[发明专利]高盐反渗透浓水的回用处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及环境工程中的污水处理技术领域，尤其涉及一种污水再生过程中产生的高盐反渗透浓水的处理与回用工艺。

背景技术

作为一种高效节能、环境友好的膜分离技术，反渗透膜(RO)广泛应用于医药、食品、饮料、海水淡化等领域，在水处理领域则主要用于地表水与地下水的净化、纯化、海水与苦咸水的淡化以及污水厂二级出水的再生回用处理。由于反渗透技术是一种最为微细的物理分离过程，在制备再生水的过程中，会产生含有高浓度盐分、溶解性有机污染物(DOM)的浓水(RO concentrate)。因反渗透浓水产量占原水总量的1/3～1/5，因此大量高盐浓水作为弃水排入污水厂，不仅给污水处理厂的正常运行造成严重威胁，出水中含有的高浓度盐分还会使受纳水体的生态系统遭到破坏，最终导致水体周围环境生态功能退化。许多研究表明，高浓度盐分的存在对生物活性有明显的抑制作用，当水的含盐质量分数在3％以上时，其生物处理效率明显下降。高盐度与难降解特性的叠加，使得RO浓水用常规生化法处理，不能满足回用水质要求或排放标准。但是2000年《环境科学》第1期和2005年《工业水处理》第2期报道，只要系统经过一定时间的驯化期或给系统投加筛选得到的耐盐菌或嗜盐菌，生化法也可以处理高盐度废水。

现有技术主要针对高盐高浓度有机废水的处理，一般采用改良的活性污泥法工艺，有机物去除效率高。但是活性污泥法产生的剩余污泥量大，易出现污泥膨胀现象，对于有机物浓度比较低的高盐废水，净化效率低。

发明内容

本发明旨在提出一种高盐反渗透浓水净化与回用工艺，经过高级氧化与生物强化技术的协同作用，使处理后的水达到回用标准，实现反渗透浓水的资源化。

本发明的技术方案是：高盐反渗透浓水的回用处理工艺，包括以下步骤：

(1)光催化氧化处理：将高盐反渗透浓水进行光催化氧化反应。光催化氧化反应的光采用紫外线光，使用光源为紫外线灯；光催化氧化剂采用H₂O₂，每升浓水投加量为1～6mM，优选4mM。光解反应时间为30～60min，优选30min。使用装置为光催化氧化反应器。

所述紫外线灯功率为39W，紫外线光波长为254nm。

步骤(1)的作用是：高盐反渗透浓水中的大分子有机物经光解反应，逐步转化为小分子有机物，反渗透浓水可生化性提高。经步骤(1)处理后，COD去除率为11.1％～22.5％，出水还达不到再生水用作工业用水水源的水质标准。

(2)生化处理：将经步骤(1)光催化氧化反应后的出水进行生化反应。使用装置为生物活性炭反应器。

所述生物活性炭反应器的空床接触时间为30～180min；生物活性炭反应器间歇式运行，每个反应周期的曝气反应时间为9～10h，停曝2～3h后，再进行曝气反应，循环进行曝气-停曝过程。

所述生物活性炭反应器中的活性炭采用柱状颗粒活性炭。柱状颗粒活性炭比表面积大，孔隙结构发达，吸咐性能和机械物理性能优良，因此易于微生物的附着。在生物降解和物理吸附的协同作用下，有机污染物得以去除。由于附着微生物的降解作用，活性炭在吸附的同时得以再生，从而大大延长其使用寿命。

所述生物活性炭反应器中活性炭所附生物膜主要由耐盐菌群构成，还夹杂有少量原生动物。这些耐盐微生物在高盐条件下可以将有机污染物进行氧化分解，具有较强的有机物去除作用。

所述耐盐菌群主要由假单胞菌属、芽孢菌、真菌、丝状菌等构成致密的菌胶团，还夹杂有少量微型动物如纤毛虫、漫游虫等。其来源于城市污水处理厂的回流活性污泥，经过强化驯化培养，附着于活性炭颗粒上形成活性生物膜。

步骤(2)的作用是：经耐盐菌群的代谢作用，进一步降低有机物浓度。经步骤(2)处理后，COD去除率为49.3％～91.2％，出水达到再生水用作工业用水水源的水质标准。

(3)脱盐处理：将经步骤(2)生化反应后的出水进行脱盐处理，使用装置为低电压炭吸附反应器。主要作用为去除水中的溶解性固体。经此步骤后，出水总溶解性固体TDS值为482～864mg/L，达到再生水用作工业用水水源的水质标准。

(4)超滤净化处理：将经步骤(3)脱盐处理后的出水进行超滤净化处理，出水达标后回用。

经步骤(4)处理后的出水达到再生水用作工业用水水源的水质标准。

所述高盐反渗透浓水的指标如下：pH值为8～9，COD值为200～300mg/L，溶解性有机碳DOC值为40～50mg/L，总溶解性固体TDS值为2000～4000mg/L，色度值为120～200(Pt-Co)。