公布日：2022.11.04
申请日：2022.07.15
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F3/12(2006.01)N;C02F3/28(2006.01)N;C02F1/44(2006.01)N;C02F1/72(2006.01)N;C02F1/467(2006.01)N;C02F1/78(2006.01)N;
C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/12(2006.01)N
摘要
本发明涉及污水处理的技术领域，具体涉及一种自动控制的速效脱氮树脂再生废液的处理方法，包括以下步骤：1：速效脱氮树脂吸附饱和后再生形成的再生废液进行耐高盐反硝化反应；2：出水排入依次通过MBR膜生物反应器和5微米保安过滤器；3：出水通过纳滤膜装置处理得到纳滤浓水和纳滤产水，纳滤产水通过反渗透装置得到反渗透产水和反渗透浓水；4：纳滤浓水送入芬顿电解槽后再进入臭氧催化氧化塔，出水可就地排放；以上各步骤通过PCL系统自动控制运行。本发明去除效果好、运行费用低、自动化程度高，性能稳定，脱氮效率高，可再生并重复使用。通过本发明的方法处理后的出水水质稳定、处理效果好、出水悬浮物低、污泥量少等有益效果。
权利要求书
1.一种自动控制的速效脱氮树脂再生废液的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：速效脱氮罐内填充的速效脱氮树脂吸附饱和后需进行再生，将质量分数为5％-8％的氯化钠溶液注入至所述的速效脱氮罐内，再生后形成高盐高硝酸根浓度的再生废液，废液首先自流进入高盐反硝化池中，投加一定浓度的碳源，进行耐高盐反硝化反应；步骤2：将耐高盐反硝化反应后得到的出水排入MBR膜生物反应器，并进行曝气供氧，进一步去除氨氮、色度、污泥、悬浮物，得到的出水排入保安过滤器进行再次过滤，去除来水中微小的颗粒物；步骤3：步骤2的出水通过纳滤膜装置处理，在压力驱动下，大分子有机物、胶体和二价及以上离子被截留形成纳滤浓水，一价离子透过纳滤膜形成纳滤产水，得到的纳滤产水再经过反渗透膜装置，99％以上的盐分被截留，分别得到反渗透产水和反渗透浓水；步骤4：所述步骤3得到的纳滤浓水主要含有硫酸根、有机物、腐殖酸类黄色生物降解产物，将所述纳滤浓水送入芬顿电解槽在一定浓度的过氧化氢下进行电芬顿处理去除纳滤浓水中的色度、难降解有机污染物，经过处理后的浓水再进入臭氧催化氧化塔，在一定量的臭氧作用下进行臭氧催化氧化处理，对来水进一步氧化脱色、以及进行COD的深度去除，出水可就地排放；以上各步骤通过PCL系统自动控制运行。
2.根据权利要求1所述的自动控制的速效脱氮树脂再生废液的处理方法，其特征在于：所述步骤1和2中，高盐反硝化池和MBR膜生物反应器之间设置有回流泵，当高盐反硝化池溶解氧DO高于0.3mg/L时，自动控制池内曝气量及搅拌速率，同时减少MBR膜生物反应器内混合液的回流量，将回流量范围减少至现有数值的0％-50％。
3.根据权利要求1所述的自动控制的速效脱氮树脂再生废液的处理方法，其特征在于：所述步骤1和2中，当MBR膜生物反应器的出水硝酸根浓度高于15mg/L时，根据硝酸根浓度与化学需氧量的对应关系自动进行计算，按照自动比例投加碳源，并根据来水水质及时进行自动调整。
4.根据权利要求1所述的自动控制的速效脱氮树脂再生废液的处理方法，其特征在于：所述步骤3中，当纳滤膜装置的进水压力增加15％以上时，自动调节纳滤产水阀及纳滤浓水阀的开度。
5.根据权利要求1所述的自动控制的速效脱氮树脂再生废液的处理方法，其特征在于：所述步骤3中，纳滤膜装置和反渗透膜装置分别连通有化学清洗装置，当纳滤膜装置和反渗透膜装置进水压力分别上升25％以上或产水量分别下降25％以上时，根据系统设置的限值，自动开启化学清洗程序，直至跨膜压差及产水量趋势恢复正常。
6.根据权利要求1所述的自动控制的速效脱氮树脂再生废液的处理方法，其特征在于：所述步骤3中，反渗透产水可输送至各个药剂配制单元，作为回用水；反渗透浓水含有较高浓度的氯化钠，可用于再生过程中盐分的补充。
7.根据权利要求1所述的自动控制的速效脱氮树脂再生废液的处理方法，其特征在于：所述步骤4中，臭氧催化氧化塔内水力停留时间不少于2h，臭氧投加量为80-200mg/L；臭氧催化氧化塔内装填催化剂填料，过滤速度为8-12m/h。
8.根据权利要求7所述的自动控制的速效脱氮树脂再生废液的处理方法，其特征在于：所述催化剂填料以陶粒为载体，陶粒表面负载了一定量的二氧化锰作为活性成分，陶粒与二氧化锰的质量比为100:1-3。
9.根据权利要求1所述的自动控制的速效脱氮树脂再生废液的处理方法，其特征在于：所述步骤4中，芬顿电解槽的进水pH值设定在3.0-3.5之间，电源外加电压设定在15-20伏，通氧量设定在150-200mL/min，水力停留时间约4-5小时。
10.根据权利要求1所述的自动控制的速效脱氮树脂再生废液的处理方法，其特征在于：所述步骤4中，臭氧催化氧化塔处还设置有吸附剂投加装置，所述吸附剂为生物质吸附剂，投加量为处理水量的3‰-5‰，用于对臭氧氧化后的污水深度吸附降解。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动控制的速效脱氮树脂再生废液的处理方法，对于树脂再生产生的废液，采用高盐反硝化、MBR过滤、纳滤、反渗透工艺相结合的方式进行处理实现高浓度氯化钠的回收，产水可用于系统中的各个药剂配制单元，作为回用水。
本发明实现目的所采用的方案是：一种自动控制的速效脱氮树脂再生废液的处理方法，包括以下步骤：
步骤1：速效脱氮罐内填充的速效脱氮树脂吸附饱和后需进行再生，将质量分数为5％-8％的氯化钠溶液注入至所述的速效脱氮罐内，再生后形成高盐高硝酸根浓度的再生废液，废液首先自流进入高盐反硝化池中，投加一定浓度的碳源，进行耐高盐反硝化反应；
步骤2：将耐高盐反硝化反应后得到的出水排入MBR膜生物反应器，并进行曝气供氧，进一步去除氨氮、色度、污泥、悬浮物，得到的出水排入保安过滤器进行再次过滤，去除来水中微小的颗粒物；
步骤3：步骤2的出水通过纳滤膜装置处理，在压力驱动下，大分子有机物、胶体和二价及以上离子被截留形成纳滤浓水，一价离子透过纳滤膜形成纳滤产水，得到的纳滤产水再经过反渗透膜装置，99％以上的盐分被截留，分别得到反渗透产水和反渗透浓水；
步骤4：所述步骤3得到的纳滤浓水主要含有硫酸根、有机物、腐殖酸类黄色生物降解产物，将所述纳滤浓水送入芬顿电解槽在一定浓度的过氧化氢下进行电芬顿处理去除纳滤浓水中的色度、难降解有机污染物，经过处理后的浓水再进入臭氧催化氧化塔，在一定量的臭氧作用下进行臭氧催化氧化处理，对来水进一步氧化脱色、以及进行COD的深度去除，出水可就地排放；
以上各步骤通过PCL系统自动控制运行。
优选地，所述步骤1和2中，高盐反硝化池和MBR膜生物反应器之间设置有回流泵，当高盐反硝化池溶解氧DO高于0.3mg/L时，自动控制池内曝气量及搅拌速率，同时减少MBR膜生物反应器内混合液的回流量，将回流量范围减少至现有数值的0％-50％。
优选地，所述步骤1和2中，当MBR膜生物反应器的出水硝酸根浓度高于15mg/L时，根据硝酸根浓度与化学需氧量的对应关系自动进行计算，按照自动比例投加碳源，并根据来水水质及时进行自动调整。
优选地，所述步骤3中，当纳滤膜装置的进水压力增加15％以上时，自动调节纳滤产水阀及纳滤浓水阀的开度。
优选地，所述步骤3中，纳滤膜装置和反渗透膜装置分别连通有化学清洗装置，当纳滤膜装置和反渗透膜装置的进水压力分别上升25％以上或产水量分别下降25％以上时，根据系统设置的限值，自动开启化学清洗程序，直至跨膜压差及产水量趋势恢复正常。
优选地，所述步骤3中，反渗透产水可输送至各个药剂配制单元，作为回用水；反渗透浓水含有较高浓度的氯化钠，可用于再生过程中盐分的补充。
优选地，所述步骤4中，臭氧催化氧化塔内水力停留时间不少于2h，臭氧投加量为80-200mg/L；臭氧催化氧化塔内装填催化剂填料，过滤速度为8-12m/h。
优选地，所述催化剂填料以陶粒为载体，陶粒表面负载了一定量的二氧化锰作为活性成分，陶粒与二氧化锰的质量比为100:1-3。
优选地，所述步骤4中，芬顿电解槽的进水pH值设定在3.0-3.5之间，电源外加电压设定在15-0伏，通氧量设定在150-200mL/min，水力停留时间约4-5小时。
优选地，所述步骤4中，臭氧催化氧化塔处还设置有吸附剂投加装置，所述吸附剂为生物质吸附剂，投加量为处理水量的3‰-5‰，用于对臭氧氧化后的污水深度吸附降解。
吸附剂使用pH要求为2-11，效果更优为pH3-6，一般通过经过处理后的废水pH为中性，完全符合使用要求。
本发明的处理方法包含：(1)树脂脱氮后进行再生，形成高盐高硝酸根的废液；(2)再生废液采用高盐反硝化进行脱氮，利用MBR进行固液分离，降低浊度，完成预处理；(3)废液预处理后采用保安过滤器过滤，利用纳滤分离一价离子(Na+、Cl-等)和二价及以上离子(SO42-、PO43-等)，纳滤产水利用反渗透再次提纯，反渗透产水品质高、可配药回用，反渗透浓水中氯化钠含量较高，可浓缩后用于树脂再生系统的盐分补充；(4)纳滤浓水含高氨氮、腐殖酸类有机污染物，采用电芬顿及臭氧催化氧化进行深度处理，并投加吸附剂，可大大降低浓水中的有机污染物含量，出水进行直排。(5)本工艺可实现快速自动控制，系统内植入动态控制程序，可实现根据高盐反硝化池DO数值控制池内曝气量、搅拌速率、MBR池硝化液回流量；同时根据MBR出水硝酸根浓度限值自动计算并控制碳源投加比例；根据纳滤膜压力变化控制和调节回收率；根据纳滤膜与反渗透膜装置进水压力上升比例或产水量下降比例限值，自动控制启停化学清洗程序。
本发明具有以下优点和有益效果：
本发明的处理方法对于树脂再生产生的废液，采用高盐反硝化、MBR过滤、纳滤、反渗透、电芬顿和臭氧催化氧化的工艺相结合的方式进行处理，高盐度培养驯化的反硝化污泥在5％的盐浓度下仍可保证较高的脱氮效率，在污水中盐含量达到5％的工况下，反硝化污泥经过驯化还可以保证较高的脱氮效率，主要体现在进水废液总氮含量600-800mg/L下，出水总氮可降至30mg/L以下水平，脱氮效率达到95％左右。反硝化出水通过MBR分离污泥，去除悬浮物和胶体，上述为对废液的预处理，经预处理后采用纳滤进行一级过滤，对废液中的二价离子进行有效截留形成浓水，而构成氯化钠的一价离子(如Na+、Cl-)透过纳滤膜形成产水，纳滤产水通过反渗透进行二级过滤后，可截留99％的盐分使之进入浓水，实现高浓度氯化钠的回收，产水可用于系统中的各个药剂配制单元，作为回用水。纳滤浓水具有高盐、高有机物、高氨氮等特点，本发明采用电芬顿、臭氧催化氧化相结合的工艺进行处理，可快速、有效降解有机污染物、氨氮等，设备占地省、反应时间短、运行成本低、出水品质好。
本发明的方法去除效果好、运行费用低、自动化程度高，与现有技术相比，本发明所采用的专性硝酸根选择性离子交换树脂强度大，性能稳定，脱氮效率高，可再生并重复使用。
本发明的方法对废液的处理和回收，既避免了二次污染，又合理利用了现有资源，大大节省了运行费用，整个处理过程不造成任何污染物的外排。通过本发明的方法处理后的出水水质稳定、处理效果好、出水悬浮物低、污泥量少等有益效果。
（发明人：董俊;刘鲁建;张岚欣;王威;阮霞;李绍俊;张琴;梅泽坤;张双峰）
