一種在線化學(xué)氧化動(dòng)態(tài)膜廢水處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于難生物降解廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及膜法水處理技術(shù)中的動(dòng)態(tài)膜技術(shù)，特別涉及一種在線形成、連續(xù)轉(zhuǎn)變、具備催化反應(yīng)作用及吸附作用的動(dòng)態(tài)膜過濾系統(tǒng)，是動(dòng)態(tài)膜與芬頓氧化兩種技術(shù)的深度耦合系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國人均淡水擁有量較低和淡水資源污染問題日益凸顯，部分受N、P等污染而富營養(yǎng)化，或受工業(yè)污染而重金屬嚴(yán)重超標(biāo)，甚至污染物屬致癌、致畸、致突變物質(zhì)，所涉及污染物種類多達(dá)幾十種，嚴(yán)重威脅用水安全。常規(guī)水處理工藝涉及混凝、沉淀、厭氧/好氧生物處理、過濾、氧化、消毒等多個(gè)單元，主要利用物理或物理化學(xué)方法去除濁度及TSS，通過生物方法降解去除大部分有機(jī)物，降低化學(xué)需氧量(COD&)和生化需氧量(BOD5),再通過化學(xué)或物化方法，如臭氧氧化、催化氧化等技術(shù)去除剩余的難降解有機(jī)物、細(xì)菌等，達(dá)到產(chǎn)水要求，上述工藝流程較冗長，且物理處理單元或?qū)ξ廴疚锓蛛x而不分解，需二次處理污染物，有的處理單元對(duì)污染物分解而不分離，適于處理溶解性小分子有機(jī)污染物。
[0003]膜分離技術(shù)在當(dāng)今水處理研宄中極為活躍。現(xiàn)有的微濾膜(孔徑>0.05 μ m)、超濾膜(孔徑2-50nm)的膜制備、膜應(yīng)用技術(shù)日臻成熟，尤其是無機(jī)陶瓷膜，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐有機(jī)溶劑、強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液，不產(chǎn)生微生物降解，常用于強(qiáng)氧化性、高酸堿度、高溫環(huán)境的分離過程，已在多個(gè)行業(yè)應(yīng)用。動(dòng)態(tài)膜技術(shù)是在固相膜分離技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型膜分離技術(shù)，該分離技術(shù)包含動(dòng)態(tài)膜的基膜及動(dòng)態(tài)膜分離層本身，動(dòng)態(tài)膜的基膜指用來承載動(dòng)態(tài)膜的有孔材料，大孔的比如工業(yè)濾布、不銹鋼絲網(wǎng)、普通篩網(wǎng)等多孔材料，小孔材料如燒結(jié)聚氯乙烯管、無機(jī)濾膜等。動(dòng)態(tài)膜分離層是動(dòng)態(tài)膜分離技術(shù)的主體，指依附于基膜之上、執(zhí)行分離功能的濾餅層，是通過錯(cuò)流過濾(或終端過濾)的方式將某種固體或膠體微粒沉淀在基膜表面而形成的。用于形成動(dòng)態(tài)膜的粒子種類較多，有粘土類礦物、粉狀活性炭(PAC)等，也可用被處理的廢液中的某種物質(zhì)作為成膜顆粒沉淀在基膜上形成動(dòng)態(tài)膜，如生物動(dòng)態(tài)膜的成膜物質(zhì)為污水中的活性污泥，但無論何種膜技術(shù)，主要功能在于截留分離，即按照污染物顆粒大小進(jìn)行分離去除，在循環(huán)側(cè)形成濃縮液，不分解降解污染物，需要二次處理已分離物質(zhì)。
[0004]芬頓高級(jí)氧化技術(shù)在處理難生物降解的污染物時(shí)，優(yōu)勢(shì)極為顯著，H2O2在含鐵催化劑作用下產(chǎn)生羥基自由基(.0H)，反應(yīng)活性高，氧化還原電位高達(dá)2.8V，可將難降解有機(jī)物氧化分解成有機(jī)小分子甚至無機(jī)化，徹底氧化去除傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)無法處理的難降解有機(jī)物，但對(duì)于大顆粒有機(jī)污染物，因反應(yīng)接觸面積較小等原因，反應(yīng)效率較低，污染物去除率總體較低。
[0005]孫麗華等在專利“一種動(dòng)態(tài)膜凈化反應(yīng)器和去除再生水中氨氮和有機(jī)物的方法”[申請(qǐng)?zhí)?201110304246.4]中公布了如下內(nèi)容:臭氧氧化處理污染物部分單獨(dú)進(jìn)行，然后投加具有吸附作用的活性炭、硅藻土等顆粒，形成動(dòng)態(tài)膜，進(jìn)行過濾，相當(dāng)于臭氧氧化和動(dòng)態(tài)膜過濾分別進(jìn)行，有機(jī)物的去除依靠孳生的微生物的生物氧化作用，形成動(dòng)態(tài)膜的顆粒屬于吸附劑，不具備催化氧化作用，與本發(fā)明不同。
[0006]柳麗芬等[申請(qǐng)?zhí)?201310090838X]采用了有機(jī)膜和電芬頓催化技術(shù)耦合的污水處理方法，是將有機(jī)膜作為電芬頓技術(shù)的陰極，未涉及動(dòng)態(tài)膜。丁麗麗等[申請(qǐng)?zhí)?2014102125035]將芬頓反應(yīng)器與陶瓷膜管組合使用，陶瓷膜的作用僅在于形成空腔，利用了陶瓷膜管優(yōu)秀的耐氧化劑性能，后部設(shè)置的石英砂過濾更加明確表明該專利未利用到動(dòng)態(tài)膜技術(shù)，不同于本發(fā)明。沈擁軍等[申請(qǐng)?zhí)?2013103936358]采用生物膜沉積鐵，然后與回收的過氧化氫溶液產(chǎn)生芬頓反應(yīng)的難降解廢水處理方法，該方法所述生物膜僅指微生物附著在一起形成的連續(xù)薄層，不涉及動(dòng)態(tài)膜技術(shù)，與本發(fā)明不同。
[0007]其他相近專利為生物膜技術(shù)，即在結(jié)構(gòu)上類似的生物膜反應(yīng)器系統(tǒng)，但該技術(shù)核心原理為:用固相膜分離技術(shù)將準(zhǔn)備排出系統(tǒng)外的剩余污泥截留分離，取代原有的二沉池等分離設(shè)備，而對(duì)污水中污染物的處理仍以活性污泥的生物降解作用為主，不涉及動(dòng)態(tài)膜，與本發(fā)明不同。部分光催化動(dòng)態(tài)膜的相關(guān)專利則與本發(fā)明原理上完全不同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的就是針對(duì)在處理難降解廢水時(shí)，單獨(dú)的芬頓氧化法主要降解去除溶解性小分子污染物，總體去除率較低，約30-50%，而單獨(dú)運(yùn)用膜分離法，比如微濾、超濾膜，難以濾除溶解性小分子污染物，總?cè)コ蕛H50-80%，若使用納濾和反滲透膜，則需要多個(gè)預(yù)處理單元，工藝冗長且運(yùn)行成本高。本發(fā)明將非均相芬頓氧化和動(dòng)態(tài)膜技術(shù)深度耦合起來，工藝單元大大簡化，保持了兩種處理單元的優(yōu)勢(shì)，耦合成一種集芬頓氧化、動(dòng)態(tài)膜過濾、動(dòng)態(tài)膜顆粒吸附、基膜過濾等多原理協(xié)同處理難降解廢水的新處理系統(tǒng)，可顯著同步提高TSS、色度、COD&、BOD5、苯系物等指標(biāo)的去除效果。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案為，先向雙氧水高位槽(I)、含鐵礦粉混合槽(2)、pH調(diào)整高位槽(3)中分別加入原料溶液和粉體，然后按比例投加于已存儲(chǔ)難生物降解廢水的循環(huán)槽
(4)，各配料比例符合膜及膜組件(6)運(yùn)行要求后，啟動(dòng)循環(huán)泵(5)，向膜及膜組件(6)供液，開啟循環(huán)回液閥門，開始循環(huán)過濾運(yùn)行，并根據(jù)運(yùn)行參數(shù)，由流量(L)/溫度(T)/壓力(P)/PH等參數(shù)的檢測(cè)控制裝置(8)進(jìn)行控制和調(diào)整，最初O-1Omin的產(chǎn)水水質(zhì)略差，可專門回流至循環(huán)槽(4)，產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)標(biāo)后正常產(chǎn)水，然后根據(jù)滲透通量下降程度確定沖洗周期，沖洗后的廢棄動(dòng)態(tài)膜顆粒及其截留、吸附的污染一起形成含鐵礦泥，排入回收槽(7)進(jìn)一步處理，系統(tǒng)組成見圖1。
[0010]含鐵礦粉可根據(jù)實(shí)際情況選擇，可用含鐵礦石粉如赤鐵礦粉、褐鐵礦粉、磁鐵礦粉，或用三氧化二鐵粉、鐵肩等。所用礦粉顆粒的目數(shù)根據(jù)基膜孔徑確定，以保證不會(huì)堵塞基膜的膜孔，而是形成濾餅過濾型動(dòng)態(tài)膜，動(dòng)態(tài)膜和基膜結(jié)構(gòu)見圖2，保持連續(xù)高滲透通量運(yùn)行。
[0011]循環(huán)槽中可不設(shè)置攪拌設(shè)備，而通過調(diào)整循環(huán)側(cè)回水出口口徑，由循環(huán)液進(jìn)行水力攪拌混合以滿足需要，節(jié)能明顯。
[0012]循環(huán)泵使用允許顆粒物通過的水泵，如漿料泵等，且所選泵的允許顆粒直徑應(yīng)大于含鐵礦粉粒徑。
[0013]膜及膜組件部分的形式可選，管式膜、板式膜、多通道式膜均可，外壓式中空纖維膜也可，因涉及顆粒過濾，一般不適用卷式膜組件，避免堵塞通道。基膜則必須使用耐壓(0-0.5MPa)、耐強(qiáng)氧化劑的微濾或超濾膜，如氧化鋁陶瓷微濾膜、二氧化鈦陶瓷超濾膜。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明將非均相芬頓氧化和動(dòng)態(tài)膜技術(shù)深度耦合，工藝單元大大簡化，保持了兩種單元的原有優(yōu)勢(shì)，形成了一種芬頓氧化、動(dòng)態(tài)膜過濾、動(dòng)態(tài)膜顆粒吸附、基膜過濾等多原理協(xié)同處理難降解廢水的新處理系統(tǒng)，可將色度、TSS、CODcr, BOD5、苯系物等指標(biāo)上述指標(biāo)的去除率同步提高到80-100%，且操作簡單，運(yùn)行成本較低。
【附圖說明】
[0015]圖1為一種在線化學(xué)氧化動(dòng)態(tài)膜廢水處理系統(tǒng)示意圖
[0016]圖2為膜及膜組件(6)的動(dòng)態(tài)膜、基膜局部剖面結(jié)構(gòu)示意圖
[0017]圖3為動(dòng)態(tài)膜的梯度孔徑示意圖
[0018]圖4動(dòng)態(tài)膜顆粒表面反應(yīng)后的形貌圖
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明可以通過
【發(fā)明內(nèi)容】
中的技術(shù)方案具體實(shí)施，通過下面的實(shí)施例可以對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0020]實(shí)施例1:
[0021]先向雙氧水高位槽(I)中加入