CN102180552A - 一种城市二级出水回用于景观补给水深度处理的方法 - Google Patents

Abstract

一种城市污水处理厂二级出水回用于景观补给水深度处理的方法，属于污水资源化技术领域，用于解决目前水资源紧张，发展污水回用，减少水体富营养化问题。特别之处，该方法包括如下工序：针对城市污水处理厂二级出水回用于景观补给水问题，采用絮凝剂与粉末活性炭连用，搅拌后快速重力沉降；上清液直接经过超滤膜处理，经超滤***处理后浊度为0NTU；经超滤处理的产水经反渗透***达到用水要求。本发明在超滤与反渗透膜处理前将絮凝剂与粉末活性炭结合，简化处理流程，一次性投入小，能耗低。水质优于《城市污水再生利用景观娱乐用水水质(GB 18921-2002)》的规定。

Description

一种城市二级出水回用于景观补给水深度处理的方法

技术领域

本发明属于污水资源化领域。适用于城市处理厂二级出水回用，特别是二级出水回用于景观用水补给水的深度处理方法。

背景技术

缺水问题已经成为当今全球关注的热点问题，污水回用是解决缺水问题的有效途径。人口集中的城市用水量大，随着城市污水处理率的提高，污水处理厂二级出水回用成为解决缺水的关键环节。城市污水处理厂二级出水具有以下特点：水质复杂，含有生物处理单元残留的污泥悬浮物多，氮磷指标相对较高，回用于景观补给水极易引起水体富营养化问题。我国水资源短缺且水体污染严重，污水排放标准规定的氮磷指标远远高于国际公认的发生水体富营养化的标准。随着科学技术的发展和人们认识水平的提高，我国的水质指标也必将越来越严格。

目前采用的污水回用技术包括物理化学工艺，生物处理技术，膜处理技术等，但都存在着一定的优缺点。物理化学工艺处理流程长，占地面积大，基建费用高，运行管理麻烦；生物处理技术为二级出水经曝气生物滤池，接触氧化池等工艺后进行过滤消毒后回用，处理水质较低；膜技术因其出水水质好，处理效率高，占地面积少，结构紧凑，易于自动控制和操作管理等特点应用越来越广泛，然而其预处理流程较复杂。

本发明所要解决的问题是简化工艺流程，提供一种城市污水处理厂二级出水回用于景观补给水的深度处理方法，防止水体富营养化的发生。本发明采用特殊微絮凝与膜技术结合的工艺处理城市污水处理厂二级出水。其基本思路是通过絮凝剂与粉末活性炭的联合使用，提高沉降速度，可在重力作用下迅速完成沉降，同时絮凝剂和活性炭因其本身的性能可对磷、色度、悬浮物等实现较高的吸附。此方法较普通处理工艺预处理设施少，降低了设备投入和动力消耗。上清液直接进入膜处理***，活性炭的投加可降低膜的生物污染，增加膜的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是将城市污水处理厂二级出水回用于景观补给水深度处理的方法。此方法创新之处在于①预处理工艺采用絮凝剂与粉末活性炭连用，②膜处理***前粉末活性炭的投加。创新点①絮凝剂与粉末活性炭发挥各自吸附水中杂质的优势，去除二级出水中磷及其他杂质，同时活性炭的添加加速絮凝颗粒沉降，利用重力作用去除悬浮物；絮凝剂在单独使用时需要pH调节，本发明中处理对象污水处理厂二级出水pH在6-9之间，无需人工调节。创新点②重力沉降后的上清液直接经膜过滤，预处理阶段添加粉末活性炭后可降低膜的生物污染，增长膜的使用寿命。本发明的膜处理***采用超滤(Ultrafilter简称UF)和反渗透(Reverse Osmosis简称RO)膜***，UF+RO***的产水保证了TN，TP的出水指标，作为景观用水补给水从源头上防止了水体富营养化的发生。

本发明对二级出水营养物质的去除重点是脱除磷。磷元素为水体富营养化的限制性因子。从存在状态分，污水中的磷从物理上分有两种：颗粒态和溶解态；从化学形态上分，总磷分为正磷酸盐，聚磷酸盐和有机磷。絮凝剂的添加可以去除部分颗粒态的磷和正磷酸盐。粉末活性炭因其巨大的比表面积对溶解态磷有良好的吸附性能。微絮凝工艺中絮体相对较小，沉淀速度慢。絮凝剂与粉末活性炭的结合发挥两者优点的同时，絮体重力增加，沉降速度得到提高(示意图见附图2)。

一种城市二级出水回用于景观补给水深度处理的方法，其特征在于该方法步骤如下：

(1)微絮凝与粉末活性炭连用，利用重力沉降去除城市污水二级出水中的悬浮物、色度及一部分氮磷等营养物质；絮凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合磷酸铝、聚合磷酸铁之一；絮凝剂，添加量为10-50mg/L，按絮凝剂与粉末活性炭质量比例1～10∶1添加粉末活性炭；向二级出水管道投加絮凝剂后，絮凝剂随进水流入沉淀池中混合均匀，5-30s后投加粉末活性炭搅拌30-90s；重力沉降时间为5-10min；

(2)重力沉降后的上清液直接经超滤***，超滤出水经反渗透过滤，超滤操作压力为0.05～0.4Mpa，反渗透操作压力为0.5-1.5Mpa。

所述步骤(1)中的絮凝剂和粉末活性炭添加到微絮凝池中。搅拌浆进行搅拌。絮凝剂包括聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铁(PIC)、聚合磷酸铝(PAP)、聚合磷酸铁(PFP)。

所述步骤(1)中进水和出水时间采用PLC自动控制。

所述步骤(2)中，超滤***膜组件为中空纤维超滤膜组件，膜材质可选用聚砜，聚醚砜，聚偏氟乙烯；反渗透膜为聚酰胺复合膜膜元件。

与现有技术相比较，本发明的优点在于：

a)絮凝剂与粉末活性炭联合使用，效果优于各自单独使用；

b)二级出水直接投加絮凝剂与粉末活性炭，不需pH调节；

c)重力沉降，节省过滤设备，减少能耗；

d)粉末活性炭加入，减少了超滤膜的生物污染，增长了膜的使用寿命；

e)处理流程简单，便于实现自动控制。

本发明的预处理药剂配比可根据二级出水水质变化进行调整，可在保证水质和***稳定的前提下，减少药剂的使用，节约成本。

附图说明

图1工艺流程图图中1.进水口；2.微絮凝反应器；3.搅拌器；4.加压泵；5.超滤膜；6.中间水箱；7.高压泵；8.反渗透膜；9用水口。

图2添加粉末活性炭前后絮凝示意图，图A.投加絮凝剂示意图；图B.投加活性炭絮凝示意图。以下结合具体实施方式对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不仅限于下述实施方式。

具体实施方式

实施实例1

聚合硫酸铁30mg·L^-1，200目粉末活性炭30mg·L^-1，按照1∶1比例添加到城市污水处理厂二级出水中搅拌60s混合均匀，在重力作用下沉降5min，上清液直接通过超滤+反渗透***。膜***组成，所用中空纤维超滤膜为聚砜材料，组件膜面积4.0m²，运行压力0.1MPa；所用反渗透膜为4寸元件，组件膜面积为7.2m²，聚酰胺复合膜，运行压力0.5MPa。

表1聚合硫酸铁与粉末活性炭1∶1预处理数据

实施实例2

聚合氯化铝20mg·L^-1，400目粉末活性炭20mg·L^-1，添加到城市污水处理厂二级出水中搅拌40s混合均匀，在重力作用下沉降3min。上清液直接通过膜***。膜***组成，所用中空纤维超滤膜为聚砜材料，组件膜面积4.0m²，运行压力0.15MPa；所用反渗透膜为4寸元件，组件膜面积为7.2m²，聚酰胺复合膜，运行压力1.0MPa。。所得数据如表2所示

表2聚合氯化铝与粉末活性炭1∶1预处理数据

实施实例3

称取聚合硫酸铝10mg·L^-1与粉末活性炭按照5∶1添加到城市污水处理厂二级出水中搅拌混合均匀后，在重力作用下沉降10min，上清液直接通过超滤+反渗透***。膜***组成，所用中空纤维超滤膜为聚偏氟乙烯材料，组件膜面积4.0m²，运行压力0.1MPa；所用反渗透膜为4寸元件，组件膜面积为7.2m²，聚酰胺复合膜，运行压力0.5MPa。。所得数据如表3所示

表3聚合硫酸铝与粉末活性炭5∶1预处理数据

实施实例4

称取聚合氯化铁10mg·L^-1与粉末活性炭按照10∶1添加到城市污水处理厂二级出水中搅拌混合均匀后，在重力作用下沉降10min，上清液直接通过超滤+反渗透***。膜***组成，所用中空纤维超滤膜为聚偏氟乙烯材料，组件膜面积4.0m²，运行压力0.1MPa；所用反渗透膜为4寸元件，组件膜面积为7.2m²，聚酰胺复合膜，运行压力1.0MPa。。所得数据如表4所示

表4聚合氯化铁与粉末活性炭5∶1预处理数据

实验运行期间，超滤和反渗透***运行稳定，跨膜压差保持稳定，产水率平稳。RO出水电导率维持在20-30μm·cm^-1之间。

中试试验产水在静止区域中，放置一个月，水体保持无色透明，证明无水体富营养化现象发生。

Claims (2)

1.一种城市二级出水回用于景观补给水深度处理的方法，其特征在于该方法步骤如下：

a.微絮凝与粉末活性炭连用，利用重力沉降去除城市污水二级出水中的悬浮物、色度及一部分氮磷等营养物质；絮凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合磷酸铝、聚合磷酸铁之一；絮凝剂添加量为10-50mg/L，按絮凝剂与粉末活性炭质量比例1～10∶1添加粉末活性炭；

向二级出水管道投加絮凝剂后，絮凝剂随进水流入沉淀池中混合均匀，5-30s后投加粉末活性炭搅拌30-90s；重力沉降时间为5-10min；

b.重力沉降后的上清液直接经超滤***，超滤出水经反渗透过滤，超滤操作压力为0.05～0.4Mpa，反渗透操作压力为0.5-1.5Mpa，去除城市污水二级出水中的溶解态营养物质。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于粉末活性炭的粒径为200-400目。

Images