申請日2016.07.20
公開(公告)日2016.11.23
IPC分類號C02F3/00
摘要
本發明涉及一種城市污水處理廠反滲透濃水的處理方法，通過控制生物電滲析系統的膜間距和各個反應室的水力停留時間，可實現將反滲透濃水中的鹽分和有機物有效地分離，系統能耗低于傳統電滲析的能耗。
權利要求書
1.本發明屬于城市污水處理領域，涉及一種城市污水處理廠反滲透濃水的處理方法，該系統的特征是通過控制生物電滲析系統的膜間距和各個反應室的水力停留時間，可實現將反滲透濃水中的鹽分和有機物有效地分離，系統能耗低于傳統電滲析的能耗。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，該方法適用于城市污水處理廠反滲透濃水的處理。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，控制生物電滲析中膜間距0-30mm。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，控制陽極室水力停留時間10-30h，酸室水力停留時間30-120s，脫鹽室水力停留時間60-120s，陰極室水力停留時間30-100s。
5.根據權利要求1，其特征在于，可在18h內，實現對反滲透濃水的脫鹽率達到85%以上，濃水中的有機物保持不變且與無機鹽有效分離，系統能耗為5-10kWh/m3。
說明書
一種城市污水廠出水回用中反滲透濃水的處理方法
技術領域
本發明屬于城市污水處理領域，對于城市污水廠出水回用采用的反滲透工藝產生的大量反滲透濃水，采用生物電滲析技術，通過控制生物電滲析系統的膜間距和各個反應室的水力停留時間，可實現將反滲透濃水中的鹽分和有機物有效地分離。
背景技術
城市污水再生利用是解決水資源短缺的重要方法，城市污水處理廠出水可用于農業灌溉、城市雜用和工業用途等。反滲透技術被廣泛的應用于污水三級處理，反滲透技術對污水中有機物、病原微生物、硝酸鹽氮以及難降解有機物均有良好的去除效果，反滲透出水可滿足絕大部分污水回用的水質規定要求。然而，反滲透技術處理廢水的同時會產生大量的濃水，反滲透濃水的水量一般占進水的25%-50%，具體取決于反滲透系統的回收率(反滲透產品水與反滲透進水的比值)。反滲透濃水中含有高濃度的有機物和鹽分，濃度一般是進水的6-7倍。反滲透濃水中常見有機物包括環境內分泌感染物、藥物、農藥等劇毒物質，高鹽分可導致細胞脫水和嚴重的生態毒理危險，因此關于反滲透濃水處理的研究備受關注。
城市污水處理廠反滲透濃水中有機物的處理方法通常為高級氧化法，包括：臭氧氧化法、光催化法和芬頓法。但是反滲透濃水中的高鹽分和無機物對高級氧化法具有抑制作用。因此在反滲透濃水有機物處理過程中對無機鹽分的去除非常重要。目前反滲透濃水中無機鹽分的去除方法主要有蒸發、結晶和電滲析。但是蒸發和結晶不能夠將反滲透濃水中的無機鹽分從有機物中有效地分離，電滲析能夠將無機鹽分和有機物分離但是能耗較大，一般在15kWh/m3左右。
生物電滲析是一種新型的生物電化學技術，由四個反應室構成，從左往右依次為陽極室、酸室、脫鹽室和陰極室。四室之間用膜相互隔開，其中陽極室和酸室之間為雙極膜，酸室和脫鹽室之間為陰離子交換膜，脫鹽室和堿室之間為陽離子交換膜。陽極材料為碳刷，陰極材料采用三層滾壓活性炭陰極，在陽極至陰極反應器內部構成一個由溶液中陰陽離子傳遞而外部由電子傳遞形成的回路。
本發明采用生物電滲析對反滲透濃水脫鹽，實現有機物和無機鹽分的分離，無機鹽分轉化為酸堿，系統能耗低于傳統電滲析的能耗。
發明內容
本發明的目的是針對目前城市污水廠出水回用中反滲透濃水難以處理的問題，采用生物電滲析技術，通過優化生物電滲析裝置結構，及優化系統運行參數，提出一種生物電滲析處理反滲透濃水的方法。
本發明主要解決的技術問題是實現反滲透濃水中的有機物與無機鹽分有效分離，在高效脫鹽的過程中，減小生物電滲析的運行能耗。
為了實現本發明的目的，本發明采用的技術方案是：
控制生物電滲析的膜間距0-30mm，陽極室水力停留時間10-30h，酸室水力停留時間30-120s，脫鹽室水力停留時間60-120s，陰極室水力停留時間30-100s。可實現對反滲透濃水的脫鹽率達到85%以上，有機物與無機鹽有效分離，能耗僅為5-10kWh/m3。
本發明所提供的一種城市污水廠出水回用中反滲透濃水的處理方法優點在于：(1)與電滲析相比，利用微生物在外加電壓的作用下產電，可減少電耗約50%。(2)有機物和鹽分有效分離，無機鹽以酸堿副產物的形式回收。
