專利名稱：：再生水回用組合處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于環(huán)境工程領(lǐng)域，特別涉及一種高安全性的再生水回用組合處理方法。
背景技術(shù)：
：我國是世界上13個貧水國之一，人均水資源量僅為世界平均水平的1/4，而且時間空間分布不均，經(jīng)過多年的研究，普遍認為再生水回用是解決水源短缺問題的有效途徑之一。再生水回用工藝影響著再生水使用的安全性，也影響著再生水水質(zhì)，最終影響到用戶的推廣。，污水經(jīng)過深度處理被資源化，己經(jīng)被公認為第二水源，污水再生利用不僅是節(jié)約用水的有效舉措，同時對保護水源，減少污染，緩解地下水資源短缺狀況，起著舉足輕重的作用。世界上很多缺水的國家和地區(qū)都采用再生水回用來部分解決缺水問題，不少學(xué)者對這一問題進行了深入的探討，取得了許多有價值的研究成果，很多研究成果已經(jīng)應(yīng)用于工程實踐，收到了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。以往的再生水回用工藝一般采用混凝、沉淀、過濾的流程，其中(1)混凝及沉淀單元混凝沉淀就是將適量的混凝劑投入污水中，經(jīng)過充分混合、反應(yīng)，使污水中微小懸浮顆粒和膠體顆粒相互接觸反應(yīng)產(chǎn)生凝聚作用，成為顆粒較大且易于沉淀的絮凝體，再經(jīng)過沉淀加以去除。，混凝沉淀主要去除膠體和微小懸浮狀態(tài)的有機和無機污染物，從表觀而言，就是去除污水的色度和濁度；混凝沉淀對B0D、C0D也有較好的去除作用，還能降低出水中細菌和病毒含量。(2)過濾單元主要去除粒徑大于3Mm的懸浮顆粒物，可以進一步去除污水中的生物絮體和膠體物質(zhì)，使出水懸浮物、濁度大幅度降低，出水變得透明；過濾也能去除部分重金屬、細菌、病毒污染物，可以減少后續(xù)的消毒費用。過濾是再生水回用的最低安全保證。經(jīng)過實踐證明該流程對于去除BOD、C0D、SS效果良好，對氨氮有一定的去除效果，但去除效果比較低，一般在10%以下，對有毒有害有機物的去除效果也比較差。在SARS和高致病性禽流感發(fā)生之后，人們對再生水安全的重要性有了更加深刻的認識，因此應(yīng)該結(jié)合目前各種處理單元的優(yōu)缺點，在去除常規(guī)污染物的基礎(chǔ)上進一步去除微量有毒化學(xué)物質(zhì)，提高再生水回用的安全性，不僅對于保障再生水用戶的安全有重要意義，而且對于消除用戶疑慮，拓展再生水市場有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種高安全性的再生水回用組合處理方法，主要使生產(chǎn)的再生水安全性更高，減小再生水對生態(tài)安全、人體健康存在的潛在威脅。本發(fā)明是通過以下工藝流程實現(xiàn)的:本發(fā)明的再生水回用組合處理方法，組合如下利用污水處理廠的二級出水或者達到同類水質(zhì)標準的水作為源水，經(jīng)過臭氧預(yù)氧化、混凝、沉淀、砂濾、微濾膜過濾、臭氧氧化、活性炭吸附、消毒后回用。所述的臭氧預(yù)氧化的停留時間為820min，投加量以進水量X除非特殊說明，下同)為基準為13rag/1。所述的混凝是在混凝池投加聚合氯化鋁和次氯酸鈉的藥劑；聚合氯化鋁的投加量為2(T30mg/1，次氯酸鈉的投加量為23mg/1，投加次氯酸鈉的作用是防止沉淀階段藻類的滋生。所述的沉淀階段的停留時間為0.61.2hr。所述的砂濾的濾料厚度為5001000mm，濾速為4~6m/hr。所述的微濾膜的孔徑為0.10.3Wn，停留時間為1030min。所述的臭氧氧化的投加量為24mg/1，停留時間為1030min。所述的活性炭吸附的停留時間為2060min，炭層厚度1.(T2.5m，濾速57m/hr。所述的消毒采用次氯酸鈉作為消毒劑，次氯酸鈉的投加量按照有效氯計算為6~8mg/l。各單元的主要功能如下本發(fā)明的混凝、沉淀單元及砂濾單元去除有機物的機理同現(xiàn)有技術(shù)，為了降低處理成本，體現(xiàn)各單元的組合優(yōu)勢，沉淀時間由常規(guī)的2.04.0hr減少為0.61.2hr，以便減少沉淀池的容積，降低投資。微濾膜過濾單元主要去除懸浮物、細菌、寄生蟲、原生動物。臭氧氧化臭氧能迅速而廣泛地分解水中大部分有機物，因而能有效地去除水中雜質(zhì)所造成的色、臭、味，但一般不能將有機物完全氧化成二氧化碳和水，其脫色效果比氯和活性炭都好。臭氧氧化能降低出水濁度，起到良好絮凝作用，提高過濾的濾速或延長過濾周期。通常臭氧預(yù)氧化去除無機物(如鐵、錳)等、色度、濁度和懸浮固體、異臭味；此外，還可部分地降低天然有機物和使微生物滅活；預(yù)氧化處理還能強化混凝一絮凝一澄清過程，臭氧預(yù)氧化的目的，是降解有毒害的微污染物質(zhì)，去除三鹵甲烷前體和增加污染物的可生物降解性；為了完全地去除有機物，還需依靠隨后的粒狀活性炭(GAC)過濾，最后消毒去除剩余的微生物和使消毒副產(chǎn)物產(chǎn)生量最小。臭氧氧化單元主要是進一步去除濁度、色度、臭味和部分微量有機物?；钚蕴课蕉壋鏊?jīng)混凝沉淀和過濾處理后，再經(jīng)活性炭吸附，既可去除溶解性有機物，也可去除水中殘留的膠體粒子、微生物、余氯、痕量重金屬、表面活性劑、微量有機物等，并可用來脫色、除臭。活性炭吸附是以物理吸附(范德華力)為主，但也有化學(xué)吸附的作用在內(nèi)。本發(fā)明有如下特點對進水水質(zhì)變化適應(yīng)性強、運轉(zhuǎn)的自動化程度高、再生水出水安全性高、運轉(zhuǎn)方式靈活、出水水質(zhì)好和容易被用戶接受，可以減少再生水用戶對再生水安全性的疑慮，拓展再生水的市場。本工藝適用于中小規(guī)模的再生水回用(一般1000m7d以下)。本發(fā)明的工藝流程與現(xiàn)有的工藝流程相比，去除C0D、總氮、總磷的效果差不多，但去除氨氮的效果明顯提高，可以達到83%，現(xiàn)有再生水處理流禾呈對氨氮的去除率在10%以下。'通過我們的研究證明，混凝、沉淀處理單元對雌激素、烷基酚等影響動物生殖發(fā)育、影響生態(tài)安全、并具有致癌效應(yīng)的微量有機物去除效果為8.3%30%，而通過混凝、沉淀、微濾膜過濾、臭氧氧化之后，對上述物質(zhì)的去除率為58%82%。如果再加上活性炭過濾，通過活性炭的吸附作用，去除效率肯定會更高。由于水中有毒有害有機物含量低、種類多，測定難度較大，成本較高，為了判別再生水的安全性，我們引入了一個綜合指標UV254，污水中的很多有機物在254nm的紫外光處都有一定的吸收值，UV254值的大小反映了水中有機物含量的高低，采用該指標可以間接反映再生水的安全性。由于以前在選擇再生水處理工藝時對再生水的安全性重視不夠，僅局限于滿足指標要求，所以尚沒有現(xiàn)有工藝對UV254去除效果的對比數(shù)據(jù)，但從理論上分析，以前的處理流程，對UV254的去除效果很小。具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。(1)原水以某污水處理廠的二級出水為原水，建設(shè)時該廠的設(shè)計出水水質(zhì)為BOD5《30mg/L;C0D《120mg/L;SS《30mg/L;NH廠N《25mg/L。在實際運轉(zhuǎn)過程中，由于污水處理廠進水中工業(yè)廢水量比較大，致使出水C0D、氨氮不能達到設(shè)計標準。在試驗期間，組合處理單元實際進水水質(zhì)為進水C0Dcr在21.44140.77mg/l之間，進水氨氮在5.U102.61mg/1之間，進水總氮在32.9551.62mg/1之間，進水總磷在2.07~12.30mg/l之間，進水濁度在6.4313.69mg/l之間。(2)處理規(guī)模試驗規(guī)模為日處理量水量100m3，約5m7h。(3)工藝流程混凝、沉淀砂濾活性炭過濾精密過濾微孔過濾消毒儲水罐流程中的精密過濾當時采用的是5Wti的膜過濾。試驗時采用的微孔過濾膜的孔徑為0.45ym。首先針對本發(fā)明的工藝流程的去除效果進行研究，采用如下工藝參數(shù)二級出水在投加藥劑進行混凝之前，進行臭氧預(yù)氧化，臭氧預(yù)氧化的停留時間為10min，投加量為2mg/1?；炷赝都拥乃巹┌ň酆下然X、次氯酸鈉。聚合氯化鋁的投加量為20mg/1，次氯酸鈉的投加量為2mg/1。沉淀階段的停留時間為0.8hr。砂濾的濾料厚度為700mra，濾速為5m/hr。臭氧氧化的停留時間為20min，投加量為3mg/1?；钚蕴课降耐Ａ魰r間為40min，炭層厚度2.0m，濾速6m/hr。消毒劑NaCLO的投加量為6mg/1。在試驗期間，組合處理單元實際出水水質(zhì)為CODcr在18.7239.58mg/l之間，出水氨氮在0.6(T30.82mg/l之間，出水總氮在9.8449.36mg/l之間，出水總磷在1.14~3.53mg/l之間，出水濁度在1.253.59mg/l之間。為了進一步證實優(yōu)化的工藝組合，同時驗證臭氧預(yù)氧化對去除氨氮和UV254的效果，我們選用以下4種工藝流程進行了對比試驗研究。①工藝流程一<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>工藝流程④為本發(fā)明流程。所使用的單元的工藝條件是從下述條件中提取缺省單元工藝條件也相應(yīng)缺省。臭氧預(yù)氧化的停留時間為820min，投加量以進水量為基準為l3mg/l?；炷窃诨炷赝都泳酆下然X和次氯酸鈉的藥劑；聚合氯化鋁的投加量為20~30mg/l，次氯酸鈉的投加量為23mg/1，投加次氯酸鈉的作用是防止沉淀階段藻類的滋生。沉淀的停留時間為0.61.2hr。砂濾的濾料厚度為50(Tl000mm，濾速為4~6m/hr。微濾膜的孔徑為0.10.3陶，停留時間為1030min。臭氧氧化的投加量為24mg/1，停留時間為1030min?；钚蕴课降耐Ａ魰r間為2060min，炭層厚度1.02.5m，濾速5~7m/hr。消毒釆用次氯酸鈉作為消毒劑，次氯酸鈉的投加量按照有效氯計算為6~8mg/l。工藝流程①處理單元最齊全，工藝流程②中不含活性炭單元，工藝流程③中不含精密過濾、微孔過濾單元，工藝流程④和工藝流程①的區(qū)別是增加了臭氧預(yù)氧化單元，通過上述實驗，可以比較幾個處理單元的不同組合對去除污染物尤其是和安全性相關(guān)的污染物的攻果。上述四種工藝流程的運轉(zhuǎn)效果如下表表l選定的四種工藝流程出水效果對比表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由上述實驗結(jié)果可以看出，流程①④對總氮、總磷、CODcr、濁度的去除效果相差不大，但是工藝流程①對UV254的去除效果較好；流程2對濁度去除效果稍差，這也說明活性炭在去除濁度中所起的作用，和工藝流程①對比，工藝流程④對氨氮和UV254的去除效果明顯改善，這也說明了臭氧預(yù)氧化的作用。通過上述四種工藝流程的對比性試驗，說明本發(fā)明的工藝相對其它組合工藝對氨氮和UV254等影響再生水安全的污染物有較高的去除效率。在研究中發(fā)現(xiàn)，由于微孔過濾膜的孔徑采用0.45Mm，孔徑偏大，對濁度、C0D、UV254的去除效果不佳，結(jié)合新的膜技術(shù)，將微孔過濾膜的孔徑改為0.廣O.3m。經(jīng)過査閱相關(guān)文獻，并且參考給水深度處理的經(jīng)驗，從提高再生水安全性的角度出發(fā)，將臭氧氧化單元置于活性炭單元的前面。本發(fā)明并不局限于實例中所描述的技術(shù)，它的描述是說明性的，并非限制性的，本發(fā)明的權(quán)限由權(quán)利要求所限定，基于本
技術(shù)領(lǐng)域：
人員依據(jù)本發(fā)明所能夠變化、重組等方法得到的與本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)，都在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種再生水回用組合處理方法，其特征在于利用污水處理廠的二級出水或者達到同類水質(zhì)標準的水作為源水，經(jīng)過臭氧預(yù)氧化、混凝、沉淀、砂濾、微濾膜過濾、臭氧氧化、活性炭吸附、消毒后回用。2.如權(quán)利要求1所述的再生水回用組合處理方法，其特征在于所述的臭氧預(yù)氧化的停留時間為820min，投加量以進水量為基準為廣3mg/1。3.如權(quán)利要求1所述的再生水回用組合處理方法，其特征在于所述的混凝是在混凝池投加聚合氯化鋁和次氯酸鈉的藥劑；聚合氯化鋁的投加量為2(T30mg/1，次氯酸鈉的投加量為23mg/l。4.如權(quán)利要求1所述的再生水回用組合處理方法，其特征在于所述的沉淀的停留時間為0.61.2hr。5.如權(quán)利要求1所述的再生水回用組合處理方法，其特征在于所述的砂濾的濾料厚度為5001000mm，濾速為46m/hr。6.如權(quán)利要求1所述的再生水回用組合處理方法，其特征在于所述的微濾膜的孔徑為0.l0.3Wn，停留時間為1030min。7.如權(quán)利要求1所述的再生水回用組合處理方法，其特征在于所述的臭氧氧化的停留時間為1030min，臭氧投加量為2~4mg/l。8.如權(quán)利要求1所述的再生水回用組合處理方法，其特征在于所述的活性炭吸附的停留時間為2060min，炭層厚度1.02.5m，濾速57m/hr。9.如權(quán)利要求1所述的再生水回用組合處理方法，其特征在于所述的消毒劑次氯酸鈉的投加量按照有效氯計算為6~8mg/l。全文摘要本發(fā)明屬于環(huán)境工程領(lǐng)域，特別涉及一種高安全性的再生水回用組合處理方法。本發(fā)明的再生水回用組合處理方法，組合如下利用污水處理廠的二級出水或者達到同類水質(zhì)要求的水作為源水，經(jīng)過臭氧預(yù)氧化、混凝、沉淀、砂濾、微孔過濾、臭氧氧化、活性炭吸附、消毒后回用。本發(fā)明的特點是對進水水質(zhì)變化適應(yīng)性強、運轉(zhuǎn)方式靈活、再生水出水安全性高、出水水質(zhì)好、容易被用戶接受，可以減少再生水用戶對用水安全的疑慮，有利于拓展再生水的市場。文檔編號C02F9/08GK101182084SQ20071015018公開日2008年5月21日申請日期2007年11月15日優(yōu)先權(quán)日2007年11月15日發(fā)明者劉文亞,曹仲宏,王玉秋,王秀朵,趙樂軍申請人:天津市市政工程設(shè)計研究院