技术领域
[0001] 本
发明属于
废水治理技术领域,特别是涉及一种反渗透浓排水的处理工艺。 背景技术
[0002] 热电用
锅炉中,为了保障锅炉的安全运行常使用反渗透工艺将普通水或中水转变成脱盐水。在这个工艺过程中所加入的阻垢剂、
杀菌剂等均以COD和总P的形式被浓缩进浓排水中,再加上
原水中的COD和总P的浓缩作用,最终导致了需外排的浓排水中COD和总P超出国家相关排放标准,因而无法正常排放,给企业带来较大负担。目前国内浓排水的处理仅局限于园林浇灌、观赏水族补水、铺路等对水质要求不太严格的地方,但这些用量远小于浓排水产出量。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是针对
现有技术的不足,提供一种新的、可操作性强、能有效降低浓排水中的COD和总P等污染因子的反渗透浓排水的处理工艺。 [0004] 本发明工艺主要用于降低该浓排水中的COD及总P数值到排放标准以下。本发明所述的反渗透浓排水指由中水、普通水(如井水、
自来水或河水)经反渗透工艺处理所排放的浓缩水。所述的浓排水COD降低的范围是从100mg/L~500mg/L降低到0~100mg/L,或从40~100mg/L降低至0~40mg/L。所述的总P降低的范围是从1.0mg/L~100mg/L降低到0~0.5mg/L。
[0005] 本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种反渗透浓排水的处理工艺,其特点是:它由四个工艺单元组成,即
酸化工艺、
氧化混凝工艺、中和工艺和沉淀工艺;所述的酸化工艺是:向浓排水中加入适量的酸化剂,将浓排水的pH值调至2~4;
所述的氧化混凝工艺是:向酸化后的浓排水中分别加入亚
铁盐、
铝盐和镁盐中的至少一种与氯酸盐、过氧化氢中的至少一种物质,进行搅拌反应;亚铁盐在浓排水中所形成
2+ 3+
的亚铁离子Fe 的摩尔浓度是0~1.0mol/L,铝盐在浓排水中所形成的铝离子Al 浓度是
2+
0~0.5mol/L,镁盐在浓排水中所形成的镁离子Mg 浓度是0~0.2mol/L,氯酸盐在浓排水中所形成的氯酸根离子浓度是0~0.5mol/L;过氧化氢在浓排水中所形成的浓度是0~0.5mol/L;
所述的中和工艺是:向氧化混凝后的浓排水中加入无机化合物,使浓排水的pH值至
6~9;所述的无机化合物为无机
碱,或者在水里
水解成无机碱的盐或金属氧化物;
所述的沉淀工艺是:经中和工艺处理后的浓排水在
沉淀池中沉淀一定时间,澄清后再外排。
[0006] 本发明所处理反渗透水的过程主要也就是氧化、混凝过程,因此Fe、Al、Mg离子浓2+
度只要不同时为“0”,就可起到混凝作用。当然,Fe 离子和H2O2在水中进行Fenton反应生成羟基自由基,氧化性更强,当这两种物质均不存在时,酸性条件下,氯酸钠也具有氧化性,
2+
也可氧化废水,当氯酸钠为“0”时,只要有Fe 离子和H2O2也是可以进行氧化反应的。只是
2+ 2+
用Fe 离子和H2O2氧
化成本较高,但可氧化较难氧化物质;氯酸钠氧化性能虽没有Fe 离子和H2O2氧化能
力强,但其成本较低。不同类型的反渗透水,其可被氧化的难易程度不同,
2+
因此,仅使用Fe 离子和H2O2或者氯酸钠均有可使反渗透水达标。
[0007] 所述的沉淀工艺是:经中和工艺处理后的浓排水在沉淀池中沉淀一定时间,澄清后再外排。
[0008] 本发明所述的反渗透浓排水的处理工艺技术方案中,优选的技术方案或特征是:1、酸化工艺中,所述的酸化剂可以为常规的可适用于本发明的酸,优选
硫酸、硫酸氢钠或
盐酸。其浓度不限。
[0009] 2、氧化混凝工艺中,所述的亚铁盐优选为硫酸亚铁或氯化亚铁,所述的铝盐优选为硫酸铝或
三氯化铝,所述的镁盐优选为氯化镁或
硫酸镁,所述的氯酸盐优选为氯酸钠。 [0010] 3、氧化混凝工艺过程时间优选为10~180分钟。
[0011] 4、在氧化混凝工艺过程中,优选用适当紫外线照射浓排水,使紫外线参与催化氧化。
[0012] 5、中和工艺中,所述的无机化合物优选为氢
氧化钙、氢氧化钠、
碳酸钠或氧化钙。
[0013] 6、沉淀工艺中的沉淀时间优选为10~180分钟。
[0014] 7、在浓排水进入沉淀池之前,优选向浓排水中添加适量的高分子助凝剂PAM。 [0015] 以下详细介绍本发明步骤中的反应机理:(1) 氧化作用
新生态氧化性物质的生成:
酸性条件下,氯酸盐可与过氧化氢反应生成亚氯酸盐,该亚氯酸盐又可生成新生态的ClO2,新生态的ClO2和O2。化学方程式如下:
酸性及亚铁离子存在的条件下,过氧化氢被催化分解成羟基自由基(HO·)。化学方程式如下:
新生态的ClO2、O2和HO·均具有极强的氧化性,可氧化反渗透浓排水中的COD成水和二氧化碳等。
[0016] 另外浓排水中一些磷也从有机磷矿化成无机磷,如反渗透浓排水中的阻垢剂ATMP(
氨基三亚甲基膦酸)被矿化成
磷酸(盐)。化学方程式如下:(2) 混凝沉淀作用
反渗透浓排水含有少量固态COD,依靠铁离子、铝离子的混凝沉淀作用,该COD从反渗透浓排水中去除,从而降低了反渗透浓排水中COD含量;
矿化成磷酸(盐)的总磷在镁离子的存在下,被以磷酸铵镁或磷酸镁的形式沉淀,从而降低了反渗透浓排水中总磷的含量。化学方程式如下:
(3) 氧化混凝协调作用
反渗透浓排水尚有一些可溶性COD被
氧化剂不完全氧化后,生成不溶性COD,该不溶性COD经过铁离子和铝离子的混凝沉淀作用被沉淀去除,从而降低反渗透浓排水中的COD含量。这种情况一般发生在COD官能团的改变上,如酚类物质被氧化成不溶性的醌。方程式如下:
另外长链带官能团的COD也可通过氧化剂不完全断链作用,使其中一部分COD变为不可溶COD(如
烃类物质),再被铁离子和铝离子混凝沉淀,从反渗透浓排水中被去除。方程式如下:
与现有技术相比:本发明工艺合理,可操作性强,能有效降低浓排水中的COD、总P等污染因子。
具体实施方式
[0017] 以下进一步描述本发明的具体技术方案,以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明,而不构成对其权利的限制。
[0018]
实施例1,一种反渗透浓排水的处理工艺:它由四个工艺单元组成,即酸化工艺、氧化混凝工艺、中和工艺和沉淀工艺;所述的酸化工艺是:向浓排水中加入适量的酸化剂,将浓排水的pH值调至2;
所述的氧化混凝工艺是:向酸化后的浓排水中分别加入亚铁盐、氯酸盐,进行搅拌反应;亚铁盐在浓排水中所形成的亚铁离子Fe2+的摩尔浓度是1.0mol/L,氯酸盐在浓排水中所形成的氯酸根离子浓度是0.5mol/L;所述的中和工艺是:向氧化混凝后的浓排水中加入无机化合物,使浓排水的pH值至6;所述的无机化合物为无机碱,或者在水里水解成无机碱的盐或金属氧化物;
所述的沉淀工艺是:经中和工艺处理后的浓排水在沉淀池中沉淀一定时间,澄清后再外排。
[0019] 实施例2,一种反渗透浓排水的处理工艺:它由四个工艺单元组成,即酸化工艺、氧化混凝工艺、中和工艺和沉淀工艺;所述的酸化工艺是:向浓排水中加入适量的酸化剂,将浓排水的pH值调至4;
所述的氧化混凝工艺是:向酸化后的浓排水中分别加入铝盐和氯酸盐进行搅拌反应;
3+
铝盐在浓排水中所形成的铝离子Al 浓度是0.5mol/L,氯酸盐在浓排水中所形成的氯酸根离子浓度是0.1mol/L;
所述的中和工艺是:向氧化混凝后的浓排水中加入无机化合物,使浓排水的pH值至9;
所述的无机化合物为无机碱,或者在水里水解成无机碱的盐或金属氧化物;
所述的沉淀工艺是:经中和工艺处理后的浓排水在沉淀池中沉淀一定时间,澄清后再外排。
[0020] 实施例3,一种反渗透浓排水的处理工艺:它由四个工艺单元组成,即酸化工艺、氧化混凝工艺、中和工艺和沉淀工艺;所述的酸化工艺是:向浓排水中加入适量的酸化剂,将浓排水的pH值调至3;
所述的氧化混凝工艺是:向酸化后的浓排水中分别加入镁盐和过氧化氢进行搅拌反
2+
应;镁盐在浓排水中所形成的镁离子Mg 浓度是0.2mol/L,过氧化氢在浓排水中所形成的浓度是0.5mol/L;
所述的中和工艺是:向氧化混凝后的浓排水中加入无机化合物,使浓排水的pH值至8;
所述的无机化合物为无机碱,或者在水里水解成无机碱的盐或金属氧化物;
所述的沉淀工艺是:经中和工艺处理后的浓排水在沉淀池中沉淀一定时间,澄清后再外排。
[0021] 实施例4,一种反渗透浓排水的处理工艺:它由四个工艺单元组成,即酸化工艺、氧化混凝工艺、中和工艺和沉淀工艺;所述的酸化工艺是:向浓排水中加入适量的酸化剂,将浓排水的pH值调至3;
所述的氧化混凝工艺是:向酸化后的浓排水中分别加入亚铁盐、铝盐、镁盐和氯酸盐,
2+
进行搅拌反应;亚铁盐在浓排水中所形成的亚铁离子Fe 的摩尔浓度是0.2mol/L,铝盐在
3+ 2+
浓排水中所形成的铝离子Al 浓度是0.1mol/L,镁盐在浓排水中所形成的镁离子Mg 浓度是0.1mol/L,氯酸盐在浓排水中所形成的氯酸根离子浓度是0.1mol/L;所述的中和工艺是:向氧化混凝后的浓排水中加入无机化合物,使浓排水的pH值至7;所述的无机化合物为无机碱,或者在水里水解成无机碱的盐或金属氧化物;
所述的沉淀工艺是:经中和工艺处理后的浓排水在沉淀池中沉淀一定时间,澄清后再外排。
[0022] 实施例5,一种反渗透浓排水的处理工艺:它由四个工艺单元组成,即酸化工艺、氧化混凝工艺、中和工艺和沉淀工艺;所述的酸化工艺是:向浓排水中加入适量的酸化剂,将浓排水的pH值调至2~4;
所述的氧化混凝工艺是:向酸化后的浓排水中分别加入亚铁盐、铝盐、镁盐和过氧化
2+
氢,进行搅拌反应;亚铁盐在浓排水中所形成的亚铁离子Fe 的摩尔浓度是0.5mol/L,铝盐
3+ 2+
在浓排水中所形成的铝离子Al 浓度是0.3mol/L,镁盐在浓排水中所形成的镁离子Mg 浓度是0.15mol/L,过氧化氢在浓排水中所形成的浓度是0.1mol/L;
所述的中和工艺是:向氧化混凝后的浓排水中加入无机化合物,使浓排水的pH值至7;
所述的无机化合物为无机碱,或者在水里水解成无机碱的盐或金属氧化物;
所述的沉淀工艺是:经中和工艺处理后的浓排水在沉淀池中沉淀一定时间,澄清后再外排。
[0023] 实施例6,实施例1-5任何一项所述的反渗透浓排水的处理工艺的酸化工艺中,所述的酸化剂为硫酸、硫酸氢钠或盐酸。
[0024] 实施例7,实施例1-5任何一项所述的反渗透浓排水的处理工艺的氧化混凝工艺中,所述的亚铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁,所述的铝盐为硫酸铝或三氯化铝,所述的镁盐为氯化镁或硫酸镁,所述的氯酸盐为氯酸钠。
[0025] 实施例8,实施例1-5任何一项所述的反渗透浓排水的处理工艺的氧化混凝工艺过程时间为10~180分钟。
[0026] 实施例9,实施例1-5任何一项所述的反渗透浓排水的处理工艺的氧化混凝工艺过程中,用适当紫外线照射浓排水,使紫外线参与催化氧化。
[0027] 实施例10,实施例1-5任何一项所述的反渗透浓排水的处理工艺的中和工艺中,所述的无机化合物为氢氧化钙、氢氧化钠、碳酸钠或氧化钙。
[0028] 实施例11,实施例1-5任何一项所述的反渗透浓排水的处理工艺中,沉淀工艺中的沉淀时间是10~180分钟。
[0029] 实施例12,实施例1-5任何一项所述的反渗透浓排水的处理工艺中,在浓排水进入沉淀池之前,向浓排水中添加适量的高分子助凝剂PAM。
[0030] 实施例13,反渗透浓排水的处理工艺实验一:取700Kg反渗透浓排水,先用硫酸将其酸化,使其pH=3。然后在搅拌条件下依次加入混凝剂:硫酸亚铁0. 28Kg、硫酸铝0.12Kg、硫酸镁0.15Kg;再加入氧化剂:35%过氧化氢
0.13Kg、氯酸钠0.84Kg。维持搅拌状态30分钟后,再加氢氧化钙中和该浓排水。静置沉淀
60分钟。取上清液分析化验,浓排水COD由435mg/L降低至95mg/L,COD去除率达78.16%;
总P含量6.83mg/L降低至0.3mg/L,去除率达95.61%。
[0031] 实施例14,反渗透浓排水的处理工艺实验二:取700Kg反渗透浓排水,先用硫酸将其酸化,使其pH=3。然后在搅拌条件下依次加入混凝剂:硫酸亚铁0.27Kg、硫酸铝0.13Kg、硫酸镁0.18Kg;再加入氧化剂:35%过氧化氢
0.14Kg、氯酸钠0.63Kg。让该浓排水在紫外灯存在的情况下维持搅拌状态60分钟后,移去紫外灯,再加入氢氧化钠中和该浓排水。静置沉淀60分钟。取上清液分析化验,浓排水COD由403mg/L降低至23mg/L,COD去除率达94.29%;总P含量从6.42mg/L降低至0.2mg/L,去除率达96.88%。
[0032] 实施例15,反渗透浓排水的处理工艺实验三:取700Kg反渗透浓排水,先用硫酸将其酸化,使其pH=3。然后在搅拌条件下依次加入混凝剂:硫酸亚铁0.25Kg、硫酸铝0.18Kg、硫酸镁0.12Kg;再加入氧化剂:35%过氧化氢
0.023Kg、氯酸钠0.34Kg。维持搅拌状态45分钟后,再加氢氧化钙中和该浓排水。慢速搅拌条件下再加入0.2Kg 事先溶好的2%PAM溶液助凝,搅拌2分钟后再静置沉淀30分钟。取上清液分析化验,浓排水COD由385mg/L降低至56mg/L,COD去除率达85.45%;总P含量从
5.48mg/L降低至0.02mg/L,去除率达99.64%。
[0033] 实施例16,反渗透浓排水的处理工艺实验四:取700Kg反渗透浓排水,先用硫酸将其酸化,使其pH=3。然后在搅拌条件下依次加入混凝剂:硫酸亚铁0.13Kg、硫酸铝0.10Kg、硫酸镁0.09Kg;再加入氧化剂:35%过氧化氢
0.013Kg、氯酸钠0.09Kg。维持搅拌状态35分钟后,再加氢氧化钙中和该浓排水。慢速搅拌