專利名稱：用于維生素c二級生化出水處理及回用的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水處理方法，具體的說是用于維生素C 二級生化出水處理及回用的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
維生素C發(fā)酵廢水處理及回用技術(shù)是關(guān)乎維生素C制藥行業(yè)發(fā)展前景的重要技術(shù)，是減輕環(huán)境污染和解決水資源緊缺問題的有效途徑。維生素C (Vitamin C，簡稱維生素C)是應(yīng)用最廣泛、國內(nèi)外產(chǎn)銷量最大維生素品種，而中國集中了世界上大部分的維生素C生產(chǎn)企業(yè)。維生素生產(chǎn)過程中排放大量的廢水， 廢水水質(zhì)具有COD濃度高，難生物降解，色度高而且生化難以去除，含鹽量高的特征。大多維生素C發(fā)酵廢水采用厭氧和好氧的組合生化處理工藝，其出水COD在300左右，色度在 200左右，電導(dǎo)率在HOOOPS · cnT1左右。如此廢水直接排放仍然會給地表水環(huán)境帶來巨大的壓力。維生素C廢水經(jīng)過厭氧和好氧組合工藝處理，可生化降解的有機(jī)物得到有效去除。 然而維生素C發(fā)酵過程以及廢水的厭氧和好氧處理過程中產(chǎn)生的難生物降解有機(jī)物隨出水排除。經(jīng)二級生化處理的出水含有大量微生物難以降解發(fā)色有機(jī)物，而且電導(dǎo)率高，生化處理方法難以達(dá)到對水中有機(jī)物和鹽度的去除。相比之下，膜處理方法(主要包括納濾、反滲透)能夠達(dá)到同時(shí)去除水中有機(jī)物和鹽度的效果。然而，維生素C廢水二級生化出水有機(jī)物含量較高，COD高達(dá)300mg/L，若不經(jīng)過前處理而直接進(jìn)行膜處理很容易造成膜污染，甚至直接導(dǎo)致膜處理系統(tǒng)的癱瘓。納濾對二價(jià)或多價(jià)離子及分子量介于200 500之間的有機(jī)物有較高脫除率，基于這一特性，納濾過程主要應(yīng)用于水的軟化、凈化以及相對分子質(zhì)量在百級的物質(zhì)的分離， 脫色。納濾也可以用于水中Ca、Mg離子等硬度成分的去除。反滲透對單價(jià)離子以及小分子有機(jī)物都能很好的去除，出水水質(zhì)可以滿足高水質(zhì)條件用水要求，常用于高水質(zhì)用水要求的給水處理，如鍋爐、電子行業(yè)等。當(dāng)反滲透用于廢水處理時(shí)，廢水水質(zhì)條件復(fù)雜，其中的有機(jī)物和Ca、Mg離子是造成反滲透膜污染的主要因
ο

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題
針對維生素C廢水二級生化出水水質(zhì)組成復(fù)雜，難以采用生化處理方法進(jìn)行處理，本發(fā)明提供了用于維生素C廢水二級生化出水處理及回用的方法及系統(tǒng)，采用砂濾、臭氧消毒、活性炭過濾、樹脂交換和保安過濾的組合預(yù)處理方法，預(yù)處理使得出水中微生物、顆粒物、硬度和有機(jī)物得到了很好的去除，能保障納濾的長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，納濾能夠去除水中 95%以上的有機(jī)物和硬度，其產(chǎn)水進(jìn)入反滲透，能夠保證反滲透的長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。技術(shù)方案
本發(fā)明提供用于維生素C廢水二級生化出水處理及回用的方法，以維生素C廢水二級生化處理出水作為工藝進(jìn)水。發(fā)明原理根據(jù)維生素C發(fā)酵廢水經(jīng)二級生化處理的出水水質(zhì)特征，本發(fā)明選擇砂濾、臭氧消毒、活性炭過濾、陽離子樹脂交換和保安過濾作為膜處理系統(tǒng)的前處理，采用納濾、一級反滲透和二級反滲透相組合作為本系統(tǒng)的核心處理單元。納濾、一級反滲透和二級反滲透出水分別達(dá)到不同水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可根據(jù)用水需求調(diào)節(jié)各單元產(chǎn)水量。本發(fā)明提供用于維生素C廢水二級生化出水處理及回用的方法，其步驟包括
(1)首先維生素C廢水二級生化處理出水作為進(jìn)水在原水池中對水質(zhì)水量進(jìn)行緩沖和調(diào)節(jié)；
(2)依次將進(jìn)水在砂濾塔中進(jìn)行砂濾處理，在臭氧消毒塔中進(jìn)行氧化和消毒處理，在活性炭過濾器中對顆粒物和可溶性有機(jī)物進(jìn)行吸附，在陽離子樹脂交換柱中進(jìn)行除硬度處理，之后通過保安過濾器過濾，完成對膜處理系統(tǒng)進(jìn)水的前處理。經(jīng)過前處理，水中顆粒物、 有機(jī)物和硬度得到去除，COD在50mg/L以下，保障納濾、一級反滲透和二級反滲透的長時(shí)間正常運(yùn)行；
(3)經(jīng)過步驟(2)處理的水首先在納濾裝置中進(jìn)行有機(jī)物去除和鹽度去除處理，納濾去除水中95%以上的有機(jī)物和30%的鹽度，納濾出水儲存在第一中間水池，第一中間水池中的納濾出水可供工業(yè)回用和進(jìn)一步處理，之后部分納濾出水經(jīng)一級反滲透裝置進(jìn)行除鹽處理，一級反滲透裝置去除水中99%以上的有機(jī)物和鹽度，能夠達(dá)到較高水質(zhì)要求，一級反滲透裝置出水儲存在第二中間水池中，第二中間水池中的一級反滲透出水可供回用和進(jìn)一步處理；部分一級反滲透出水再經(jīng)二級反滲透裝置再次除鹽處理，其出水電導(dǎo)率達(dá)到 δμΞ · cm—1以下，達(dá)到高水質(zhì)用水要求，二級反滲透出水儲存于清水池。用于維生素C廢水二級生化出水處理及回用的系統(tǒng)，包括原水池、砂濾塔、臭氧消毒塔、活性炭過濾器、陽離子樹脂交換柱、保安過濾器、第一中間水池、第二中間水池、清水池，還包括納濾裝置、一級反滲透裝置、二級反滲透裝置；其中原水池由泵和管道與砂濾塔相連接，砂濾塔由管道與臭氧消毒塔相連接，臭氧消毒塔由泵和管道與活性炭過濾器相連接，活性炭過濾器由管道與陽離子樹脂交換柱相連接，陽離子樹脂交換柱由管道與保安過濾器相連接，保安過濾器由泵和管道與納濾裝置的納濾膜組件相連接，納濾裝置的納濾膜組件由管道與第一中間水池相連接，第一中間水池由泵和管道與一級反滲透裝置膜組件相連接，一級反滲透裝置膜組件由管道與第二中間水池相連接，第二中間水池由泵和管道與二級反滲透裝置組件相連接，二級反滲透裝置膜組件由管道與清水池相連接。納濾裝置設(shè)有納濾濃水回流管道，一級反滲透裝置設(shè)有一級反滲透納濾濃水回流管道，濃水均由末端回流至各自泵前端。納濾裝置設(shè)有納濾濃水排放管道，一級反滲透裝置設(shè)有一級反滲透濃水排放管道。二級反滲透裝置設(shè)有二級反滲透濃水回流管道，由濃水末端回流至第一中間水池。納濾裝置中納濾膜濃水側(cè)壓力控制在0. 4 2MPa，一級反滲透裝置濃水側(cè)壓力控制在0. 7 3MPa，二級反滲透裝置濃水側(cè)壓力控制在0. 5 2. 5MPa。本發(fā)明可以根據(jù)選用膜規(guī)格型號及進(jìn)水水質(zhì)水量的不同，本發(fā)明對濃水排放及回流可以調(diào)節(jié)控制，以達(dá)到最佳出水量及對納濾膜和反滲透膜的保護(hù)。
有益效果
本發(fā)明通過砂濾、臭氧消毒、活性炭過濾、陽離子樹脂交換和保安過濾的組合前處理方法，采用納濾、一級反滲透和二級反滲透實(shí)現(xiàn)對維生素C廢水二級生化出水的處理，達(dá)到高水質(zhì)用水要求。另外，本工藝可以根據(jù)不同回用水質(zhì)水量要求，對工藝中納濾、一級反滲透、 二級反滲透的容量進(jìn)行選擇并可以對各段運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，在滿足用水要求條件下得到最優(yōu)運(yùn)行方案。


圖1為用于維生素C廢水二級生化出水處理及回用的方法流程圖2為用于維生素C廢水二級生化出水處理及回用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖中標(biāo)注為1原水池、2砂濾塔、3臭氧消毒塔、4活性炭過濾器、5陽離子樹脂交換柱、6保安過濾器、 7納濾裝置、8第一中間水池、9 一級反滲透裝置、10第二中間水池、11 二級反滲透裝置、12 清水池、13納濾濃水回流管道、14納濾濃水排放管道、15 一級反滲透濃水回流管道、16 一級反滲透濃水排放管道、17納濾產(chǎn)水回用管道、18 —級反滲透濃產(chǎn)水回用管道、19 二級反滲透濃產(chǎn)水回用管道、20 二級反滲透濃水回流管道。
具體實(shí)施例方式
為進(jìn)一步對本發(fā)明進(jìn)行說明，下面結(jié)合附圖和實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行闡述。實(shí)施例1
結(jié)合圖2所示，用于維生素C廢水二級生化出水處理及回用的系統(tǒng)，包括原水池1、砂濾塔2、臭氧消毒塔3、活性炭過濾器4、陽離子樹脂交換柱5、保安過濾器6、第一中間水池8、第二中間水池10、清水池12，還包括納濾裝置7、一級反滲透裝置9、二級反滲透裝置11 ；其中原水池1由泵和管道與砂濾塔2相連接，砂濾塔2由管道與臭氧消毒塔3相連接，臭氧消毒塔3 由泵和管道與活性炭過濾器4相連接，活性炭過濾器4由管道與陽離子樹脂交換柱5相連接， 陽離子樹脂交換柱5由管道與保安過濾器6相連接，保安過濾器6由泵和管道與納濾裝置7 的納濾膜組件相連接，納濾裝置7的納濾膜組件由管道與第一中間水池8相連接，第一中間水池8由泵和管道與一級反滲透裝置9膜組件相連接，一級反滲透裝置9膜組件由管道與第二中間水池10相連接，第二中間水池10由泵和管道與二級反滲透裝置11膜組件相連接，二級反滲透裝置11膜組件由管道與清水池12相連接。納濾裝置設(shè)有納濾濃水回流管道13，一級反滲透裝置設(shè)有一級反滲透納濾濃水回流管道15，濃水均由末端回流至各自泵前端。納濾裝置7設(shè)有納濾濃水排放管道14，一級反滲透裝置設(shè)有一級反滲透濃水排放管道16。二級反滲透裝置設(shè)有二級反滲透濃水回流管道20，由濃水末端回流至第一中間水池8。本實(shí)施例1采用華北制藥集團(tuán)維爾康制藥有限公司二級生化出水作為原水，對本發(fā)明工藝進(jìn)行了中試試驗(yàn)。結(jié)合圖1所示為用于維生素C廢水二級生化出水處理及回用的方法，包括以下步驟
(1)首先維生素C廢水二級生化處理出水作為進(jìn)水在原水池1中對水質(zhì)水量進(jìn)行緩沖和調(diào)節(jié)；
(2)依次將進(jìn)水由泵打入砂濾塔2在砂濾塔2中進(jìn)行砂濾處理，砂濾塔2出水進(jìn)入臭氧消毒塔3，在臭氧消毒塔3中進(jìn)行氧化和消毒處理，由泵加壓進(jìn)入活性炭過濾器4，在活性炭過濾器4中對顆粒物和可溶性有機(jī)物進(jìn)行吸附，活性炭過濾器4出水由自帶壓力進(jìn)入陽離子樹脂交換柱5，在陽離子樹脂交換柱5中進(jìn)行除硬度處理，之后通過保安過濾器6過濾，完成對膜處理系統(tǒng)進(jìn)水的前處理。經(jīng)過前處理，水中顆粒物、有機(jī)物和硬度得到有效去除，COD 在50mg/L以下，保障納濾、一級反滲透和二級反滲透的長時(shí)間正常運(yùn)行；
(3)經(jīng)過步驟(2)處理的水首先在納濾裝置7中進(jìn)行有機(jī)物去除和鹽度去除處理，納濾去除水中95%以上的有機(jī)物和30%的鹽度，納濾濃水部分通過納濾濃水排放管道14排放， 部分濃水通過納濾濃水回流管道13回流到納濾進(jìn)水泵前，納濾出水儲存在第一中間水池 8，第一中間水池8中的納濾出水通過納濾產(chǎn)水回用管道17可供工業(yè)回用和進(jìn)一步處理，之后部分納濾出水經(jīng)經(jīng)泵加壓進(jìn)入一級反滲透裝置9進(jìn)行除鹽處理，一級反滲透裝置9去除水中99%以上的有機(jī)物和鹽度，能夠達(dá)到較高水質(zhì)要求，一級反滲透濃水部分通過一級反滲透濃水排放管道16排放，部分濃水通過一級反滲透濃水回流管道15回流到納濾進(jìn)水泵前，一級反滲透裝置9出水儲存在第二中間水池10中，第二中間水池10中的一級反滲透出水通過一級反滲透濃產(chǎn)水回用管道18供回用和進(jìn)一步處理；部分一級反滲透出水經(jīng)泵加壓再經(jīng)二級反滲透裝置11再次除鹽處理，其出水電導(dǎo)率達(dá)到5PS -cm-1以下，達(dá)到高水質(zhì)用水要求，二級反滲透出水儲存于清水池12，通過二級反滲透濃產(chǎn)水回用管道19回用，濃水通過二級反滲透濃水回流管道20回流到第一中間水池8。納濾裝置中納濾膜濃水側(cè)壓力控制在0. 4 2MPa，一級反滲透裝置濃水側(cè)壓力控制在0. 7 3MPa，二級反滲透裝置濃水側(cè)壓力控制在0. 5 2. 5MPa。納濾、反滲透濃水均可達(dá)到接管標(biāo)準(zhǔn)，接市政污水管網(wǎng)。第一中間水池8、第二中間水池10和清水池12中的產(chǎn)品水可供不同用水需求回用。本發(fā)明采用華北制藥集團(tuán)維爾康制藥有限公司二級生化出水作為原水，對本發(fā)明工藝進(jìn)行了中試試驗(yàn)，原水水質(zhì)分析如下
表1原水水質(zhì)
TOC (mg/L)電導(dǎo)率(mS/cm)色度TN (mg/L)TP (mg/L)47. 013. 4215039. 758. 65
工藝主要材料見下表 表2主要膜材料
材料規(guī)格廠家納濾膜HL8040F-365美國GE公司一級反滲透裝置膜組件AG8040F-400美國GE公司二級反滲透裝置膜組件AG8040F-400美國GE公司
中試試驗(yàn)產(chǎn)品水水質(zhì)分析如下表 表3
表4
表5
中試試驗(yàn)連續(xù)運(yùn)行3個(gè)月，設(shè)備運(yùn)行正常，出水水質(zhì)穩(wěn)定。
納濾廣水水質(zhì)
TOC (mg/L)電導(dǎo)率(mS/cm)色度TN (mg/L)TP (mg/L)1. 511. 5230. 20. 65
一級反滲透產(chǎn)水水質(zhì)
TOC (mg/L)電導(dǎo)率(PS/cm)色度TN (mg/L)TP (mg/L)0. 314011. 50. 35級反滲透產(chǎn)水水質(zhì)TOC (mg/L)電導(dǎo)率(PS/cm)色度TN (mg/L)TP (mg/L)0. 212. 510. 140. 1權(quán)利要求
1.用于維生素C廢水二級生化出水處理及回用的方法，其步驟包括(1)首先維生素C廢水二級生化處理出水作為進(jìn)水在原水池中對水質(zhì)水量進(jìn)行緩沖和調(diào)節(jié)；(2)依次將進(jìn)水在砂濾塔中進(jìn)行砂濾處理，在臭氧消毒塔中進(jìn)行氧化和消毒處理，在活性炭過濾器中對顆粒物和可溶性有機(jī)物進(jìn)行吸附，在陽離子樹脂交換柱中進(jìn)行除硬度處理，之后通過保安過濾器過濾，完成對膜處理系統(tǒng)進(jìn)水的前處理，處理后，水中顆粒物、有機(jī)物和硬度得到去除，COD在50mg/L以下；(3)經(jīng)過步驟2處理的水首先在納濾裝置中進(jìn)行有機(jī)物去除和鹽度去除處理，納濾去除水中95%以上的有機(jī)物和30%的鹽度，納濾出水儲存在第一中間水池，第一中間水池中的納濾出水供工業(yè)回用和進(jìn)一步處理；之后部分納濾出水經(jīng)一級反滲透裝置進(jìn)行除鹽處理， 一級反滲透裝置去除水中99%以上的有機(jī)物和鹽度，一級反滲透裝置出水儲存在第二中間水池中，第二中間水池中的一級反滲透出水可供回用和進(jìn)一步處理；部分一級反滲透出水再經(jīng)二級反滲透裝置再次除鹽處理，其出水電導(dǎo)率達(dá)到5PS · cnT1以下，二級反滲透出水儲存于清水池。
2.用于維生素C廢水二級生化出水處理及回用的系統(tǒng)，包括原水池(1)、砂濾塔(2)、 臭氧消毒塔(3)、活性炭過濾器(4)、陽離子樹脂交換柱(5)、保安過濾器(6)、第一中間水池 (8)、第二中間水池(10)、清水池(12)，還包括納濾裝置(7)、一級反滲透裝置(9)、二級反滲透裝置(11);其中原水池(1)由泵和管道與砂濾塔(2)相連接，砂濾塔(2)由管道與臭氧消毒塔(3)相連接，臭氧消毒塔(3)由泵和管道與活性炭過濾器(4)相連接，活性炭過濾器(4) 由管道與陽離子樹脂交換柱(5)相連接，陽離子樹脂交換柱(5)由管道與保安過濾器(6)相連接，保安過濾器(6)由泵和管道與納濾裝置(7)的納濾膜組件相連接，納濾裝置(7)的納濾膜組件由管道與第一中間水池(8)相連接，第一中間水池(8)由泵和管道與一級反滲透裝置(9)膜組件相連接，一級反滲透裝置(9)膜組件由管道與第二中間水池(10)相連接，第二中間水池(10)由泵和管道與二級反滲透裝置(11)膜組件相連接，二級反滲透裝置(11) 膜組件由管道與清水池(12)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于維生素C廢水二級生化出水處理及回用的系統(tǒng)，其特征在于所述納濾裝置(7)設(shè)有納濾濃水回流管道(13)，一級反滲透裝置(9)設(shè)有一級反滲透濃水回流管道(15)，均由濃水末端回流至各自泵前端。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于維生素C廢水二級生化出水處理及回用的系統(tǒng)，其特征在于所述納濾裝置(7)設(shè)有納濾濃水排放管道(14)，一級反滲透裝置(9)設(shè)有一級反滲透濃水排放管道(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于維生素C廢水二級生化出水處理及回用的系統(tǒng)，其特征在于所述二級反滲透裝置(11)設(shè)有二級反滲透濃水回流管道(20)，由濃水末端回流至第一中間水池(8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于維生素C廢水二級生化出水處理及回用的系統(tǒng)，其特征在于所述納濾膜組件為美國GE公司生產(chǎn)的HL8040F-365型號的納濾膜組件，一級反滲透裝置(9)膜組件為美國GE公司生產(chǎn)的AG8040F-400型號的反滲透膜組件，二級反滲透裝置 (11)膜組件為美國GE公司生產(chǎn)的AG8040F-400型號的反滲透膜組件。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于維生素C廢水二級生化出水處理及回用的系統(tǒng)，其特征在于所述納濾裝置中納濾膜組件濃水側(cè)壓力控制在0. 4 2MPa，一級反滲透裝置濃水側(cè)壓力控制在0. 7 3MPa，二級反滲透裝置濃水側(cè)壓力控制在0. 5 2. 5MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于維生素C二級生化出水處理及回用的方法及系統(tǒng)，屬于廢水處理領(lǐng)域。本發(fā)明方法包括預(yù)處理單元和膜處理單元兩個(gè)部分，即采用砂濾、臭氧消毒、活性炭吸附、陽離子樹脂交換和保安過濾作為預(yù)處理單元，采用納濾、一級反滲透和二級反滲透作為處理單元，去除廢水中的可溶性有機(jī)物和無機(jī)鹽。本發(fā)明系統(tǒng)包括原水池、砂濾塔、臭氧消毒塔、活性炭過濾器、陽離子樹脂交換柱、保安過濾器、第一中間水池、第二中間水池、清水池，還包括納濾裝置、一級反滲透裝置、二級反滲透裝置，組件之間相互連接；本發(fā)明可根據(jù)不同用水的水質(zhì)水量需求對工藝各段產(chǎn)水水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)維生素C廢水處理資源化，降低維生素C生產(chǎn)成本。
文檔編號C02F103/36GK102491560SQ201110423558
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者任洪強(qiáng), 任鑫坤, 申戰(zhàn)輝, 許柯 申請人:南京大學(xué)