專利名稱：一種達(dá)標(biāo)市政污水深度回用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水回用的方法，更具體地說，涉及一種達(dá)標(biāo)市政污水深度回用的方法。
背景技術(shù)：
近年來，水資源的緊缺已經(jīng)成為困擾我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的突出問題。特別在人口眾多的城市，一方面是水資源的高度緊張，另一方面是生產(chǎn)生活產(chǎn)生了大量的污水給生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。將廢水經(jīng)達(dá)標(biāo)處理和回用處理后回用于生產(chǎn)系統(tǒng)或生活雜用被稱為污水回用。污水回用的范圍很廣，從工業(yè)上的重復(fù)利用水體的補(bǔ)給水和生活用水。污水回用既可以有效地節(jié)約和利用有限的和寶貴的淡水資源，又可以減少污水或廢水的排放量，減輕水環(huán)境的污染，還可以緩解城市排水管道的超負(fù)荷現(xiàn)象，具有明顯的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。市政污水是城市和建制鎮(zhèn)排入城市排水系統(tǒng)的水的統(tǒng)稱，包括生活污水、生產(chǎn)廢水和在合流制排水系統(tǒng)中截流的雨水。市政污水的量一般較大，可達(dá)每日萬噸級(jí)以上。經(jīng)處理后一般達(dá)到國家一級(jí)或二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，排入河道或海洋。城市污水對(duì)于緩解缺水城市水資源短缺，降低城市水源污染具有重要意義。2010年全國城市排水量將達(dá)到600 X 108m3，全國設(shè)市城市的污水平均處理率不低于50%，重點(diǎn)城市污水回用處理率70%。這就給污水回用創(chuàng)造了基本條件。全國污水回用率如果平均達(dá)到20%，年回用量可達(dá)40X 108m3，是正常年份年缺水60X 108m3的67%，即通過污水回用，可解決全國城市缺水量的一多半，回用規(guī)模及回用潛力之大，足可以緩解一大批缺水城市的供水緊張狀況。目前市政污水回用，大部分是作為中水回用于景觀水，或工業(yè)冷卻循環(huán)水。在很多地區(qū)，由于污水中含鹽量高或有機(jī)物、懸浮含量高，達(dá)標(biāo)污水經(jīng)過簡單回用處理仍然無法滿足回用水質(zhì)(如循環(huán)水補(bǔ)水、鍋爐補(bǔ)水)要求。此時(shí)需要對(duì)達(dá)標(biāo)污水進(jìn)行進(jìn)一步深度處理。 在污水的深度處理技術(shù)中，超濾反滲透雙膜技術(shù)是目前最為經(jīng)濟(jì)可行的方法。反滲透技術(shù)是當(dāng)今最先進(jìn)和最節(jié)能有效的膜分離技術(shù)。其原理是在高于溶液滲透壓的作用下，依據(jù)其他物質(zhì)不能透過半透膜而將這些物質(zhì)和水分離開來。由于反滲透膜的膜孔徑非常小(僅為Inm左右)，因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機(jī)物等(去除率高達(dá)97-99%)。系統(tǒng)具有水質(zhì)好、耗能低、無污染、工藝簡單、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。目前絕大部分商業(yè)反滲透膜都是卷式形態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)元件。雙膜技術(shù)是將超濾/微濾(UF/MF)技術(shù)和反滲透(RO)技術(shù)相結(jié)合在一起的工藝。 由于反滲透膜對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求很高(通常要求污染指數(shù)SDI ^ 5)，否則極易被污染堵塞而降低甚至喪失其高精度的過濾功能，而超濾/微濾過濾系統(tǒng)的產(chǎn)水水質(zhì)完全可以滿足反滲透系統(tǒng)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的要求。因此，在反滲透系統(tǒng)前設(shè)置超濾/微濾系統(tǒng)，可以有效地防止反滲透膜的污染和堵塞，延長了反滲透膜的使用壽命。目前雙膜法水處理技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于化工、電力、電子、制藥、石化、紡織、食品等領(lǐng)域的純水和超純水制備，以及海水淡化、苦咸水淡化和特種分離過程，特別是在污水資源化再生利用方面。雙膜法可直利用企業(yè)的生化出水作為原水，處理后可以達(dá)到鍋爐補(bǔ)充水的水質(zhì)要求，為企業(yè)節(jié)約水資源。CN1796314A提出了一種采用包括混凝過濾、臭氧氧化、生物氧化在內(nèi)的深度處理工藝，主要去除難去除微量有機(jī)物、細(xì)菌、病毒等以達(dá)到回用目的，工藝還可能包括納濾和反滲透工藝進(jìn)行進(jìn)一步處理。該工藝中納濾和反滲透前沒有設(shè)置超濾，對(duì)于較差水質(zhì)很難保證納濾和反滲透的穩(wěn)定運(yùn)行。CN101209886A提出了一種采用膜生物反應(yīng)器與反滲透聯(lián)用的城市污水深度處理回用工藝。以城市二級(jí)出水為原水，進(jìn)入膜生物反應(yīng)器MBR系統(tǒng)進(jìn)行生物預(yù)處理以除去其中的B0D。該工藝需要對(duì)二級(jí)出水進(jìn)行進(jìn)一步生化，運(yùn)行成本相對(duì)較高，超濾運(yùn)行通量偏低。CN101544448A提出了一種采用移動(dòng)床生物反應(yīng)器-混凝沉淀-氣浮-多介質(zhì)過濾-超濾-反滲透工藝，回用水質(zhì)可達(dá)到循環(huán)水和電廠鍋爐補(bǔ)給水的要求。該工藝預(yù)處理流程較長，處理成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題針對(duì)達(dá)標(biāo)市政污水，進(jìn)一步降低其含鹽量或有機(jī)物、懸浮物含量，滿足回用對(duì)象的回用要求；使用較簡單流程實(shí)現(xiàn)市政污水的回用，工藝流程抗污水沖擊能力強(qiáng)，并能有效降低運(yùn)行成本。針對(duì)達(dá)標(biāo)市政污水鹽含量和COD等污染物指標(biāo)無法滿足回用要求的情況；為實(shí)現(xiàn)對(duì)達(dá)標(biāo)市政污水的深度處理，同時(shí)減少運(yùn)行成本，降低投資；本發(fā)明提供了一種達(dá)標(biāo)市政污水的深度處理工藝，包括了絮凝沉淀、殺菌、碟片過濾、浸沒式超濾和反滲透工藝單元。污水中的懸浮物、膠體和懸浮性的COD可以通過絮凝沉淀、碟片過濾去除；污水中的細(xì)菌可通過殺菌和超濾去除；污水中的鹽分和溶解性COD可以通過反滲透去除。本發(fā)明的工藝流程如圖1所示，具體包括如下步驟(1)所述絮凝沉淀在澄清器(池)設(shè)備(如機(jī)械加速澄清池、水力循環(huán)澄清池等) 中進(jìn)行。加入的絮凝劑為無機(jī)高分子絮凝劑或有機(jī)高分子絮凝劑。絮凝沉淀可去除污水中的30% 70%懸浮物、膠體和10% 40%的COD。( 所述殺菌單元是設(shè)在混凝沉淀系統(tǒng)后，碟片過濾器前。通過加藥泵投加非氧化性殺菌劑。通過投加出水細(xì)菌數(shù)小于lOOOcfu/ml。(3)所述碟片過濾設(shè)置在超濾單元前，作為超濾膜前的保護(hù)措施，碟片過濾器出水濁度小于5NTU。(4)所述浸沒式超濾單元，在膜池中安放浸沒式超濾膜組件，底端與進(jìn)水和排水管路連結(jié)。浸沒式組件共有若干組超濾膜。浸沒式膜組件頂端與產(chǎn)水管路和超濾產(chǎn)水泵連接， 同時(shí)超濾清洗液也由超濾產(chǎn)水端進(jìn)入清洗超濾膜。通過浸沒式超濾的處理，去除了污水中絕大部分的懸浮物、細(xì)菌和濁度，達(dá)到反滲透進(jìn)水要求。(5)所述反滲透系統(tǒng)，采用芳香聚酰胺的卷式反滲透膜組件，有若干支壓力容器并聯(lián)排放，每支壓力容器安放8040膜組件4 6根。反滲透膜組件前端與高壓泵連接。高壓泵進(jìn)口前設(shè)置有加藥口。產(chǎn)水端與產(chǎn)水箱連接，濃水端與循環(huán)管路泵連接。反滲透濃水部分排放，部分通過循環(huán)泵增壓后返回到反滲透膜入口處。反滲透裝置具備在線清洗功能。經(jīng)過反滲透系統(tǒng)的處理，去除污水中的絕大部分鹽分、有機(jī)物及色度(> 97% )，達(dá)到或部分達(dá)到深度回用要求。反滲透高壓泵前設(shè)有加藥口，一般濃水結(jié)垢指數(shù)LSI小于1時(shí)無需添加阻垢劑，LSI大于1時(shí)可適量添加阻垢劑。絮凝沉淀單元，采用絮凝劑可以是無機(jī)絮凝劑，也可以是有機(jī)絮凝劑，也可以是兩種一起使用。無機(jī)絮凝劑可以是例如聚合鋁和聚合鐵的一種或兩種，有機(jī)高分子絮凝劑例如是聚丙烯酰胺。絮凝劑的投加劑量為5 40mg/L(以投加總劑量計(jì))。優(yōu)選的絮凝劑投加方式為投加5 15mg/L的聚合鋁以及5 10mg/L聚丙烯酰胺。殺菌單元，投加的非氧化性殺菌劑可以是異噻唑啉酮、二溴氮氚、二溴次氮基丙酰胺。殺菌劑投加量為1 5mg/L，其投加方式為交替連續(xù)投加。優(yōu)選的殺菌劑投加方式為投加異噻唑啉酮:3mg/L，二溴次氮基丙酰胺:3mg/L，兩種殺菌劑交替使用，每5天切換使用。碟片過濾單元，碟片過濾精度為50 200微米。優(yōu)選的碟片過濾精度為100微米。浸沒式超濾單元，超濾膜采用中空纖維膜，材質(zhì)可以是聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、 聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯中的一種或幾種，孔徑范圍為0.01 0.2μπι之間。 優(yōu)選的超濾膜為聚偏氟乙烯膜，孔徑為0. 05 μ m。超濾膜的運(yùn)行參數(shù)為運(yùn)行壓力為0. 02 0. 06MPa,運(yùn)行時(shí)間設(shè)置為每運(yùn)行10 30分鐘清洗20 120秒，每4 8小時(shí)采用化學(xué)加強(qiáng)分散洗對(duì)超濾膜進(jìn)行清洗。優(yōu)選的超濾膜運(yùn)行參數(shù)為運(yùn)行壓力0. 02 0. 04MPa,每運(yùn)行20分鐘清洗30秒，每6小時(shí)對(duì)超濾膜進(jìn)行化學(xué)加強(qiáng)分散洗。反滲透單元，反滲透膜采用芳香聚酰胺卷式膜。反滲透膜的運(yùn)行參數(shù)為運(yùn)行壓力 0. 6 2. OMPa，運(yùn)行時(shí)間設(shè)置為每運(yùn)行1 8小時(shí)清洗1 4分鐘。優(yōu)選的膜運(yùn)行參數(shù)為運(yùn)行壓力0. 8 1. 2MPa，每運(yùn)行4小時(shí)清洗2分鐘。在本工藝中，在絮凝沉淀單元去除30% 70%懸浮物和10% 40%的C0D，以利于膜系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)過碟片過濾處理，可對(duì)浸沒式超濾膜起保護(hù)過濾作用，防止大顆粒懸浮物(如污水?dāng)y帶的生活垃圾等)對(duì)膜絲的損傷。經(jīng)過絮凝沉淀和碟片過濾處理后，可去除絕大部分大顆粒懸浮物(> 99% )和5% 10%的COD。這樣，對(duì)于一級(jí)或二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的污水，污水的COD對(duì)于膜系統(tǒng)來說仍然較高，為了維持膜系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行，在不增加生物深度處理情況下，在膜系統(tǒng)中強(qiáng)化了自動(dòng)清洗功能。通過對(duì)超濾和反滲透進(jìn)行在線的自動(dòng)清洗延長化學(xué)清洗周期，同時(shí)由于對(duì)超濾和反滲透都采用了分組在線自動(dòng)清洗的方法，清洗不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。經(jīng)過本工藝處理，出水完全可達(dá)到工業(yè)循環(huán)水補(bǔ)水指標(biāo)，主要水質(zhì)指標(biāo)(電導(dǎo)、 COD、硬度、細(xì)菌)優(yōu)于當(dāng)?shù)匦迈r水水質(zhì)。若再經(jīng)深度處理，則完全可達(dá)到鍋爐補(bǔ)給水水質(zhì)要求。本發(fā)明工藝的特點(diǎn)在于對(duì)于達(dá)標(biāo)污水，無需進(jìn)一步生化，僅使用最少預(yù)處理步驟，直接用雙膜法進(jìn)行處理。采用非氧化性殺菌劑進(jìn)行殺菌，污水進(jìn)入反滲透之前無需加還原劑還原，對(duì)超濾和反滲透系統(tǒng)都有殺菌效果。反滲透濃水與大量市政污水勾兌后排放或進(jìn)一步處理，解決反滲透濃水排放問題。膜系統(tǒng)藥劑使用量低，耐污染性能好。
與目前采用的一些市政污水深度回用工藝相比，本發(fā)明的有益效果包括除了使用少量絮凝劑以及殺菌劑外，無需連續(xù)使用其他藥劑，處理成本較低，產(chǎn)生污泥量小，便于處置。對(duì)于達(dá)標(biāo)污水來說，進(jìn)一步生化處理效率不高且成本較高。由于對(duì)超濾反滲透系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，提高了系統(tǒng)的抗污染能力，本發(fā)明無需對(duì)污水進(jìn)一步生化處理，處理成本較低。殺菌劑使用非氧化性殺菌劑，在進(jìn)入反滲透之前無需還原，并對(duì)反滲透系統(tǒng)有殺菌作用。超濾采用浸沒式超濾方式，占地面積小，納污能力強(qiáng)，能耗較低。反滲透膜系統(tǒng)具備自動(dòng)清洗功能，能有效延長化學(xué)清洗周期。


圖1是本發(fā)明的處理達(dá)標(biāo)市政污水裝置工藝流程示意圖；圖2是本發(fā)明的超濾和反滲透單元工藝流程圖。圖中1.超濾水箱，2.浸沒式超濾膜組件，3.超濾產(chǎn)水泵，4.緩沖罐，5.高壓泵， 6.反滲透加藥口，7.反滲透組件，8.反滲透濃水循環(huán)泵，9.反滲透濃水調(diào)節(jié)閥，10.反滲透產(chǎn)水箱，11.清洗液加藥口，12.藥洗泵，13.反滲透清洗泵，14.超濾清洗泵。箭頭為水流方向。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合本發(fā)明

本發(fā)明的詳細(xì)過程。實(shí)施例下面結(jié)合北方某城市達(dá)標(biāo)市政污水深度處理回用工藝來說明本發(fā)明。水源為該市污水廠二沉池出水，執(zhí)行中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)污水綜合排放二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。深度處理量為10000噸/天，設(shè)計(jì)產(chǎn)水量為7500 8000噸/天。其來水主要水質(zhì)指標(biāo)見表1。表1.達(dá)標(biāo)污水來水水質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種達(dá)標(biāo)市政污水的深度處理工藝，包括絮凝沉淀、殺菌、碟片過濾、浸沒式超濾和反滲透工藝單元(1)所述絮凝沉淀在澄清器設(shè)備中進(jìn)行，加入的絮凝劑為無機(jī)高分子絮凝劑或有機(jī)高分子絮凝劑；(2)所述殺菌單元是設(shè)在混凝沉淀系統(tǒng)后，碟片過濾器前，通過加藥泵投加非氧化性殺菌劑(3)所述碟片過濾設(shè)置在超濾單元前，碟片過濾器出水濁度小于5NTU；(4)所述浸沒式超濾單元，在膜池中安放浸沒式超濾膜組件，浸沒式組件設(shè)有若干組超濾膜；底端與進(jìn)水和排水管路連結(jié)；浸沒式膜組件頂端與產(chǎn)水管路和超濾產(chǎn)水泵連接；(5)所述反滲透系統(tǒng)，采用芳香聚酰胺的卷式反滲透膜組件，產(chǎn)水端與產(chǎn)水箱連接，濃水端與循環(huán)管路泵連接；反滲透濃水部分排放，部分通過循環(huán)泵增壓后返回到反滲透膜入口處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度處理工藝，其中步驟(1)中絮凝劑的投加劑量為5 40mg/Lo
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的深度處理工藝，其中步驟(1)中絮凝劑投加方式為投加 5 15mg/L的聚合鋁以及5 10mg/L聚丙烯酰胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度處理工藝，其中步驟( 中殺菌劑投加量為1 5mg/L， 其投加方式為交替連續(xù)投加。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的深度處理工藝，其中步驟(2)中殺菌劑投加方式為投加異噻唑啉酮:3mg/L，二溴次氮基丙酰胺:3mg/L，兩種殺菌劑交替使用，每5天切換使用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度處理工藝，其中步驟C3)碟片過濾單元中碟片過濾精度為50 200微米，優(yōu)選100微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度處理工藝，其中步驟(4)浸沒式超濾單元中，超濾膜采用中空纖維膜，運(yùn)行參數(shù)為運(yùn)行壓力為0. 02 0. 06MPa，運(yùn)行時(shí)間設(shè)置為每運(yùn)行10 30分鐘清洗20 120秒，每4 8小時(shí)采用化學(xué)加強(qiáng)分散洗對(duì)超濾膜進(jìn)行清洗。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的深度處理工藝，其中步驟(4)浸沒式超濾單元中，超濾膜運(yùn)行參數(shù)為運(yùn)行壓力0. 02 0. 04MPa,每運(yùn)行20分鐘清洗30秒，每6小時(shí)對(duì)超濾膜進(jìn)行化學(xué)加強(qiáng)分散洗。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的深度處理工藝，其中步驟(4)浸沒式超濾單元中，超濾膜材質(zhì)是聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯中的一種或幾種， 孔徑范圍為0.01 0. 2μπι之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的深度處理工藝，其中所述超濾膜為聚偏氟乙烯膜，孔徑為 0. 05 μ m0
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度處理工藝，其中步驟(5)反滲透單元中，反滲透膜的運(yùn)行參數(shù)為運(yùn)行壓力0. 6 2. OMPa，運(yùn)行時(shí)間設(shè)置為每運(yùn)行1 8小時(shí)清洗1 4分鐘。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的深度處理工藝，其中步驟(5)反滲透單元中，反滲透膜的運(yùn)行參數(shù)為運(yùn)行壓力0. 8 1. 2MPa,每運(yùn)行4小時(shí)清洗2分鐘。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度處理工藝，其中步驟( 中的反滲透裝置具備在線清洗功能。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度處理工藝，其中步驟( 中的反滲透高壓泵前設(shè)有加藥口，濃水結(jié)垢指數(shù)LSI小于1時(shí)無需添加阻垢劑，LSI大于1時(shí)適量添加阻垢劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種達(dá)標(biāo)市政污水的深度處理方法。所述的達(dá)標(biāo)市政污水深度處理工藝包括絮凝沉淀、殺菌、碟片過濾、浸沒式超濾、反滲透幾個(gè)步驟。反滲透產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)到回用要求。反滲透濃水與其他大量達(dá)標(biāo)污水勾兌后排放或進(jìn)一步處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。由于超濾反滲透系統(tǒng)具備自動(dòng)清洗功能，抗污染能力強(qiáng)，對(duì)于達(dá)標(biāo)市政污水無需進(jìn)一步生化處理，僅需投加少量絮凝劑和非氧化性殺菌劑，膜系統(tǒng)化學(xué)清洗周期長，運(yùn)行成本低。
文檔編號(hào)C02F9/04GK102408165SQ201010291790
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者張新妙, 李井峰, 李正琪, 楊永強(qiáng), 謝梓峰 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院