申请日2011.09.30
公开(公告)日2012.03.21
IPC分类号C02F1/28; C02F1/42
摘要
本发明公开了一种城市污水深度净化处理方法。该方法是将城市二级生化出水作为原水，进入装有强碱和弱酸混合磁性微球树脂的搅拌反应器中进行连续的动态吸附，反应后混合树脂与水的混合液进入沉淀池，混合树脂从水体中分离后，部分回流至反应器，其余送至再生池，而再生后的混合树脂送入树脂储槽，同时从树脂储槽中按比例持续向反应器中泵入流动状态的混合树脂与清水混合液，实现混合树脂的动态吸附再生。本发明能够同时高效地去除污水中溶解性有机污染物，特别是能够产生色度的溶解性有机物以及氨氮、硬度、总氮、总磷等指标，处理后的污水可较好地回用于工业、景观、娱乐等用途，本方法工艺简单、投资运行成本较低，适用于大规模污水处理。
权利要求书
1.一种城市污水深度净化处理方法，其特征在于它包括以下步骤：
(1)污水处理厂二级生化处理后的城市污水与强碱、弱酸混合磁性微球树脂在可实现液固充分混合的反应器中接触反应，通水倍数500-3000倍;
(2)将步骤(1)中反应后的混合树脂与水混合液进入沉淀池分离，分离后的混合树脂部分回流至反应器，其余送入再生池，同时连续从树脂储槽向反应器中补充混合树脂;补充的树脂量与进入再生池的树脂量保持一致;
(3)在再生池中对树脂进行再生，失效后的再生液经混凝或膜处理后的清液可用于配制再生剂加以循环利用，再生好的混合树脂存入树脂储槽。
2.根据权利要求1所述的一种城市污水深度净化处理方法，其特征在于步骤(1)所述的强碱树脂为磁性苯乙烯系或丙烯酸系强碱阴离子交换微球树脂，弱酸树脂为磁性丙烯酸系弱酸阳离子交换微球树脂。
3.根据权利要求2所述的一种城市污水深度净化处理方法，其特征在于所述的强碱树脂与弱酸树脂投加的体积比为1:1-8:1。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的一种城市污水深度净化处理方法，其特征在于步骤(1)中所述的废水在混合树脂反应器的水力停留时间为10～60min，液固充分混合包括机械搅拌、气力搅拌或水力搅拌以及所有可实现液固均匀混合的方式。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的一种城市污水深度净化处理方法，其特征在于步骤(3)所述的再生剂为无机盐为主的复合脱附剂，无机盐质量浓度为5%至饱和浓度，再生反应时间不少于30min，再生后的树脂送入树脂储槽。
说明书
一种城市污水深度净化处理方法
技术领域
本发明公开了一种城市污水深度净化处理方法，属于城市污水深度处理再生回用的技术领域。
背景技术
城市污水具有水量大、成份复杂等特点，深度处理是在生化处理的基础上采用物理、化学及生物手段对污水作进一步的处理，目前常用的方法有混凝澄清、过滤、消毒以及膜处理等，但其中某种单—的方法都难以达到预期的处理效果，难以同时高效地降低某些重要水质指标如COD、总磷和总氮等。而且由于城市污水的色度主要来源于水体中的腐殖质、有机物及无机质，若水中此类物质不能很好地去除，水体还会残留一定的色度，对景观及娱乐用水带来感观上的不适。而在某些回用用途上对回用水的氨氮和硬度等指标还会有进一步的要求。膜处理方法虽然处理效果也较好，但易产生膜污染问题，且清洗比较困难。
吸附也是一种重要的城市污水深度处理技术，吸附剂的颗粒越小，比表面积越大，污染物在孔道的扩散速率也越快，即有更好的热力学和动力学性能。但粒径越小，越不容易从水中分离出来，阻碍了超细粉体在水处理中的大规模应用。磁性微球树脂是一种微米级的固体高分子材料，由于具有磁性，所以可以依靠自身的磁性聚集从水体中分离出来，或者依靠外加磁场促进磁性树脂从水体中分离。它不但有磁性，还含有丰富的孔结构和功能基团。由于粒径较小，该树脂具有更大的比表面积、更高的传质速率和更好的流体输送性能。
磁性树脂首先应用于饮用水深度处理领域，其对饮用水源水中天然有机物、硝态氮等具有较好的去除效果，目前也有磁性树脂应用于废水治理的报道，但目前磁性树脂的应用均为某一类型磁性树脂单独应用，未见不同类型树脂混合使用的实例。强碱性和弱酸性树脂的混合使用比单一的强碱性树脂具有更好地去除COD和色度的效果，而且能够实现氨氮、硬度、TN和TP等指标的同时降低，减少了设备投资和运行成本，适用于大规模城市污水治理需求。
发明内容
1. 发明要解决的技术问题
针对目前常规深度处理工艺难以使某些重要水质指标满足排放标准及回用要求等问题，本发明提供了一种城市污水深度净化处理方法。利用强碱及弱酸磁性微球树脂的联合应用，达到高效去除COD、色度及氨氮的效果，同时能够有效地降低硬度、总氮和总磷，本方法工艺简单，可应用于大规模城市污水深度处理再生回用工艺中。
2. 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
(1)污水处理厂二级生化处理后的城市污水与强碱、弱酸磁性微球混合树脂在可实现液固充分混合的反应器中接触反应，通水倍数500-3000倍;
(2)将步骤(1)中反应后的混合树脂与水混合液进入沉淀池分离，分离后的混合树脂部分回流至反应器，其余送入再生池，同时连续从树脂储槽向反应器中补充混合树脂;补充的树脂量与进入再生池的树脂量保持一致;
(3)在再生池中对树脂进行再生，失效后的再生液经混凝或膜处理后的清液可用于配制再生剂加以循环利用，再生好的混合树脂存入树脂储槽。
上述步骤(1)所述的磁性树脂包括但不限于南京大学、澳大利亚ORICA公司研制的产品。强碱磁性微球树脂优选磁性苯乙烯或丙烯酸系强碱阴离子交换微球树脂，弱酸树脂优选磁性丙烯酸系弱酸阳离子交换微球树脂。其中磁性苯乙烯系强碱阴离子交换微球树脂为南京大学国家发明专利申请200910264445.X中所确定的树脂，磁性丙烯酸系强碱阴离子交换微球树脂为南京大学国家发明专利申请201010017687.1所确定的树脂，磁性丙烯酸系弱酸阳离子交换微球树脂为南京大学国家发明专利申请201010500161.9所确定的树脂。
步骤(1)中的强碱树脂与弱酸树脂投加的体积比为1:1-8:1。污水在混合树脂反应器的水力停留时间为10～60min，液固充分混合包括机械搅拌、气力搅拌或水力搅拌以及所有可实现液固均匀混合的方式。步骤(3)所述的再生剂为无机盐为主的复合脱附剂，无机盐质量浓度为5%至饱和浓度，再生反应时间不少于30min，再生后的树脂送入树脂储槽。
3. 有益效果
本发明与常规深度处理工艺相比，工艺简单，投资运行成本低，操作方便，处理效果好。与其他磁性树脂工艺相比，能够在一套设备内，同时高效去除污水中不同类型的有机物和无机物杂质，处理后的污水能够满足回用于景观、娱乐、电厂循环冷却水、补给水源水等用途。
