申请日2016.07.20
公开(公告)日2016.11.23
IPC分类号C02F3/00
摘要
本发明涉及一种城市污水处理厂反渗透浓水的处理方法，通过控制生物电渗析系统的膜间距和各个反应室的水力停留时间，可实现将反渗透浓水中的盐分和有机物有效地分离，系统能耗低于传统电渗析的能耗。
权利要求书
1.本发明属于城市污水处理领域，涉及一种城市污水处理厂反渗透浓水的处理方法，该系统的特征是通过控制生物电渗析系统的膜间距和各个反应室的水力停留时间，可实现将反渗透浓水中的盐分和有机物有效地分离，系统能耗低于传统电渗析的能耗。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法适用于城市污水处理厂反渗透浓水的处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制生物电渗析中膜间距0-30mm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制阳极室水力停留时间10-30h，酸室水力停留时间30-120s，脱盐室水力停留时间60-120s，阴极室水力停留时间30-100s。
5.根据权利要求1，其特征在于，可在18h内，实现对反渗透浓水的脱盐率达到85%以上，浓水中的有机物保持不变且与无机盐有效分离，系统能耗为5-10kWh/m3。
说明书
一种城市污水厂出水回用中反渗透浓水的处理方法
技术领域
本发明属于城市污水处理领域，对于城市污水厂出水回用采用的反渗透工艺产生的大量反渗透浓水，采用生物电渗析技术，通过控制生物电渗析系统的膜间距和各个反应室的水力停留时间，可实现将反渗透浓水中的盐分和有机物有效地分离。
背景技术
城市污水再生利用是解决水资源短缺的重要方法，城市污水处理厂出水可用于农业灌溉、城市杂用和工业用途等。反渗透技术被广泛的应用于污水三级处理，反渗透技术对污水中有机物、病原微生物、硝酸盐氮以及难降解有机物均有良好的去除效果，反渗透出水可满足绝大部分污水回用的水质规定要求。然而，反渗透技术处理废水的同时会产生大量的浓水，反渗透浓水的水量一般占进水的25%-50%，具体取决于反渗透系统的回收率(反渗透产品水与反渗透进水的比值)。反渗透浓水中含有高浓度的有机物和盐分，浓度一般是进水的6-7倍。反渗透浓水中常见有机物包括环境内分泌感染物、药物、农药等剧毒物质，高盐分可导致细胞脱水和严重的生态毒理危险，因此关于反渗透浓水处理的研究备受关注。
城市污水处理厂反渗透浓水中有机物的处理方法通常为高级氧化法，包括：臭氧氧化法、光催化法和芬顿法。但是反渗透浓水中的高盐分和无机物对高级氧化法具有抑制作用。因此在反渗透浓水有机物处理过程中对无机盐分的去除非常重要。目前反渗透浓水中无机盐分的去除方法主要有蒸发、结晶和电渗析。但是蒸发和结晶不能够将反渗透浓水中的无机盐分从有机物中有效地分离，电渗析能够将无机盐分和有机物分离但是能耗较大，一般在15kWh/m3左右。
生物电渗析是一种新型的生物电化学技术，由四个反应室构成，从左往右依次为阳极室、酸室、脱盐室和阴极室。四室之间用膜相互隔开，其中阳极室和酸室之间为双极膜，酸室和脱盐室之间为阴离子交换膜，脱盐室和碱室之间为阳离子交换膜。阳极材料为碳刷，阴极材料采用三层滚压活性炭阴极，在阳极至阴极反应器内部构成一个由溶液中阴阳离子传递而外部由电子传递形成的回路。
本发明采用生物电渗析对反渗透浓水脱盐，实现有机物和无机盐分的分离，无机盐分转化为酸碱，系统能耗低于传统电渗析的能耗。
发明内容
本发明的目的是针对目前城市污水厂出水回用中反渗透浓水难以处理的问题，采用生物电渗析技术，通过优化生物电渗析装置结构，及优化系统运行参数，提出一种生物电渗析处理反渗透浓水的方法。
本发明主要解决的技术问题是实现反渗透浓水中的有机物与无机盐分有效分离，在高效脱盐的过程中，减小生物电渗析的运行能耗。
为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：
控制生物电渗析的膜间距0-30mm，阳极室水力停留时间10-30h，酸室水力停留时间30-120s，脱盐室水力停留时间60-120s，阴极室水力停留时间30-100s。可实现对反渗透浓水的脱盐率达到85%以上，有机物与无机盐有效分离，能耗仅为5-10kWh/m3。
本发明所提供的一种城市污水厂出水回用中反渗透浓水的处理方法优点在于：(1)与电渗析相比，利用微生物在外加电压的作用下产电，可减少电耗约50%。(2)有机物和盐分有效分离，无机盐以酸碱副产物的形式回收。