申请日2015.04.02
公开(公告)日2015.07.29
IPC分类号C02F1/44; B01D71/16; B01D67/00; B01D71/34; B01D71/42; B01D71/68
摘要
本发明提供的是一种高盐度高有机物浓度废水的正渗透处理方法。包括废水浓缩工艺和汲取液循环在生工艺;所述废水浓缩工艺是采用正渗透技术对废水进行浓缩，通过高渗透压的汲取液对高盐高COD废水进行浓缩，获得稀释后的驱动液和浓缩的废水;所述汲取液循环再生工艺是采用多级蒸发技术对稀释后的驱动液进行脱水，获得纯水和再生的汲取液，用于前述的正渗透过程。本发明通过高渗透压的汲取液对高盐高COD废水进行浓缩，获得稀释后的驱动液和浓缩的废水，汲取液循环再生工艺采用多级蒸发技术对稀释后的驱动液进行脱水，获得纯水和再生的汲取液，用于前述的正渗透过程。该方法具有运行稳定、成本低、应用范围广等诸多优点。
摘要附图
权利要求书
1.一种高盐度高有机物浓度废水的正渗透处理方法，其特征是：包括废水浓缩工艺和汲 取液循环在生工艺;所述废水浓缩工艺是采用正渗透技术对废水进行浓缩，通过高渗透压的 汲取液对高盐高COD废水进行浓缩，获得稀释后的驱动液和浓缩的废水;所述汲取液循环再 生工艺是采用多级蒸发技术对稀释后的驱动液进行脱水，获得纯水和再生的汲取液，用于前 述的正渗透过程;所述高盐高COD废水的盐的质量比浓度为1%以上，COD达2000mg/L以 上，pH=7.0-10.0。
2.根据权利要求1所述的高盐度高有机物浓度废水的正渗透处理方法，其特征是：所述 正渗透技术中所用正渗透膜是采用如下方法得到的：将醋酸纤维素、三醋酸纤维、聚砜、聚 醚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈中的一种或两种以上组合，溶解于高分子溶剂和添加剂中，加 热搅拌形成铸膜液，以聚酯筛网为支撑，采用相转化方法刮膜成型;所述的高分子溶剂1,4 二氧六环、丙酮、N-N二甲基乙酰胺中的一种或几种;所述的添加剂为甲醇、乳酸、PEG中 一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的高盐度高有机物浓度废水的正渗透处理方法，其特征是： 所述多级蒸发技术为：多个蒸发器串联，将前一个蒸发器蒸发出来的二次蒸汽导入下一个蒸 发器作为加热蒸汽，同时在下一蒸发器中冷凝为蒸馏水，后一级蒸发器的加热室成为前一级 蒸发器所产生的二次蒸汽的冷凝器，生蒸汽仅在第一级蒸发器中消耗，溶液在多个蒸发器中 一起进行蒸发。
4.根据权利要求1或2所述的高盐度高有机物浓度废水的正渗透处理方法，其特征是： 汲取液为无机型、有机型、聚合电解质、磁性纳米粒子中的一种或几种，所述无机型为氯化 钠、碳酸氢钠、硫酸镁、氯化镁、氨气和二氧化碳的水溶液、二氧化硫的水溶液中的一种或 几种，所述有机型为蔗糖、葡萄糖、果糖及其混合液、乙醇、乙二胺四乙酸、聚乙二醇、有 机离子盐溶液、新型树状大分子、聚合物水凝胶等中的一种或几种。
5.根据权利要求3所述的高盐度高有机物浓度废水的正渗透处理方法，其特征是：汲取 液为无机型、有机型、聚合电解质、磁性纳米粒子中的一种或几种，所述无机型为氯化钠、 碳酸氢钠、硫酸镁、氯化镁、氨气和二氧化碳的水溶液、二氧化硫的水溶液中的一种或几种， 所述有机型为蔗糖、葡萄糖、果糖及其混合液、乙醇、乙二胺四乙酸、聚乙二醇、有机离子 盐溶液、新型树状大分子、聚合物水凝胶等中的一种或几种。
6.根据权利要求2所述的高盐度高有机物浓度废水的正渗透处理方法，其特征是：所述 正渗透膜的孔径为0.1-1um的膜。
7.根据权利要求3所述的高盐度高有机物浓度废水的正渗透处理方法，其特征是：所述 正渗透膜的孔径为0.1-1um的膜。
8.根据权利要求4所述的高盐度高有机物浓度废水的正渗透处理方法，其特征是：所述 正渗透膜的孔径为0.1-1um的膜。
9.根据权利要求5所述的高盐度高有机物浓度废水的正渗透处理方法，其特征是：所述 正渗透膜的孔径为0.1-1um的膜。
说明书
高盐度高有机物浓度废水的正渗透处理方法
技术领域
本发明涉及的是一种污水处理方法。具体地说是一种高盐度、高有机物浓度(chemical oxegen demand，COD)废水的正渗透处理方法。
背景技术
高盐高COD废水是指具有高浓度溶解性无机盐、COD在2000mg/L以上的废水，主要代表 性的废水包括，如医药中间体废水、纺织行业生产排出的印染废水和食品加工行业排出的发 酵与清洗液、油田废水等。这些废水具有含盐量高、BOD、COD高、可生化性差等特点，目 前还没有一个高效处理高盐高COD废水的方法，因此，研究高盐高COD废水的高效化、无害 化的处理过程对防止水体污染和生态环境的破坏具有十分重要的意义。
目前高盐高COD废水主要处理方法包括离子交换、电渗析、反渗透以及多级闪蒸、膜蒸 馏、正渗透等。离子交换技术成熟，可进行脱盐处理。但是离子交换生产周期长、运行操作 复杂，仅适用于处理低盐度废水。电渗析除盐不太彻底，只能部分除盐。反渗透在处理含盐 废水方面得到了广泛的应用，但是处理诸如此类的高盐废水，采用常规的反渗透处理方法不 能够将其有效的浓缩，而且反渗透产生的浓缩废水也是一个比较难解决的问题。总之，这些 处理方法投资大、工艺复杂、能耗高、处理成本高。例如公开号为CN101928087A的专利文件 中公布了一种高盐废水的处理方法，采用调碱除硬+浸没式微滤+中和+膜蒸馏的处理流程， 采用加碱去除进硬度，微滤除盐，适用的PH范围窄、不易控制，微滤膜容易产生污染，微滤 主要去除细菌和悬浮物，也不适用于处理高盐高浓度废水;公开号为CN101618920A的专利文 件中公开的“高COD、高氨氮、高盐度工业废水的处理方法”，采用化学处理、微生物处理、 膜生物反应器深度处理，反渗透复合膜脱盐加工处理联合工艺处理高盐高COD废水，整个工 艺流程比较复杂，势必增加了运行成本。而且其中微生物处理工艺需要微生物的驯化和培养 过程，运行周期比较长;公开号为CN102311211A的专利文件中公开的一种高盐高浓工业废水 以废治废的方法”中,采用MVR、三维电位电解处理、复合菌生化法厌氧、兼氧、好氧、气 体回用四个部分组成，运行机械费用高，微生物不易控制;公开号为CN103739136A的专利文 件中公开的一种高盐有机废水的处理方法”中，采用气提+树脂吸附+活性炭吸附步骤，气体 过程过于复杂、整体流程比较长、占地面积大、吸附过程可能涉及到活性炭的再生等过程; 公开号为CN203653386U的专利文件中公开的一种高盐度高有机物含量废水的处理系统”中, 采用格栅井、吸附池、Fenton氧化池、pH调节池、UBF厌氧反应器、接触氧化池和污泥沉淀 池组合工艺，工艺流程长不易控制、成本高、占地面积大不适用于处理盐度比较大的废水。
总体上看，以上方法都存在处理成本高、膜污染严重、投资量大、对于处理高盐高COD 废水效果不佳等缺点。在处理高盐高COD废水方面不能得到广泛的应用，尤其是反渗透技术， 虽然已经广泛应用于海水淡化、纯净水处理工艺中。但是反渗透过程所需压力高、所以直接 用反渗透处理高盐废水在能耗上、实践中是不可行的。并且反渗透过程中产生的浓水目前还 没有有效的处理方法。因此，寻找一个全新、高效的处理方法使未来发展的新方向。
正渗透和多效蒸发过程膜法处理技术的新研究成果。相比于其他处理技术，正渗透和多 级蒸发被誉为21世纪最先进、最有发展前途的水处理技术。
正渗透膜分离技术是以新材料为基础的高效分离技术。其工作原理是利用选择性半渗透 膜为分离介质，膜两侧的渗透压差为驱动力，不需要外加压力的作用，水分子在驱动力的作 用下自动进入高渗透压的一侧。由于正渗透膜对原料液中的盐分和其他污染物质具有截留作 用，因此在整个过程中原料液(低渗透压)被浓缩，汲取液(高渗透压)被稀释。其过程具有 简单、稳定、易于操作等特点。由于该过程是自发进行的，选择适宜的汲取液就可以进行原 料液的浓缩、此过程具有低能耗、可持续发展的绿色技术。多级蒸发是将前一个蒸发器产生 的二次蒸汽作为下一个蒸发器的一次蒸汽，并在下一个蒸发器中冷凝为凝结水即蒸馏水，以 此类推，就成为多效蒸发系统。多效蒸发技术对稀释后的驱动液进行浓缩，获得纯水和浓缩 的驱动液。获得纯净水，可直接用于回用。汲取液用于正渗透过程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种运行稳定、成本低、应用范围广的高盐度高有机物浓度废水 的正渗透处理方法。
本发明的目的是这样实现的：
包括废水浓缩工艺和汲取液循环在生工艺;所述废水浓缩工艺是采用正渗透技术对废水 进行浓缩，通过高渗透压的汲取液对高盐高COD废水进行浓缩，获得稀释后的驱动液和浓缩 的废水;所述汲取液循环再生工艺是采用多级蒸发技术对稀释后的驱动液进行脱水，获得纯 水和再生的汲取液，用于前述的正渗透过程;所述高盐高COD废水的盐的质量比浓度为1% 以上，COD达2000mg/L以上，pH=7.0-10.0。
本发明还可以包括：
1、所述正渗透技术中所用正渗透膜是采用如下方法得到的：将醋酸纤维素、三醋酸纤维、 聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈中的一种或两种以上组合，溶解于高分子溶剂和添加 剂中，加热搅拌形成铸膜液，以聚酯筛网为支撑，采用相转化方法刮膜成型;所述的高分子 溶剂1,4二氧六环、丙酮、N-N二甲基乙酰胺中的一种或几种;所述的添加剂为甲醇、乳酸、 PEG中一种或几种。
2、所述多级蒸发技术为：多个蒸发器串联，将前一个蒸发器蒸发出来的二次蒸汽导入下 一个蒸发器作为加热蒸汽，同时在下一蒸发器中冷凝为蒸馏水，后一级蒸发器的加热室成为 前一级蒸发器所产生的二次蒸汽的冷凝器，生蒸汽仅在第一级蒸发器中消耗，溶液在多个蒸 发器中一起进行蒸发。
3、汲取液为无机型、有机型、聚合电解质、磁性纳米粒子中的一种或几种，所述无机型 为氯化钠、碳酸氢钠、硫酸镁、氯化镁、氨气和二氧化碳的水溶液、二氧化硫的水溶液中的 一种或几种，所述有机型为蔗糖、葡萄糖、果糖及其混合液、乙醇、乙二胺四乙酸、聚乙二 醇、有机离子盐溶液、新型树状大分子、聚合物水凝胶等中的一种或几种。
4、所述正渗透膜的孔径为0.1-1um的膜。
本发明提供了一种高盐高COD废水的正渗透处理方法，包括废水浓缩工艺和汲取液循环 在生工艺，其中废水浓缩工艺采用正渗透技术，通过高渗透压的汲取液对高盐高COD废水进 行浓缩，获得稀释后的驱动液和浓缩的废水，汲取液循环再生工艺采用多级蒸发技术对稀释 后的驱动液进行脱水，获得纯水和再生的汲取液，用于前述的正渗透过程。该方法具有运行 稳定、成本低、应用范围广等诸多优点。
本发明的优点是：
1.对盐有较高的截留率。
2.正渗透膜的活性层有亲水性，膜的污染小且可逆易恢复。
3.无外压作用，驱动力为溶液的渗透压。
4.无浓盐水排放问题，环境友好。
5.设备简单，膜材料无特殊要求。
