一种吸附-再生循环处理反渗透浓水的方法

摘要

本发明公开一种吸附-再生循环处理反渗透浓水的方法，属于污水深度处理领域。采用“吸附-再生”的组合处理工艺，解决了反渗透浓水的深度处理难题，进水COD为150-300mg/L，处理后出水可达到COD≤50mg/L。该组合工艺以吸附处理为主，并采用电化学再生方式对饱和吸附材料进行吸附容量恢复，实现了吸附-再生的循环处理过程，可大大降低反渗透浓水的处理费用。

说明书

技术领域

本发明属于污水深度处理领域，为一种吸附-再生循环处理反渗透浓水的方法，特别是一种关于去除反渗透浓端水的残余的溶解性有机污染物以达标排放为目标的处理方法。 

背景技术

膜分离技术作为目前有效的污水资源化技术正成为水资源可持续利用的必然选择，已经在工业污水处理和回用中得到广泛的应用。反渗透工艺用于废水深度处理再回用的实际运行过程中产生70-75%左右的透析水能够满足生产回用，而产生25-30%左右的反渗透浓水，该浓水中含有大量被截留的难生化的有机污染物和盐分，其中的COD大都在150-300 mg/L左右，不能达到国家排放标准。膜浓水的有效处理是制约着膜分离技术迅速发展的最为主要的问题之一。 

目前，对于反渗透浓水的常用的处置方法有：① 回流到原水中，再次进入污水处理系统；② 将浓水直接排放或与其它水或废水进行混合后排放；③ 进行蒸发，蒸发的水蒸气冷凝后回收利用，固体渣排放收集。浓水回排至污水处理系统前端，污染物会在系统中循环累积，最终将导致系统处理能力的降低和恶化，而浓水直排或稀释后排放，会造成严重的二次污染或会增加生产废水的排放量，不符合国家的环境保护、节水政策。对RO浓水蒸发干燥处理，存在能耗和运行费用高的问题。目前对RO浓水的有效处理程度依然较低的现状，迫切需要开发一种能够有效去除浓水中残余有机污染物，且高效、经济、合理的工艺技术迫在眉睫。 

通过吸附-再生循环处理技术，可以很好的解决RO浓水中难降解有机污染物的脱除和降解问题，由于解决了吸附剂的再生难题，可以实现吸附剂多次循环使用，提高吸附剂的使用寿命，从而降低了处理成本。该技术具有分离效率高，成本低的特点，具有很大的市场前景。 

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种反渗透浓水的处理方法，将吸附分离技术与电化学降解技术相结合，以达到高效、环保、节能的处理RO浓水的目的。 

本发明为一种吸附-再生循环处理反渗透浓水的方法，其特征在于， 

该方法包括吸附和再生两个系统；吸附系统由反渗透浓水原水贮槽、提升泵和两个以上能够实现并联运行的吸附塔组构成；再生系统由吸附塔组中预埋的阴阳电极施加直流电场、再生液提升泵和再生液贮槽组成； 

所述的吸附系统塔组，吸附剂为活性炭、改性粉煤灰、活性炭纤维中的一种或多种介质吸附材料； 

吸附系统塔组能够交替对反渗透浓水进行吸附—再生处理，具体运行方式为： 

当进水反渗透浓水的COD为150-300 mg/L，采用下进上出运行方式，吸附停留时间为10-60 min，能够控制出水COD≤50 mg/L； 

当出水COD＞50mg/L，将此吸附塔组状态由吸附状态切换至再生状态，先将塔内残液排空至反渗透浓水原水贮槽中，然后注入电解液，对吸附塔中预埋的间隔排放的阴阳电极上施加直流电场，电压为2-55 V，电流为2-20 A，HRT为0.5-6h，将再生液排放至再生液贮槽，以循环使用，至此该吸附塔组完成电化学再生过程并进入下次循环处理待机状态。 

吸附-再生循环处理工艺是一种比较经济的反渗透浓水进化技术，RO浓水中的有机污染物以溶解性的小分子有机物为主，污染物分子量以几十至几百道尔顿为主，而吸附技术能有效吸附小分子有机物，实现去除RO浓水有机污染物的目的，饱和的吸附材料采用电化学原理进行原位电解和脱附后再降解，使饱和吸附剂得以再生，以利于下一轮的吸附处理反渗透浓水和电化学再生过程。 

本发明的特点以及有益效果在于： 

（1）将活性炭、改性粉煤灰、活性炭纤维中的一种或多种介质吸附剂吸附处理反渗透浓水，可实现RO浓水中复杂有机污染物的吸附富集，吸附-电化学再生的技术联用体系，具有高效、投资小、运行费用低、操作简单方便的优点，可实现自动化控制，是一种非常实用的RO浓水净化方法。 

（2）吸附体系可更具吸附和再生的周期进行合理配置，设置两组以上可实现并联运行的吸附塔组，饱和的吸附塔进行再生的同时，待机的吸附塔切换至吸附运行状态，可实现RO浓水的连续处理。 

（3）吸附剂可实现原位再生，可大大节约人力成本。 

（4）本发明方法处理过程中电解液可循环使用，无污泥及其它二次废物产生，是一种清洁的RO浓水处理工艺，应用前景广阔，环境效益显著。 

具体实施方式

实施例1： 

对炼油行业的RO浓水进行工艺处理。吸附塔中的吸附剂采用活性炭，其性能参数见表1： 

表1  活性炭的性能参数 

表2  RO浓水处理前后的水质变化 

以活性炭为吸附剂处理炼油行业的RO浓水，运行条件为HRT为20 min，第一周期可稳定处理43 BV的RO浓水，出水COD为37 mg/L，满足COD≤50mg/L的排放指标。饱和活性炭采用电化学方法进行再生，电压19 V，电流2.53-3.17A，HRT为6 h，经过吸附-再生10个周期后，其 再生效率在88.4%以上。实验结果表明，经活性炭吸附-电化学再生工艺处理后，RO浓水中的COD、DOC和油等指标均能得到有效脱除，饱和活性炭采用电化学方式进行再生，效果比较稳定。 

实施例2： 

对石化行业的RO浓水进行工艺处理。吸附塔中的吸附剂采用改性粉煤灰，其性能参数见表3： 

表3  改性粉煤灰的性能参数 

表4  RO浓水处理前后的水质变化 

以改性粉煤灰为吸附剂处理石化行业的RO浓水，运行条件为HRT为60 min，第一周期可稳定处理23 BV的RO浓水，出水COD为48 mg/L，满足COD≤50 mg/L的排放指标。饱和改性粉煤灰再生采用电化学方法再生，电压38 V，电流5.53-6.21 A，HRT为2 h，经过吸附-再生10个周期后，其再生效率在73.9%以上。实验结果表明，经改性粉煤灰吸附-电化学再生工艺处理后，RO浓水中的COD、DOC和油等指标脱除效果明显，饱和改性粉煤灰采用电化学方式进行再生效果比较稳定。   

实施例3： 

对钢铁行业的RO浓水进行工艺处理。吸附塔中的吸附剂采用活性炭纤维毡，处理前后的水质变化见表5： 

表5  RO浓水处理前后的水质变化 

以活性炭纤维为吸附剂处理钢铁行业的RO浓水，运行条件为HRT为30 min，第一周期可稳定处理58 BV的RO浓水，出水COD为37 mg/L，满足COD≤50 mg/L的排放指标。饱和后采用电化学方法进行再生，电压45 V，电流8. 21-9. 51 A，HRT为0.5 h，经过吸附-再生12个周期后，仍能达标处理52 BV，再生效率稳定在89.7%以上。实验结果表明，经活性炭纤维吸附-电化学再生工艺处理后，RO浓水中的COD、油和DOC等指标均能得到明显脱除。