一種高鹽高有機(jī)物廢水的零排放方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理領(lǐng)域，具體說是一種高鹽高有機(jī)物廢水的零排放方法。尤指一種利用膜分離技術(shù)處理高鹽高有機(jī)物廢水的零排放方法，更具體地說，涉及一種“浸沒式膜生物反應(yīng)器+納濾+高效反滲透+膜蒸餾+蒸發(fā)結(jié)晶”處理高鹽高有機(jī)物廢水的零排放方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，石化企業(yè)產(chǎn)生的高鹽高有機(jī)物廢水成為一個處理難題，給各企業(yè)帶來極大的困擾。因此，亟需尋求新型的分離技術(shù)解決該類廢水的處理排放問題。
[0003]納濾(NF)是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術(shù)，孔徑為幾納米，截留分子量在200?1000之間。納濾能截留分子量大于100的有機(jī)物以及多價離子，允許小分子有機(jī)物和單價離子透過。在實(shí)際廢水處理中，可以將納濾和其他污水處理過程相結(jié)合，以進(jìn)一步降低費(fèi)用和提高處理效果。
[0004]高效反滲透(HERO)技術(shù)是結(jié)合了離子交換和反滲透兩者的優(yōu)點(diǎn)，是目前最先進(jìn)的反滲透技術(shù)。其核心的工藝原理是:采用離子交換將水中的硬度去除，鹽分則靠反滲透去除；同時，反滲透在高pH條件下運(yùn)行，水中的有機(jī)物在高pH條件下會發(fā)生皂化或弱電離，不會造成反滲透膜的有機(jī)物和生物污染，既節(jié)省了大量的酸堿，又提高了高效反滲透系統(tǒng)的回收率。采用高效反滲透技術(shù)可以將反滲透濃水進(jìn)一步濃縮到更高的水平，然而，采用該技術(shù)的前提是首先要將廢水中的硬度去除至非常低的水平，以便反滲透濃系統(tǒng)在高pH工況下運(yùn)行。
[0005]盡管高效反滲透技術(shù)能將反滲透濃水等高鹽、高硬度廢水進(jìn)一步濃縮至更高的濃度，但還是會有少量更濃的高鹽濃水排放出來。膜蒸餾(MD)由于能夠脫除更高濃度的鹽分以及具有更高的脫鹽率而逐漸受到各國專家重視并展開了廣泛研究，它可以算是迄今為止脫鹽效率最高的膜技術(shù)，脫鹽率高達(dá)99%以上。膜蒸餾是采用微孔疏水膜，以膜兩側(cè)蒸汽壓差為驅(qū)動力的一種新型膜分離過程。膜蒸餾所用的膜為不被待處理溶液潤濕的疏水微孔膜，即只有蒸汽能夠進(jìn)入膜孔，液體不能透過膜孔。膜蒸餾的優(yōu)勢主要是:產(chǎn)水水質(zhì)好，脫鹽率高，水回收率高，可利用工業(yè)廢熱。和多效蒸發(fā)相比，膜蒸餾可以低溫操作，產(chǎn)水水質(zhì)更好，蒸餾效率更高，不存在蒸發(fā)塔的結(jié)垢和腐蝕問題，設(shè)備造價也比常規(guī)蒸餾塔低；和反滲透相比，膜蒸餾可常壓運(yùn)行，對預(yù)處理要求低，可處理反滲透不能處理的高鹽廢水，水回收率更高。
[0006]中國專利CN102557321A涉及一種高濃廢水的零排放方法，采用結(jié)晶技術(shù)、膜蒸餾技術(shù)、微波催化燃燒技術(shù)和太陽能和風(fēng)能發(fā)電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高濃廢水的零排放。該專利中，所述高濃廢水首先進(jìn)入結(jié)晶設(shè)備進(jìn)行無機(jī)物的結(jié)晶，之后經(jīng)膜蒸餾設(shè)備進(jìn)行分離，透過膜蒸餾設(shè)備膜的水蒸氣冷卻后得到純水，其他未透過膜蒸餾膜的混合蒸汽經(jīng)冷凝得到雜用水，其中混合蒸汽中的不凝氣體進(jìn)入后續(xù)微波催化燃燒器進(jìn)行分解得到無毒無害小分子物質(zhì)。盡管該專利也涉及一種高濃廢水的零排放方法，但是，該專利的零排放工藝流程未能對各個工藝進(jìn)行優(yōu)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種高鹽高有機(jī)物廢水的零排放方法，本方法采用“浸沒式膜生物反應(yīng)器+納濾+高效反滲透+膜蒸餾+蒸發(fā)結(jié)晶”處理高鹽高有機(jī)物廢水，解決了廢水排放難題、最大限度地回收了水資源、基本實(shí)現(xiàn)了高鹽高有機(jī)物廢水的零排放。
[0008]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0009]一種高鹽高有機(jī)物廢水的零排放方法，包括以下各步驟:
[0010](1)浸沒式膜生物反應(yīng)器:高鹽高有機(jī)物廢水進(jìn)入到浸沒式膜生物反應(yīng)器單元進(jìn)行過濾處理，經(jīng)過所述浸沒式膜生物反應(yīng)器單元分離后，得到的膜生物反應(yīng)器產(chǎn)水進(jìn)入步驟(2)進(jìn)行處理，所述浸沒式膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)定期排泥；
[0011](2)納濾:所述膜生物反應(yīng)器產(chǎn)水進(jìn)入納濾單元進(jìn)行納濾過濾處理，得到納濾產(chǎn)水和納濾濃水，所述納濾產(chǎn)水進(jìn)入步驟(3)進(jìn)行處理；
[0012](3)高效反滲透:所述納濾產(chǎn)水進(jìn)行調(diào)堿處理，之后進(jìn)入高效反滲透單元進(jìn)一步濃縮分離，得到高效反滲透產(chǎn)水和高效反滲透濃水；
[0013](4)膜蒸餾:所述高效反滲透濃水進(jìn)行調(diào)酸處理，之后進(jìn)入膜蒸餾單元進(jìn)行深度濃縮處理，得到膜蒸餾產(chǎn)水和膜蒸餾濃水；
[0014](5)蒸發(fā)結(jié)晶:所述膜蒸餾濃水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶單元進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶處理，得到鹽類晶體和蒸發(fā)結(jié)晶的產(chǎn)水。
[0015]在上述方案的基礎(chǔ)上，在步驟(2)得到的所述納濾濃水中加入鹽類將鈣離子沉淀下來，固體集中干化處置，上清液返回到步驟(1)中的所述浸沒式膜生物反應(yīng)器單元，和所述高鹽高有機(jī)物廢水混合后進(jìn)行循環(huán)處理。
[0016]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(1)中所述浸沒式膜生物反應(yīng)器單元的膜組件采用外壓式、浸沒式中空纖維簾式膜組件或板框式膜組件。
[0017]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(1)中所述浸沒式膜生物反應(yīng)器單元的膜組件的膜材料為聚砜、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯，膜孔徑范圍為0.1?0.4 μ m。
[0018]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(1)中所述浸沒式膜生物反應(yīng)器單元的膜池底部設(shè)曝氣系統(tǒng)，采用空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣，氣水體積比為15:1?30:1。
[0019]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述曝氣系統(tǒng)為曝氣管或曝氣盤。
[0020]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(1)中所述浸沒式膜生物反應(yīng)器單元的運(yùn)行壓力為-0.06 ?-0.03MPa。
[0021]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(1)中所述浸沒式膜生物反應(yīng)器單元的混合液污泥濃度為6000?10000mg/L，水力停留時間為6?10h。
[0022]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(2)的所述納濾單元中，納濾膜組件采用卷式膜組件，納濾膜材料為聚酰胺或磺化聚醚砜。
[0023]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(2)中所述納濾單元的操作條件為:料液側(cè)操作壓力0.3 ?0.8MPa。
[0024]在上述方案的基礎(chǔ)上，在所述納濾濃水中加入的鹽類為硫酸鈉、碳酸鈉或兩者的混合物，其投加量需滿足Ca2+:鹽類的摩爾比為1:1。
[0025]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(3)中的所述調(diào)堿處理是用氫氧化鈉將所述納濾產(chǎn)水的pH調(diào)節(jié)到9?11。
[0026]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(3)中的所述高效反滲透單元的操作條件為:進(jìn)料液偵_水PH9?11，進(jìn)料液側(cè)操作壓力2?5MPa。
[0027]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(3)中所述高效反滲透單元中，高效反滲透的膜組件形式為卷式膜組件，膜材料為聚酰胺。
[0028]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(3)中所述高效反滲透單元的高效反滲透的膜組件為一組，或多組串聯(lián)，或多組并聯(lián)。
[0029]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(4)中所述調(diào)酸處理是用鹽酸將所述高效反滲透濃水的pH調(diào)節(jié)到7?9。
[0030]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(4)中所述膜蒸餾單元的操作條件為:進(jìn)料液側(cè)廢水PH7?9，進(jìn)料液側(cè)廢水溫度65°C?85°C，進(jìn)料液側(cè)膜面流速0.6?1.2m/s，滲透液側(cè)真空度-0.095 ?-0.075MPa。
[0031]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(4)中所述膜蒸餾單元中，膜蒸餾組件的膜材料為聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或聚丙烯，膜孔徑范圍為0.15 μ m?0.2 μ m。
[0032]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(4)中所述膜蒸餾單元的膜蒸餾組件形式為中空纖維式或板式。
[0033]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(4)中所述膜蒸餾單元的膜蒸餾組件為一組，或多組串聯(lián)，或多組并聯(lián)。
[0034]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(5)中所述蒸發(fā)結(jié)晶單元采用蒸發(fā)結(jié)晶器，熱源采用廢蒸汽加熱或電加熱。
[0035]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述高鹽高有機(jī)物廢水的水質(zhì)特征為:廢水pH7?7.5，電導(dǎo)率 3000 ?5000 μ s/cm, C0Dcr200 ?2000mg/L, BOD 100 ?lOOOmg/L,以 CaC03 計總硬度800 ?1000mg/L，SS500 ?1000mg/L，NH4_N 50 ?500mg/L。
[0036]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述高鹽高有機(jī)物廢水經(jīng)過所述浸沒式膜生物反應(yīng)器單元處理，水回收率高于95%。
[0037]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述膜生物反應(yīng)器產(chǎn)水經(jīng)過所述納濾單元處理后，水回收率高于92%。
[0038]在上述方案的基礎(chǔ)上，經(jīng)過調(diào)堿處理的所述納濾產(chǎn)水經(jīng)過所述高效反滲透單元處