方法。

【背景技術】
[0002] 目前我國生態(tài)環(huán)境呈惡化態(tài)勢，部分生態(tài)脆弱地區(qū)或無環(huán)境容量地區(qū)已對企業(yè)的 總量進行控制，甚至禁止排放污水，以使水生態(tài)逐步恢復原有的水體功能。
[0003] 無論是深度處理膜濾產生的高濃廢水還是其它方式產生的高濃廢水如果得不到 妥善處理，勢必會造成超標排放而污染水環(huán)境。當前對含油污等有機物、無機鹽等高濃廢水 尚無低成本的處理方法，通常要通過多次蒸發(fā)和反滲透濃縮，殘留的濃廢液外發(fā)處理，若不 允許外發(fā)則需把廢液完全蒸發(fā)，但這勢必造成極高昂的處理費用，因此，業(yè)內亟需提供一種 能有效處理含高濃度有機物無機鹽廢水的處理方法。


【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足而提供一種含高濃度有機物、無機鹽廢水 的處理方法，其工藝簡單，成本低，環(huán)境污染少，變廢為寶。
[0005] 本發(fā)明的目的通過以下技術措施實現(xiàn)。
[0006] -種含高濃度有機物、無機鹽廢水的處理方法，包括以下步驟： 步驟A、將含高濃度有機物、無機鹽廢水引入過濾器進行過濾，去除廢水中的顆粒物，得 到濾液； 步驟B、將濾液引入反滲透膜裝置進行處理，得到產水和高濃有機物、無機鹽濃水，產水 直接回收利用； 步驟C、將高濃有機物、無機鹽濃水引入鳥糞石反應器，然后向鳥糞石反應器加入適量 鎂鹽、MgO和磷酸鹽，高濃有機物、無機鹽濃水中Mg :N :P的物質的量之比為1-1. 2 :1 :1，反 應10-30分鐘，去除氨氮，得到沉淀物和中濃水，過濾，得到農業(yè)肥料和中濃水； 步驟D、將中濃水引入石墨烯吸附塔進行吸附過濾，去除中濃水中的油污等有機物； 步驟E、將除油后的中濃水引入蒸發(fā)器中，得到結晶固體粉末和混合氣體，結晶固體粉 末回收利用； 步驟F、將混合氣體引入氣膜分離器分離得到純水和增濃的混合氣體； 步驟G、將增濃的混合氣體引入冷凝器進行冷凝處理，得到水和不凝氣體；所述冷凝器 為水冷式冷凝器； 步驟H、將不凝氣體引入微波紫外催化反應器中進行催化分解，得到C02、H20等無毒無 害小分子物質。
[0007] 本發(fā)明的步驟A中的過濾器采用常規(guī)過濾器即可，去除含高濃度有機物、無機鹽 廢水的處理方法中的懸浮物或顆粒物；該過濾器的過濾網(wǎng)的孔徑為10-100 μ m。優(yōu)選地，過 濾網(wǎng)的孔徑為20-50 μ m。
[0008] 其中，所述步驟A中，所述含高濃度有機物、無機鹽廢水，COD不小于1000mg/L，B0D 與COD的比值為0. 01-0. 1，pH為5-10,廢水鹽分不小于1%，含氨氮不小于1000mg/L。
[0009] 其中，所述步驟E中還包括有升溫處理工序，將除油后的中濃水先引入冷凝器，冷 凝器放出的熱量與除油后的中濃水進行換熱，除油后的中濃水被加熱為升溫濃水，然后將 升溫濃水引入蒸發(fā)器，得到結晶固體粉末和混合氣體，有利于降低蒸發(fā)能耗，環(huán)境污染少。
[0010] 其中，所述步驟C中，所述鎂鹽為MgCl2和MgS04中的一種或兩種的混合物，所述磷 酸鹽為 Na2HP04、NaH2P04 或 Na3P04。
[0011] 其中，所述步驟C中，鎂鹽和MgO的物質的量之比為2-5:1。優(yōu)選地，鎂鹽和MgO的 物質的量之比為2:1。
[0012] 其中，所述步驟D中，石墨烯吸附塔內填充有石墨烯微片或石墨烯海綿材料，所述 石墨烯海綿的密度為0. 15-lmg/cm3,孔隙率為98-99%，所述石墨烯微片是由碳層數(shù)多于3 層、厚度在1-100納米的超薄的石墨烯層狀堆積體。
[0013] 所述的石墨烯海綿用于吸收有機溶劑或者油脂，具有吸附能力強、吸附速度快的 特點。優(yōu)選地，該石墨烯海綿的密度為0. 15-lmg/Cm3之間，孔隙率為98-99%。石墨烯微片 (Graphene Nanoplatelets)是指碳層數(shù)多于3層、厚度在1-100納米范圍內的超薄的石墨 烯層狀堆積體。石墨烯微片保持了石墨原有的平面型碳六元環(huán)共軛晶體結構，具有優(yōu)異的 機械強度、導電、導熱性能，以及良好的潤滑、耐高溫和抗腐蝕特性。相對于普通石墨，石墨 烯微片的厚度處在納米尺度范圍內，但其徑向寬度可以達到數(shù)個到數(shù)十個微米，具有超大 的形狀比(直徑/厚度比）。
[0014] 其中，所述步驟B中，所述反滲透膜裝置中的滲透膜為特種抗污染膜；所述步驟E 中，所述蒸發(fā)器由太陽能、風能、空氣能或燃料燃燒發(fā)電的發(fā)電設備供電；所述步驟F中，所 述氣膜分離器為中空纖維膜或板式膜材料組成的氣膜分離裝置。
[0015] 本發(fā)明的反滲透膜裝置中的滲透膜為特種抗污染膜，特種抗污染膜是Super Reverse Osmosis membrane的縮寫，簡稱SR0膜，是一種超級反滲透凈水技術。一般的反滲 透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對膜一側的料 液施加壓力，當壓力超過它的滲透壓時，溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜 的低壓側得到透過的溶劑，即滲透液(產水）；高壓側得到濃縮的溶液，即濃縮液(有機物、無 機鹽濃水)。
[0016] 其中，所述步驟Η中，采用內置微波激發(fā)波長185nm紫外光及石墨烯復合催化材料 的分解裝置對不凝氣進行吸附催化分解，得到C02、H20等小分子物質。其中，所述石墨烯復 合催化材料為負載有金屬鹽催化劑的多層石墨烯微片材料。
[0017] 本發(fā)明的微波紫外催化反應器通過內置微波激發(fā)波長185nm紫外光和負載有金 屬鹽催化劑的多層石墨烯微片材料，對冷凝器處理后產生的不凝氣體進行充分催化分解， 形成無毒無害的小分子物質，不會產生二次環(huán)境污染。
[0018] 本發(fā)明有益效果為： (1)本發(fā)明能徹底分解含高濃度有機物、無機鹽廢水，使之轉變?yōu)榧兯碗s用水得以回 用，還能回收有價值的物料，如油份、氨氮沉淀物、結晶固體粉末等，環(huán)境污染少，資源循環(huán) 利用率高。
[0019] ( 2)含高濃度有機物、無機鹽廢水先經過濾器去除顆粒物，再采用反滲透膜裝置處 理分別得到產水和有機物、無機鹽濃水，產水COD小于60ppm，COD指標已達標，符合排放標 準，能夠直接排放或者回收利用。
[0020] (3)反滲透膜裝置處理后的高濃水通過鳥糞石反應器去除大部分氨氮，并對鳥糞 石沉淀物進行固液分離后做農肥用于林木和花卉盤景等種植，變廢為寶，經濟效益高。
[0021] (4)本發(fā)明利用石墨烯吸附塔將廢水中的油份進行收集，使油污等有機物與中濃 水分離，有利于中濃水的后加工，且石墨烯吸附塔內置石墨烯海綿材料或石墨烯微片材料 等石墨烯吸附材料，在擠壓或抽真空作用下，石墨烯吸附材料具有可循環(huán)使用的特性，能把 石墨稀材料中吸附的油污等擠出，從而實現(xiàn)石墨稀吸附材料的再生，再生后的石墨稀材料 對油類等非極性物質的吸附效率幾乎不變，其吸附再生性能高效、穩(wěn)定，除油污效果好，減 少環(huán)境污染。
[0022] (5)本發(fā)明通過利用太陽能等可再生能源，以及預熱高濃廢水的方式，將除油后的 中濃水加熱成升溫濃水，減少蒸發(fā)能耗，消除蒸發(fā)過程污染氣體對環(huán)境的影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 利用附圖對本發(fā)明作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本發(fā)明的任何限 制。
[0024] 圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0025] 下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的說明，見圖1。
[0026] 實施例1。
[0027] -種含高濃度有機物、無機鹽廢水的處理方法，包括以下步驟： 步驟A、將含高濃度有機物、無機鹽廢水引入過濾器進行過濾，去除廢水中的顆粒物，得 到濾液；所述含高濃度有機物、無機鹽廢水，COD 1000mg/L，B0D與C0D的比值為0. 01，pH為 5,廢水鹽分為1%，含氨氮1000mg/L ; 步驟B、將濾液引入反滲透膜裝置進行處理，得到產水和高濃有機物、無機鹽濃水，產水 直接回收利用；所述反滲透膜裝置中的滲透膜為SR0膜； 步驟C、將高濃有機物、無機鹽濃水引入鳥糞石反應器，然后向鳥糞石反應器加入適量 鎂鹽、MgO和磷酸鹽，高濃有機物、無機鹽濃水中Mg :N :P的物質的量之比為1 :1 :1，反應10 分鐘，去除氨氮，得到沉淀物和中濃水，過濾，得到農業(yè)肥料和中濃水；所述鎂鹽為MgCl2，所 述磷酸鹽為Na 2HP04 ;鎂鹽和MgO的物質的量之比為2:1 ; 步驟D、將中濃水引入石墨烯吸附塔進行吸附過濾，去除中濃水中的油污等有機物；石 墨烯吸附塔內填充有石墨烯微片材料，所述石墨烯微片是由碳層數(shù)多于3層、厚度在1-100 納米的超薄的石墨烯層狀堆積體； 步驟E、將除油后的中濃水引入蒸發(fā)器中，得到結晶固體粉末和混合氣體，結晶固體粉 末回收利用；所述蒸發(fā)器由太陽能、風能、空氣能或燃料燃燒發(fā)電的發(fā)電設備供電； 步驟F、將混合氣體引入氣膜分離器分離得到純水和增濃的混合氣體；所述氣膜分離 器為中空纖維膜材料組成的氣膜分離裝置； 步驟G、將增濃的混合氣體引入冷凝器進行冷凝處理，得到水和不凝氣體； 步驟Η、將不凝氣體引入微波紫外催化反應器中進行催化分解，得到C02、H20等無毒無 害小分子物質，微波紫外催化反應器采用內置微波激發(fā)波長185nm紫外光及石墨烯復合催 化材料的分解裝置對不凝氣進行吸附催化分解，所述石墨烯復合催化材料為負載有金屬鹽 催化劑的多層石墨烯微片材料。
[0028] 實施例2。
[0029] 本實施例與實施例1的不同之處在于：本實施例的步驟E中還包括有升溫處理工 序，將除油后的中濃水先引入冷凝器，除油后的中濃水被加熱為升溫濃水，然后將升溫濃水 引入蒸發(fā)器，得到結晶固體粉末和混合氣體。
[0030] 本實施例的其余部分與實施例1相同，這里不再贅述。
[0031] 實施例3。
[0032] -種含高濃度有機物、無機鹽廢水的處理方法，包括以下步驟： 步驟A、將含高濃度有機物、無機鹽廢水引入過濾器進行過濾，去除廢水中的顆粒物，得 到濾液；所述含高濃度有機物、無機鹽廢水，COD 1500mg/L，B0D與C0D的比值為0. 05, pH為 7,廢水鹽分2%，含氨氮1300mg/L ; 步驟B、將濾液引入反滲透膜裝置進行處理，得到產水和高濃有機物、無機鹽濃水，產水 直接回收利用；所述反滲透膜裝置中的滲透膜為SR0膜； 步驟C、將高濃有機物、無機鹽濃水引入鳥糞石反應器，然后向鳥糞石反應器加入適量 鎂鹽、MgO和磷酸鹽，高濃有機物、無機鹽濃水中Mg :N :P的物質的量之比為1. 1 :1 :1，反應 20分鐘，去除氨氮，得到沉淀物和中濃水，過濾，得到農業(yè)肥料和中濃水；所述鎂鹽為MgS04， 所述磷酸鹽為NaH 2P04 ;鎂鹽和MgO的物質的量之比為3:1 ; 步驟D、將中濃水引入石墨烯吸附塔進行吸附過濾，去除中濃水中的油污等有機物；石 墨烯吸附塔內填充有石墨烯海綿材料，所述石墨烯海綿的密度為lmg/cm3,孔隙率為99% ; 步驟E、將除油后的中濃水引入蒸發(fā)器中，得到結晶固體粉末和混合氣體，結晶固體粉 末回收利用；所述蒸發(fā)器由太陽能、風能、空氣能或燃料燃燒發(fā)電的發(fā)電設備供電； 步驟F、將混合氣體引入氣膜分離器分離得到純水和增濃的混合氣體；所述氣膜分離 器為中空板式膜材料組成的氣膜分離裝置； 步驟G、將增濃的混合氣體引入冷凝器進行冷凝處理，得到水和不凝氣體； 步驟H、將不凝氣體引入微波紫外催化反應器中進行催化分解，得到C02、H20等無毒無 害小分子物質，微波紫外催化反應器采用內置微波激發(fā)波長185nm紫外光及石墨烯復合催 化材料的分解裝置對不凝氣進行吸附催化分解，所述石墨烯復合催化材料為負載有金屬鹽 催化劑的多層石墨烯微片材料。
[0033] 實施例4。
[0034] 本實施例與實施例3的不同之處在于：本實施例的步驟E中還包括有升溫處理工 序，將除油后的中濃水先引入冷凝器，除油后的中濃水被加熱為升溫濃水，然后將升溫濃水 引入蒸發(fā)器，得到結晶固體粉末和混合氣體。
[0035] 本實施例的其余部分與實施例3相同，這里不再贅述。
[0036] 實施例5。
[0037] -種含高濃度有機物、無機鹽廢水的處理方法，包括以下步驟： 步驟A、將含高濃度有機物、無機鹽廢水引入過濾器進行過濾，去除廢水中的顆粒物，得 到濾液；所述含高濃度有機物、無機鹽廢水，COD 1800mg/L，BOD與COD的比值為0. 1，pH為 10,廢水鹽分3%，含氨氮1500mg/L ; 步驟B、將濾液引入反滲透膜裝置進行處理，得到產水和高濃有機物、無機鹽濃水，產水 直接回收利用；所述反滲透膜裝置中的滲透膜為SR0膜； 步驟C、將高濃有機物、無機鹽濃水引入鳥糞石反應器，然后向鳥糞石反應器加入適量 鎂鹽、MgO和磷酸鹽，高濃有機物、無機鹽濃水中Mg :N :P的物質的量之比為1. 2 :1 :1，反應 30分鐘，去除氨氮，得到沉淀物和中濃水，過濾，得到農業(yè)肥料和中濃水；所述鎂鹽為MgCl2 和MgS04以質量比為1 :1的混合物，所述磷酸鹽為Na3:104 ;鎂鹽和MgO的物質的量之比為 5:1 ； 步驟D、將中濃水引入石墨烯吸附塔進行吸附過濾，去除中濃水中的油污等有機物； 石墨烯吸附塔內填充有石墨烯海綿材料，所述石墨烯海綿的密度為0. 5mg/cm3,孔隙率為 98% ； 步驟E、將除油后的中濃水引入蒸發(fā)器中，得到結晶固體粉末和混合氣體，結晶固體粉 末回收利用；所述蒸發(fā)器由太陽能、風能、空氣能或燃料燃燒發(fā)電的發(fā)電設備供電； 步驟F、將混合氣體引入氣膜分離器分離得到純水和增濃的混合氣體；所述氣膜分離 器為中空纖維膜材料組成的氣膜分離裝置； 步驟G、將增濃的混合氣體引入冷凝器進行冷凝處理，得到水和不凝氣體； 步驟H、將不凝氣體引入微波紫外催化反應器中進行催化分解，得到C02、H20等無毒無 害小分子物質，微波紫外催化反應器采用內置微波激發(fā)波長185nm紫外光及石墨烯復合催 化材料的分解裝置對不凝氣進行吸附催化分解，所述石墨烯復合催化材料為負載有金屬鹽 催化劑的多層石墨烯微片材料。
[0038] 實施例6。
[0039] 本實施例與實施例5的不同之處在于：本實施例的步驟E中還包括有升溫處理工 序，將除油后的中濃水先引入冷凝器，除油后的中濃水被加熱為升溫濃水，然后將升溫濃水 引入蒸發(fā)器，得到結晶固體粉末和混合氣體。
[0040] 本實施例的其余部分與實施例5相同，這里不再贅述。
[0041] 最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對本發(fā)明保 護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應 當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的實 質和范圍。
【權利要求】
1. 一種含高濃度有機物、無機鹽廢水的處理方法，其特征在于：包括以下步驟： 步驟A、將含高濃度有機物、無機鹽廢水引入過濾器進行過濾，去除廢水中的顆粒物，得 到濾液； 步驟B、將濾液引入反滲透膜裝置進行處理，得到產水和高濃有機物、無機鹽濃水，產水 直接回收利用； 步驟C、將高濃有機物、無機鹽濃水引入鳥糞石反應器，然后向鳥糞石反應器加入適量 鎂鹽、MgO和磷酸鹽，高濃有機物、無機鹽濃水中Mg :N :P的物質的量之比為1-1. 2 :1 :1，反 應10-30分鐘，去除氨氮，得到沉淀物和中濃水，過濾，得到農業(yè)肥料和中濃水； 步驟D、將中濃水引入石墨烯吸附塔進行吸附過濾，去除中濃水中的油污等有機物； 步驟E、將除油后的中濃水引入蒸發(fā)器中，得到結晶固體粉末和混合氣體，結晶固體粉 末回收利用； 步驟F、將混合氣體引入氣膜分離器分離得到純水和增濃的混合氣體； 步驟G、將增濃的混合氣體引入冷凝器進行冷凝處理，得到水和不凝氣體； 步驟H、將不凝氣體引入微波紫外催化反應器中進行催化分解，得到C02、H20等無毒無 害小分子物質。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種含高濃度有機物、無機鹽廢水的處理方法，其特征在于： 所述步驟A中，所述含高濃度有機物、無機鹽廢水，COD不小于1000mg/L，B0D與COD的比值 為0. 01-0. 1，pH為5-10,廢水鹽分不小于1%，含氨氮不小于1000mg/L。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種含高濃度有機物、無機鹽廢水的處理方法，其特征在于： 所述步驟E中還包括有升溫處理工序，將除油后的中濃水先引入冷凝器，除油后的中濃水 被加熱為升溫濃水，然后將升溫濃水引入蒸發(fā)器，得到結晶固體粉末和混合氣體。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種含高濃度有機物、無機鹽廢水的處理方法，其特征在于： 所述步驟C中，所述鎂鹽為MgCl2和MgS0 4中的一種或兩種的混合物，所述磷酸鹽為Na2HP04、 NaH2P04 或 Na3P04。
5. 根據(jù)權利要求4所述的一種含高濃度有機物、無機鹽廢水的處理方法，其特征在于： 所述步驟C中，鎂鹽和MgO的物質的量之比為2-5:1。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種含高濃度有機物、無機鹽廢水的處理方法，其特征在 于：所述步驟D中，石墨烯吸附塔內填充有石墨烯微片或石墨烯海綿材料，所述石墨烯海 綿的密度為〇. 15-1/cm3,孔隙率為98-99%，所述石墨烯微片是由碳層數(shù)多于3層、厚度在 l-100nm的超薄的石墨烯層狀堆積體。
7. 根據(jù)權利要求1所述的一種含高濃度有機物、無機鹽廢水的處理方法，其特征在于： 所述步驟B中，所述反滲透膜裝置中的滲透膜為特種抗污染膜；所述步驟E中，所述蒸發(fā)器 由太陽能、風能、空氣能或燃料燃燒發(fā)電的發(fā)電設備供電；所述步驟F中，所述氣膜分離器 為中空纖維膜或板式膜材料組成的裝置。
8. 根據(jù)權利要求1所述的一種含高濃度有機物、無機鹽廢水的處理方法，其特征在于： 所述步驟Η中，采用內置微波激發(fā)波長185nm紫外光及石墨烯復合催化材料的分解裝置對 不凝氣進行吸附催化分解，得到C02、H20等小分子物質。
9. 根據(jù)權利要求8所述的一種含高濃度有機物、無機鹽廢水的處理方法，其特征在于： 所述石墨烯復合催化材料為負載有金屬鹽催化劑的多層石墨烯微片材料。
【文檔編號】C02F1/28GK104058540SQ201410327210
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月10日 優(yōu)先權日:2014年7月10日
【發(fā)明者】鄧杰帆, 焦偉麗, 曾慶波 申請人:東莞市三人行環(huán)境科技有限公司