一种用于难降解反渗透浓水的零排放处理方法及专用处理系统技术方案

本发明专利技术公开一种用于难降解反渗透浓水的零排放处理方法，包括以下步骤：（a）组建处理系统；（b）活性炭滤床吸附处理；（c）超滤组件和二级反渗透组件过滤处理；（d）电催化氧化模块和电容去离子模块电处理，最终使难降解反渗透浓水处理为淡水和浓盐水，将淡水回收利用，将浓盐水蒸干，达到零排放的目标。同时，本发明专利技术还公开了该处理方法所使用的专用处理系统。本发明专利技术提供的专用处理系统结构简单，处理方法易于操作，处理成本低、净化效率高，能够将难降解反渗透浓水、尤其是石化企业废水彻底净化实现零排放，将其大规模推广应用具有很高的社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及污水处理装置以及处理方法领域，具体地说是一种用于难降解反渗透浓水的零排放处理方法及专用处理系统。
技术介绍
工农业用水量逐年增加，其排水成分也越来越复杂，这与目前我国水资源严重污染、工业废水处理及回用标准日益严格的现状形成了鲜明的对比，致使水资源供需矛盾日益突出，严重制约了国民经济的快速健康发展。在此背景下，工业废水处理及资源化已成为环境保护与水资源可持续利用的必然选择，双膜工艺（即超滤-反渗透）是污水资源化的典型工艺，可从城市污水或工业废水中获得约70%的高品质再生水，具有良好的环境、经济双重效益，但同时也产生了约30%的反渗透浓水（ROC）。ROC中的无机盐和有机污染物也因而被浓缩了相当于系统进水的3.33倍，且其所含污染物通常生物难降解，可能包括石化产品副产物、杀虫剂、内分泌干扰物、阻垢剂、消毒副产物、溶解性微生物产物、细菌、病原体等环境优先污染物。如果ROC未经处理而直接排放，将对水环境产生严重的污染。因此，这些难降解反渗透浓水已成为保障水环境健康和提高工业废水资源利用率的极大阻碍。目前，行业内的技术人员已研究了一些高浓度难降解有机污水的处理方法和处理系统，如CN101928088B公开了一种反渗透浓水的处理方法，该方法是针对石化企业反渗透浓水的水质特点，采用“纳滤+调碱+气浮除镁+除钙+微滤+中和+反渗透+多效蒸发+干化”处理流程；处理过程得到的产水，可以返回上一级反渗透系统处理回用，处理过程得到的残渣，可以集中处置。该方法可以减少反渗透的膜污染，提高了处理效率，具有一定的社会效益和经济效益，但是仍然无法做到零排放，而且处理成本较高，处理方法较为繁琐，效率低下。又如CN 101993162 B公开了一种反渗透浓水的处理方法，一种反渗透浓水的处理方法，涉及高浓度难降解有机废水的处理方法，包括以下步骤：调节反渗透浓水pH值；混凝沉淀，去除反渗透浓水中的部分悬浮物、胶体和杂质；炭黑-超声波-Fenton 氧化；沉淀：经过炭黑-超声波-Fenton 氧化处理后的反渗透浓水进入沉淀箱，向经过炭黑-超声波-Fenton氧化处理后的反渗透浓水中加入碱，调节pH值在8-8.5之间，进行沉淀处理，实现固液分离。该方法采用混凝/沉淀+炭黑-超声波-Fenton氧化工艺处理干法腈纶生产废水经处理后剩余的反渗透浓水，提高了污水COD去除率，降低了浊度，缩短了反应时间，减少了H2O2用量。但是该处理方法同样存在处理不彻底、无法直接排放的问题，而且处理后的水可再利用率低，处理成本较高，推广应用受到一定限制。可见，到目前为止，还没有一种专门的处理设备以及处理方法来针对反渗透浓水、尤其是石化企业产生的反渗透浓水进行净化处理并能够达到零排放的处理效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于难降解反渗透浓水的零排放处理方法及专用处理系统，以解决现有的难降解反渗透浓水的处理存在成本较高、处理步骤繁琐复杂、无法做到零排放处理的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种用于难降解反渗透浓水的零排放处理方法，包括以下步骤：（a）组建处理系统：所述处理系统包括活性炭吸附单元、超滤-反渗透单元以及电化学处理模块；其中：所述活性炭吸附单元包括一级活性炭滤床和二级活性炭滤床；所述二级活性炭滤床设置在所述一级活性炭滤床的下游；所述一级活性炭滤床和二级活性炭滤床内部设置有粉末活性炭吸附层，在所述粉末活性炭吸附层上方设有由若干斜板拼组而成的用于阻挡粉末活性炭的斜板分离层；所述一级活性炭滤床和二级活性炭滤床均设置为难降解反渗透浓水的流动方向与滤床内粉末活性炭的流动方向相反的逆流吸附床；所述超滤-反渗透单元包括超滤组件和二级反渗透组件；所述超滤组件设置在所述二级活性炭滤床的下游，所述二级反渗透组件设置在所述超滤组件的下游；所述超滤组件的超滤膜为聚偏氟乙烯中空纤维膜；所述二级反渗透组件为聚酰胺复合膜反渗透元件；所述电化学处理模块包括电催化氧化模块和电容去离子模块；所述电催化氧化模块设置在所述二级反渗透组件的下游，所述电容去离子模块设置在所述电催化氧化模块的下游；所述电催化氧化模块为两侧设有挡板的Ti/ATO/ACF电极-隔电纤维- Ti/ATO/ACF电极三明治式的结构；所述电容去离子模块为两侧设有挡板的Ti/PAC电极-阴离子交换膜-隔电纤维-阳离子交换膜-Ti/PAC电极的结构；在所述一级活性炭滤床的进水口前设有用于抽取难降解反渗透浓水的第一进水泵；在所述一级活性炭滤床和二级活性炭滤床之间设有用于存放所述一级活性炭滤床吸附后滤水的第一储水箱和用于将所述滤水抽入到所述二级活性炭滤床内的第二进水泵；在所述二级活性炭滤床和超滤组件之间设有用于存放所述二级活性炭滤床吸附后滤水的第二储水箱和用于将所述滤水抽入到所述超滤组件内的第三进水泵；在所述二级反渗透组件和电催化氧化模块之间设有用于存放所述二级反渗透组件过滤后二级反渗透浓水的第三储水箱和用于将所述滤水抽入到所述电催化氧化模块的第四进水泵；（b）吸附处理：启动第一进水泵，使待处理难降解反渗透浓水抽取到所述一级活性炭滤床内，吸附，经所述一级活性炭滤床吸附处理后的滤水从出水口流出并储存到第一储水箱内；启动第二进水泵，将储水箱内的滤水抽取到二级活性炭滤床内，经所述二级活性炭滤床吸附处理后的滤水从出水口流出并储存到第二储水箱内；所述待处理难降解反渗透浓水与粉末活性炭用量的质量比为1800-2000:1；（c ）过滤处理：启动第三进水泵，将所述第二储水箱内的滤水抽取到超滤组件内，经超滤组件过滤后的滤水直接进入二级反渗透组件，进行反渗透过滤，得纯水和二级反渗透浓水，将纯水回收利用，将所述二级反渗透浓水储存到第三储水箱内；（d）电化学处理：启动第四进水泵，将所述第三储水箱内的二级反渗透浓水抽取到电催化氧化模块中，设置所述电催化氧化模块的电极电流密度为20 mA/cm2，处理时间为2 h，去除溶解性有机物，将催化氧化后的滤水经过电容去离子模块，在1-2 mA电流进行脱盐处理，得淡水和浓盐水，将所述淡水回收利用，将所述浓盐水蒸干即可。本专利技术提供的零排放处理方法中所述二级活性炭滤床的上端设有用于添加粉末活性炭的进料口；所述二级活性炭滤床的下端设有排泥口和连接在所述排泥口上的排泥管，所述排泥管用于将所述二级活性炭滤床底部沉淀的炭泥排入到所述一级活性炭滤床内进行重复使用；所述一级活性炭滤床的下端也设有排泥口。本专利技术还提供了用于难降解反渗透浓水的零排放专用处理系统，包括活性炭吸附单元、超滤-反渗透单元以及电处理模块；（a）组建处理系统：所述处理系统包括活性炭吸附单元、超滤-反渗透单元以及电化学处理模块；其中：所述活性炭吸附单元包括一级活性炭滤床和二级活性炭滤床；所述二级活性炭滤床设置在所述一级活性炭滤床的下游；所述一级活性炭滤床和二级活性炭滤床内部设置有粉末活性炭吸附层，在所述粉末活性炭吸附层上方设有由若干斜板拼组而成的用于阻挡粉末活性炭的斜板分离层；所述一级活性炭滤床和二级活性炭滤床均设置为待吸附浓水的流动方向与滤床内粉末活性炭的流动方向相反的逆流吸附床；所述超滤-反渗透单元包括超滤组件和二级反渗透组件；所述超滤组件设置在所述二级活性炭滤床的下游，所述二级反渗透组件设置在所述超滤组件的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于难降解反渗透浓水的零排放处理方法，其特征在于，包括以下步骤： （a）组建处理系统：所述处理系统包括活性炭吸附单元、超滤‑反渗透单元以及电化学处理模块；其中：所述活性炭吸附单元包括一级活性炭滤床和二级活性炭滤床；所述二级活性炭滤床设置在所述一级活性炭滤床的下游；所述一级活性炭滤床和二级活性炭滤床内部设置有粉末活性炭吸附层，在所述粉末活性炭吸附层上方设有由若干斜板拼组而成的用于阻挡粉末活性炭的斜板分离层；所述一级活性炭滤床和二级活性炭滤床均设置为难降解反渗透浓水的流动方向与滤床内粉末活性炭的流动方向相反的逆流吸附床；所述超滤‑反渗透单元包括超滤组件和二级反渗透组件；所述超滤组件设置在所述二级活性炭滤床的下游，所述二级反渗透组件设置在所述超滤组件的下游；所述超滤组件的超滤膜为聚偏氟乙烯中空纤维膜；所述二级反渗透组件为聚酰胺复合膜反渗透元件；所述电化学处理模块包括电催化氧化模块和电容去离子模块；所述电催化氧化模块设置在所述二级反渗透组件的下游，所述电容去离子模块设置在所述电催化氧化模块的下游；所述电催化氧化模块为两侧设有挡板的Ti/ATO/ACF电极‑隔电纤维‑ Ti/ATO/ACF电极三明治式的结构；所述电容去离子模块为两侧设有挡板的Ti/PAC电极‑阴离子交换膜‑隔电纤维‑阳离子交换膜‑Ti/PAC电极的结构；在所述一级活性炭滤床的进水口前设有用于抽取难降解反渗透浓水的第一进水泵；在所述一级活性炭滤床和二级活性炭滤床之间设有用于存放所述一级活性炭滤床吸附后滤水的第一储水箱和用于将所述滤水抽入到所述二级活性炭滤床内的第二进水泵；在所述二级活性炭滤床和超滤组件之间设有用于存放所述二级活性炭滤床吸附后滤水的第二储水箱和用于将所述滤水抽入到所述超滤组件内的第三进水泵；在所述二级反渗透组件和电催化氧化模块之间设有用于存放所述二级反渗透组件过滤后二级反渗透浓水的第三储水箱和用于将所述滤水抽入到所述电催化氧化模块的第四进水泵；（b）吸附处理：启动第一进水泵，使待处理难降解反渗透浓水抽取到所述一级活性炭滤床内，吸附，经所述一级活性炭滤床吸附处理后的滤水从出水口流出并储存到第一储水箱内；启动第二进水泵，将储水箱内的滤水抽取到二级活性炭滤床内，经所述二级活性炭滤床吸附处理后的滤水从出水口流出并储存到第二储水箱内；（c ）过滤处理：启动第三进水泵，将所述第二储水箱内的滤水抽取到超滤组件内，经超滤组件过滤后的滤水直接进入二级反渗透组件，进行反渗透过滤，得纯水和二级反渗透浓水，将纯水回收利用，将所述二级反渗透浓水储存到第三储水箱内；（d）电化学处理：启动第四进水泵，将所述第三储水箱内的二级反渗透浓水抽取到电催化氧化模块中，设置所述电催化氧化模块的电极电流密度为20 mA/cm2，处理时间为2 h，去除溶解性有机物，将催化氧化后的滤水经过电容去离子模块，在1‑2 mA电流进行脱盐处理，得淡水和浓盐水，将所述淡水回收利用，将所述浓盐水蒸干即可。...

【技术特征摘要】
1.一种用于难降解反渗透浓水的零排放处理方法，其特征在于，包括以下步骤： （a）组建处理系统：所述处理系统包括活性炭吸附单元、超滤-反渗透单元以及电化学处理模块；其中：所述活性炭吸附单元包括一级活性炭滤床和二级活性炭滤床；所述二级活性炭滤床设置在所述一级活性炭滤床的下游；所述一级活性炭滤床和二级活性炭滤床内部设置有粉末活性炭吸附层，在所述粉末活性炭吸附层上方设有由若干斜板拼组而成的用于阻挡粉末活性炭的斜板分离层；所述一级活性炭滤床和二级活性炭滤床均设置为难降解反渗透浓水的流动方向与滤床内粉末活性炭的流动方向相反的逆流吸附床；所述超滤-反渗透单元包括超滤组件和二级反渗透组件；所述超滤组件设置在所述二级活性炭滤床的下游，所述二级反渗透组件设置在所述超滤组件的下游；所述超滤组件的超滤膜为聚偏氟乙烯中空纤维膜；所述二级反渗透组件为聚酰胺复合膜反渗透元件；所述电化学处理模块包括电催化氧化模块和电容去离子模块；所述电催化氧化模块设置在所述二级反渗透组件的下游，所述电容去离子模块设置在所述电催化氧化模块的下游；所述电催化氧化模块为两侧设有挡板的Ti/ATO/ACF电极-隔电纤维- Ti/ATO/ACF电极三明治式的结构；所述电容去离子模块为两侧设有挡板的Ti/PAC电极-阴离子交换膜-隔电纤维-阳离子交换膜-Ti/PAC电极的结构；在所述一级活性炭滤床的进水口前设有用于抽取难降解反渗透浓水的第一进水泵；在所述一级活性炭滤床和二级活性炭滤床之间设有用于存放所述一级活性炭滤床吸附后滤水的第一储水箱和用于将所述滤水抽入到所述二级活性炭滤床内的第二进水泵；在所述二级活性炭滤床和超滤组件之间设有用于存放所述二级活性炭滤床吸附后滤水的第二储水箱和用于将所述滤水抽入到所述超滤组件内的第三进水泵；在所述二级反渗透组件和电催化氧化模块之间设有用于存放所述二级反渗透组件过滤后二级反渗透浓水的第三储水箱和用于将所述滤水抽入到所述电催化氧化模块的第四进水泵；（b）吸附处理：启动第一进水泵，使待处理难降解反渗透浓水抽取到所述一级活性炭滤床内，吸附，经所述一级活性炭滤床吸附处理后的滤水从出水口流出并储存到第一储水箱内；启动第二进水泵，将储水箱内的滤水抽取到二级活性炭滤床内，经所述二级活性炭滤床吸附处理后的滤水从出水口流出并储存到第二储水箱内；（c ）过滤处理：启动第三进水泵，将所述第二储水箱内的滤水抽取到超滤组件内，经超滤组件过滤后的滤水直接进入二级反渗透组件，进行反渗透过滤，得纯水和二级反渗透浓水，将纯水回收利用，将所述二级反渗透浓水储存到第三储水箱内；（d）电化学处理：启动第四进水泵，将所述第三储水箱内的二级反渗透浓水抽取到电催化氧化模块中，设置所述电催化氧化模块的电极电流密度为20 mA/cm2，处理时间为2 h，去除溶解性有机物，将催化氧化后的滤水经过电容去离子模块，在1-2 mA电流进行脱盐处理，得淡水和浓盐水，将所述淡水回收利用，将所述浓盐水蒸干即可。2.根据权利要求1所述的用于难降解反渗透浓水的零排放处理方法，其特征在于，所述二级活性炭滤床的上端设有用于添加粉末活性炭的进料口；所述二级活性炭滤床的下端设有排泥口和连接在所述排泥口上的排泥管，所述排泥管用于将所述二级活性炭滤床底部沉淀的炭泥排入到所述一级活性炭滤床内进行重复使用；所述一级活性炭滤床的下端也设有排泥口。3.根据权利要求1或2所述的用于难降解反渗透浓水的零排放处理方法，其特征在于，所述电催化氧化模块的制备方法包括以下步骤：（1）将钛网置于质量比浓度为10-15%的草酸溶液中煮制1-2 h进行预处理；将锡锑盐:柠檬酸:乙二醇的摩尔比为l:3:14-16混合，制得无色透明粘稠聚合物溶液，陈化过夜；将预处理后的钛网刷涂陈化后的聚合物溶液，后于130-300℃下热处理5-10 min，550 ℃下煅烧15-20 min，扫净余灰，重复刷涂且煅烧15-20次，待颜色稳定后，最后煅烧60 min，制得Ti/ATO；所述锡锑盐是由SnCl4和SbCl3按摩尔比为5-10:1组成的混合物；（2）碳纤维需经沸腾的质量比浓度为10-25%的稀硝酸处理1-2 h，用蒸馏水清洗，在105℃烘干，得活性碳纤维，将活性碳纤维固定于Ti/ATO的单侧或双侧，制得Ti/ATO/ACF电极；（3）在两个所述Ti/ATO/ACF电极的中间夹一片隔电通水的聚酰胺纤维，外侧再以两片挡板固定即得电催化氧化模块。4.一种用于难降解反渗透浓水的零排放专用处理系统，其特征在于，包括活性炭吸附单元、超滤-反渗透单元以及电化学处理模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵春霞，张春辉，丁月桥，张爱琳，刘微，梁淑轩，李占臣，
申请(专利权)人：河北大学，
类型：发明
国别省市：河北;13