申请日2015.11.05
公开(公告)日2016.02.17
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明属于污水处理领域，公开了一种正渗透膜和厌氧膜并联的废水处理方法及装置。预处理的废水进入反应器(1)中，一部分废水中的水在抽水泵(6)的作用下透过MF膜(2)，得到清洁的出水;另一部分废水中的水透过FO膜(3)进入驱动模块(9)稀释驱动液;驱动液中的水透过RO膜(10)，获得清洁的出水，浓缩后的驱动液经过回流泵(11)回流到驱动模块(9)中重复利用。本发明的废水处理方法和设备可处理不同来源和领域的废水，具有废水的广泛适用性，出水稳定，出水水质好等优点。
权利要求书
1.正渗透膜和厌氧膜并联的废水处理装置，包括反应器(1)、MF膜(2)、FO膜(3)、RO膜(10)、驱动模块(9)、回流泵(11)、循环泵(8)和抽水泵(6)，其特征在于，MF膜(2)和FO膜(3)设在反应器(1)内部，MF膜(2)和抽水泵(6)相连，FO膜(3)和RO膜(10)通过驱动模块(9)相连，FO膜(3)经过循环泵(8)和驱动模块(9)构成循环系统，驱动模块(9)和RO膜(10)经过回流泵(11)构成循环系统;驱动模块(9)内设有驱动液。
2.根据权利要求1所述的正渗透膜和厌氧膜并联的废水处理装置，其特征在于，反应器(1)外部的气泵(5)一端和反应器(1)底部的曝气头(4)、另一端和反应器(1)内液面的上方相连。
3.根据权利要求1所述的正渗透膜和厌氧膜并联的废水处理装置，其特征在于，反应器(1)内的溶液和反应器(1)外部的电导率仪(12)相连。
4.根据权利要求1所述的正渗透膜和厌氧膜并联的废水处理装置，其特征在于，所述驱动模块(9)内的驱动液溶质为NaCl、KCl、NaNO3、K2SO4、NH4HCO3或Na3PO4中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的正渗透膜和厌氧膜并联的废水处理装置，其特征在于，驱动液为NaCl，浓度为0.5M。
6.根据权利要求1所述的正渗透膜和厌氧膜并联的废水处理装置，其特征在于，FO膜(3)的材质为三乙酸纤维素或聚苯并咪唑。
7.根据权利要求1所述的正渗透膜和厌氧膜并联的废水处理装置，其特征在于，MF膜(2)的材质为聚偏氟乙烯、聚醚砜或聚丙烯。
8.基于权利要求1所述的正渗透膜和厌氧膜并联的废水处理装置的废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：预处理的废水进入反应器(1)中，一部分废水中的水在抽水泵(6)的作用下透过MF膜(2)，得到清洁的出水;另一部分废水中的水透过FO膜(3)进入驱动模块(9)稀释驱动液;驱动液中的水透过RO膜(10)，获得清洁的出水，浓缩后的驱动液经过回流泵(11)回流到驱动模块(9)中重复利用。
9.根据权利要求8所述的废水处理方法，其特征在于，水力停留时间为6～7h，FO膜通量15～20L/(m2·h)，MF膜通量20～25L/(m2·h)。
10.根据权利要求8所述的废水处理方法，其特征在于，反应器(1)内的废水电导率小于5ms/cm。
说明书
正渗透膜和厌氧膜并联的废水处理方法及装置
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种正渗透膜和厌氧膜并联的废水处理方法及装置。
背景技术
膜生物反应器(MBR)工艺作为一种新型的污水处理工艺，被广泛地进行研究。其中厌氧膜生物工艺(AnMBR)由于其处理出水水质良好、污泥浓度高、装置结构紧凑、管理操作方便、污泥停留时间延长、剩余污泥产量少等优点，越来越受到人们的关注。目前制约厌氧膜生物工艺和其他所有MBR工艺广泛应用的瓶颈就是膜污染问题。膜污染不仅降低了水通量，而且大大增加了膜的清洗和更换频率。
正渗透技术(FO)是采用选择性渗透膜两侧渗透压差作为驱动力的一种膜分离过程，由于具有低能耗、高回收率，低膜污染等优势，正渗透技术近年得到了广泛的关注。但是，正渗透技术存在驱动液反渗进系统的现象，驱动液中的溶质离子在浓度差作用下，会透过正渗透膜，到达废水中，影响了系统的稳定性。不仅会影响反应器内的生物活性，而且会导致废水的电导率上升，渗透膜两侧渗透压差减小，从而减少了膜通量。
发明内容
本发明为了解决现有技术存在的驱动液反渗等问题，提供了一种正渗透膜和厌氧膜并联的废水处理方法及装置，利用该装置处理废水可以实现稳定出水。
本发明采用以下技术方案：
正渗透膜和厌氧膜并联的废水处理装置，包括反应器、MF膜(微滤膜)、FO膜(正渗透膜)、RO膜、驱动模块、回流泵、循环泵和抽水泵，MF膜和FO膜设在反应器内部，MF膜通过压力表和抽水泵相连，FO膜和RO膜通过驱动模块相连，FO膜经过循环泵和驱动模块构成循环系统，驱动模块和RO膜经过回流泵构成循环系统;驱动模块内设有驱动液。
本装置一方面利用反应器进行厌氧生物降解，另一方面采用正渗透技术进一步提高净水效果，而且采用了双循环系统，使整个装置的设置更加合理，最大程度的节省能源，利用自身能量循环再生。
作为优选，反应器外部的气泵一端和反应器底部的曝气头、另一端和反应器内液面的上方相连。曝气循环系统节约能源，废物利用率高。
作为优选，反应器内的溶液和反应器外部的电导率仪相连。
作为优选，所述驱动模块内的驱动液溶质为NaCl、KCl、NaNO3、K2SO4、NH4HCO3或Na3PO4中的至少一种。溶质离子渗透到废水中的同时，控制FO出水流量和MF出水流量，这时部分高电导率废水通过MF流出，反应器中废水的电导率维持一种平衡状态，从而保证了系统的稳定性。
当驱动液选择为NaCl时，其浓度为0.5M出水效果最稳定。
FO膜材质可以为三乙酸纤维素(CTA)或聚苯并咪唑(PBI)。
MF膜材质可以为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)或聚丙烯(PP)。
利用上述废水处理装置处理废水的方法，包括以下步骤：预处理的废水进入反应器中，一部分废水中的水在抽水泵的作用下透过MF膜，得到清洁的出水;另一部分废水中的水透过FO膜进入驱动模块稀释驱动液;驱动液中的水透过RO膜，获得清洁的出水，浓缩后的驱动液经过回流泵回流到驱动模块中重复利用。
本发明所述的预处理为现有混凝沉淀技术，目的为去除废水中的SS及部分COD，便于减少后续装置的膜污染。
上述过程中，RO膜截留下来的高浓度含盐水，回流到驱动液容器内，通过驱动液的循环再生，维持驱动液浓度的稳定，继续用于废水处理。
在上述过程中，较优的工艺条件为：水力停留时间为6～7h，FO膜通量15～20L/(m2·h)，MF膜通量20～25L/(m2·h)。
反应器内的废水电导率最好小于5ms/cm。本发明通过MF将一部分高电导率废水用泵抽走，以此稳定装置内废水的电导率(5ms/cm以内)，从而保证正渗透膜两端稳定的渗透压。
本发明采用正渗透技术和厌氧膜生物技术并联运行的方式，预处理后的废水进入厌氧反应器进行生物降解，一部分水在渗透压的作用下，通过正渗透膜，到达驱动液中，另一部分水通过微滤膜，得到较为清洁的出水;然后采用反渗透技术对稀释后的驱动液进行浓缩，获得纯化后的水，以及再生驱动液。
