專利名稱：一種廢水處理工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于污水處理及回用領域，涉及一種結合膜技術和物化處理技術回用處理 廢水的新工藝。
背景技術：
膜技術被譽為21世紀最有前景的水處理技術，作為一種新型的分離技術，膜分離 技術既能對廢水進行有效的凈化，又能回收一些有用物質，同時具有節能、無相變、設備簡 單、操作方便等特點，因此在廢水處理中得到了廣泛的應用并顯示了廣闊的發展前景。根據 膜孔徑的大小，在廢水處理中應用的分離膜主要有微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透 (RO)。近來年，多樣化的膜組合工藝得到越來越多的關注，這是由于將不同種類的膜組 合而成的膜集成系統能發揮各種膜技術的優勢，形成廢水深度處理的新工藝。尤其是膜生 物反應器(MBR)與反滲透(RO)系統相結合的“雙膜法”廢水回用處理技術，可彌補單獨MBR 技術和RO技術的不足，充分發揮其作用，將會是廢水深度處理與回用的一個新方向。在MBR+R0膜集成系統中，MBR是將膜分離技術與生物處理技術相結合的一種新 型、高效的污水處理新工藝。MBR系統中的分離膜可采用超濾或微濾膜，能幾乎完全截留顆 粒物和細菌，使得MBR的出水水質大大優于傳統污水處理工藝，并具備更低的污泥產率和 更小的占地面積等優點。同時，MBR出水可以直接作為RO膜的進水，通過RO膜進一步截留 有機物質、離子、硬度和金屬物質等，從而對MBR處理水進行深度處理，達到廢水循環利用 的目的。盡管MBR+R0膜集成系統成功克服了傳統污水處理技術難以深度回用處理廢水的 目的，但由于廢水中往往含有一部分難以被微生物生化降解的溶解性有機物，使得污泥的 過濾性能較差，容易引起MBR膜污染。同時，這部分溶解性有機物能透過MBR膜，導致MBR 出水中的有機物濃度仍然較高，從而影響后續RO系統的運行穩定性。對于膜處理系統，膜污染會導致膜通量的下降和運行壓力的提高，這就要求對膜 進行化學清洗，以恢復膜的運行性能。頻繁的化學清洗不但增加化學藥劑的消耗量和加大 操作管理難度，而且影響膜的使用壽命，縮短膜組件的更換周期，從而增加投資運行成本。因此，為促進膜技術的廣泛應用，迫切需要提高膜集成系統運行性能，即在膜集成 系統的運行過程中，通過采取有效措施盡量減緩膜污染的發展趨勢，降低膜的清洗頻率，延 長膜的清洗周期，從而提高膜的運行穩定性。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有膜技術回用處理廢水的過程中，膜污染 嚴重，系統運行穩定性差的情況，提供一種有效結合膜技術和物化處理技術，操作簡單，運 行成本低的新工藝。本發明的目的可以通過以下措施達到
一種廢水處理工藝，其特征在于廢水經含有活性污泥的生物反應池進行生化處理 后，通過分離膜對該活性污泥進行固液分離得到1次處理水，該1次處理水再進入反滲透膜 進行深度處理后，得到2次處理水；其中生化處理時向所述的生物反應池中投加粉末活性 炭。本發明中的粉末活性炭的投加方式是將粉末活性炭直接投加到生物反應池中，根 據生物反應池中活性污泥的體積，投加濃度為300mg/L 1500mg/L。在生物反應池排放活 性污泥時，根據所排放的活性污泥的體積，補加粉末活性炭。補加粉末活性炭的量，根據所 排放的活性污泥的體積，為300mg/L 1500mg/L。在生物反應池中，加入粉末活性炭后，能吸附一部分在生化反應過程中難以被微 生物降解的有機污染物質、溶解性微生物代謝產物和細菌胞外聚合物等，并被分離膜攔截， 從而降低污泥上清液中上述污染物質的含量，減小膜孔被堵塞的機率；同時，由于粉末活 性炭的吸附和凝聚作用，使活性污泥絮體顆粒的粒徑變大，提高了污泥過濾性能，有效減緩 MBR膜污染的發展趨勢。而且，由于粉末活性炭與MBR之間的協同作用，使得MBR出水中的有機物含量大大 降低，當MBR出水進入RO膜以進一步截留污染物質、離子、硬度和金屬物質時，能有效減緩 有機物在RO膜表面的吸附和沉積，降低RO膜有機污染的產生機率，從而提高RO系統的運 行穩定性。本發明中的分離膜的形式為中空纖維膜或平板膜，優選為平板膜。平板膜采用特 殊的膠水和先進的粘合技術將兩片平板膜片粘貼在支撐板的兩側，從而保證膜在真空抽吸 過程中具備很強的物理強度、抗腐蝕性和耐化學性能。正是基于這種特殊的結構和膜粘合 技術，能有效避免膜片在使用過程中出現泄漏，及避免類似發生在中空纖維膜上的斷絲現象。本發明中的分離膜的材質為聚偏氟乙烯，分離膜的表面所分布的細孔徑的平均值 為 0. 04 0. 40 μ m,優選為 0. 08 0. 40 μ m。本發明中的反滲透膜為抗污染性反滲透膜，反滲透膜的表面電荷呈電中性，具有 低壓運行、產水量高、脫鹽率高、耐污染性能好的優點。其目的是用于除去MBR出水中的硬 度、離子和金屬物質，同時進一步截留部分溶解性有機物質、COD、氮、磷等，有效地保證RO 產水滿足回用要求。向生物反應池中投加活性炭，吸附一部分難以生化降解的有機物和溶解性微生物 代謝產物，減輕MBR膜污染的發展趨勢。而MBR系統與RO系統既是獨立又是單獨分割的， 由于MBR與活性炭的疊加，使得MBR出水中有機物的含量減少，從而大大減緩后續RO膜有 機污染的產生，提高RO系統的運行穩定性。本方法操作管理簡單，投資小，見效快，運行費 用低，便于推廣應用。
具體實施例方式實施例1采用MBR+R0工藝回用處理生活污水，其中MBR系統中的分離膜為平板膜，膜材 質為聚偏氟乙烯，膜孔徑為0.08 μ m;R0系統采用抗污染RO膜，膜表面電荷呈電中性。將 粉末活性炭直接投加到生物反應池中，生物反應池中活性污泥的體積為30m3，按投加量為300mg/L加入粉末活性炭9kg ；在生物反應池排放活性污泥時，每日排放Im3活性污泥， 則按300mg/L的比例每日補充粉末活性炭0. 3kg。粉末活性炭投加后，MBR膜污染速度為 0. 13kPa/d, MBR出水C0D&為18mg/L，RO膜化學清洗周期為5個月。實施例2采用MBR+R0工藝回用處理印染廢水，其中MBR系統中的分離膜為中空纖維膜，膜 材質為聚偏氟乙烯，膜孔徑為0. 20 μ m;R0系統采用抗污染RO膜，膜表面電荷呈電中性。將 粉末活性炭直接投加到生物反應池中，生物反應池中活性污泥的體積為30m3，按投加量為 1500mg/L加入粉末活性炭45kg ；在生物反應池排放活性污泥時，每日排放Im3活性污泥， 則按1500mg/L的比例每日補充粉末活性炭1. 5kg。粉末活性炭投加后，MBR膜污染速度為 0. 23kPa/d, MBR出水C0D&為46mg/L，RO膜化學清洗周期為3個半月。實施例3采用MBR+R0工藝回用處理造紙廢水，其中MBR系統中的分離膜為平板膜，膜材 質為聚偏氟乙烯，膜孔徑為0.40 μ m;R0系統采用抗污染RO膜，膜表面電荷呈電中性。將 粉末活性炭直接投加到生物反應池中，生物反應池中活性污泥的體積為30m3，按投加量為 1000mg/L加入粉末活性炭30kg ；在生物反應池排放活性污泥時，每日排放Im3活性污泥， 則按1000mg/L的比例每日補充粉末活性炭1kg。粉末活性炭投加后，MBR膜污染速度為 0. 18kPa/d, MBR出水C0D&為31mg/L，RO膜化學清洗周期為4個月。實施例4采用MBR+R0工藝回用處理玻璃纖維廢水，其中MBR系統中的分離膜為平板膜，膜 材質為聚偏氟乙烯，膜孔徑為0. 50 μ m;R0系統采用抗污染RO膜，膜表面電荷呈電中性。將 粉末活性炭直接投加到生物反應池中，生物反應池中活性污泥的體積為30m3，按投加量為 1200mg/L加入粉末活性炭36kg ；在生物反應池排放活性污泥時，每日排放Im3活性污泥， 則按1200mg/L的比例每日補充粉末活性炭1. 2kg。粉末活性炭投加后，MBR膜污染速度為 0. 31kPa/d, MBR出水C0D&為48mg/L，RO膜化學清洗周期為2個半月。實施例5采用MBR+R0工藝回用處理生活污水，其中MBR系統中的分離膜為中空纖維膜，膜 材質為聚偏氟乙烯，膜孔徑為0. 08 μ m;R0系統采用抗污染RO膜，膜表面電荷呈電中性。將 粉末活性炭直接投加到生物反應池中，生物反應池中活性污泥的體積為30m3，按投加量為 300mg/L加入粉末活性炭9kg ；在生物反應池排放活性污泥時，每日排放Im3剩余活性污泥， 則按300mg/L的比例每日補充粉末活性炭0. 3kg。粉末活性炭投加后，MBR膜污染速度為 0. 14kPa/d, MBR出水C0D&為19mg/L，RO膜化學清洗周期為5個月。實施例6采用MBR+R0工藝回用處理印染廢水，其中MBR系統中的分離膜為平板膜，膜材 質為聚偏氟乙烯，膜孔徑為0.20 μ m;R0系統采用抗污染RO膜，膜表面電荷呈電中性。將 粉末活性炭直接投加到生物反應池中，生物反應池中活性污泥的體積為30m3，按投加量為 1500mg/L加入粉末活性炭45kg ；在生物反應池排放活性污泥時，每日排放Im3活性污泥， 則按1500mg/L的比例每日補充粉末活性炭1. 5kg。粉末活性炭投加后，MBR膜污染速度為 0. 21kPa/d, MBR出水C0D&為44mg/L，RO膜化學清洗周期為3個半月。對比例1
采用MBR+R0工藝回用處理生活污水，其中MBR系統中的分離膜為平板膜，膜材質 為聚偏氟乙烯，膜孔徑為0. 08 μ m;R0系統采用抗污染RO膜，膜表面電荷呈電中性。在膜集 成系統的運行過程中，MBR膜污染速度為0. 34kPa/d,MBR出水C0D&為49mg/L，R0膜化學清 洗周期為2個月。對比例2采用MBR+R0工藝回用處理印染廢水，其中MBR系統中的分離膜為中空纖維膜，膜 材質為聚偏氟乙烯，膜孔徑為0. 20 μ m;R0系統采用抗污染RO膜，膜表面電荷呈電中性。在 膜集成系統的運行過程中，MBR膜污染速度為0. 68kPa/d,MBR出水C0D&為92mg/L，R0膜化 學清洗周期為1個月。對比例3采用MBR+R0工藝回用處理造紙廢水，其中MBR系統中的分離膜為平板膜，膜材質 為聚偏氟乙烯，膜孔徑為0. 40 μ m;R0系統采用抗污染RO膜，膜表面電荷呈電中性。在膜集 成系統的運行過程中，MBR膜污染速度為0. 52kPa/d,MBR出水C0D&為68mg/L，RO膜化學清 洗周期為1個半月。
權利要求
一種廢水處理工藝，其特征在于廢水經含有活性污泥的生物反應池進行生化處理后，通過分離膜對該活性污泥進行固液分離得到1次處理水，該1次處理水再進入反滲透膜進行深度處理后，得到2次處理水；其中生化處理時向所述的生物反應池中投加粉末活性炭。
2.根據權利要求1所述的廢水處理工藝，其特征在于根據所述活性污泥的體積，粉末 活性炭的投加量為300mg/L 1500mg/L。
3.根據權利要求1或2所述的廢水處理工藝，其特征在于所述的生物反應池在排放活 性污泥時，根據所排放的活性污泥的體積，向生物反應池中補加粉末活性炭。
4.根據權利要求3所述的廢水處理工藝，其特征在于所述的補加粉末活性炭的量，根 據所排放的剩余污泥的體積，為300mg/L 1500mg/L。
5.根據權利要求1所述的廢水處理工藝，其特征在于所述的分離膜的形式為中空纖維 膜或平板膜。
6.根據權利要求1或5所述的廢水處理工藝，其特征在于所述的分離膜的材質為聚偏 氟乙烯，分離膜的表面所分布的細孔徑的平均值為0. 04 0. 40 μ m。
7.根據權利要求1所述的廢水處理工藝，其特征在于所述的反滲透膜為抗污染性反滲 透膜，反滲透膜的表面電荷呈電中性。
全文摘要
本發明公開了一種廢水處理工藝，廢水經含有活性污泥的生物反應池進行生化處理后，通過分離膜對該活性污泥進行固液分離得到1次處理水，該1次處理水再進入反滲透膜進行深度處理后，得到2次處理水；其中生化處理時向所述的生物反應池中投加粉末活性炭。本發明在MBR與RO工藝相結合的膜集成系統回用處理廢水的過程中，通過向生物反應池中投加粉末活性炭，吸附一部分難以生化降解的有機物和溶解性微生物代謝產物，提高污泥過濾性能，減輕MBR膜污染的發展趨勢，同時進一步降低MBR出水中的有機物含量，有效減緩RO膜有機污染的產生，從而提高膜集成系統的運行穩定性。該方法操作管理簡單，投資小，見效快，運行費用低，便于推廣應用。
文檔編號C02F9/14GK101898845SQ20091002732
公開日2010年12月1日 申請日期2009年5月27日 優先權日2009年5月27日
發明者楊瑜芳, 高畠寬生, 黃圣散 申請人:東麗纖維研究所(中國)有限公司;東麗株式會社