一種含膜過濾單元的有機廢水處理工藝的製作方法

2023-06-24 07:15:46 2

專利名稱：：一種含膜過濾單元的有機廢水處理工藝的製作方法
技術領域：
：本發明屬於環境工程及分離工程
技術領域：
，具體涉及一種含膜過濾單元的有機廢水處理工藝，應用於雙氧水生產廢水以及含重芳烴、大分子有機物與膠體廢水的處理。
背景技術：
：雙氧水即過氧化氫(11202)是一種極為重要的化工產品，可作氧化劑、消毒劑、水處理劑、脫氧劑、聚合反應引發劑和交聯劑等，廣泛應用於紡織、造紙、化工和電子，其次是環保、醫藥、食品、採礦、建築和軍工等行業。雙氧水是全球工業化學品中生產能力增長最快的產品之一，近20年來，平均年增長率為7%。我國雙氧水的需求量年平均增長率超過15%,2005年，我國雙氧水的產能為63萬噸、消費量68萬噸，2008年消費量約100萬噸。全國共有雙氧水生產廠約70家，其中生產能力過萬噸的有近20家，個別企業年生產能力超過10萬噸。雙氧水具有幾乎無汙染的特性，被稱為"最清潔"的化工產品，在環保要求越來越高的今天，雙氧水作為環保型產品其應用前景日趨看好。雙氧水的生產方法包括異丙醇法、氫氧直接合成法、電解法和蒽醌法等，工業生產廣泛應用的是電解法和蒽醌法。電解法是1980年代以前生產雙氧水的主要方法，根據電解介質不同又可細分為過硫酸法、過硫酸鉀法和硫酸銨法等，一般採用鉑作陽極，鉛作陰極。該法電耗高、產量低、勞動強度大，不適合大規模生產，目前電解法已基本淘汰或禁止。蒽醌法以烷基蒽醌衍生物為溶質，重芳烴、磷酸三辛酯或氫化萜松醇等為溶劑，通過催化加氫、氧化、萃取、淨化和濃縮等過程生產雙氧水。該工藝技術先進、自動化程度高、安全性好，適合大規模生產，可綜合利用各種氫源，成本和能耗低。根據所釆用氫化觸媒種類有不同，蒽醌法工藝可細分為鎳觸媒懸浮床氫化工藝和鈀觸媒固定床氫化工藝。鈀催化劑具有對氫化反應選擇性強、活性好的特點，新建裝置大都採用此工藝。蒽醌法生產雙氧水的生產廢水主要包括三部分其一是工作液洗水，其二是氫化塔觸媒再生時水蒸氣冷凝水等混合廢水，其三是濃縮工段排放的蒸發殘液。由於生產過程中需使用工作液為載體，工作液主要是重芳烴、烷基蒽醌衍生物和磷酸三辛酯等，因此生產廢水中含有一定量的上述物質及其衍生或降解產物，廢水顏色為淺橙色，化學需氧量(COD)—般為200070000mg/L，平均約3500mg/L，有較濃的芳烴氣味。重芳烴、烷基蒽醌衍生物和磷酸三辛酯等有機物部分溶於水，採用傳統的物理機械方法處理效率很低，又因重芳烴等對微生物有一定毒性，難於生物降解，目前，此類廢水的處理方法主要是芬頓(Fentoii)氧化，其典型的處理工藝流程為廢水經收集、水量水質調節後進行油水分離，然後在Fenton氧化池內加入亞鐵溶液及雙氧水，並鼓入空氣，經加藥或不加藥沉澱或過濾後排放。氧化池內汙泥及濾池反衝洗水排至汙泥濃縮池，汙泥經濃縮後至壓濾機壓濾成泥餅。廢水中有機物在Fentoii氧化池內，依靠F^+與雙氧水之間反應所生成氧化能力很強的氫基自遊基(，OH)氧化分解為C02和H20,COD降低；沉澱池中加入石灰、絮凝劑(如PAC)和助凝劑(如PAM)等進一步反應去除COD。現有廢水處理工藝的主要缺點在於(l)採用化學法，通過不斷加入藥劑與廢液中的有機物絮凝反應，達到去除COD的目的。加藥量大，運行費用較高，且加藥量隨水質變化大，實現自動控制困難，操作不方便。(2)廢水中含有油類物質，含油物質漂浮，當Fenton氧化不徹底時，COD去除率低，導致出水COD超標。(3)大量藥劑加入導致大量汙泥產生，人工勞動強度大，汙泥的無害化處置成本高。(4)氫化塔觸媒再生時產生的廢水約兩個月才排放一次，呈深紅色，含大量的蒽醌和磷酸三辛酯，當其排入現有的廢水處理系統時，對處理系統的衝擊極大，常使系統失效。為了提高處理效率，國內有許多研究採用鐵碳內電解處理難降解廢水，但是鐵碳內電解的填料板結一直是個未解決的問題。劉燕林等(雙氧水生產廢水的治理工程實例，環境工程，2005，23:17-19)針對雙氧水生產廢水提出了隔油+氣浮+催化氧化+斜板沉澱+生物碳塔為核心的處理工藝。通過隔油-氣浮聯合，加強對油類物質(重芳烴)的去除；在鐵碳內電解單元內加入活性劑、調節pH值，並釆用大氣量的攪拌不斷衝刷鐵屑的表面，以降低氫氧化物在鐵屑表面的沉積；最後採用生物氧化-活性炭吸附塔進一步處理，利用活性炭的吸附功能吸附難降解有機物，並利用好氧微生物降解被吸附的有機物。該方法處理效果較好，並有效地解決了填料板結的問題。但是，大量氣體衝刷鐵屑時需消耗大量能量；在物耗方面，氣浮收集的香芳烴需使用破乳劑破乳，此外還有活性劑和pH值調節劑等，較大地提高了處理成本。本發明所要解決的技術問題是提供了一種含膜過濾單元的有機廢水處理工藝，該工藝將節能顯著的膜處理方法與生化工藝結合，能耗低，處理效果好。為實現上述目的，本發明的技術方案為一種含膜過濾單元的有機廢水處理工藝，其特徵在於，包括以下步驟1)將收集的生產廢水採用無機陶瓷膜進行超濾預處理所得濾液進入下一步驟，所得截留液進行焚燒處理；2)將所得的濾液進行生化處理，將處理後所得的廢水排放。所述的無機陶瓷膜的膜孔徑為0.0052.0lim;膜材料為氧化鋁膜、氧化鋯膜或氧化銻無機膜。所述的超濾預處理過程中使用錯流過濾技術，廢水中的油狀或固體微粒從無機陶瓷膜的膜表面流過，濾液則從無機陶瓷膜的膜管的側面流出，錯流過濾的濾過壓力為0.10.4MPa，膜濾過壓差為0.050.25MPa，過濾通量為301000L/m2h。所述的超濾預處理過程中，採用自動瞬時在線反衝洗裝置對所述的無機陶瓷膜進行膜反衝洗。所述的步驟2)中的生化處理的方式包括傳統活性汙泥法、高低負荷兩段暴氣法(AB)、序列間歇式活性汙泥法(SBR)、升流式厭氧汙泥床(UASB)、缺氧一好氧法(A/0)、兩段缺氧一好氧或厭氧一缺氧一好氧法(A2/0)、缺氧一兩段好氧法A/02、暴氣生物濾池(BAF)、生物吸附之一或上列方式的組合方式。經步驟2)處理後，獲得生化汙泥，生化汙泥的處理方式為脫水後外運，脫水方式包括板框壓濾機壓濾。膜的清洗方式為化學清洗。化學清洗採用酸、鹼和純水等作清洗液，清洗程序根據最低通量設定值進行。濃縮液(即預處理過程中的截留液)通過焚燒方式處理。高濃度濃縮液焚燒時，可摻入燃煤或重油等輔助燃料，也可採用其他焚燒方式。本發明的工藝原理為採用無機陶瓷膜超濾處理雙氧水生產廢水，利用膜對廢水中各組分的選擇透過性能來分離、淨化和高效濃縮廢水中的各類汙染物，具有常溫下進行、無相變化、操作控制方便、設備佔地少、處理效率高、節能顯著以及生產過程中不產生二次汙染等特點。無機陶瓷膜超濾分離機理一般認為是簡單的篩分過程，大於膜表面毛細孔的分子被截留,較小的分子則透過膜。無機陶瓷膜分離設備一般使用錯流過濾技術，即物料從膜表面流過，而滲透液則從膜管的側面流出，滲透液與物料的流動方向形成垂直，其最大優點在於減少了濾餅形成，降低了過濾阻力，大大提高了膜通量，並顯著降低COD含量，減少能耗。本發明具有的有益效果是本發明採用無機陶瓷膜超濾處理雙氧水生產廢水，利用膜對廢水中各組分的選擇透過性能來分離、淨化和高效濃縮廢水中的各類汙染物，具有常溫下進行、無相變化、操作控制方便、設備佔地少、處理效率高、節能顯著以及生產過程中不產生二次汙染等特點。無機陶瓷膜超濾分離機理一般認為是簡單的篩分過程，大於膜表面毛細孔的分子被截留，較小的分子則透過膜。無機陶瓷膜分離設備一般使用錯流過濾技術，即物料從膜表面流過，而滲透液則從膜管的側面流出，滲透液與物料的流動方向形成垂直，其最大優點在於減少了濾餅形成，降低了過濾阻力，大大提高了膜通量，並顯著降低COD含量，減少能耗。圖1為本發明的廢水處理工藝流程圖。具體實施例方式如圖1所示，廢水經管、渠、溝等收集至收集池，經循環池後，進入廢水處理流程的核心單元一無機陶瓷膜超濾預處理廢水，經預處理的低濃度廢水進入生化系統進一步處理後達標排放、高濃度濃縮液通過焚燒方式處理。工藝流程特徵在於無機陶瓷膜超濾所採用的無機陶瓷膜孔徑為0.0052.0nm;膜材料為氧化鋁膜、氧化鋯膜或氧化銻無機膜；截留的大分子或粒子的粒徑為0.005ixm以上的油狀或固體微粒。無機陶瓷膜超濾分離設備使用錯流過濾技術，即物料從膜表面流過，而滲透液則從膜管的側面流出，滲透液與物料的流動方向垂直，錯流過濾的濾過壓力為0.10.4MPa,膜濾過壓差為0.050.25MPa，過濾通量為301000L/m2h。無機陶瓷膜超濾反衝洗採用申請人自主智慧財產權的自動瞬時在線反衝洗裝置(膜過濾瞬時在線脈衝反衝技術，申請號02224060.8，授權號CN2555921Y)，實現全自動在線對膜表面進行定時反向衝洗。即在過濾過程中從滲透液側對滲透液施加一外力，使一定量的滲透液高速反向依次穿過膜管的支撐層和分離層(正常狀態下滲透液是先流經分離層再流過支撐層的)，將分離層表面的濾餅層衝離膜管而進入分離過程中的濃縮相，減輕膜面汙染，降低膜過濾阻力，提高膜通量。無機陶瓷膜的清洗方式為化學清洗，化學清洗可採用酸、鹼和純水等。清洗程序根據最低通量設定值進行。無機陶瓷膜超濾所得高濃度濃縮液通過焚燒方式徹底處理。高濃度濃縮液焚燒時，可摻入燃煤或重油等輔助燃料，也可採用其他焚燒方式。無機陶瓷膜超濾所得低濃度廢水生化處理的方式包括但不限於傳統活性汙泥法、AB、SBR、UASB、A/0、A2/0、A/02、BAF、生物吸附等，以及這些方式的組合方式。汙泥處理採用脫水外運方式，脫水方式包括但不限於板框壓濾機壓濾。實施例l採用無機陶瓷膜對湖南株洲某化工公司雙氧水生產排放的廢水進行分離，COD去除率為79.4%,滲透液澄清透亮，處理結果見表l。生產廢水經無機陶瓷膜分離後，滲透液的COD降至3000mg/L左右，而且隨著截留液(濃縮液)COD濃度不斷增加，滲透液COD相對穩定。表1湖南株洲某化工公司雙氧水生產廢水無機陶瓷膜處理結果tableseeoriginaldocumentpage7實施例2採用無機陶瓷膜對湖南衡陽某化工公司雙氧水生產排放廢水進行分離，滲透液澄清透亮，結果見表2。廢水的COD在500-14840mg/L，經無機陶瓷膜對其進行分離後，滲透液的COD為63-2548mg/L，平均為800.5mg/L。表2湖南衡陽某化工公司雙氧水生產廢水無機陶瓷膜處理結果tableseeoriginaldocumentpage8權利要求1.一種含膜過濾單元的有機廢水處理工藝，其特徵在於，包括以下步驟1)將收集的生產廢水採用無機陶瓷膜進行超濾預處理所得濾液進入下一步驟，所得截留液進行焚燒處理；2)將所得的濾液進行生化處理，將處理後所得的廢水排放。2.根據權利要求1所述的含膜過濾單元的有機廢水處理工藝，其特徵在於，所述的無機陶瓷膜的膜孔徑為0.0052.0um;膜材料為氧化鋁膜、氧化鋯膜或氧化銻無機膜。3.根據權利要求1所述的含膜過濾單元的有機廢水處理工藝，其特徵在於，所述的超濾預處理過程中使用錯流過濾技術，廢水中的油狀或固體微粒從無機陶瓷膜的膜表面流過，濾液則從無機陶瓷膜的膜管的側面流出，錯流過濾的濾過壓力為0.1~0.4MPa,膜濾過壓差為0.050.25MPa，過濾通量為301000L/m2h。4.根據權利要求1所述的含膜過濾單元的有機廢水處理工藝，其特徵在於，所述的超濾預處理過程中，採用自動瞬時在線反衝洗裝置對所述的無機陶瓷膜進行膜反衝洗。5.根據權利要求1所述的含膜過濾單元的有機廢水處理工藝，其特徵在於，所述的步驟2)中的生化處理的方式包括傳統活性汙泥法、高低負荷兩段暴氣法、序列間歇式活性汙泥法、升流式厭氧汙泥床、缺氧一好氧法、兩段缺氧一好氧或厭氧一缺氧一好氧法、缺氧一兩段好氧法、暴氣生物濾池、生物吸附之一或上列方式的組合方式。6.根據權利要求1所述的含膜過濾單元的有機廢水處理工藝，其特徵在於，經步驟2)處理後，獲得生化汙泥，生化汙泥的處理方式為脫水後外運，脫水方式包括板框壓濾機壓濾。全文摘要本發明提供一種含膜過濾單元的有機廢水處理工藝，其特徵在於，包括以下步驟1)將收集的生產廢水採用無機陶瓷膜進行超濾預處理所得濾液進入下一步驟，所得截留液進行焚燒處理；2)將所得的濾液進行生化處理，將處理後所得的廢水排放。該工藝將節能顯著的膜處理方法與生化工藝結合，能耗低，處理效果好。文檔編號C02F9/14GK101643298SQ20091004427公開日2010年2月10日申請日期2009年9月4日優先權日2009年9月4日發明者尹谷餘,戴慧敏,方志斌,君肖申請人:湖南恆輝膜技術有限公司;湖南湘牛環保實業有限公司