一种反渗透浓缩水处理设备的制作方法

本实用新型涉及水处理领域，特别是涉及一种反渗透浓缩水处理设备。

背景技术：

反渗透浓水具有污染物种类多、浓度高，盐类物质含量高，生物降解性差，生物毒性高等特点，亟需引起关注。反渗透浓水的化学需氧量、总氮和总磷浓度远高于排放标准。目前实际工程中针对反渗透浓水的处理方式有中间处理、循环处理、厂外排放处理以及直接排放处理等方式，但均不能对其进行有效处理，导致大量的反渗透浓水进入水体中，造成水环境污染的加剧，进而对人类生活造成威胁。因此亟需开发一种针对反渗透浓水的处理方式。

技术实现要素：

本实用新型的主要针对反渗透浓缩水去除有机物及脱氮除磷需求，以节约净化反渗透浓缩水成本、提高浓缩水有机物去除和脱氮除磷效率与稳定性为目的，提供一种反渗透浓缩水处理设备。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种反渗透浓缩水处理设备，包括：

芬顿/混凝/沉淀系统，所述芬顿/混凝/沉淀系统包括依次相连的调节池、芬顿反应池和沉淀池，所述调节池用于投加酸和亚铁；所述芬顿反应池用于发生多级芬顿反应；所述沉淀池包括混凝段和沉淀段，分别用于混凝反应和泥水分离；

所述生物处理系统包括SBR生物反应器、曝气装置、硝酸盐电极、氧化剂检测器、碳源投加装置、搅拌装置和混凝剂投加装置；所述曝气装置、所述硝酸盐电极、所述氧化剂检测器、所述碳源投加装置和混凝剂投加装置与所述SBR生物反应器相连，所述沉淀池的出水进入所述SBR生物反应器，所述SBR生物反应器用于进行生物处理；所述碳源投加装置和混凝剂投加装置向SBR生物反应器投加碳源和铁基混凝剂；所述硝酸盐电极用于监测进水硝酸盐含量，所述氧化剂检测器用于监测进水的氧化还原电位。

进一步地：

所述芬顿/混凝/沉淀系统还包括污泥储备井，所述污泥储备井对所述沉淀池污泥进行预处理后回流至所述芬顿反应池、所述沉淀池的混凝段、所述SBR生物反应器，将得到的污泥部分中含有大量铁的水合氧化物与芬顿反应池、沉淀池的混凝段、SBR生物反应器进行工艺耦合。

所述芬顿反应池设置有鼓泡装置。

所述生物处理系统还包括SBR生物反应器内添加的芬顿污泥和负载铁氧化物的活性焦填料，用于强化微生物电子传递和有机物吸附，强化脱氮除碳。

所述生物处理系统还包括与SBR生物反应器相连的定时器，所述SBR生物反应器的进出水通过所述定时器控制泵实现。

所述SBR生物反应器设置有搅拌器。

所述反渗透浓缩水处理设备还包括污泥消化池，所述污泥消化池与所述SBR生物反应器相连用于接收污泥。

所述微藻/湿地系统用于对所述生物处理系统的出水进行深度除碳脱氮除磷；所述微藻/湿地系统的上层培养藻类和湿地植物，中间层设置微生物填料层，下层设置集水系统。所述微藻/湿地系统的下层设置集水系统和反冲洗装置。

所述中间层放置火山岩和活性焦，用于过滤上层水中的微小藻体。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型的反渗透浓缩水处理设备能够被用于有效深度去除反渗透浓缩水中有机物、硝态氮和磷酸盐，具有成本低、效果好、出水稳定等优势。

使用本实用新型的设备，利用芬顿反应以及混凝反应所产生化学污泥进行预处理后回流，不仅能够提高混凝剂使用效率，而且能够降低混凝剂用量及降低化学污泥处理成本。在优选实施例中，利用本实用新型的处理设备，实现芬顿/混凝/沉淀-生物处理-微藻/湿地系统三个阶段的处理，生物处理出水进入微藻/湿地系统，该系统可对反渗透浓缩水进行深度脱氮除磷，具有高效稳定去除有机物、脱氮除磷和降低反渗透缩水处理成本的多重优点。

使用本实用新型实施例的优点还有：(1)亚铁离子消耗残留氧化剂，为后续生物反硝化提供适宜环境。(2)亚铁离子与氧化剂反应生成的芬顿污泥铁氧化物、负载铁氧化物的活性焦可促进微生物电子传递，提高反硝化脱氮和有机物去除效率。(3)藻类/人工湿地结合，深度去除反渗透浓缩水中的难降解有机物、氮磷和无机盐。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例采用芬顿/混凝/沉淀-生物处理-微藻/湿地系统的设备组成框图。

图2为本实用新型一种实施例中的芬顿/混凝/沉淀系统示意图。

图3为本实用新型一种实施例中的反渗透浓缩水生物处理系统示意图。

图4为本实用新型一种实施例中的反渗透浓缩水微藻/湿地系统示意图。

生物处理

具体实施方式

以下对本实用新型的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。

参阅图1至图3，在一种实施例中，一种反渗透浓缩水处理设备，包括芬顿/混凝/沉淀系统和生物处理系统。

芬顿/混凝/沉淀系统，所述芬顿/混凝/沉淀系统包括依次相连的调节池、芬顿反应池和沉淀池，所述调节池用于酸和亚铁投加；所述多级芬顿反应池用于发生多级芬顿反应；所述沉淀池包括混凝段和沉淀段，分别用于混凝反应和泥水分离。

生物处理系统，所述生物处理系统可包括SBR生物反应器7、硝酸盐电极8、氧化剂检测器9、碳源投加装置2、搅拌装置12。所述沉淀池出水进入SBR生物反应器7，根据硝酸盐电极8和氧化剂检测器9测定的进水硝酸盐和氧化剂浓度，用碳源投加装置2在线投加碳源，并利用搅拌装置12进行搅拌，实现缺氧反硝化，去除水中有机物和总氮。

可在所述芬顿反应池前段进行双氧水投加，在二级或多级芬顿反应时进行亚铁投加，在所述芬顿反应池中后段根据水质条件进行PFS投加，在所述芬顿反应池尾端调节出水pH值；可在所述沉淀池的混凝段进行PFS和PAM投加，发生混凝反应，在所述沉淀池的沉淀段进行泥水分离。

所述沉淀池出水进入SBR生物反应器7，用碳源投加装置2向生物反应器内投加碳源。所述生物反应器中有活性焦3，所述活性焦表面含有铁氧化物，并有微生物附着生长。将芬顿污泥4少量回流到所述生物反应器中。所加入的芬顿污泥和负载铁氧化物的活性焦与微生物混合，吸附部分有机物并促进微生物电子传递，提高反硝化脱氮和有机物去除效率。缺氧段结束后用曝气装置1进行曝气好氧反应，并可用混凝剂投加装置11投加PFS等铁基混凝剂，去除水中剩余的有机物和磷。

在优选的实施例中，所述芬顿/混凝/沉淀系统还包括在污泥储备井对所述沉淀池泥水分离得到的污泥部分进行预处理后回流至所述芬顿反应池、所述沉淀池的混凝段、所述SBR生物反应器，将得到的污泥部分中含有大量铁的水合氧化物与芬顿反应池、沉淀池的混凝段、SBR生物反应器进行工艺耦合。

在优选的实施例中，所述芬顿反应池设置有鼓泡装置，前期曝气量较低，仅使药剂进行混匀，能有效保障一级芬顿反应中双氧水处于过饱和状态；中期二级或多级投加亚铁盐后，曝气量中等，增强芬顿反应强度，进行更深层次处理；后期投加化学污泥后，曝气量较高，加强化学污泥预混凝效果。

参阅图1，在优选的实施例中，反渗透浓缩水处理设备还包括污泥消化池，所述污泥消化池与所述SBR生物反应器相连用于接收污泥。

参阅图3，在优选的实施例中，所述生物处理系统还包括与SBR生物反应器相连的定时器13，所述SBR生物反应器的进出水通过所述定时器控制泵实现。所述生物处理系统还包括用于所述SBR生物反应器的进水泵6和出水泵5。

在优选的实施例中，所述外源碳源为乙酸钠。

参阅图1和图4，在一种实施例中，所述反渗透浓缩水处理设备还包括微藻/湿地系统，所述生物反应器出水进入微藻/湿地系统，进一步深度脱碳脱氮除磷。微藻/湿地系统上层为植物15和微藻14共培养层，对反渗透浓缩水的氮磷进行深度去除。优选地，湿地植物和微藻选用耐盐碱类植物和微藻，沉积去除无机盐。中间层为活性焦16和火山岩17等微生物填料层，过滤藻类，微生物填料层表面还生长微生物，对反渗透浓缩水中的有机物进行降解。所述生物反应器出水进入所述微藻/湿地系统，在优选的活性焦、微生物、微藻、湿地植物的共同作用下实现反渗透浓缩水的脱碳脱氮除磷。底层为集水管20并有反冲洗设备，湿地需定期进行反冲洗，以防止堵塞。优选地，还设置有补水系统18和防渗漏层19。

参阅图1，在优选的实施例中，污泥消化池还与微藻/湿地系统相连以向微藻/湿地系统提供肥料。

参阅图1至图3，一种反渗透浓缩水处理方法，包括以下步骤：

芬顿/混凝/沉淀处理阶段：在调节池进行芬顿反应前pH调节，在调节池尾端进行亚铁投加；在芬顿反应池前段进行双氧水投加，在二级或多级芬顿反应时进行亚铁投加，在芬顿反应池中后段根据水质条件进行PFS投加，在芬顿反应池尾端投加碱液对出水pH进行调节；在沉淀池的混凝段进行PFS投加并在随后进行PAM投加，发生混凝反应，在沉淀池的沉淀段进行泥水分离；

生物处理阶段：所述沉淀池出水进入SBR生物反应器，用碳源投加装置在线投加碳源，并利用搅拌装置进行搅拌，实现缺氧反硝化，去除水中有机物和总氮。将芬顿污泥少量回流到所述生物反应器中。所加入的芬顿污泥和负载铁氧化物的活性焦与微生物混合，吸附部分有机物并促进微生物电子传递，提高反硝化脱氮和有机物去除效率。缺氧段结束后用曝气装置进行曝气好氧反应，并可用混凝剂投加装置投加PFS等铁基混凝剂，去除水中剩余的有机物和磷。

在优选的实施例中，所述芬顿/混凝/沉淀处理阶段还包括：在污泥储备井对所述沉淀池泥水分离得到的污泥部分进行预处理后回流至所述芬顿反应池、所述沉淀池的混凝段、所述SBR生物反应器，将得到的污泥部分中含有大量铁的水合氧化物与芬顿反应池、沉淀池的混凝段、SBR生物反应器进行工艺耦合。

在优选的实施例中，所述芬顿反应池前端进行较弱的鼓泡搅拌，仅使药剂进行混匀，能有效保障一级芬顿反应中双氧水处于过饱和状态；中期二级或多级投加亚铁盐后，曝气量中等，增强芬顿反应强度，进行更深层次处理；后期投加化学污泥后，曝气量较高，加强化学污泥预混凝效果。

在优选的实施例中，反渗透浓缩水处理方法还包括以下步骤：

所述生物反应器出水进入微藻/湿地系统，进一步深度脱碳脱氮除磷。微藻/湿地系统上层为植物和微藻共培养层，对反渗透浓缩水的氮磷进行深度去除；优选地，湿地植物和微藻选用耐盐碱类植物和微藻，沉积去除无机盐。经湿地植物和微藻处理的出水，进入中间层，中间层为活性焦和火山岩等微生物填料层，过滤藻类，微生物填料层表面还生长微生物，对反渗透浓缩水中的有机物进行降解。微生物填料层出水，进入底层，经集水管收集后排出。集水管亦配有反冲洗设备，可定期进行反冲洗，以防止堵塞。

如图1至图4所示，反渗透浓水依次经过芬顿/混凝/沉淀系统、SBR生物反应器和微藻/湿地系统进行处理。芬顿出水进入SBR生物反应器，进行SBR处理，通过投加碳源和芬顿生成的铁氧化物、活性焦，提高了生物脱除有机物、氮和磷的效率，同时产生的污泥进入污泥消化池。生物处理出水再进入微藻/湿地系统进行深度脱氮除磷，污泥消化池的污泥可为其提供肥料。

芬顿反应池内首端进行双氧水投加，在二级或多级芬顿反应时进行亚铁投加，中后部(碱中和前)根据水质条件进行PFS投加，并与随后回流污泥发生酸性预混凝反应，尾端投加碱液对出水pH进行调节；高效沉淀池分为混凝段以及沉淀段，混凝段投加适量PFS并与随后的PAM及回流絮体发生二次中性混凝反应，沉淀段进行泥水分离；污泥调理池对芬顿及混凝后的污泥部分进行预处理后回流至各阶段。

实例

芬顿反应池采用非均匀式曝气，采用鼓泡装置进行混匀，前期曝气量较低，仅使药剂进行混匀，能有效保障一级芬顿反应中双氧水处于过饱和状态；中期二级或多级投加亚铁盐后，曝气量中等，增强芬顿反应强度，进行更深层次处理；后期投加化学污泥后，曝气量较高，加强化学污泥预混凝效果。芬顿-混凝化学污泥预处理后回流。

可先采用较弱机械或鼓泡搅拌，投加PFS后进行较强机械或鼓泡搅拌，尾端投加碱液后再次调回较弱搅拌，以此能够高效经济效益完成新型芬顿反应搅拌。

采用SBR生物反应器处理反渗透浓缩水，反应器水力停留时间为8h，污泥龄为10天。在投加碳源条件下，出水总氮可达15mg/L以下，出水COD可达50mg/L以下。

利用微藻/湿地系统深度处理反渗透浓缩水。可有效去除反渗透浓缩水中COD和总磷，水力停留时间为1天时出水COD可达40mg/L以下，总磷可小于0.3mg/L。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本实用新型的保护范围。