專利名稱：一種城市二級出水回用于景觀補(bǔ)給水深度處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水資源化領(lǐng)域。適用于城市處理廠二級出水回用，特別是二級出水回用于景觀用水補(bǔ)給水的深度處理方法。
背景技術(shù)：
缺水問題已經(jīng)成為當(dāng)今全球關(guān)注的熱點(diǎn)問題，污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，隨著城市污水處理率的提高，污水處理廠二級出水回用成為解決缺水的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。城市污水處理廠二級出水具有以下特點(diǎn)水質(zhì)復(fù)雜，含有生物處理單元?dú)埩舻奈勰鄳腋∥锒?，氮磷指?biāo)相對較高，回用于景觀補(bǔ)給水極易引起水體富營養(yǎng)化問題。我國水資源短缺且水體污染嚴(yán)重，污水排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的氮磷指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國際公認(rèn)的發(fā)生水體富營養(yǎng)化的標(biāo)準(zhǔn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們認(rèn)識水平的提高，我國的水質(zhì)指標(biāo)也必將越來越嚴(yán)格。目前采用的污水回用技術(shù)包括物理化學(xué)工藝，生物處理技術(shù)，膜處理技術(shù)等，但都存在著一定的優(yōu)缺點(diǎn)。物理化學(xué)工藝處理流程長，占地面積大，基建費(fèi)用高，運(yùn)行管理麻煩； 生物處理技術(shù)為二級出水經(jīng)曝氣生物濾池，接觸氧化池等工藝后進(jìn)行過濾消毒后回用，處理水質(zhì)較低；膜技術(shù)因其出水水質(zhì)好，處理效率高，占地面積少，結(jié)構(gòu)緊湊，易于自動控制和操作管理等特點(diǎn)應(yīng)用越來越廣泛，然而其預(yù)處理流程較復(fù)雜。本發(fā)明所要解決的問題是簡化工藝流程，提供一種城市污水處理廠二級出水回用于景觀補(bǔ)給水的深度處理方法，防止水體富營養(yǎng)化的發(fā)生。本發(fā)明采用特殊微絮凝與膜技術(shù)結(jié)合的工藝處理城市污水處理廠二級出水。其基本思路是通過絮凝劑與粉末活性炭的聯(lián)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(shí)現(xiàn)較高的吸附。此方法較普通處理工藝預(yù)處理設(shè)施少，降低了設(shè)備投入和動力消耗。上清液直接進(jìn)入膜處理系統(tǒng)，活性炭的投加可降低膜的生物污染，增加膜的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是將城市污水處理廠二級出水回用于景觀補(bǔ)給水深度處理的方法。 此方法創(chuàng)新之處在于①預(yù)處理工藝采用絮凝劑與粉末活性炭連用，②膜處理系統(tǒng)前粉末活性炭的投加。創(chuàng)新點(diǎn)①絮凝劑與粉末活性炭發(fā)揮各自吸附水中雜質(zhì)的優(yōu)勢，去除二級出水中磷及其他雜質(zhì)，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(dú)使用時需要PH調(diào)節(jié)，本發(fā)明中處理對象污水處理廠二級出水pH在6-9之間，無需人工調(diào)節(jié)。創(chuàng)新點(diǎn)②重力沉降后的上清液直接經(jīng)膜過濾，預(yù)處理階段添加粉末活性炭后可降低膜的生物污染，增長膜的使用壽命。本發(fā)明的膜處理系統(tǒng)采用超濾(Ultrafilter簡稱 UF)和反滲透(Reverse Osmosis簡稱R0)膜系統(tǒng)，UF+R0系統(tǒng)的產(chǎn)水保證了 TN，TP的出水指標(biāo)，作為景觀用水補(bǔ)給水從源頭上防止了水體富營養(yǎng)化的發(fā)生。本發(fā)明對二級出水營養(yǎng)物質(zhì)的去除重點(diǎn)是脫除磷。磷元素為水體富營養(yǎng)化的限制性因子。從存在狀態(tài)分，污水中的磷從物理上分有兩種顆粒態(tài)和溶解態(tài)；從化學(xué)形態(tài)上分，總磷分為正磷酸鹽，聚磷酸鹽和有機(jī)磷。絮凝劑的添加可以去除部分顆粒態(tài)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(tài)磷有良好的吸附性能。微絮凝工藝中絮體相對較小，沉淀速度慢。絮凝劑與粉末活性炭的結(jié)合發(fā)揮兩者優(yōu)點(diǎn)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于景觀補(bǔ)給水深度處理的方法，其特征在于該方法步驟如下(1)微絮凝與粉末活性炭連用，利用重力沉降去除城市污水二級出水中的懸浮物、 色度及一部分氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)；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(zhì)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后，絮凝劑隨進(jìn)水流入沉淀池中混合均勻，5-30s后投加粉末活性炭攪拌30-90s ；重力沉降時間為5-lOmin ；(2)重力沉降后的上清液直接經(jīng)超濾系統(tǒng)，超濾出水經(jīng)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(jìn)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(jìn)水和出水時間采用PLC自動控制。所述步驟O)中，超濾系統(tǒng)膜組件為中空纖維超濾膜組件，膜材質(zhì)可選用聚砜，聚醚砜，聚偏氟乙烯；反滲透膜為聚酰胺復(fù)合膜膜元件。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于a)絮凝劑與粉末活性炭聯(lián)合使用，效果優(yōu)于各自單獨(dú)使用；b) 二級出水直接投加絮凝劑與粉末活性炭，不需pH調(diào)節(jié)；c)重力沉降，節(jié)省過濾設(shè)備，減少能耗；d)粉末活性炭加入，減少了超濾膜的生物污染，增長了膜的使用壽命；e)處理流程簡單，便于實(shí)現(xiàn)自動控制。本發(fā)明的預(yù)處理藥劑配比可根據(jù)二級出水水質(zhì)變化進(jìn)行調(diào)整，可在保證水質(zhì)和系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，減少藥劑的使用，節(jié)約成本。


圖1工藝流程中1.進(jìn)水口 ；2.微絮凝反應(yīng)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添加粉末活性炭前后絮凝示意圖，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(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于下述實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式實(shí)施實(shí)例1聚合硫酸鐵30mg · L—1，200目粉末活性炭30mg · L—1，按照1 1比例添加到城市污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(tǒng)。膜系統(tǒng)組成，所用中空纖維超濾膜為聚砜材料，組件膜面積4. Om2，運(yùn)行壓力 0. IMPa ；所用反滲透膜為4寸元件，組件膜面積為7. 2m2，聚酰胺復(fù)合膜，運(yùn)行壓力0. 5MPa。表1聚合硫酸鐵與粉末活性炭1 1預(yù)處理數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種城市二級出水回用于景觀補(bǔ)給水深度處理的方法，其特征在于該方法步驟如下a.微絮凝與粉末活性炭連用，利用重力沉降去除城市污水二級出水中的懸浮物、色度及一部分氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)；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(zhì)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后，絮凝劑隨進(jìn)水流入沉淀池中混合均勻，5-30s后投加粉末活性炭攪拌30-90s ；重力沉降時間為5-lOmin ；b.重力沉降后的上清液直接經(jīng)超濾系統(tǒng)，超濾出水經(jīng)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,去除城市污水二級出水中的溶解態(tài)營養(yǎng)物質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于粉末活性炭的粒徑為200-400目。
全文摘要
一種城市污水處理廠二級出水回用于景觀補(bǔ)給水深度處理的方法，屬于污水資源化技術(shù)領(lǐng)域，用于解決目前水資源緊張，發(fā)展污水回用，減少水體富營養(yǎng)化問題。特別之處，該方法包括如下工序針對城市污水處理廠二級出水回用于景觀補(bǔ)給水問題，采用絮凝劑與粉末活性炭連用，攪拌后快速重力沉降；上清液直接經(jīng)過超濾膜處理，經(jīng)超濾系統(tǒng)處理后濁度為0NTU；經(jīng)超濾處理的產(chǎn)水經(jīng)反滲透系統(tǒng)達(dá)到用水要求。本發(fā)明在超濾與反滲透膜處理前將絮凝劑與粉末活性炭結(jié)合，簡化處理流程，一次性投入小，能耗低。水質(zhì)優(yōu)于《城市污水再生利用景觀娛樂用水水質(zhì)(GB 18921-2002)》的規(guī)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(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者周明璟, 崔丹紅, 張國俊, 秦振平, 紀(jì)樹蘭 申請人:北京工業(yè)大學(xué)