申请日2011.09.22
公开(公告)日2012.02.22
IPC分类号C02F9/04; C02F1/44; C02F1/72
摘要
本发明以焦化废水、印染废水等难降解有机工业废水经过常规生化处理后排放的水为处理对象，将高级氧化技术、膜技术和工业水处理技术结合在一起，提供一种难降解有机工业废水常规生化处理后进行水资源深度处理并回用为高品质水，同时实现工业废水零排放的处理方法和装置。其特征在于，该处理方法和装置包括以下水力流程和装置：1)介质过滤：去除原水中的颗粒、悬浮物等杂质;2)自清洗过滤：以过滤盘片为介质，进一步去除颗粒杂质;3)COD分解器：以超声波为主，并同时曝气有效降解有机物;4)可见光催化氧化：以可见光照射下的蜂窝状二氧化钛为催化剂，进一步降解有机物;5)超滤膜段：利用高精度的超滤膜，截止分子量为3～5万道尔顿，过滤筛除大分子有机物和悬浮物;6)反渗透膜段：利用反渗透原理去除水中的离子，最终制得优质的水代替新水回用于生产中。
权利要求书
1.一种难降解有机工业废水的深度净化回用的处理方法和装置：其特征在于它将高级氧化技术、膜技术和工业水处理技术结合在一起，包括以下水力流程和装置：
1)介质过滤：对经过生化系统处理后的工业废水进行预处理，去除原水中的颗粒、悬浮物等杂质，采用石英砂介质，介质颗粒粒经0.8～1.2mm，为了清除截留的污染物定期进行反冲洗，反洗周期约1～7d;
2)自清洗过滤：以过滤盘片为介质，过滤精度50～200um，进一步去除颗粒杂质，反洗周期6～12h;
3)COD分解器：以超声波为主，声能密度为0.2～0.25W/m3的超声波辐照并曝气200～500min;
4)可见光催化氧化：经以上处理后的废水进入光催化氧化反应器，反应器中加入的催化剂为蜂窝状二氧化钛，当废水体积为4L，涂敷的二氧化钛面积为0.182m2;光源为可见光，在20～30°C及0.1MPa下，反应1～5h后，水中部分有机物被降解，有效减轻了后续膜分离单元的负担;
5)超滤膜段：经处理后的废水进入超滤膜分离装置，分离装置中的膜为超滤膜，截止分子量为3～5万道尔顿，过滤压力为0.1～0.2MPa，进一步去除有机物和悬浮物，反洗周期30～120min;
6)反渗透膜段：经超滤处理的产水进入反渗透系统，反渗透膜为芳香聚酰胺膜，过滤压力为0.8～1.0MPa，无机盐和有机物的去除率达95%以上，水的回收率50%～90%。
说明书
难降解有机工业废水深度净化回用处理方法及装置
技术领域
本发明属于水处理领域，具体地说是一种涉及难降解有机工业废水深度净化回用的处理方法。
背景技术
废水深度净化回用是企业节能减排的实施手段。在我国，有机工业废水的产生量逐年增加，仅1995年我国工业废水(不包括乡镇企业)排放量就为223亿吨，含COD770万吨、重金属1823吨、砷1132吨、氰化物2504吨、挥发酚6366吨、石油类64341吨，其中仅123亿吨废水达标排放，其余部分，尤其是高浓度难降解有机工业废水对环境造成了严重的污染，高浓度难降解有机工业废水主要分布在化工、冶金、炼焦、染料等行业。对此类工业废水尚未有有效的治理对策。采用物理化学方法处理该废水，成本很高，吨水处理费用达到数十元，其原因是这些废水的COD高，不能直接采用常规生化法处理;或者是因为含生物不能降解的某些化合物，如多环芳烃、苯并芘和氨氮等，高昂的处理费用使得大量高浓度难降解有机废水得不到有效处理而排放，所以研究高浓度难降解有机废水的治理，完善其治理技术，是十分迫切的任务。
难降解有机工业废水主要包括焦化废水、造纸废水、印染废水等，具有水质复杂，危害性大，COD和BOD高，可生化性差等特点，其对环境造成了巨大的危害，排放物的环境污染问题已引起各国政府及环保部门的高度重视。国内外对于难降解有机工业废水的处理方法主要有物理法、生物法和化学法。生物法技术比较成熟且费用较低，但此法对有毒物质敏感，会导致微生物废水降解组织失活，需要有效提升废水生物处理的效果与耐毒性，增进其对生物难分解化合物的生物分解效率，但生物处理效果提升难以掌握且不确定性很高，必须需求其他技术，如高级氧化技术等予以改善。而采用化学方法处理时虽然可以通过化学方法改变污染物的化学本性使其转化为无害的或可分离的物质，但在方法上存在着不可避免的二次污染问题。
高级氧化技术，由于其独特的魅力近年来在废水处理领域成为国内外研究的热点。它主要是利用高活性羟基自由基(主要为-OH)进攻大分子有机物并与之反应，从而破坏有机物分子结构达到氧化去除有机物的目的，实现高效的氧化处理。采用高级氧化技术处理生物难降解有机工业废水是将来的发展趋势，但现阶段阻碍其应用推广的主要问题在于，高级氧化技术的运行成本还比较高。为了克服这个问题，本项目的目的是开发一种处理效果好、成本低的超声波-可见光催化-超滤膜-反渗透膜联用技术深度处理难降解有机工业废水，处理后的水达到高品质用水需求。
发明内容
为了克服现有技术存在的问题，本发明以焦化废水、印染废水等难降解有机工业废水经过常规生化处理后排放的水为处理对象，将高级氧化技术、膜技术和工业水处理技术结合在一起，提供一种难降解有机工业废水常规生化处理后进行水资源深度处理并回用为高品质水，同时实现工业废水零排放的处理方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种难降解有机工业废水的深度净化回用的处理方法：其特征在于它将高级氧化技术、膜技术和工业水处理技术结合在一起，包括以下步骤：
1)介质过滤：对经过生化系统处理后的工业废水进行预处理，去除原水中的颗粒、悬浮物等杂质，采用石英砂介质，介质颗粒粒经0.8～1.2mm，为了清除截留的污染物定期进行反冲洗，反洗周期约1～7d;
2)自清洗过滤：以过滤盘片为介质，过滤精度50～200um，进一步去除颗粒杂质，反洗周期6～12h;
3)COD分解器：以超声波为主，声能密度为0.2～0.25W/m3的超声波辐照并曝气200～500min;
4)可见光催化氧化：经以上处理后的废水进入光催化氧化反应器，反应器中加入的催化剂为蜂窝状二氧化钛，当废水体积为4L，涂敷的二氧化钛面积为0.182m2;光源为可见光，在20～30°C及0.1MPa下，反应1～5h后，水中部分有机物被降解，有效减轻了后续膜分离单元的负担;
5)超滤膜段：经处理后的废水进入超滤膜分离装置，分离装置中的膜为超滤膜，截止分子量为3～5万道尔顿，过滤压力为0.1～0.2MPa，进一步去除有机物和悬浮物，反洗周期30～120min;
6)反渗透膜段：经超滤处理的产水进入反渗透系统，反渗透膜为芳香聚酰胺膜，过滤压力为0.8～1.0MPa，无机盐和有机物的去除率达95%以上，水的回收率50%～90%。
经以上处理后的水达到高品质回用水的要求。
本发明的技术方案集成了超声波技术和光催化的高级氧化技术、超滤膜和反渗透膜的膜分离技术以及工业水处理技术，废水经过处理后，有机物去除率达97%，脱盐率达98%，出水水质无色、澄清、无味，达到工业纯水的标准。该方法能高效去除难降解有机工业废水中的污染物，实现此类废水的净化回用。