一種城市二級出水回用於景觀補給水深度處理的方法

2023-11-06 18:25:37

專利名稱：一種城市二級出水回用於景觀補給水深度處理的方法
技術領域：
本發明屬於汙水資源化領域。適用於城市處理廠二級出水回用，特別是二級出水回用於景觀用水補給水的深度處理方法。
背景技術：
缺水問題已經成為當今全球關注的熱點問題，汙水回用是解決缺水問題的有效途徑。人口集中的城市用水量大，隨著城市汙水處理率的提高，汙水處理廠二級出水回用成為解決缺水的關鍵環節。城市汙水處理廠二級出水具有以下特點水質複雜，含有生物處理單元殘留的汙泥懸浮物多，氮磷指標相對較高，回用於景觀補給水極易引起水體富營養化問題。我國水資源短缺且水體汙染嚴重，汙水排放標準規定的氮磷指標遠遠高於國際公認的發生水體富營養化的標準。隨著科學技術的發展和人們認識水平的提高，我國的水質指標也必將越來越嚴格。目前採用的汙水回用技術包括物理化學工藝，生物處理技術，膜處理技術等，但都存在著一定的優缺點。物理化學工藝處理流程長，佔地面積大，基建費用高，運行管理麻煩； 生物處理技術為二級出水經曝氣生物濾池，接觸氧化池等工藝後進行過濾消毒後回用，處理水質較低；膜技術因其出水水質好，處理效率高，佔地面積少，結構緊湊，易於自動控制和操作管理等特點應用越來越廣泛，然而其預處理流程較複雜。本發明所要解決的問題是簡化工藝流程，提供一種城市汙水處理廠二級出水回用於景觀補給水的深度處理方法，防止水體富營養化的發生。本發明採用特殊微絮凝與膜技術結合的工藝處理城市汙水處理廠二級出水。其基本思路是通過絮凝劑與粉末活性炭的聯合使用，提高沉降速度，可在重力作用下迅速完成沉降，同時絮凝劑和活性炭因其本身的性能可對磷、色度、懸浮物等實現較高的吸附。此方法較普通處理工藝預處理設施少，降低了設備投入和動力消耗。上清液直接進入膜處理系統，活性炭的投加可降低膜的生物汙染，增加膜的使用壽命。

發明內容
本發明的目的是將城市汙水處理廠二級出水回用於景觀補給水深度處理的方法。 此方法創新之處在於①預處理工藝採用絮凝劑與粉末活性炭連用，②膜處理系統前粉末活性炭的投加。創新點①絮凝劑與粉末活性炭發揮各自吸附水中雜質的優勢，去除二級出水中磷及其他雜質，同時活性炭的添加加速絮凝顆粒沉降，利用重力作用去除懸浮物；絮凝劑在單獨使用時需要PH調節，本發明中處理對象汙水處理廠二級出水pH在6-9之間，無需人工調節。創新點②重力沉降後的上清液直接經膜過濾，預處理階段添加粉末活性炭後可降低膜的生物汙染，增長膜的使用壽命。本發明的膜處理系統採用超濾(Ultrafilter簡稱 UF)和反滲透(Reverse Osmosis簡稱R0)膜系統，UF+R0系統的產水保證了 TN，TP的出水指標，作為景觀用水補給水從源頭上防止了水體富營養化的發生。本發明對二級出水營養物質的去除重點是脫除磷。磷元素為水體富營養化的限制性因子。從存在狀態分，汙水中的磷從物理上分有兩種顆粒態和溶解態；從化學形態上分，總磷分為正磷酸鹽，聚磷酸鹽和有機磷。絮凝劑的添加可以去除部分顆粒態的磷和正磷酸鹽。粉末活性炭因其巨大的比表面積對溶解態磷有良好的吸附性能。微絮凝工藝中絮體相對較小，沉澱速度慢。絮凝劑與粉末活性炭的結合發揮兩者優點的同時，絮體重力增加， 沉降速度得到提高(示意圖見附圖2)。—種城市二級出水回用於景觀補給水深度處理的方法，其特徵在於該方法步驟如下(1)微絮凝與粉末活性炭連用，利用重力沉降去除城市汙水二級出水中的懸浮物、 色度及一部分氮磷等營養物質；絮凝劑為聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁、聚合氯化鐵、聚合磷酸鋁、聚合磷酸鐵之一；絮凝劑，添加量為10_50mg/L，按絮凝劑與粉末活性炭質量比例1 10 1添加粉末活性炭；向二級出水管道投加絮凝劑後，絮凝劑隨進水流入沉澱池中混合均勻，5-30s後投加粉末活性炭攪拌30-90s ；重力沉降時間為5-lOmin ；(2)重力沉降後的上清液直接經超濾系統，超濾出水經反滲透過濾，超濾操作壓力為0. 05 0. 4Mpa,反滲透操作壓力為0. 5-1. 5Mpa。所述步驟⑴中的絮凝劑和粉末活性炭添加到微絮凝池中。攪拌漿進行攪拌。絮凝劑包括聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鐵(pre)、聚合硫酸鋁(PAQ、聚合氯化鐵(PIC)、聚合磷酸鋁(PAP)、聚合磷酸鐵(PFP)。所述步驟(1)中進水和出水時間採用PLC自動控制。所述步驟O)中，超濾系統膜組件為中空纖維超濾膜組件，膜材質可選用聚碸，聚醚碸，聚偏氟乙烯；反滲透膜為聚醯胺複合膜膜元件。與現有技術相比較，本發明的優點在於a)絮凝劑與粉末活性炭聯合使用，效果優於各自單獨使用；b) 二級出水直接投加絮凝劑與粉末活性炭，不需pH調節；c)重力沉降，節省過濾設備，減少能耗；d)粉末活性炭加入，減少了超濾膜的生物汙染，增長了膜的使用壽命；e)處理流程簡單，便於實現自動控制。本發明的預處理藥劑配比可根據二級出水水質變化進行調整，可在保證水質和系統穩定的前提下，減少藥劑的使用，節約成本。


圖1工藝流程中1.進水口 ；2.微絮凝反應器；3.攪拌器；4.加壓泵；5.超濾膜；6.中間水箱；7.高壓泵；8.反滲透膜；9用水口。圖2添加粉末活性炭前後絮凝示意圖，圖A.投加絮凝劑示意圖；圖B.投加活性炭絮凝示意圖。以下結合具體實施方式
對本發明作進一步說明，但本發明的保護範圍不僅限於下述實施方式。
具體實施例方式實施實例1聚合硫酸鐵30mg · L—1，200目粉末活性炭30mg · L—1，按照1 1比例添加到城市汙水處理廠二級出水中攪拌60s混合均勻，在重力作用下沉降5min，上清液直接通過超濾 +反滲透系統。膜系統組成，所用中空纖維超濾膜為聚碸材料，組件膜面積4. Om2，運行壓力 0. IMPa ；所用反滲透膜為4寸元件，組件膜面積為7. 2m2，聚醯胺複合膜，運行壓力0. 5MPa。表1聚合硫酸鐵與粉末活性炭1 1預處理數據
權利要求
1.一種城市二級出水回用於景觀補給水深度處理的方法，其特徵在於該方法步驟如下a.微絮凝與粉末活性炭連用，利用重力沉降去除城市汙水二級出水中的懸浮物、色度及一部分氮磷等營養物質；絮凝劑為聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁、聚合氯化鐵、聚合磷酸鋁、聚合磷酸鐵之一；絮凝劑添加量為10_50mg/L，按絮凝劑與粉末活性炭質量比例 1 10 1添加粉末活性炭；向二級出水管道投加絮凝劑後，絮凝劑隨進水流入沉澱池中混合均勻，5-30s後投加粉末活性炭攪拌30-90s ；重力沉降時間為5-lOmin ；b.重力沉降後的上清液直接經超濾系統，超濾出水經反滲透過濾，超濾操作壓力為 0. 05 0. 4Mpa,反滲透操作壓力為0. 5-1. 5Mpa,去除城市汙水二級出水中的溶解態營養物質。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於粉末活性炭的粒徑為200-400目。
全文摘要
一種城市汙水處理廠二級出水回用於景觀補給水深度處理的方法，屬於汙水資源化技術領域，用於解決目前水資源緊張，發展汙水回用，減少水體富營養化問題。特別之處，該方法包括如下工序針對城市汙水處理廠二級出水回用於景觀補給水問題，採用絮凝劑與粉末活性炭連用，攪拌後快速重力沉降；上清液直接經過超濾膜處理，經超濾系統處理後濁度為0NTU；經超濾處理的產水經反滲透系統達到用水要求。本發明在超濾與反滲透膜處理前將絮凝劑與粉末活性炭結合，簡化處理流程，一次性投入小，能耗低。水質優於《城市汙水再生利用景觀娛樂用水水質(GB 18921-2002)》的規定。
文檔編號C02F1/44GK102180552SQ20111005491
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月8日 優先權日2011年3月8日
發明者周明璟, 崔丹紅, 張國俊, 秦振平, 紀樹蘭 申請人:北京工業大學