專利名稱：：一種微波處理反滲透濃水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，特別是一種微波處理反滲透濃水的方法
背景技術(shù)：
：反滲透濃水(簡稱R0濃水)是滿足節(jié)能減排的要求中水回用過程中產(chǎn)生的一類新的以生物難降解和難氧化的COD為主要污染物的廢水，COD濃度為130600mg/L。目前，徹底處理R0濃水的有效方法還沒有，R0濃水基本上沒做任何處理而直接排放，并且此類廢水的排放量每年至將以20%以上的速度增加。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國內(nèi)每天產(chǎn)生的COD不同程度超標的RO濃水約為260萬m3，處理能力按每支膜每小時0.6mH十算，約有五十萬支反滲透膜在正常運行。因此，對RO濃水的有效處理已引起業(yè)內(nèi)的廣泛重視。為有效處理此類新型的廢水，國內(nèi)已有不少研究機構(gòu)和環(huán)保公司做了大量的工作，包括小試和中試。在處理RO濃水的處理工藝中，已知包括電位法、FENTON試劑法、高級氧化法、MBR膜生物反應(yīng)器以及物理吸附法等，這些方法的處理效果都不理想且處理費用高，如FENTON的的運行費用高達5.0元/噸以上，工藝過程難以穩(wěn)定控制，COD的去除率為5060%。專利2007100270424提供了一種微波處理電鍍廢水的方法，其處理過程中的添加劑不能回收利用，且其未能滿足RO濃水的處理要求。為了解決目前RO濃水處理效果不理想、處理費用高、添加劑不能回收利用等問題，本發(fā)明的目的是提供一種高效、低成本的微波處理RO濃水的方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種微波處理反滲透濃水的方法，該方法包括第一步預處理，對反滲透濃水進行預處理，加入工藝添加劑102500ppm、硫酸亞鐵101000ppm和聚合氯化鋁80120ppm，在攪拌下充分混合反應(yīng)；第二步微波處理，預處理后的廢水從自微波處理器的下部進、中上部出，微波照射時間為130秒,在場效應(yīng)和熱點效應(yīng)以及催化作用等的共同作用下，使工藝添加劑、硫酸亞鐵、聚合氯化鋁和廢水發(fā)生充分的物理化學反應(yīng)；第三步沉淀，微波處理器的出水自流進入沉淀過濾單元，出水可實現(xiàn)穩(wěn)定達標排放；第四步污泥分流，沉淀后的部分污泥用泵回流至預處理反應(yīng)中循環(huán)使用，回流比為20200%，失效或剩余污泥經(jīng)脫水變成干泥。所述預處理依據(jù)RO濃水的特性、污染物的種類及其濃度的高低設(shè)置二級至四級混合反應(yīng)，在第一集混合反應(yīng)中投加入工藝添加劑102500卯m、硫酸亞鐵101000ppm、聚合氯化鋁80120卯m，在攪拌下充分混合反應(yīng)，并調(diào)節(jié)PH值至6.09.0。所述每級混合反應(yīng)的水力停留時間為160分鐘，混合反應(yīng)中的攪拌可采用空氣攪拌或者電動攪拌。所述工藝添加劑，其組成成份的重量百分比及各組成成份的重量百分比如下A12034Si023H20+Na2Ca[AlSi5012]412H20+改性炭纖維各組份的百分比1025%:1535%:4075%工藝添加劑中包含的三種化學物質(zhì)，依據(jù)原始廢水的特性、污染物的種類及其濃度的高低調(diào)整其用量。工藝添加劑采用清水配制成610%的濃度分別投加在要求的混合反應(yīng)中。工藝添加劑同時具有反應(yīng)劑和微波誘導的功能。而FeS04主要體現(xiàn)為反應(yīng)劑的功能。聚合氯化鋁的功能是絮凝作用,提高固液分離的效果。反應(yīng)劑與工藝添加劑主要具有破除絡(luò)合物、調(diào)節(jié)RO濃水氧化還原電位、吸附解吸和絮凝吸附以及催化氧化作用等過程。經(jīng)投加工藝添加劑、FeS04、聚合氯化鋁和曝氣充氧后的R0濃水在微波的照射下，不用外加&02就能產(chǎn)生強氧化能的羥基自由基，對有機物的氧化降解徹底，且不易產(chǎn)生中間有毒有害物質(zhì)，通過下列反應(yīng)式發(fā)揮作用的2Fe2++02+4H+~~^2Fe3++2H202Fe3++C+02~~-2Fe2++C02+4e2Fe2++2H++02+e~~^2Fe3++2OHCxHyOn+OH~-xC02+yH20Fe2++20H-^^Fe(0H)4Fe3++30『~~^Fe(0H)4經(jīng)微波照射后沉淀下來的污泥含有Fe(OH)2、Fe(0H)3和改性碳纖維，具有良好的處理效果，采用泵將沉淀下來的污泥回流至前端再與RO濃水充分的混合攪拌，在不加或少加工藝添加劑情況下，乃有良好去除COD的效果，循環(huán)利用污泥的次數(shù)不少于5次。因此，投加的工藝添加劑、硫酸亞鐵、聚合氯化鋁在微波的作用下，具有重新活化和吸附解吸的功效。微波處理污水的技術(shù)原理主要體現(xiàn)在"分子的極性運動"和不同物質(zhì)對微波能的選擇性吸收。微波對流體中的物質(zhì)有選擇性加熱的功能，對吸波物質(zhì)將形成低溫催化作用。微波用于處理RO濃水，通過微波場對吸波物質(zhì)的選擇性加熱、低溫催化、快速穿透等功能，達到凈化廢水的目的。在廢水中同樣也有不能直接吸波的物質(zhì)，如有機化合物。為強化微波處理效率，必須向廢水中人為的投加一定比例的強吸波物質(zhì)即工藝添加劑，并通過這些強吸波物質(zhì)，將微波能傳遞給不能明顯吸收微波波能的有機化物等物質(zhì)，并在其表面局部區(qū)域形成能量聚焦，從而形成低溫誘導催化反應(yīng)。除低溫催化作用外，在微波場中還同時發(fā)生超高頻振蕩，加速物理化學反應(yīng)速度；場效應(yīng)作用的結(jié)果，使分子發(fā)生定向排列。提高反應(yīng)過程中的物理、化學反應(yīng)以及催化反應(yīng)，體現(xiàn)在加速細小顆粒的凝聚和固液分離速度、提高COD等污染物的去除效率。R0濃水廢水，其pH值大多為6.58.0，可以在不需調(diào)節(jié)PH值或是微調(diào)PH值的情況下達到良好的處理效果。所述廢水在微波處理器內(nèi)的照射時間為130秒，出水溫度較進水溫度高010度。本方法適用于處理以COD和重金屬為主要污染物的各類難以生物降解的有機廢水或混合廢水，包括含各類反滲透(RO)的濃水、生物處理后的相對低濃度難降解的COD廢水等。經(jīng)本方法處理后，可保證出水中的COD和重金屬等指標的達標排放。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果1、本方法可適用各類廢水在中水回用過程中產(chǎn)生的超標排放的R0濃水以及生物法或化學法難以處理的各類廢水，經(jīng)本方法處理后，可實現(xiàn)穩(wěn)定達標排放?，F(xiàn)有垃圾滲濾液經(jīng)生物法處理后的出水，其中的COD濃度為200600mg/L，采用通常的高級氧化、吸附等工藝，處理效果均不理想，并且運行費用高；各類有機或無機的RO濃水，由于其電導率高等水質(zhì)特性不同，現(xiàn)有處理工藝均不能較好的滿足要求。本方法的處理效率高、針對性強，對各類RO濃水和難降解的相對低COD濃度的廢水，可以獲良好的處理效果。2、為了提高R0濃水處理的工藝效率和適應(yīng)性，提出了微波處理R0濃水的方法，向濃水中投加工藝添加劑，在微波的場效應(yīng)、熱點效應(yīng)和催化氧化作用等協(xié)同作用下，可大幅度的提高處理RO濃水的適應(yīng)性和有效性，并大大地簡化了工藝過程的控制。3、經(jīng)一次或多次使用后的污泥乃具有良好的處理效果。釆用污泥回流的方法提高工藝添加劑等藥劑的使用效率，降低運行費用，處理費用較FENTON等方法下降1040%，可獲得良好的技術(shù)及經(jīng)濟指標。4、本發(fā)明方法的工藝過程影響因素少、過程的控制方便和易于實現(xiàn)自動化。5、本方法對各類RO濃水和難降解廢水的處理，可依據(jù)COD等污染物濃度的高低有效方便地調(diào)整工藝藥劑的投加量來到良好的處理效率，從而可方便地滿足不同污染物濃度和種類的廢水處理，并且實現(xiàn)穩(wěn)定的達標排放。6、本發(fā)明方法產(chǎn)生的污泥量少，約為傳統(tǒng)工藝污泥量的6080%;污泥的沉降性能好，其沉淀速度是傳統(tǒng)工藝的13倍；污泥的含水率低，為9899%;污泥的脫水性能良好。7、本發(fā)明方法的工程占地面積小，約為化學沉淀法的2050%。8、本方法具有良好的殺菌除臭能功，經(jīng)處理后的出水細菌總數(shù)可達到廢水的排放要求。本發(fā)明方法，填補了國內(nèi)對中水回用過程中產(chǎn)生的新的超標排放廢水(R0濃水)處理方法的空白，對R0濃水的處理具有適應(yīng)性強、效果好并且運行穩(wěn)定、處理費用相對較低等優(yōu)點，具有很好的推廣價值。以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。圖l是本發(fā)明的工藝流程圖。具體實施方式實施例l取某經(jīng)生物和膜處理后的垃圾滲濾液，廢水為1000mL、水溫為21°C。按照本發(fā)明經(jīng)過以下工藝流程廢水－混合反應(yīng)1－混合反應(yīng)2－混合反應(yīng)3－微波處理－沉淀過濾－出水其過程及參數(shù)如下將R0濃水自調(diào)節(jié)池泵入第一級混合反應(yīng)1內(nèi)并在其中攪拌反應(yīng)5分鐘，往混合反應(yīng)1內(nèi)投加工藝添加劑450卯m(組成A12034Si023H20:Na2Ca[AlSi5012]412H20:+改性炭纖維=1.5:2.0:6.5)和130ppm的硫酸亞鐵；混合反應(yīng)1的出水自流進入混合反應(yīng)2內(nèi)，視濃水的PH值，往其中投加PH值調(diào)整劑，使其PH值為6.59.0;向混合反應(yīng)3內(nèi)投加90ppm的聚合氯化鋁?；旌戏磻?yīng)在鼓風機的曝氣或電動攪拌下充分混合反應(yīng)?；旌戏磻?yīng)3的出水進入微波處理器內(nèi)，在微波處理器內(nèi)的照射時間為25秒。出水溫度較進水溫度高5.0'C。經(jīng)沉淀過濾后的出水1全部達標排放要求。沉淀后的沉泥回用。另取1000mL的原始廢水，重復上述試驗，除工藝添加劑100ppm夕卜，其它藥劑的用量相同，污泥回流比例100%，沉淀過濾后的出水2的水質(zhì)；再用第二次試驗的全部污泥、取1000mL的原始廢水重復上述試驗，此時污泥的回流比為200%，不加工藝添加劑，經(jīng)全流程試驗后的出水3的水質(zhì)。過程的水質(zhì)如表1所示。表l試驗結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>注出水水質(zhì)l、2、3為三次平行試驗取樣化驗結(jié)果的平均值。實施例2電鍍廠中水回用反滲透(RO)濃水，按照本發(fā)明經(jīng)過以下工藝流程處理:RO濃水~~^混合反應(yīng)1~~^混合反應(yīng)2~^混合反應(yīng)3~~^微波處理器"~^沉淀過濾~~^出水其試驗過程和參數(shù)如下用燒杯取RO濃水1000mL，往其中投加入工藝添加劑250ppm(組成A12034Si023H20:Na2Ca[AlSi5012]412H20:+改性炭纖維=3.5:3.0:3.5)、220ppm的硫酸亞鐵,連續(xù)攪拌5分鐘;加入石灰調(diào)節(jié)PH值至8.5,加入llOppm的聚合氯化鋁；在微波試驗處理器內(nèi)運行15秒，再經(jīng)沉淀過濾的出水水質(zhì)l;另取RO濃水1000mL，加入第一次試驗的全部污泥(無需干燥)和再投加工藝添加劑50ppm，實現(xiàn)污泥回流比為100%，其它工藝過程和藥劑的用量與第一次試驗相同，試驗后的出水水質(zhì)2;結(jié)果如下表2所示。表2廢水的水質(zhì)單位除pH外為mg/L<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>注出水水質(zhì)為同一原始廢水三次平行試驗取樣化驗結(jié)果的平均值。實施例3某大型造紙廠的反滲透(RO)濃水，按照本發(fā)明經(jīng)過以下工藝流程-RO濃水~^混合反應(yīng)1一~^混合反應(yīng)2~~^混合反應(yīng)3~^微波處理~^沉淀過濾~^出水其過程及參數(shù)如下RO濃水流量為1000L/h、水溫為34。C，進入有效容積120升的混合反應(yīng)1中，并向其中投加工藝添加劑500ppm(組成AlA'4Si02'3H20:Na2Ca[AlSi5012]412H20:+改性炭纖維=1:2.0:7.0)、220ppm的硫酸亞鐵并連續(xù)攪拌；出水進入有效容積60升的混合反應(yīng)2中，往其中投加90ppm的PAC;出水采用水泵抽入微波處理器內(nèi)運行波20秒，經(jīng)過微波處理后的出水中自流進入沉淀過濾，出水達到排放標準。在中試過程，第一天試驗未進行污泥回流，出水1為連續(xù)出水的平均水質(zhì)；第二天試驗投加工藝添加劑100ppm，其它條件同第一天的試驗，采用水泵由流量計控制定量抽取污泥回流至混合反應(yīng)2中，回流比控制在80120%，出水2為其平均試驗水質(zhì)；第三天試驗不投加工藝添加劑，其它條件同第一天的試驗，將水泵的回流量再加大接近一倍，回流比控制在150200%，水質(zhì)3為試驗出水的平均水質(zhì)。過程的水質(zhì)如表3所示。表3中試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>注上述試驗結(jié)果是現(xiàn)場中試(規(guī)模1.0mVh)連續(xù)運行的平均值權(quán)利要求1、一種微波處理反滲透濃水的方法，其特征在于該方法包括第一步預處理，對反滲透濃水進行預處理，加入工藝添加劑、硫酸亞鐵和聚合氯化鋁，在攪拌下充分混合反應(yīng)；第二步微波處理，預處理后的濃水從自微波處理器的下部進、中上部出；第三步沉淀，微波處理器的出水自流進入沉淀過濾單元，出水可實現(xiàn)穩(wěn)定達標排放；第四步污泥分流，沉淀后的部分污泥用泵回流至預處理反應(yīng)中循環(huán)使用，回流比為20～200％，失效或剩余污泥經(jīng)脫水變成干泥。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波處理反滲透濃水的方法，其特征在于所述預處理依據(jù)反滲透濃水的特性、污染物的種類及其濃度的高低設(shè)置二級至四級混合反應(yīng)，在第一集混合反應(yīng)中投加入工藝添加劑102500ppm、硫酸亞鐵101000ppm、聚合氯化鋁80120ppm，在攪拌下充分混合反應(yīng)，并調(diào)節(jié)PH值至6.09.0。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波處理反滲透濃水的方法，其特征在于所述每級混合反應(yīng)的水力停留時間為115分鐘，混合反應(yīng)中的攪拌采用空氣攪拌或者電動攪拌。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波處理反滲透濃水的方法，其特征在于:所述工藝添加劑，其組成成份的重量百分比及各組成成份的重量百分比如下A1A4Si023H20+Na2Ca[AlSi5012]412H20+改性炭纖維各組份的百分比1025%:1535%:4075%5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波處理反滲透濃水的方法，其特征在于:所述濃水在微波處理器內(nèi)的照射時間為130秒，出水溫度較進水溫度高010度。全文摘要本發(fā)明涉及一種微波處理反滲透濃水的方法，該方法包括對反滲透濃水加入工藝添加劑、硫酸亞鐵和聚合氯化鋁進行預處理；預處理后的濃水從自微波處理器的下部進、中上部出，使工藝添加劑、硫酸亞鐵、聚合氯化鋁和濃水發(fā)生充分的物理化學反應(yīng)；微波處理器的出水自流進入沉淀過濾單元，出水可實現(xiàn)穩(wěn)定達標排放；污泥分流，沉淀后的部分污泥用泵回流至預處理反應(yīng)中循環(huán)使用，失效或剩余污泥經(jīng)脫水變成干泥。本方法適用于處理以COD和重金屬為主要污染物的各類難以生物降解的有機廢水或混合廢水，本發(fā)明方法的工藝過程簡單、控制方便，處理費用低、占地少，填補了國內(nèi)對中水回用過程中產(chǎn)生的新的反滲透濃水處理方法的空白，具有很好的推廣價值。文檔編號C02F1/44GK101381120SQ200810218459公開日2009年3月11日申請日期2008年10月20日優(yōu)先權(quán)日2008年10月20日發(fā)明者郭觀發(fā),杰陳申請人:郭觀發(fā);陳杰