申請日2015.11.05

　　公開(公告)日2016.02.17

　　IPC分類號C02F9/14

　　摘要

　　本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，公開了一種正滲透膜和厭氧膜并聯(lián)的廢水處理方法及裝置。預(yù)處理的廢水進(jìn)入反應(yīng)器(1)中，一部分廢水中的水在抽水泵(6)的作用下透過MF膜(2)，得到清潔的出水;另一部分廢水中的水透過FO膜(3)進(jìn)入驅(qū)動模塊(9)稀釋驅(qū)動液;驅(qū)動液中的水透過RO膜(10)，獲得清潔的出水，濃縮后的驅(qū)動液經(jīng)過回流泵(11)回流到驅(qū)動模塊(9)中重復(fù)利用。本發(fā)明的廢水處理方法和設(shè)備可處理不同來源和領(lǐng)域的廢水，具有廢水的廣泛適用性，出水穩(wěn)定，出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。

　　權(quán)利要求書

　　1.正滲透膜和厭氧膜并聯(lián)的廢水處理裝置，包括反應(yīng)器(1)、MF膜(2)、FO膜(3)、RO膜(10)、驅(qū)動模塊(9)、回流泵(11)、循環(huán)泵(8)和抽水泵(6)，其特征在于，MF膜(2)和FO膜(3)設(shè)在反應(yīng)器(1)內(nèi)部，MF膜(2)和抽水泵(6)相連，F(xiàn)O膜(3)和RO膜(10)通過驅(qū)動模塊(9)相連，F(xiàn)O膜(3)經(jīng)過循環(huán)泵(8)和驅(qū)動模塊(9)構(gòu)成循環(huán)系統(tǒng)，驅(qū)動模塊(9)和RO膜(10)經(jīng)過回流泵(11)構(gòu)成循環(huán)系統(tǒng);驅(qū)動模塊(9)內(nèi)設(shè)有驅(qū)動液。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正滲透膜和厭氧膜并聯(lián)的廢水處理裝置，其特征在于，反應(yīng)器(1)外部的氣泵(5)一端和反應(yīng)器(1)底部的曝氣頭(4)、另一端和反應(yīng)器(1)內(nèi)液面的上方相連。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正滲透膜和厭氧膜并聯(lián)的廢水處理裝置，其特征在于，反應(yīng)器(1)內(nèi)的溶液和反應(yīng)器(1)外部的電導(dǎo)率儀(12)相連。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正滲透膜和厭氧膜并聯(lián)的廢水處理裝置，其特征在于，所述驅(qū)動模塊(9)內(nèi)的驅(qū)動液溶質(zhì)為NaCl、KCl、NaNO3、K2SO4、NH4HCO3或Na3PO4中的至少一種。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的正滲透膜和厭氧膜并聯(lián)的廢水處理裝置，其特征在于，驅(qū)動液為NaCl，濃度為0.5M。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正滲透膜和厭氧膜并聯(lián)的廢水處理裝置，其特征在于，F(xiàn)O膜(3)的材質(zhì)為三乙酸纖維素或聚苯并咪唑。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正滲透膜和厭氧膜并聯(lián)的廢水處理裝置，其特征在于，MF膜(2)的材質(zhì)為聚偏氟乙烯、聚醚砜或聚丙烯。

　　8.基于權(quán)利要求1所述的正滲透膜和厭氧膜并聯(lián)的廢水處理裝置的廢水處理方法，其特征在于，包括以下步驟：預(yù)處理的廢水進(jìn)入反應(yīng)器(1)中，一部分廢水中的水在抽水泵(6)的作用下透過MF膜(2)，得到清潔的出水;另一部分廢水中的水透過FO膜(3)進(jìn)入驅(qū)動模塊(9)稀釋驅(qū)動液;驅(qū)動液中的水透過RO膜(10)，獲得清潔的出水，濃縮后的驅(qū)動液經(jīng)過回流泵(11)回流到驅(qū)動模塊(9)中重復(fù)利用。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的廢水處理方法，其特征在于，水力停留時間為6～7h，F(xiàn)O膜通量15～20L/(m2·h)，MF膜通量20～25L/(m2·h)。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的廢水處理方法，其特征在于，反應(yīng)器(1)內(nèi)的廢水電導(dǎo)率小于5ms/cm。

　　說明書

　　正滲透膜和厭氧膜并聯(lián)的廢水處理方法及裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種正滲透膜和厭氧膜并聯(lián)的廢水處理方法及裝置。

　　背景技術(shù)

　　膜生物反應(yīng)器(MBR)工藝作為一種新型的污水處理工藝，被廣泛地進(jìn)行研究。其中厭氧膜生物工藝(AnMBR)由于其處理出水水質(zhì)良好、污泥濃度高、裝置結(jié)構(gòu)緊湊、管理操作方便、污泥停留時間延長、剩余污泥產(chǎn)量少等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的關(guān)注。目前制約厭氧膜生物工藝和其他所有MBR工藝廣泛應(yīng)用的瓶頸就是膜污染問題。膜污染不僅降低了水通量，而且大大增加了膜的清洗和更換頻率。

　　正滲透技術(shù)(FO)是采用選擇性滲透膜兩側(cè)滲透壓差作為驅(qū)動力的一種膜分離過程，由于具有低能耗、高回收率，低膜污染等優(yōu)勢，正滲透技術(shù)近年得到了廣泛的關(guān)注。但是，正滲透技術(shù)存在驅(qū)動液反滲進(jìn)系統(tǒng)的現(xiàn)象，驅(qū)動液中的溶質(zhì)離子在濃度差作用下，會透過正滲透膜，到達(dá)廢水中，影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。不僅會影響反應(yīng)器內(nèi)的生物活性，而且會導(dǎo)致廢水的電導(dǎo)率上升，滲透膜兩側(cè)滲透壓差減小，從而減少了膜通量。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的驅(qū)動液反滲等問題，提供了一種正滲透膜和厭氧膜并聯(lián)的廢水處理方法及裝置，利用該裝置處理廢水可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定出水。

　　本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

　　正滲透膜和厭氧膜并聯(lián)的廢水處理裝置，包括反應(yīng)器、MF膜(微濾膜)、FO膜(正滲透膜)、RO膜、驅(qū)動模塊、回流泵、循環(huán)泵和抽水泵，MF膜和FO膜設(shè)在反應(yīng)器內(nèi)部，MF膜通過壓力表和抽水泵相連，F(xiàn)O膜和RO膜通過驅(qū)動模塊相連，F(xiàn)O膜經(jīng)過循環(huán)泵和驅(qū)動模塊構(gòu)成循環(huán)系統(tǒng)，驅(qū)動模塊和RO膜經(jīng)過回流泵構(gòu)成循環(huán)系統(tǒng);驅(qū)動模塊內(nèi)設(shè)有驅(qū)動液。

　　本裝置一方面利用反應(yīng)器進(jìn)行厭氧生物降解，另一方面采用正滲透技術(shù)進(jìn)一步提高凈水效果，而且采用了雙循環(huán)系統(tǒng)，使整個裝置的設(shè)置更加合理，最大程度的節(jié)省能源，利用自身能量循環(huán)再生。

　　作為優(yōu)選，反應(yīng)器外部的氣泵一端和反應(yīng)器底部的曝氣頭、另一端和反應(yīng)器內(nèi)液面的上方相連。曝氣循環(huán)系統(tǒng)節(jié)約能源，廢物利用率高。

　　作為優(yōu)選，反應(yīng)器內(nèi)的溶液和反應(yīng)器外部的電導(dǎo)率儀相連。

　　作為優(yōu)選，所述驅(qū)動模塊內(nèi)的驅(qū)動液溶質(zhì)為NaCl、KCl、NaNO3、K2SO4、NH4HCO3或Na3PO4中的至少一種。溶質(zhì)離子滲透到廢水中的同時，控制FO出水流量和MF出水流量，這時部分高電導(dǎo)率廢水通過MF流出，反應(yīng)器中廢水的電導(dǎo)率維持一種平衡狀態(tài)，從而保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　當(dāng)驅(qū)動液選擇為NaCl時，其濃度為0.5M出水效果最穩(wěn)定。

　　FO膜材質(zhì)可以為三乙酸纖維素(CTA)或聚苯并咪唑(PBI)。

　　MF膜材質(zhì)可以為聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)或聚丙烯(PP)。

　　利用上述廢水處理裝置處理廢水的方法，包括以下步驟：預(yù)處理的廢水進(jìn)入反應(yīng)器中，一部分廢水中的水在抽水泵的作用下透過MF膜，得到清潔的出水;另一部分廢水中的水透過FO膜進(jìn)入驅(qū)動模塊稀釋驅(qū)動液;驅(qū)動液中的水透過RO膜，獲得清潔的出水，濃縮后的驅(qū)動液經(jīng)過回流泵回流到驅(qū)動模塊中重復(fù)利用。

　　本發(fā)明所述的預(yù)處理為現(xiàn)有混凝沉淀技術(shù)，目的為去除廢水中的SS及部分COD，便于減少后續(xù)裝置的膜污染。

　　上述過程中，RO膜截留下來的高濃度含鹽水，回流到驅(qū)動液容器內(nèi)，通過驅(qū)動液的循環(huán)再生，維持驅(qū)動液濃度的穩(wěn)定，繼續(xù)用于廢水處理。

　　在上述過程中，較優(yōu)的工藝條件為：水力停留時間為6～7h，F(xiàn)O膜通量15～20L/(m2·h)，MF膜通量20～25L/(m2·h)。

　　反應(yīng)器內(nèi)的廢水電導(dǎo)率最好小于5ms/cm。本發(fā)明通過MF將一部分高電導(dǎo)率廢水用泵抽走，以此穩(wěn)定裝置內(nèi)廢水的電導(dǎo)率(5ms/cm以內(nèi))，從而保證正滲透膜兩端穩(wěn)定的滲透壓。

　　本發(fā)明采用正滲透技術(shù)和厭氧膜生物技術(shù)并聯(lián)運(yùn)行的方式，預(yù)處理后的廢水進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器進(jìn)行生物降解，一部分水在滲透壓的作用下，通過正滲透膜，到達(dá)驅(qū)動液中，另一部分水通過微濾膜，得到較為清潔的出水;然后采用反滲透技術(shù)對稀釋后的驅(qū)動液進(jìn)行濃縮，獲得純化后的水，以及再生驅(qū)動液。