申请日2012.08.07
公开(公告)日2013.02.13
IPC分类号C02F9/08; C02F1/72; C02F1/78; C02F1/32
摘要
本实用新型为高盐度反渗透工艺浓水处理装置，包括进水口(1)、调节水池(2)、一段催化氧化单元、二段催化氧化单元以及出水口(4);一段催化氧化单元为催化氧化器(5)、气液混合泵(6)、臭氧发生器(7)以及工艺衔接水箱(3)构成的水循环回路，工艺衔接水箱(3)与臭氧发生器(7)分别连接至气液混合泵(6)的泵腔，气液混合泵(6)出口连接至催化氧化器(5);二段催化氧化单元为氧化沉淀池(8)与催化反应塔(9)构成的后续处理单元;本实用新型采用超级化学氧化工艺处理浓水，能去除其中大部分的有机污染物，具有处理效率高、适应性强、能耗低、便于运行维护以及环保效果更好等特点。
权利要求书
1.高盐度反渗透工艺浓水处理装置，包括进水口(1)、调节水池(2)以及 出水口(4);所述进水口(1)与所述调节水池(2)相连接，其特征在于：
所述装置还包括两段催化氧化单元，其分别为一段催化氧化单元以及二段催 化氧化单元;
所述一段催化氧化单元包括工艺衔接水箱(3)、催化氧化器(5)、气液混合 泵(6)以及臭氧发生器(7);
所述工艺衔接水箱(3)、催化氧化器(5)、气液混合泵(6)以及臭氧发生 器(7)之间通过管路连接构成循环回路;所述工艺衔接水箱(3)入口与所述 调节水池(2)出口相连接，所述工艺衔接水箱(3)与臭氧发生器(7)分别与 所述气液混合泵(6)的泵腔相连接，所述气液混合泵(6)的出口与所述催化 氧化器(5)相连接，所述催化氧化器(5)中设置有回流至所述工艺衔接水箱 (3)的回流管路;
所述催化氧化器(5)为密闭式光催化反应器，其内部设有紫外线光源;
所述二段催化氧化单元包括依次连接的氧化沉淀池(8)以及催化反应塔(9);
所述氧化沉淀池(8)入口与所述工艺衔接水箱(3)相连接，所述催化反应 塔(9)出口与所述出水口(4)相连接。
2.根据权利要求1所述的高盐度反渗透工艺浓水处理装置，其特征在于：
所述装置还包括清水池(10)以及反洗泵(11);
所述清水池(10)入口与所述催化反应塔(9)出口相连接，所述清水池(10) 出口与所述出水口(4)相连接;
所述反洗泵(11)入口与所述清水池(10)相连接，所述反洗泵(11)出口 与所述催化反应塔(9)相连接。
3.根据权利要求1所述的高盐度反渗透工艺浓水处理装置，其特征在于：
所述催化氧化器(5)内部的紫外线光源包括无极微波紫外线灯以及氙气紫 外线灯。
4.根据权利要求1所述的高盐度反渗透工艺浓水处理装置，其特征在于：
所述气液混合泵(6)上设置有第一入口(6-1)和第二入口(6-2);
所述工艺衔接水箱(3)通过所述第一入口(6-1)与所述气液混合泵(6) 的泵腔相连接，所述臭氧发生器(7)通过所述第二入口(6-2)与所述气液混 合泵(6)的泵腔相连接。
5.根据权利要求1～4之一所述的高盐度反渗透工艺浓水处理装置，其特征 在于：
所述装置中各部件之间的连接管路上均设有阀门。
6.根据权利要求1或2所述的高盐度反渗透工艺浓水处理装置，其特征在 于：
所述催化反应塔(9)内部设有填料，所述填料为烧结材质。
7.根据权利要求1或4所述的高盐度反渗透工艺浓水处理装置，其特征在 于：
所述臭氧发生器(7)为极板放电式臭氧发生器。
说明书
高盐度反渗透工艺浓水处理装置
技术领域
本实用新型涉及污水处理领域，尤其涉及石油化工类的高盐度反渗透工艺浓 水处理装置。
背景技术
随着工业的不断发展，环境污染日益严重，高浓剧毒有机污染物成为水处理 过程中的难点，传统水处理工艺中的物理方法、生物方法往往不能得到满意的 结果，近年来，随着人们环保意识的逐渐增强，水处理技术的发展已逐渐由物 理过程转向化学过程，即通过化学反应使污染物破坏而实现无害化。
反渗透工艺制备纯水的过程中会产生浓水，其中含有各种有机和无机污染 物，若直接排放可能会对土壤、地表水、海洋等产生污染;若排入市政污水处 理系统，过高的总溶解性固体对活性污泥的生长也非常不利。将海水淡化厂中 被高度浓缩的反渗透浓水以及由清洗剂、阻垢剂引入的化学物质直接排入环境， 也必然会产生不利影响。因此寻找经济高效的反渗透工艺浓水的处理方式，对 保护环境的意义重大。
目前，国内常见的对反渗透浓水的处理方式及其相应特点如表1所示：
表1
此外，美国饮用水工业调查分析了产水量>95m3/d的137个膜装置的类型和 浓水处理方式，其浓水的处理程度很低，以以下处理方式为主：
1)回流法
浓水回流试验表明，当回流率为80%时，膜装置运行正常。反渗透的回流率 最高可达90%，但易导致结垢现象。试验表明当浓水回流比为60%、体积浓缩 因子为2.5时，能维持稳定的出水量。苦咸水淡化厂通过增设浓水回收膜系统， 可使淡水总回收率从75%上升至87%～90%。
2)直接或间接排放
其处理方式和特点如表2所示：
表2
3)综合利用
其处理方式和特点如表3所示：
表3
4)蒸发浓缩
浓水的蒸发塘法适用于气候炎热、蒸发率高、年降雨量低、土地广袤、地价 低廉的地区，且要做好防渗工作，保护地下含水层。
5)污染物的去除
其处理方式和特点如表4所示：
表4
通过以上比较可以看出，回流法，直接或间接排放，蒸发浓缩以及回收利用 都有其特定的适用条件，有一定的局限性。如果处理条件控制不当，容易引起 二次环境污染。要彻底净化反渗透浓水带来的污染，须通过对反渗透浓水中污 染物的去除,才能达到完全净的目的。
超级化学氧化是在对传统水处理技术中经典化学氧化法改革的基础上应运 而生的一种新技术。超级化学氧化，英文全称是Super Oxidation Processes---SOPs或者Super Oxidation Technology---SOT，其以优异的特点 已成为目前国际上水处理领域的热点课题。超级化学氧化技术就其关键问题， 产生活性羟基自由基的方式可分为：均相、多相和有无照射作用等多种。目前 被公认为比较突出的超级化学氧化技术有：H2O2/Fe2+Fenton试剂法;UV/TiO2/O2多相光催化氧化;UV/H2O2过氧化氢加紫外光;UV/TiO2/H2O2过氧化氢与多相光 催化结合;UV/O3/H2O2/TiO2专用于复杂水质的环流反应式多相催化氧化法。
超级氧化的主要特点有：
(1)羟基自由基一般具有极强的氧化性，是氧化能力仅次于氟的氧化剂。可作 用于水中大多数污染物。
(2)羟基自由基氧化属于游离基反应，所以反应速度快。
(3)可操作性强，设备相对比较简单。
(4)对污染物的破坏程度能达到完全或接近完全。
(5)对水中绝大部分有机物可完全或分解、碳化。
(6)改变水中活泼金属离子的存在形态，利于后续处理单元的净化脱除。
在污染物去除的主要处理方式中，超级氧化较其他方法在技术和经济的综合比较 下更有优势。由于该技术采用了全新的水处理概念，在处理效率、适应性、能耗、 运行维护以及环境友好等方面有着独特的优势，具有良好的应用和发展前景。
实用新型内容
为了改变现有技术中的反渗透工艺浓水处理方式对环境造成的不利影响，本 实用新型提供了高盐度反渗透工艺浓水处理装置。
本实用新型的设计思路如下：
高盐度反渗透工艺浓水处理装置，包括进水口1、调节水池2以及出水口4; 进水口1与调节水池2相连接。
本装置还包括两段催化氧化单元，其分别为一段催化氧化单元以及二段催化 氧化单元。
一段催化氧化单元包括工艺衔接水箱3、催化氧化器5、气液混合泵6以及 臭氧发生器7;
工艺衔接水箱3、催化氧化器5、气液混合泵6以及臭氧发生器7之间通过 管路连接构成循环回路;工艺衔接水箱3入口与调节水池2出口相连接，工艺 衔接水箱3与臭氧发生器7分别与气液混合泵6的泵腔相连接，气液混合泵6 的出口与催化氧化器5相连接，催化氧化器5中设置有回流至工艺衔接水箱3 的回流管路。
反渗透污水在催化氧化器5与工艺衔接水箱3之间循环，在催化氧化器5中 完成紫外催化反应，并在工艺衔接水箱3中进行延迟氧化。
催化氧化器5为密闭式光催化反应器，其内部设有紫外线光源。
二段催化氧化单元包括依次连接的氧化沉淀池8以及催化反应塔9。二段催 化氧化单元可根据水质变化情况作进一步调节，提高反应效率，使出水完全达 到预期水质要求。
氧化沉淀池8入口与工艺衔接水箱3相连接，催化反应塔9出口与出水口4 相连接。
本装置还包括清水池10以及反洗泵11。
清水池10入口与催化反应塔9出口相连接，清水池10出口与出水口4相连 接。
反洗泵11入口与清水池10，反洗泵11出口与催化反应塔9相连接。反洗泵 11用于清洗催化反应塔9中的填料，避免使用时间久后填料发生堵塞现象，反 洗水为清水池中10的清水。
为了实现更好的氧化效果，提高设备的使用寿命，催化氧化器5内部的紫外 线光源包括无极微波紫外线灯以及氙气紫外线灯。
当前国内外的同类超级氧化应用中，普通紫外线受污水较高色度浊度的影 响，穿透性较差，同时在设备选型上，普通紫外光源的寿命较短，通常为9000 小时左右;臭氧发生器的臭氧产生浓度较低，陶瓷和搪瓷放电管的使用寿命较 短。这些缺陷导致了臭氧光催化氧化成本升高、氧化效果下降。本产品中选用 无极微波紫外光源，照射功率高，辅助氙气紫外光源，穿透性强，设备连续使 用寿命至少在20000小时以上。
在具体实施中：
气液混合泵6上设置有第一入口6-1和第二入口6-2;工艺衔接水箱3通过 第一入口6-1与气液混合泵6的泵腔相连接，臭氧发生器7通过第二入口6-2 与气液混合泵6的泵腔相连接。工艺衔接水箱3中的废水与臭氧在泵腔中混合 并搅拌，使臭氧更好的溶解在水中。
本装置中各部件之间的连接管路上均设有阀门，起到对管路的通断控制作 用。
为了实现对废水的过滤、吸附功能，进一步降低废水的化学需氧量，并通过 填料催化作用，去除与废水中剩余的·OH，催化反应塔9内部设有填料，填料 为烧结材质。
臭氧发生器7为极板放电式臭氧发生器，其内部设有极板放电设备。极板放 电式臭氧发生器提升了臭氧设备的产气浓度，并降低了能耗，该设备产气浓度 可稳定在150mg/l以上，且给气量少，因而延长了制氧分子筛的更换周期。
本实用新型带来的有益效果如下：
本实用新型采用超级化学氧化为主的工艺处理浓水，能去除其中大部分的有 机污染物;实践证明，对于石化废水回用于循环冷却水的反渗透浓水，经本装 置处理后，出水化学需氧量达到50mg/L以下，NH3-N小于1mg/L。
与现有技术相比，本实用新型具有处理效率高、适应性强、能耗低、便于运 行维护以及环保效果更好等特点。
