專利名稱：一種城市生活污水回收再利用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水的污染控制和再生利用領(lǐng)域，特別是涉及一種城市生活污水的污染控制和循環(huán)再生利用的方法。
背景技術(shù)：
目前，污染水體治理技術(shù)按照治理手段劃分可分為化學(xué)處理、物理處理和生物處理方法?；瘜W(xué)法需大量投加化學(xué)藥劑，其運行費用較高，常用于特定行業(yè)的污水處理；生活污水處理廠大部分采用生物法，生物方法主要指的是活性污泥法，主要包括(I)傳統(tǒng)活性污泥工藝和其改進(jìn)型Α/0、Α2/0工藝，A/Ο處理效果穩(wěn)定，能實現(xiàn)脫氮和除磷的目標(biāo);A2/0在通過設(shè)置厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)，達(dá)到同步脫氮除磷的效果，通過良好運行，能取得穩(wěn)定的出水水質(zhì)；(2)AB法工藝將曝氣池分為高低負(fù)荷兩段，各有獨立的沉淀和污泥回流系統(tǒng)。高負(fù)荷A段以生物絮凝吸附為主，B段與常規(guī)活性污泥法相似，負(fù)荷較低，泥齡較長，AB法A段效率很高，去除BOD達(dá)50%以上，并有較強的緩沖能力。B段處理穩(wěn)定性較好；(3) SBR工藝是序批式活性污泥法的簡稱，一般有五個步驟，分別是進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水、閑置。該工藝優(yōu)點是節(jié)省占地，減少污泥回流量，有節(jié)能效果；靜止沉淀可以獲得較高的沉淀效率和較好的水質(zhì)。另外，有SBR的改進(jìn)工藝，CASS工藝、MSBR工藝、ICEAS工藝等；(4)氧化溝是一種改良的活性污泥法，曝氣池成封閉的溝渠形，其流態(tài)是一種首尾相接的循環(huán)流，延時曝氣使得污水和污泥同時得到凈化。氧化溝處理設(shè)施簡單，沒有初沉池和污泥消化池，具有脫氮功能；運行簡便且處理效果穩(wěn)定。以上為城市生活污水處理廠的幾種常用處理工藝?？梢钥吹?，大部分工藝屬于二級處理，處理效果一般能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 18918— 2002。然而對于大中型城市來說，即使按照最嚴(yán)格的一級A標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行排放，由于城市人口眾多，排污量大，其對環(huán)境的污染負(fù)荷十分巨大。排污受納水體很有可能無法對所有污染物進(jìn)行自凈，從而造成受納水體水質(zhì)惡化。將會大大增加水體治理成本。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述城市生活污水處理中存在的問題，本發(fā)明旨在提供一種城市生活污水回收再利用方法，該方法是一種高效循環(huán)利用水資源，減少環(huán)境負(fù)荷，并間接使受納水體水質(zhì)提高的技術(shù)方法。該方法在原有污水處理廠的工藝基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行分級技改，使出水水質(zhì)符合不同回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，回用水回用途徑包括:生活飲用水、河湖景觀用水、工業(yè)冷卻用水、城市綠化用建筑沖廁用水、道路澆灑劑降塵用水、農(nóng)業(yè)灌溉用水和地下水回灌等多種用途。

本發(fā)明方法具體操作如下:
(1)常溫下，將污水處理廠二級出水(出水水質(zhì)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 18918-2002 一級標(biāo)準(zhǔn))輸入澄清池中，加入混凝劑，澄清池水力停留時間為3(T60min，其中混凝劑是投加量為l(T20mg/L的聚合氯化鋁、投加量為2(T30 mg/L的硫酸鋁、投加量為1(T20 mg/L的聚合硫酸鐵中的一種。(2)澄清池出水經(jīng)過增壓泵加壓進(jìn)入超濾預(yù)處理系統(tǒng)，依次經(jīng)過盤濾器、超濾器、碳濾器、軟化器、精濾器進(jìn)行處理，增壓泵加壓后水進(jìn)入超濾預(yù)處理系統(tǒng)的壓力為超濾膜工作壓力0.05 0.20 MPa;其中盤式過濾器為超濾預(yù)處理系統(tǒng)的前段處理部分，根據(jù)處理水質(zhì)水量要求合理選擇相應(yīng)精度過濾單元(5Mm、10Mm、20Mm、50Mm、lOOMm、130Mm、200Mm)以及過濾單元個數(shù)；超濾器中使用的常規(guī)超濾膜參數(shù)為:產(chǎn)水通量6(T145L/ Cm2.h);膜面積20 60m2 ;pH值范圍2.0 13.0 ;耐最大氯濃度I X 10_6mg/L.h ;最高溫度40°C ;工作壓力0.05、.20MPa ;超濾器中的超濾膜需進(jìn)行反洗，水反洗時間3(T60S，然后加藥反洗，反洗時間I lOmin，反洗頻率I 2次/天；加藥反洗藥劑為20(T500mg/L的Na0H，0.1% 0.5%的HCl，5(Tl00mg/L的NaClO (以Cl2計)的一種；盤濾器、超濾器、碳濾器、軟化器或精濾器根據(jù)需要可以配置一個以上。(3)超濾預(yù)處理系統(tǒng)出水進(jìn)入緩沖池，以保證反滲透系統(tǒng)進(jìn)水穩(wěn)定，并投加反滲透專用阻垢劑，投加量f3mg/L，其中經(jīng)過超濾預(yù)處理的出水污泥密度指數(shù):SDI < Γ3 ；
(4)緩沖池出水經(jīng)過高壓泵加壓進(jìn)入反滲透系統(tǒng)，根據(jù)不同出水水質(zhì)要求，設(shè)計為一級或者二級反滲透裝置，一級反滲透產(chǎn)水達(dá)到景觀環(huán)境用水的再生水水質(zhì)控制指標(biāo)，二級反滲透產(chǎn)水達(dá)到生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范。反滲透裝置中膜元件排列方式為一級二段式，1:1或1:2排列，其中高壓泵加壓后水進(jìn)入反滲透系統(tǒng)的壓力為膜的工作壓力0.Ο.8 MPa ；
反滲透系統(tǒng)常用膜為市購聚酰胺卷式復(fù)合膜，其參數(shù):膜通量15 50L/(m2.h)，膜面積3(T40m2 ;脫鹽率98 99.7% ;透水量25 50m3/d ;工作壓力0.4^0.8 MPa ;反滲透回收率為60 80%，反滲透出水進(jìn)入消毒單元；
(5)反滲透出水消毒方式選擇紫外消毒法，出水即為回用水。本發(fā)明中根據(jù)出水回用用途的區(qū)別，設(shè)計組合處理工藝。中間處理為反滲透工藝(包括一級反滲透和二級反滲 透)，分別對應(yīng)自來水給水回用和常規(guī)再生水回用。預(yù)處理及后處理采用相同工藝，分別為超濾工藝和消毒。本發(fā)明中通過投放混凝劑強化超濾工藝的截留效果，混凝劑可選擇投加量為l(T20mg/L的聚合氯化鋁、投加量為2(T30 mg/L的硫酸鋁、投加量為1(T20 mg/L的聚合硫酸鐵中的一種。本發(fā)明中預(yù)處理采用超濾預(yù)處理系統(tǒng)，目的在于去除懸浮固體和膠體，降低濁度；控制微生物生長；抑制與控制微溶鹽的沉積；有機物的去除等。如圖2所示，隨水流方向依次為盤濾器、超濾器、碳濾器、軟化器、精濾器。該預(yù)處理系統(tǒng)中，碳濾器、軟化器的功能是去除游離氯、小粒徑有機物與原水硬度，而精濾器的功能僅在于截留軟化器等前級可能的泄漏濾料。本發(fā)明中超濾器，采用分置構(gòu)內(nèi)壓式有機中空超濾膜工藝，其膜絲內(nèi)徑一般0.6 1.2 _，外徑一般為l.(Tl.6mm。水處理領(lǐng)域使用的膜組件結(jié)構(gòu)形式為軸向產(chǎn)水結(jié)構(gòu)，可直立式或者平臥式安裝，并采用多支膜組件的簡單并聯(lián)結(jié)構(gòu)。超濾膜的實際流程為單只膜長，一般在1.5m以內(nèi)。本發(fā)明中，預(yù)處理出水進(jìn)入反滲透裝置前，需將水中所含氧化性物質(zhì)完全還原，防止膜元件氧化。在超濾預(yù)處理系統(tǒng)處理出水進(jìn)入反滲透裝置前需投加反滲透專用阻垢劑，投加量f3mg/L。以防止水中的難溶鹽、金屬氧化物、活性硅等因其濃度大于其溶解度而結(jié)晶析出，阻塞反滲透膜的產(chǎn)水通道，使產(chǎn)水量及脫鹽率下降；反滲透專用阻垢劑為美國納爾科PC-191T阻垢劑、海德能HY-520阻垢劑、通用貝迪MDC220阻垢劑中的一種。本發(fā)明中反滲透膜的膜元件排列方式為一級二段式，2:1排列；或一級二段式，1:1排列。二級反滲透的產(chǎn)品水質(zhì)可達(dá)飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范，詳細(xì)指標(biāo)如表I所示。表1:二級反滲透系·統(tǒng)設(shè)計出水水質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種城市生活污水回收再利用方法，其特征在于按如下步驟進(jìn)行: (1)常溫下，將污水處理廠二級出水輸入澄清池中，加入混凝劑，澄清池水力停留時間為3(T60min，其中混凝劑是投加量為l(T20mg/L的聚合氯化鋁、投加量為20 30 mg/L的硫酸鋁、投加量為1(T20 mg/L的聚合硫酸鐵中的一種； (2)澄清池出水經(jīng)過加壓進(jìn)入超濾預(yù)處理系統(tǒng)，依次經(jīng)過盤濾器、超濾器、碳濾器、軟化器、精濾器進(jìn)行處理，其中加壓后水進(jìn)入超濾預(yù)處理系統(tǒng)的壓力為超濾膜工作壓力0.05 0.20 MPa ； (3)超濾預(yù)處理系統(tǒng)出水進(jìn)入緩沖池，并投加阻垢劑，投加量f3mg/L，其中經(jīng)過超濾預(yù)處理的出水污泥密度指數(shù)為SDI < Γ3 ； (4)緩沖池出水經(jīng)過加壓進(jìn)入反滲透系統(tǒng)，根據(jù)不同出水水質(zhì)要求，可選擇采用一級或二級反滲透裝置，反滲透裝置中膜元件排列方式為一級二段式1:1排列或一級二段式1:2排列，其中高壓泵加壓后水進(jìn)入反滲透系統(tǒng)的壓力為膜的工作壓力0.Γ0.8 MPa ； (5)反滲透出水進(jìn)入消毒單元，采用紫外消毒法，出水即為回用水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述城市生活污水回收再利用方法，其特征在于:盤濾器為超濾預(yù)處理系統(tǒng)的前段處理部分，根據(jù)處理水質(zhì)水量要求合理選擇精度為5μ、10μ、20μ、50μ、100μ、130μ或200μ規(guī)格的過濾單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述城市生活污水回收再利用方法，其特征在于:超濾器中的超濾膜需進(jìn)行反洗，水反洗時間3(T60s，然后再加藥反洗，加藥反洗時間flOmin，頻率Γ2次/天。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述城市生活污水回收再利用方法，其特征在于:加藥反洗藥劑為200 500mg/L 的 NaOH, 0.1% 0.5% 的 HCl，50 100mg/L 的 NaClO 中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述城市生活污水回收再利用方法，其特征在于:超濾器中使用的超濾膜的使用參數(shù)為產(chǎn)水通量6(Tl45L/ (m2*h)，膜面積2(T60m2，pH值范圍2.(Tl3.0，耐最大氯濃度I X 10_6mg/L.h，最高溫度40°C，工作壓力0.05 0.20MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述城市生活污水回收再利用方法，其特征在于:反滲透系統(tǒng)中使用的膜為聚酰胺卷式復(fù)合膜，其參數(shù)為膜通量15 50L/(m2.h)，膜面積3(T40m2，脫鹽率98 99.7%，透水量25 50m3/d，工作壓力0.4 0.8 MPa。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述城市生活污水回收再利用方法，其特征在于:反滲透專用阻垢劑為美國納爾科PC-191T阻垢劑、海德能HY-520阻垢劑、通用貝迪MDC220阻垢劑中的一種，投加量為f3mg/L。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種城市生活污水回收再利用方法，即將生活污水處理廠由單純的污水處理廠改進(jìn)為污水處理與給水一體化；該方法對生活污水處理廠進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，保證其出水符合相應(yīng)回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；即，生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，或者自來水給水廠進(jìn)水要求，其它再生水回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；城市生活污水回用措施引起的財務(wù)負(fù)擔(dān)由用水主體承擔(dān)，通過將水污染治理的責(zé)任主體與排污主體的有機耦合，實現(xiàn)水資源的有效循環(huán)利用，促進(jìn)原排污受納水體的水質(zhì)恢復(fù)，最終使得水資源環(huán)境得到有效的改善與恢復(fù)。
文檔編號C02F9/08GK103073135SQ20131002632
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月24日
發(fā)明者瞿廣飛, 吳淼淼, 寧平, 趙健蓉 申請人:昆明理工大學(xué)