污水廠二級出水與濃鹽水協(xié)同生產(chǎn)淡水的方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用正滲透膜及反滲透膜技術(shù)，以海水淡化廠的濃鹽水及污水處理廠二級出水為原料生產(chǎn)淡水的方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在很多沿海城市中，城市污水處理廠二級出水經(jīng)深度處理達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)—級A或一級B標(biāo)準(zhǔn)后，大部分都直接或間接地排放入海，一方面對近海海洋環(huán)境造成潛在的污染影響，另一方面，也造成了淡水資源的極大浪費。污水的深度處理方法主要有混凝/沉淀/過濾法、超濾/反滲透雙膜法等?；炷?沉淀/過濾法得到的出水水質(zhì)欠佳，超濾/反滲透雙膜法的出水水質(zhì)較好，但能耗大、運行成本高、膜易污染、運行成本高。
[0003]在沿海地區(qū)采用反滲透方法從海水中提取淡水，目前逐漸在缺水的地區(qū)得到應(yīng)用。但是由于海水具有較高的滲透壓，所以采用反滲透方法從海水中提取淡水時需要很高的壓力，因而，海水淡化所需的能耗很高，而且存在濃鹽水對周圍海域造成污染影響的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有污水再生回用采用的深度處理工藝以及海水淡化反滲透工藝存在的運行能耗高、膜易污染以及海水淡化產(chǎn)生的濃鹽水二次污染的問題，本發(fā)明提供一種污水廠二級出水與濃鹽水協(xié)同生產(chǎn)淡水的方法，該方法利用正滲透膜和反滲透膜分離技術(shù)，將污水處理和海水淡化結(jié)合起來協(xié)同生產(chǎn)淡水。
[0005]本發(fā)明的污水廠二級出水與濃鹽水協(xié)同生產(chǎn)淡水的方法，包括二級出水預(yù)處理、正滲透膜分離、淡化水回收和濃縮水處理四個階段，具體過程如下所述:
[0006](I) 二級出水預(yù)處理階段:
[0007]將城市污水處理廠的二級出水通過負(fù)壓抽吸錯流通過微濾膜(膜孔徑為0.Ο?μπι?ΙΟμπι)，利用微濾膜膜孔的機(jī)械隔濾作用去除懸浮物;懸浮物去除率達(dá)95%以上。
[0008](2)正滲透膜分離階段:
[0009]經(jīng)過預(yù)處理的二級出水流入正滲透膜的一側(cè)作為原料液，海水淡化過程中產(chǎn)生的濃鹽水流入正滲透膜的另一側(cè)作為汲取液；由于二級出水的含鹽量(2%。?3%。)與濃鹽水的含鹽量(50%。?60%。)不同，因此兩者的滲透壓不同，使得正滲透膜的兩端存在滲透壓差;在滲透壓差的作用下，二級出水(原料液)中的水分子會向濃鹽水(汲取液)一側(cè)滲透，二級出水中的鹽離子及有機(jī)物分子會留在原料液一側(cè)，使得二級出水(原料液)被濃縮，濃鹽水(汲取液)被稀釋；
[0010](3)淡化水回收階段:
[0011]使被稀釋的濃鹽水通過反滲透膜，在外壓的作用下，被稀釋的濃鹽水中的水分子擴(kuò)散至反滲透膜的另一側(cè)形成淡水，被稀釋的濃鹽水重新被濃縮至當(dāng)?shù)睾Ｋ}量濃度(35%。左右)排放入海；
[0012](4)濃縮水處理階段:
[0013]在正滲透膜分離階段被濃縮的二級出水中投加鐵鹽除磷劑，使除磷劑與被濃縮的二級出水迅速接觸并混合均勻，被濃縮的二級出水中的磷酸鹽與除磷劑反應(yīng)生成沉淀并去除;除磷后的水進(jìn)行反硝化脫氮處理。
[0014]所述步驟(4)中鐵鹽除磷劑在正滲透膜分離階段被濃縮的二級出水中的投加比例是10?20g鐵鹽/噸水。
[0015]實現(xiàn)上述方法的污水廠二級出水與濃鹽水協(xié)同生產(chǎn)淡水的系統(tǒng)，采用以下技術(shù)方案:
[0016]該系統(tǒng)，包括預(yù)處理池、正滲透分離池、淡化水回收罐和濃縮水處理池;預(yù)處理池內(nèi)設(shè)置有微濾膜，微濾膜將預(yù)處理池分為兩側(cè)，一側(cè)上部設(shè)置有進(jìn)水口，另一側(cè)底部設(shè)置有原料液管，原料液管上連接有抽吸栗;正滲透分離池內(nèi)設(shè)置有正滲透膜，正滲透膜將正滲透分離池分割為原料液一側(cè)和汲取液一側(cè)，原料液一側(cè)的底部與原料液管連接，且該側(cè)通過濃縮水進(jìn)水管與濃縮水處理池連接，濃縮水處理池的外側(cè)設(shè)置有除磷水回流管，汲取液一側(cè)的上部設(shè)置有濃鹽水進(jìn)水管;淡化水回收罐內(nèi)設(shè)置有反滲透膜，反滲透膜將淡化水回收罐分割為兩側(cè)，一側(cè)的底部通過稀釋汲取液進(jìn)水管與正滲透分離池的汲取液一側(cè)連接，該側(cè)的上部設(shè)置有汲取液排放管，另一側(cè)底部設(shè)置有淡水出水口。
[0017]城市污水處理廠的二級出水通過進(jìn)水口進(jìn)入預(yù)處理池，在抽吸栗的抽吸下，二級出水透過微濾膜進(jìn)入微濾膜的另一側(cè)，二級出水中的懸浮物被微濾膜所截留，不能透過膜。預(yù)處理后的二級出水通過原料液管進(jìn)入正滲透分離池中，二級出水作為正滲透過程的原料液，海水淡化過程中產(chǎn)生的濃鹽水作為正滲透過程的汲取液由濃鹽水進(jìn)水管進(jìn)入正滲透膜的另一側(cè)，在滲透壓差的作用下，原料液中的水分子透過正滲透膜進(jìn)入到汲取液一側(cè)，使汲取液濃鹽水被稀釋，原料液二級出水被濃縮。被稀釋的汲取液濃鹽水通過稀釋汲取液進(jìn)水管進(jìn)入淡化水回收罐，透過反滲透膜形成淡水，在正滲透分離池中被稀釋的汲取液得到濃縮，通過汲取液排放管排放至海洋中。正滲透分離階段中被濃縮的二級出水通過濃縮水進(jìn)水管進(jìn)入濃縮水處理池，在濃縮水處理池中投加鐵鹽除磷劑，與濃縮水中的磷反應(yīng)生成沉淀，分離去除；除磷后的濃縮水通過除磷水回流管回流到污水處理廠的缺氧池中進(jìn)行反硝化脫氮。
[0018]本發(fā)明將污水處理廠與海水淡化廠結(jié)合起來，利用海水淡化過程中產(chǎn)生的濃鹽水作為汲取液，由于濃鹽水的含鹽量高于二級出水的含鹽量，因而用濃鹽水作為正滲透分離過程中的汲取液可以在正滲透膜的兩側(cè)提供更高的滲透壓差，提高膜通量。同時在淡化水回收階段利用反滲透膜將在正滲透分離階段被稀釋的汲取液濃鹽水濃縮至當(dāng)?shù)睾Ｋ柠}度后排放，可以避免海水淡化廠的濃鹽水直接排放對周圍海域的生態(tài)影響。在濃縮水處理階段將濃縮后的二級出水經(jīng)除磷后輸送回污水處理廠缺氧段進(jìn)行處理，可以避免濃縮水排放的環(huán)境影響。
[0019]本發(fā)明一方面可以從污水處理廠二級出水中提取優(yōu)質(zhì)的淡水資源，實現(xiàn)廢水的零排放;另一方面，可以對海水淡化廠排放的濃鹽水進(jìn)行利用，避免了濃鹽水排放對海域的影響。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明污水廠二級出水與濃鹽水協(xié)同生產(chǎn)淡水的方法的運行原理示意圖。[0021 ] 其中:1、預(yù)處理池，2、正滲透分離池，3、淡化水回收罐，4、濃縮水處理池，5、微濾膜，6、正滲透膜，7、反滲透膜，8、進(jìn)水口，9、原料液管，1、稀釋汲取液進(jìn)水管，11、淡水出水口，12、濃縮水進(jìn)水管，13、除磷水回流管，14、濃鹽水進(jìn)水管，15、汲取液排放管，16、抽吸栗。
【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明的污水廠二級出水與濃鹽水協(xié)同生產(chǎn)淡水的系統(tǒng)，如圖1所示，包括預(yù)處理池1、正滲透分離池2、淡化水回收罐3和濃縮水處理池4。預(yù)處理池I內(nèi)設(shè)置有豎置的微濾膜5，微濾膜5將預(yù)處理池I分為左右兩側(cè)，左側(cè)上部設(shè)置有進(jìn)水口 8，右側(cè)底部設(shè)置有原料液管9。正滲透分離池2內(nèi)設(shè)置有豎置的正滲透膜6，正滲透膜6將正滲透分離池2分割為原料液一側(cè)和滲透液一側(cè)，原料液一側(cè)的底部與原料液管9連接，原料液管9上連接有抽吸栗16，且該側(cè)通過濃縮水進(jìn)水管12與濃縮水處理池4連接，濃縮水處理池4的外側(cè)設(shè)置有除磷水回流管13;滲透液一側(cè)的上部設(shè)置有濃鹽水進(jìn)水管14。淡化水回收罐3內(nèi)設(shè)置有豎置的反滲透膜7，反滲透膜7將淡化水回收罐3分割為左右兩側(cè)，左側(cè)底部通過稀釋汲取液進(jìn)水管10與正滲透分離池2的滲透液一側(cè)連接，淡化水回收罐3的左側(cè)上部設(shè)置有汲取液排放管15，右側(cè)底部設(shè)置有淡水出水口 11。
[0023]上述系統(tǒng)通過污水廠二級出水與濃