一種基于besi技術(shù)的煉化廢水反滲透濃縮液深度處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明具體涉及一種基于BESI技術(shù)的煉化廢水反滲透濃縮液深度處理方法，屬于煉化廢水深度處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]膜分離技術(shù)被廣泛應(yīng)用于污水處理與回用。其中，反滲透(Reverse osmosis,R0)技術(shù)以其工藝簡(jiǎn)單，能耗低，能去除大多數(shù)污染物而得到長(zhǎng)足的發(fā)展。反滲透工藝常被設(shè)置在一系列水處理工藝的最末端，被認(rèn)為是去除溶解性污染物的最后一道屏障。
[0003]然而，反滲透技術(shù)明顯的缺點(diǎn)是在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生濃縮液，且該濃縮液的產(chǎn)量能夠達(dá)到進(jìn)水水量的5?25%。特別是在石化行業(yè)中，反滲透濃縮液中含有大量的有毒有害物質(zhì)。由于反滲透工藝本身會(huì)對(duì)污染物產(chǎn)生富集的作用，再加之反滲透工藝在近些年得到了廣泛的發(fā)展，每天都會(huì)產(chǎn)生大量含有有害物質(zhì)的反滲透濃縮液，所以對(duì)這些濃縮液的進(jìn)一步處理與無(wú)害化是十分必要的。
[0004]在反滲透工藝興起之初，濃縮液的去向通常有三種:回流到污水處理池處理;稀釋處理;干燥蒸發(fā)處理。由于反滲透濃縮液中含有污染物，直接排放到自然水體中會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。稀釋處理并未實(shí)現(xiàn)污染物的減量，況且會(huì)降低該工藝的產(chǎn)率，對(duì)能源造成浪費(fèi)。這兩種方法均未能實(shí)現(xiàn)無(wú)害化處理。蒸發(fā)處理需要耗費(fèi)大量的能量，如果在處理過(guò)程中使用傳統(tǒng)能源，則會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，因此也并不是環(huán)境友好的處理方法。
[0005]目前，對(duì)反滲透濃縮液的處理方法更加多樣化，而且在相關(guān)領(lǐng)域有大量的研究。Greenlee等人總結(jié)了處理反滲透濃縮液的零液體排放工藝，其中包括熱蒸發(fā)、結(jié)晶、海水濃縮、噴霧干燥等方法。雖然這些方法在技術(shù)上被證明是可行的，但是如何降低運(yùn)行成本仍是需要解決的問(wèn)題。上述方法，都是從物理、化學(xué)的角度出發(fā)，利用生物法降解反滲透濃縮液的研究依然比較薄弱和匱乏。
[0006]Minghua Zhou等人利用三種不同的電極，采用電化學(xué)氧化的方法處理高含鹽反滲透濃縮液，證實(shí)了利用電化學(xué)法處理反滲透濃縮液在技術(shù)上的可行性。研究發(fā)現(xiàn):TVIrO2-RuO2電極在污染物去除率、能耗、pH適應(yīng)性等方面具有優(yōu)勢(shì)。G.Pgrez等人同樣利用電化學(xué)方法處理反滲透濃縮液，證實(shí)了處理效果與電氧化時(shí)間成正比，污染物的動(dòng)力學(xué)會(huì)明顯受到加載電流密度的影響。
[0007]多相光催化(Heterogeneousphotocatalytic oxidat 1n，PCO)，超聲(sonolysis，US)，臭氧(ozonat1n，03)和H2O2高級(jí)氧化的方法也被用于反滲透濃縮液中有機(jī)污染物降解的研究。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，這些方法有時(shí)單獨(dú)使用，有時(shí)相互結(jié)合以提高處理效果。有研究者使用碳纖維作為電Fenton法的陰極，降解反滲透濃縮液中的有機(jī)物，在合適的陰極電壓和Fe3+濃度的情況下，能夠獲得較好的處理效果。
[0008]生物法與其它水處理方法相比，具有成本低、不會(huì)產(chǎn)生二次污染等優(yōu)勢(shì)。生物法處理污水過(guò)程中，厭氧處理和好氧處理各有應(yīng)用。
[0009]厭氧法在水處理方面具有諸多的優(yōu)勢(shì)，厭氧微生物能夠利用較少的能量將大多數(shù)的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣，這些氣體可以被回收作為能源物質(zhì)二次使用，從而進(jìn)一步降低能耗和運(yùn)行成本。所以，厭氧過(guò)程被看做是污染物降解和能源生成的有機(jī)組合。好氧生物處理通常被用作提高污染物降解效率，在好氧過(guò)程中，污染物質(zhì)同樣被好氧微生物視為自身生長(zhǎng)的能源物質(zhì)而加以利用，電子穿過(guò)呼吸鏈中的復(fù)合體并把O2作為最終的電子受體。通過(guò)這些過(guò)程，污染物最終被轉(zhuǎn)化為CO2、H20和生物質(zhì)。
[0010]厭氧/好氧工藝在污染物處理效率、能源回收、降低能耗等方面都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。大多數(shù)的有機(jī)污染物都在厭氧過(guò)程中被轉(zhuǎn)化為有用的燃料及沼氣，經(jīng)過(guò)后續(xù)的好氧過(guò)程，進(jìn)一步提高處理效率并降低厭氧過(guò)程中出水水質(zhì)的波動(dòng)，從而保證處理效果及回收能源物質(zhì)。厭氧/好氧工藝同時(shí)具有低能耗，低排泥量的優(yōu)點(diǎn)。
[0011]在以往針對(duì)反滲透濃縮液的處理上多以物理濃縮以及化學(xué)處理為主，在此過(guò)程中需要耗費(fèi)大量的能量或是化學(xué)藥劑，在處理之后易產(chǎn)生二次污染。目前主要的問(wèn)題是處理成本高，同時(shí)濃縮液中含有大量的鹽分，以及有毒有害的化學(xué)物質(zhì)，總氮(TN)和化學(xué)需氧量(COD)、以及氨氮等很難處理達(dá)標(biāo)，生物法處理雖然具有諸多優(yōu)勢(shì)，然而將其應(yīng)用在反滲透濃縮液的處理上的研究仍然較少，實(shí)際上通過(guò)調(diào)研，未見(jiàn)有生物處理案例在工業(yè)中應(yīng)用，且利用生物法處理反滲透濃縮液并未形成成熟有效的完整工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明針對(duì)煉化廢水反滲透濃縮液深度處理技術(shù)的問(wèn)題，進(jìn)而提出一種基于BESI技術(shù)的煉化廢水反滲透濃縮液深度處理方法，包括以下步驟:
[0013]步驟1、針對(duì)儲(chǔ)水池中的煉化廢水，采用由厭氧段、兼性厭氧段、好氧段共同構(gòu)成的BESI技術(shù)對(duì)煉化廢水反滲透濃縮液進(jìn)行處理；
[0014]步驟2、將BESI技術(shù)出水的煉化廢水反滲透濃縮液注入內(nèi)嵌紫外燈的柱狀反應(yīng)器，對(duì)煉化廢水反滲透濃縮液進(jìn)行紫外殺菌處理；
[0015]步驟3、使用由煤質(zhì)活性碳和石英砂濾料組成的濾池對(duì)紫外殺菌后的煉化廢水反滲透濃縮液進(jìn)行過(guò)濾處理，并將過(guò)濾的出水作為BESI技術(shù)的最后出水，即深度處理后的廢水反滲透濃縮液。
[0016]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0017]本發(fā)明首先利用BESI技術(shù)對(duì)煉化廢水反滲透濃縮液進(jìn)行生化處理，然后進(jìn)行紫外殺菌和過(guò)濾，不但能夠有效的除去煉化廢水中的有害物質(zhì)，而且可以保證出水水質(zhì)的穩(wěn)定。利用本發(fā)明處理煉化廢水反滲透濃縮液反滲透濃縮液，出水指標(biāo)達(dá)到國(guó)家一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)污泥減量60%，是一種針對(duì)含鹽廢水有效的處理方法。
[0018]同時(shí)相比現(xiàn)有化學(xué)處理技術(shù)，本發(fā)明能有效的降低生產(chǎn)投入成本和廢水處理成本。而且利用本發(fā)明處理少量循環(huán)廢水時(shí)，可加工成一體化的處理設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)高效快捷的處理。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為BESI技術(shù)原理示意圖；
[0020]圖2為仿真試驗(yàn)的總有機(jī)碳TOC濃度變化效果圖；
[0021 ]圖3為仿真試驗(yàn)的化學(xué)需氧量COD濃度變化效果圖；
[0022]圖4為仿真試驗(yàn)的氨氮濃度變化效果圖；
[0023]圖5為仿真試驗(yàn)的總氮TN濃度變化效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]【具體實(shí)施方式】一:
[0025]一種基于BESI技術(shù)的煉化廢水反滲透濃縮液深度處理方法，包括以下步驟:
[0026]步驟1、針對(duì)儲(chǔ)水池中的煉化廢水，采用由厭氧段、兼性厭氧段、好氧段共同構(gòu)成的BESI技術(shù)對(duì)煉化廢水反滲透濃縮液進(jìn)行處理；
[0027]步驟2、將BESI技術(shù)出水的煉化廢水反滲透濃縮液注入內(nèi)嵌紫外燈的柱狀反應(yīng)器，對(duì)煉化廢水反滲透濃縮液進(jìn)行紫外殺菌處理；
[0028]步驟3、使用由煤質(zhì)活性碳和石英砂濾料組成的濾池對(duì)紫外殺菌后的煉化廢水反滲透濃縮液進(jìn)行過(guò)濾處理，并將過(guò)濾的出水作為BESI技術(shù)的最后出水，即深度處理后的廢水反滲透濃縮液。
[0029]【具體實(shí)施方式】二:
[0030]本實(shí)施方式所述一種基于BESI技術(shù)的煉化廢水反滲透濃縮液深度處理方法還包括:
[0031]步驟4、檢驗(yàn)步驟3深度處理后的廢水反滲透濃縮液，當(dāng)深度處理后的廢水反滲透濃縮液的指標(biāo)滿足COD < 60mg/L、TN < 10mg/L、氨氮< 5mg/L，則將深度處理后的廢水反滲透濃縮液作為合格的廢水反滲透濃縮液;否則，將深度處理后的廢水反滲透濃縮液視為不合格廢水反滲透濃縮液，返回步驟I重新進(jìn)行處理。
[0032]其他步驟和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0033]【具體實(shí)施方式】三:
[0034]本實(shí)施方式所述步驟I所述的由厭氧生物反應(yīng)段、兼性厭氧生物反應(yīng)段、好氧生物反應(yīng)段共同構(gòu)成的BESI技術(shù)如下:
[0035]BESI技術(shù)是基于硫循環(huán)、硫代謝的電子傳遞、污染物有機(jī)碳源和氮源梯度利用的生物處理技術(shù)，具體的是將厭氧生物反應(yīng)、兼性厭氧生物反應(yīng)、好氧生物反應(yīng)聯(lián)合應(yīng)用的處理技術(shù)，采用一段或者多段嚴(yán)格厭氧反應(yīng)裝置、一段或者多段兼性厭氧反應(yīng)裝置、一段或者多段好氧反應(yīng)裝置串聯(lián)設(shè)置;并設(shè)置兼性厭氧反應(yīng)裝置向嚴(yán)格厭氧反應(yīng)裝置的回流，設(shè)置好氧反應(yīng)裝置向兼性厭氧反應(yīng)裝置的回流;同時(shí)測(cè)定嚴(yán)格厭氧反應(yīng)裝置中水的COD的濃度，檢查C: S比，按照C: S比，在S元素不足時(shí)，即在硫酸根不足時(shí)，向嚴(yán)格厭氧反應(yīng)裝置中添加硫酸根；
[0036]厭氧生物反應(yīng)段、兼性厭氧生物反應(yīng)段、好氧生物反應(yīng)段共同構(gòu)成的BESI技術(shù)與元素處理過(guò)程示意圖，如圖1所示；圖中的n+1表示梯度，用來(lái)調(diào)整嚴(yán)格厭氧反應(yīng)裝置、兼性厭氧反應(yīng)裝置、好氧反應(yīng)裝置的數(shù)量，即n+1表示所述的一段或者多段反應(yīng)裝置，具體的數(shù)量根據(jù)需要處理的煉化廢水的指標(biāo)確定，一般η < 3。
[0037]其他步驟和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0038]【具體實(shí)施方式】四:
[0039]本實(shí)施方式所述的設(shè)置好氧反應(yīng)裝置向兼性厭氧反應(yīng)裝置的回流的回流比為4:1，所述的C: S比為6:4;
[0040]設(shè)置好氧反應(yīng)裝置向兼性厭氧反應(yīng)裝置的回流的回流比為4:1，即好氧反應(yīng)裝置中的水設(shè)置為3份出水、I份回流。
[0041]其他步驟和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】三相同。
[0042]【具體實(shí)施方式】五:
[0043]本實(shí)施方式步驟I中采用由厭氧段、兼性厭氧段、好氧段共同構(gòu)成的BESI技術(shù)對(duì)煉化廢水反滲透濃縮液進(jìn)行處理所述的厭氧段的處理過(guò)程如下:
[0044]厭氧段采用厭氧SBR、UASB或IC厭氧反應(yīng)設(shè)備，利用已馴化好的厭氧活性污泥進(jìn)行生物強(qiáng)化處理，HRT為12?24小時(shí)。
[0045]其他步驟和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】四相同。
[0046]【具體實(shí)施方式】六:
[0047]本實(shí)施方式步驟I中采用由厭氧段、兼性厭氧段、好氧段共同構(gòu)成的BESI技術(shù)對(duì)煉化廢水反滲透濃縮液進(jìn)行處理所述的兼性厭氧段的處理過(guò)程如下:
[0048]兼性厭氧段采用已馴化的兼性厭氧活性污泥進(jìn)行生物強(qiáng)化處理，水力停留時(shí)間HRT為12?24小時(shí)，兼性厭氧環(huán)境是最后通過(guò)好氧回流實(shí)現(xiàn)的。
[0049]其他步驟和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】五相同。
[0050]【具體實(shí)施方式】七:
[0051]本實(shí)施方式步驟I中采用由厭氧段、兼性厭氧段、好氧段共同構(gòu)成的BESI技術(shù)對(duì)煉化廢水反滲透濃縮液進(jìn)行處理所述的好氧段的處理過(guò)程如下:
[0052]好氧段采用已馴化好的好氧活性污泥及生物掛膜進(jìn)行生物強(qiáng)化處理，HRT為8?16小時(shí)。
[0053]其他步驟和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】六相同。
[0054]【具體實(shí)施方式】八:
[0055]本實(shí)施方式步驟2所述的對(duì)煉化廢水反滲透濃縮液進(jìn)行紫外殺菌處理的具體過(guò)程如下:
[0056]將BESI技術(shù)出水的煉化廢水反滲透濃縮液注入內(nèi)嵌功率為40w的UV254nm紫外燈的柱狀反應(yīng)器，對(duì)廢水反滲透濃縮液進(jìn)行紫外殺菌處理，處理時(shí)間20?30min。
[0057]其他步驟和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】七相同。
[0058]【具體實(shí)施方式】九:
[0059]【具體實(shí)施方式】九:
[0060]本實(shí)施方式所述的已馴化好的厭氧活性污泥的馴化的方法如下