申请日2016.03.22
公开(公告)日2016.08.17
IPC分类号C02F9/14; C02F101/16
摘要
一种有机废水的处理回用方法：1)有机废水进行预处理;2)步骤1预处理后的出水进行非均相Fenton反应，杭锦土负载的纳米Fe3O4为催化剂，反应结束后将催化剂与反应液分离，反应液进行COD去除反应;3)步骤2的出水进行厌氧氨氧化反应，使得氨氮和亚硝酸盐氮反应而脱氮;4)步骤3的出水经好氧微生物分解和超滤膜分离后，进一步去除COD和氨氮;5)步骤4的出水进行过滤去除大粒径颗粒;6)步骤5的出水进入RO系统，RO系统的出水用作循环冷却水，RO系统的浓水进行软化处理;7)步骤6软化后的浓水进入NF系统处理，处理后的出水进行蒸发回收NaCl，产生的浓水返回步骤1。本发明还公开了一种实现上述方法的设备。
摘要附图
权利要求书
1.一种有机废水的处理回用方法，其流程如下：
1)有机废水进行预处理，加入絮凝剂去除水中悬浮物和胶体物质;
2)步骤1预处理后的出水进行非均相Fenton反应，杭锦土负载的纳米Fe3O4为催化剂，反应结束后将催化剂与反应液分离，反应液进行COD去除反应;
3)步骤2的出水进行厌氧氨氧化反应，使得氨氮和亚硝酸盐氮反应而脱氮;
4)步骤3的出水经好氧微生物分解和超滤膜分离后，进一步去除COD和氨氮;
5)步骤4的出水进行过滤去除大粒径颗粒;
6)步骤5的出水进入RO系统，RO系统的出水用作循环冷却水，RO系统的浓水进行软化处理;
7)步骤6软化后的浓水进入NF系统处理，处理后的出水进行蒸发回收NaCl，产生的浓水返回步骤1。
2.根据权利要求1所述的处理回用方法，其中，步骤1的有机废水的盐度为3%-10%，氨氮浓度为1000-2500mg/L，COD浓度为2000-5000mg/L，絮凝剂为聚丙烯酰胺。
3.根据权利要求1所述的处理回用方法，其中，步骤2中非均相Fenton反应的pH值在6.5-7.5之间;催化剂中的纳米Fe3O4颗粒以单分散形式均匀地分布在杭锦土的表面和孔道内;反应结束后采用外加磁场的方式使催化剂在非均相Fenton装置底部聚集，实现催化剂与反应液的分离。
4.根据权利要求1所述的处理回用方法，其中步骤3中亚硝酸盐氮来自氨氮的亚硝化反应和三电极体系对硝酸盐氮的还原。
5.根据权利要求1所述的处理回用方法，其中，步骤6中浓水软化所采用的软化剂为Na2CO3。
6.根据权利要求1所述的处理回用方法，其中，步骤7中的出水经多效蒸发器处理后生产工业NaCl。
7.一种用于实现权利要求1所述处理回用方法的设备：
调节沉淀池，连接有加药箱，调节沉淀池内设有搅拌器，调节沉淀池设有原水的进水口和沉淀排污口，调节沉淀池通过泵、流量计连接至贮水池;
贮水池通过泵、流量计和非均相Fenton装置相连接，非均相Fenton装置连接有加药箱，非均相Fenton装置内设有搅拌器，非均相Fenton装置的底部置有电磁场，非均相Fenton装置通过泵连接厌氧氨氧化装置;
厌氧氨氧化装置通过泵连接浸没式MBR系统，浸没式MBR系统的出水口通过泵连接保安过滤器，保安过滤器的出水口连接RO系统，RO系统处理后达标的出水作为循环冷却水，RO系统的浓水出口连接一体化软化混凝沉淀系统，一体化混凝沉淀系统通过流量计和泵连接加药箱，一体化软化混凝沉淀系统的出水口连接NF系统，NF系统处理后的出水连接多效蒸发器，NF系统的浓水出口通过泵、流量计返回至调节沉淀池。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，厌氧氨氧化装置为全密闭结构的容器，侧壁设有若干个采样口，顶部设有排气口，上部设有出水口和循环冷却水的出水口，下部设有循环冷却水的进水口，底部设有进水口，进水口的上方设有曝气头，搅拌桨设在曝气头的上方;
厌氧氨氧化装置内填充有厌氧氨氧化颗粒污泥，颗粒污泥外层为好氧层，内层为厌氧层，能在厌氧氨氧化装置内实现全程自养脱氮过程;
厌氧氨氧化装置内设有石墨对电极、碳毡工作电极和参比电极，石墨对电极、碳毡工作电极和参比电极均连接恒电位仪;
厌氧氨氧化装置内设置的pH在线控制器用以实时监控装置内pH值的变化，并通过添加HCl和NaHCO3调节厌氧氨氧化装置内的pH值。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，曝气头通过上方设置的带孔挡板与厌氧氨氧化颗粒污泥接触发生脱氮反应，颗粒污泥与出水口之间设有海绵填料。
10.根据权利要求7所述的设备，其中，泵为离心泵，搅拌浆为机械搅拌浆。
说明书
一种有机废水的处理回用方法和设备
技术领域
本发明属于工业废水处理领域，具体地涉及一种高盐、高氨氮、高浓度难降解有机废水的处理回用方法。
本发明还涉及一种用于实现上述方法的设备。
背景技术
随着社会经济的快速发展，人民生活水平的提高，水环境污染问题日益引起了社会的广泛关注。几十年来，技术的进步和经验的累积，使得常规生活污水得到有效地处理，但对于工业废水中难降解有机污染物，由于其成分复杂、分子结构稳定，采用常规的生化处理技术很难达标。特别是高盐、高氨氮、高浓度难降解有机废水的处理，仍需要不断地探索和研究。此外，随着排放标准的升高和用水成本的增加，处理后废水的分质回用显得越来越重要。
从来源上看，高盐、高氨氮、高浓度难降解有机废水主要来自合成制药、农药生产、造纸黑液、制革废水、味精生产、石油炼制、煤化工等行业。从结构和特性来看，难降解有机物主要包括：多环芳烃类、杂环化合物、氯化芳香族化合物、有机氰化物、有机合成高分子化合物等。这些化合物的降解机理是通过氧化、还原、共代谢等机制改变其分子结构，并逐渐转化为小分子。因而，可采用湿式催化氧化、超临界氧化、Fenton处理、臭氧氧化等技术来处理难降解有机物，但在氨氮浓度较高的情况下，后续采用传统的厌氧或好氧工艺很难达到脱氮要求。此外，由于有机物浓度较高，采用多效蒸发或反渗透处理时，容易造成蒸发器堵塞或膜结垢，造成清洗困难，处理成本增加。
Fenton技术是一种常用的高级氧化技术，经常被用于处理高浓度难降解有机废水，如染料废水、含酚废水、丙烯腈废水、造纸黑液、垃圾渗滤液等。但无论是标准Fenton试剂还是改性Fenton试剂，都要求在pH为 3-5之间才能发挥正常的作用。而非均相Fenton技术通过将铁催化剂负载到基质上，即使在pH为中性条件下，仍能产生较多的HO·，从而避免了后续生物处理前加碱调节pH值导致盐度过高的问题。在COD降下来后，脱氮处理还需补充碳源，导致成本升高。厌氧氨氧化技术能够以硝酸盐或亚硝酸盐为电子受体进行脱氮，可以有效解决该问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高盐、高氨氮、高浓度难降解有机废水的处理回用方法。
本发明的又一目的是提供一种用于实现上述方法的设备。
为实现上述目的，本发明将非均相Fenton法、厌氧氨氧化工艺与膜处理法相结合，以处理高盐、高氨氮、高浓度难降解有机废水。
进一步地，本发明提供的高盐、高氨氮、高浓度难降解有机废水的处理回用方法，其流程如下：
1)有机废水进行预处理，加入絮凝剂去除水中悬浮物和胶体物质;
2)步骤1预处理后的出水进行非均相Fenton反应，杭锦土负载的纳米Fe3O4为催化剂，反应结束后将催化剂与反应液分离，反应液进行脱氮和COD反应;
3)步骤2的出水进行厌氧氨氧化反应，使得氨氮和亚硝酸盐氮反应而脱氮;
4)步骤3的出水经好氧微生物分解和超滤膜分离后，进一步去除COD和氨氮;
5)步骤4的出水进行过滤去除大粒径颗粒;
6)步骤5的出水进入RO系统，RO系统的出水用作循环冷却水，RO系统的浓水进行软化处理;
7)步骤6软化后的浓水进入NF系统处理，处理后的出水进行蒸发回收NaCl，产生的浓水返回步骤1。
所述的处理回用方法，其中，步骤1的有机废水的盐度为3%-10%，氨氮浓度为1000-2500mg/L，COD浓度为2000-5000mg/L，絮凝剂为聚丙烯酰胺。
所述的处理回用，其中，步骤2中非均相Fenton反应的pH值在6.5-7.5之间;催化剂中的纳米Fe3O4颗粒以单分散形式均匀地分布在杭锦土的表面和孔道内;反应结束后采用外加磁场的方式使催化剂在非均相Fenton装置底部聚集，实现催化剂与反应液的分离。
所述的处理回用方法，其中，步骤5中浓水软化所采用的软化剂为Na2CO3。
所述的处理回用方法，其中，步骤6中的出水经多效蒸发器处理后生产工业NaCl。
本发明提供的用于实现上述处理回用方法的设备：
调节沉淀池，连接有加药箱，调节沉淀池内设有搅拌器，调节沉淀池设有原水的进水口和沉淀排污口，调节沉淀池通过泵、流量计连接至贮水池;
贮水池通过泵、流量计和非均相Fenton装置相连接，非均相Fenton装置连接有加药箱，非均相Fenton装置内设有搅拌器，非均相Fenton装置的底部置有电磁场，非均相Fenton装置通过泵连接厌氧氨氧化装置;
厌氧氨氧化装置通过泵连接浸没式MBR系统，浸没式MBR系统的出水口通过泵连接保安过滤器，保安过滤器的出水口连接RO系统，RO系统处理后达标的出水作为循环冷却水，RO系统的浓水出口连接一体化软化混凝沉淀系统，一体化混凝沉淀系统通过流量计和泵连接加药箱，一体化软化混凝沉淀系统的出水口连接NF系统，NF系统处理后的出水连接多效蒸发器，NF系统的浓水出口通过泵、流量计返回至调节沉淀池。
所述的设备，其中，厌氧氨氧化装置为全密闭结构的容器，侧壁设有若干个采样口，顶部设有排气口，上部设有出水口和循环冷却水的出水口，下部设有循环冷却水的进水口，底部设有进水口，进水口的上方设有曝气头，搅拌桨设在曝气头的上方;
厌氧氨氧化装置内填充有厌氧氨氧化颗粒污泥，颗粒污泥外层为好氧层，内层为厌氧层，能在厌氧氨氧化装置内实现全程自养脱氮过程;
厌氧氨氧化装置内设有石墨对电极、碳毡工作电极和参比电极，石墨对电极、碳毡工作电极和参比电极均连接恒电位仪;
厌氧氨氧化装置内设置的pH在线控制器用以实时监控装置内pH值 的变化，并通过添加HCl和NaHCO3调节厌氧氨氧化装置内的pH值。
所述的设备，其中，曝气头通过上方设置的带孔挡板与厌氧氨氧化颗粒污泥接触发生脱氮反应。
所述的设备，其中，颗粒污泥与出水口之间设有海绵填料。
所述的设备，其中，泵为离心泵，搅拌浆为机械搅拌浆。
本发明能够实现对高盐、高氨氮、高浓度难降解有机废水的处理及回收利用，具有适用范围广、污染物降解效率高、易于盐分回收利用的特点。
