一种基于固定床反应器的印染行业RO浓水处理方法与流程

本发明涉及工业废水处理，更具体地，涉及一种基于固定床反应器的印染行业ro浓水处理方法。

背景技术：

1、随着印染行业中水回用技术的广泛应用，反渗透（ro）已成为印染废水深度处理的核心工艺。然而，ro系统在获得高品质回用水的同时，会产生约15%~30%的ro浓水，其中难降解有机物、染料及助剂残留、腐殖质和无机盐被高度富集，具有高cod、高色度、高盐度、可生化性差及成分复杂等特点。若直接排放，不仅难以满足排放标准，还会造成水资源浪费和环境污染。因此，开发高效、低能耗、易工程化的ro浓水深度净化处理工艺已成为印染行业废水资源化利用的重要研究方向。

2、目前，印染ro浓水处理主要采用高级氧化、吸附等技术。其中，均相芬顿氧化虽然cod去除效率较高，但需要持续投加fe2+并产生大量含铁污泥，运行成本和危废处置成本较高；臭氧催化氧化及uv/h2o2等工艺具有较好的深度氧化能力，但普遍存在设备投资高、氧化剂利用率低、能耗较大等问题。近年来，非均相催化氧化因催化剂可循环利用、铁离子溶出少、污泥产生量低而受到广泛关注，其中固定床催化氧化反应器能够实现连续流运行，具有催化剂易分离、自动化程度高及适合工程放大的优点，已成为高级氧化技术的重要发展方向。

3、现有固定床催化氧化技术仍存在催化剂与废水接触效率低、过氧化氢利用率不高、催化剂易失活、连续运行处理效果下降以及催化剂颗粒脱落造成后续膜污染等问题，难以满足印染ro浓水长期稳定深度处理的需求。同时，大多数工艺仅关注高级氧化单元本身，缺乏与后续过滤、膜分离等深度净化单元的协同优化，整体集成度和工程稳定性仍有待提高。现有发明专利cn111732291a《一种臭氧氧化和好氧反硝化脱氮的印染废水深度处理联合工艺》，该专利采用“臭氧氧化、好氧反硝化”组合工艺处理印染废水二级出水或中水回用系统的ro浓水，利用臭氧氧化提高废水可生化性，再通过生物脱氮实现污染物去除。该工艺能够改善有机物和总氮去除效果，但仍以臭氧氧化为核心，存在臭氧制备能耗较高、传质效率受限及运行成本较大的问题。

4、因此，需要提出一种新的技术方案来解决印染ro浓水处理的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于固定床反应器的印染行业ro浓水处理方法，以固定床催化氧化反应器为核心结合过氧化氢分级投加、催化剂颗粒回收、深度过滤以及膜净化单元，构建连续流一体化处理工艺，能够提高难降解有机物去除效率、降低药剂消耗和膜污染风险、延长催化剂使用寿命及实现ro浓水稳定回用，适用于印染行业ro浓水的工程化深度净化处理。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种基于固定床反应器的印染行业ro浓水处理方法，包括如下步骤：

4、s1：将印染ro浓水通入调节池，经搅拌均质并投加酸碱药剂调节ph；

5、s2：将调节后的ro浓水送入固定床催化氧化反应器，分级投加过氧化氢，在非均相催化剂作用下持续生成羟基自由基，对废水中难降解有机物及发色基团进行氧化断链、开环与矿化降解，得到催化氧化出水；

6、s3：催化氧化出水进入沉降池，经重力沉降分离催化剂磨损颗粒与氧化絮体，得到沉降上清液；沉降后的催化剂颗粒经收集重新返回固定床催化氧化反应器循环使用；

7、s4：沉降上清液依次经石英砂过滤、活性炭过滤，得到过滤出水；

8、s5：过滤出水依次经超滤、纳滤及反渗透处理，所得反渗透产水作为印染生产回用水；超滤浓水、纳滤浓水及反渗透浓水均回流至调节池循环处理。

9、进一步地，步骤s2中，所述固定床催化氧化反应器内自下而上依次设置布水层、支撑层、催化剂填充层、整流层及集水层；所述固定床催化氧化反应器的底部设置进水口，固定床催化氧化反应器的顶部设置出水口，调节后的ro浓水自下而上流通。

10、进一步地，所述布水层包括多孔滤板，多孔滤板的滤板孔内安装有布水帽；所述支撑层采用三级粒径梯度的惰性α-氧化铝瓷球填充，由下至上粒径依次为10~13mm、6~8mm、3~5mm；所述催化剂填充层采用粒径1~3mm的铁基凹凸棒石非均相催化剂；所述整流层包括粒径6~10 mm的惰性瓷球和环形格栅压板。

11、进一步地，步骤s2中，固定床催化氧化反应器的水流停留时间为60~180min，上升流速为0.5~2.0m/h。

12、进一步地，步骤s2中，过氧化氢通过分级投加系统投加，所述分级投加系统包括依次连接的过氧化氢储罐、v型过滤器、计量泵及投加管路，投加管路设置一级投加口和二级投加口，分别接入固定床催化氧化反应器的进水口。

13、进一步地，所述过氧化氢在投加过程中通过计量泵进行计量，按照ro浓水送入固定床催化氧化反应器的流量分级均匀投加。

14、进一步地，步骤s3中，所述沉降池为斜板沉降池，停留时间为20~40min；沉降收集的催化剂颗粒返回固定床催化氧化反应器的催化剂填充层。

15、进一步地，步骤s4中，石英砂过滤器采用多层级石英砂滤料，过滤速度为8~12m/h；活性炭过滤器采用颗粒活性炭为吸附介质，停留时间为15~30min。

16、进一步地，步骤s5中，超滤系统采用pvdf中空纤维超滤膜，运行压力为0.1~0.3mpa，用于截留悬浮物、胶体及大分子有机物；

17、纳滤系统运行压力为0.6~0.8mpa，纳滤系统利用膜孔径筛分及道南效应截留二价盐及部分有机污染物；

18、反渗透系统运行压力为1.0~1.6mpa，反渗透系统用于脱除可溶性盐类与微量有机污染物。

19、进一步地，本发明还包括步骤：s6：采用plc系统对步骤s1~s5中的运行参数进行实时监测与自动调节；固定床催化剂运行设定周期后，采用水循环反冲洗方式进行活化再生，恢复催化活性后继续运行。

20、综上所述，本发明具有以下有益效果：

21、通过采用固定床非均相催化氧化反应器代替传统均相芬顿反应体系，将催化剂固定填充于反应器内部，实现催化剂与废水连续接触反应，有效降低铁离子流失和污泥产生，提高催化剂循环利用率，减少二次污染。

22、通过在内部形成自下而上的处理水流，形成均流布水、梯度粒径的催化剂填充，优化固定床内部流态，提高废水与催化剂之间的传质效率，强化羟基自由基持续生成能力，显著提升连续运行条件下cod及色度去除效率。

23、通过采用过氧化氢投加系统，结合分级投加方式，区别于传统一次性集中投加模式，氧化剂按需分段供给，减少过氧化氢局部过量引发的无效自分解，提升羟基自由基生成与利用效率，同等处理负荷下双氧水药剂消耗量明显下降，节约运维成本。

24、通过在固定床催化氧化反应器当中，建立催化剂反冲洗、再生相结合的催化剂维护体系，能够通过反洗恢复催化剂活性，延长催化剂使用寿命，提高系统长期稳定运行能力。固定床出水依次串联石英砂过滤、活性炭吸附、超滤多级预处理单元，逐级截留催化剂细颗粒、悬浮物、胶体、大分子有机污染物，从源头削减纳滤、反渗透膜的污染负荷，延长膜组件使用寿命，降低膜清洗频次与更换成本。

25、在固定床催化氧化反应器后依次设置催化剂颗粒沉降池、石英砂过滤器、活性炭过滤器及超滤膜系统，能够有效去除脱落催化剂颗粒、悬浮物及胶体污染物，降低后续膜系统污染风险，提高膜系统运行稳定性。在固定床催化氧化反应器后端设置催化剂颗粒沉降回收单元，可高效截留反应器磨损脱落的细小催化剂颗粒，回收后重新送入固定床循环使用，大幅降低催化剂流失损耗，降低催化剂补充更换成本。

26、通过建立基于ph、orp、流量及过氧化氢投加量的监测与自动控制系统，实现固定床催化氧化工艺的智能调控，提高系统抗冲击负荷能力及工程运行稳定性，满足连续化、自动化和规模化应用需求。

27、plc自动控制系统能够在线监测系统的各项参数，能够根据进水水质实时动态调节过氧化氢投加量与各单元运行参数，实现药剂精准投加，有效抵消印染ro浓水水质大幅波动带来的冲击，处理效果波动小。

28、通过对超滤浓水、纳滤浓水及反渗透浓水进行循环处理，超滤、纳滤、反渗透产生的浓水全部回流至前端调节池重新降解处理，大幅缩减外排浓水量，实现ro浓水减量化；最终产水直接回用于印染生产，显著提升厂区水资源回用率，减少新鲜水取水与废水外排处置压力。