申请日2010.09.26
公开(公告)日2012.04.11
IPC分类号C02F9/04; C02F1/44; C02F1/50
摘要
本发明涉及一种达标市政污水的深度处理方法。所述的达标市政污水深度处理工艺包括絮凝沉淀、杀菌、碟片过滤、浸没式超滤、反渗透几个步骤。反渗透产水水质达到回用要求。反渗透浓水与其他大量达标污水勾兑后排放或进一步处理达到排放标准。由于超滤反渗透系统具备自动清洗功能，抗污染能力强，对于达标市政污水无需进一步生化处理，仅需投加少量絮凝剂和非氧化性杀菌剂，膜系统化学清洗周期长，运行成本低。
权利要求书
1.一种达标市政污水的深度处理工艺，包括絮凝沉淀、杀菌、碟 片过滤、浸没式超滤和反渗透工艺单元：
(1)所述絮凝沉淀在澄清器设备中进行，加入的絮凝剂为无机高 分子絮凝剂或有机高分子絮凝剂;
(2)所述杀菌单元是设在混凝沉淀系统后，碟片过滤器前，通过 加药泵投加非氧化性杀菌剂
(3)所述碟片过滤设置在超滤单元前，碟片过滤器出水浊度小于 5NTU;
(4)所述浸没式超滤单元，在膜池中安放浸没式超滤膜组件，浸 没式组件设有若干组超滤膜;底端与进水和排水管路连结;浸没式膜 组件顶端与产水管路和超滤产水泵连接;
(5)所述反渗透系统，采用芳香聚酰胺的卷式反渗透膜组件，产 水端与产水箱连接，浓水端与循环管路泵连接;反渗透浓水部分排放， 部分通过循环泵增压后返回到反渗透膜入口处。
2.根据权利要求1所述的深度处理工艺，其中步骤(1)中絮凝 剂的投加剂量为5～40mg/L。
3.根据权利要求1或2所述的深度处理工艺，其中步骤(1)中 絮凝剂投加方式为投加5～15mg/L的聚合铝以及5～10mg/L聚丙烯酰 胺。
4.根据权利要求1所述的深度处理工艺，其中步骤(2)中杀菌 剂投加量为1～5mg/L，其投加方式为交替连续投加。
5.根据权利要求1或4所述的深度处理工艺，其中步骤(2)中 杀菌剂投加方式为投加异噻唑啉酮3mg/L，二溴次氮基丙酰胺3mg/L， 两种杀菌剂交替使用，每5天切换使用。
6.根据权利要求1所述的深度处理工艺，其中步骤(3)碟片过 滤单元中碟片过滤精度为50～200微米，优选100微米。
7.根据权利要求1所述的深度处理工艺，其中步骤(4)浸没式 超滤单元中，超滤膜采用中空纤维膜，运行参数为：运行压力为0.02～ 0.06MPa，运行时间设置为每运行10～30分钟清洗20～120秒，每4～ 8小时采用化学加强分散洗对超滤膜进行清洗。
8.根据权利要求7所述的深度处理工艺，其中步骤(4)浸没式 超滤单元中，超滤膜运行参数为：运行压力0.02～0.04MPa，每运行 20分钟清洗30秒，每6小时对超滤膜进行化学加强分散洗。
9.根据权利要求7或8所述的深度处理工艺，其中步骤(4)浸 没式超滤单元中，超滤膜材质是聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯、 聚乙烯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯中的一种或几种，孔径范围为0.01～ 0.2μm之间。
10.根据权利要求9所述的深度处理工艺，其中所述超滤膜为聚 偏氟乙烯膜，孔径为0.05μm。
11.根据权利要求1所述的深度处理工艺，其中步骤(5)反渗透 单元中，反渗透膜的运行参数为：运行压力0.6～2.0MPa，运行时间 设置为每运行1～8小时清洗1～4分钟。
12.根据权利要求11所述的深度处理工艺，其中步骤(5)反渗 透单元中，反渗透膜的运行参数为：运行压力0.8～1.2MPa，每运行4 小时清洗2分钟。
13.根据权利要求1所述的深度处理工艺，其中步骤(5)中的反 渗透装置具备在线清洗功能。
14.根据权利要求1所述的深度处理工艺，其中步骤(5)中的反 渗透高压泵前设有加药口，浓水结垢指数LSI小于1时无需添加阻垢 剂，LSI大于1时适量添加阻垢剂。
说明书
一种达标市政污水深度回用的方法
技术领域
本发明涉及一种污水回用的方法，更具体地说，涉及一种达标市 政污水深度回用的方法。
背景技术
近年来，水资源的紧缺已经成为困扰我国经济社会发展的突出问 题。特别在人口众多的城市，一方面是水资源的高度紧张，另一方面 是生产生活产生了大量的污水给生态环境造成严重威胁。将废水经达 标处理和回用处理后回用于生产系统或生活杂用被称为污水回用。污 水回用的范围很广，从工业上的重复利用水体的补给水和生活用水。 污水回用既可以有效地节约和利用有限的和宝贵的淡水资源，又可以 减少污水或废水的排放量，减轻水环境的污染，还可以缓解城市排水 管道的超负荷现象，具有明显的社会效益、环境效益和经济效益。
市政污水是城市和建制镇排入城市排水系统的水的统称，包括生 活污水、生产废水和在合流制排水系统中截流的雨水。市政污水的量 一般较大，可达每日万吨级以上。经处理后一般达到国家一级或二级 排放标准，排入河道或海洋。城市污水对于缓解缺水城市水资源短缺， 降低城市水源污染具有重要意义。
2010年全国城市排水量将达到600×108m3，全国设市城市的污 水平均处理率不低于50%，重点城市污水回用处理率70%。这就给 污水回用创造了基本条件。全国污水回用率如果平均达到20%，年回 用量可达40×108m3，是正常年份年缺水60×108m3的67%，即通过污 水回用，可解决全国城市缺水量的一多半，回用规模及回用潜力之大， 足可以缓解一大批缺水城市的供水紧张状况。
目前市政污水回用，大部分是作为中水回用于景观水，或工业冷 却循环水。在很多地区，由于污水中含盐量高或有机物、悬浮含量高， 达标污水经过简单回用处理仍然无法满足回用水质(如循环水补水、锅 炉补水)要求。此时需要对达标污水进行进一步深度处理。在污水的深 度处理技术中，超滤反渗透双膜技术是目前最为经济可行的方法。
反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术。其原理是 在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些 物质和水分离开来。由于反渗透膜的膜孔径非常小(仅为1nm左右)， 因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等(去 除率高达97-99%)。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、 操作简便等优点。目前绝大部分商业反渗透膜都是卷式形态的标准元 件。
双膜技术是将超滤/微滤(UF/MF)技术和反渗透(RO)技术相 结合在一起的工艺。由于反渗透膜对进水水质要求很高(通常要求污 染指数SDI≤5)，否则极易被污染堵塞而降低甚至丧失其高精度的过滤 功能，而超滤/微滤过滤系统的产水水质完全可以满足反渗透系统对 进水水质的要求。因此，在反渗透系统前设置超滤/微滤系统，可以 有效地防止反渗透膜的污染和堵塞，延长了反渗透膜的使用寿命。目 前双膜法水处理技术可以广泛应用于化工、电力、电子、制药、石化、 纺织、食品等领域的纯水和超纯水制备，以及海水淡化、苦咸水淡化 和特种分离过程，特别是在污水资源化再生利用方面。双膜法可直利 用企业的生化出水作为原水，处理后可以达到锅炉补充水的水质要求， 为企业节约水资源。
CN1796314A提出了一种采用包括混凝过滤、臭氧氧化、生物氧 化在内的深度处理工艺，主要去除难去除微量有机物、细菌、病毒等 以达到回用目的，工艺还可能包括纳滤和反渗透工艺进行进一步处理。 该工艺中纳滤和反渗透前没有设置超滤，对于较差水质很难保证纳滤 和反渗透的稳定运行。
CN101209886A提出了一种采用膜生物反应器与反渗透联用的城 市污水深度处理回用工艺。以城市二级出水为原水，进入膜生物反应 器MBR系统进行生物预处理以除去其中的BOD。该工艺需要对二级 出水进行进一步生化，运行成本相对较高，超滤运行通量偏低。
CN101544448A提出了一种采用移动床生物反应器-混凝沉淀-气 浮-多介质过滤-超滤-反渗透工艺，回用水质可达到循环水和电厂锅炉 补给水的要求。该工艺预处理流程较长，处理成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题：
针对达标市政污水，进一步降低其含盐量或有机物、悬浮物含量， 满足回用对象的回用要求;使用较简单流程实现市政污水的回用，工 艺流程抗污水冲击能力强，并能有效降低运行成本。
针对达标市政污水盐含量和COD等污染物指标无法满足回用要 求的情况;为实现对达标市政污水的深度处理，同时减少运行成本， 降低投资;本发明提供了一种达标市政污水的深度处理工艺，包括了 絮凝沉淀、杀菌、碟片过滤、浸没式超滤和反渗透工艺单元。污水中 的悬浮物、胶体和悬浮性的COD可以通过絮凝沉淀、碟片过滤去除; 污水中的细菌可通过杀菌和超滤去除;污水中的盐分和溶解性COD 可以通过反渗透去除。本发明的工艺流程如图1所示，具体包括如下 步骤：
(1)所述絮凝沉淀在澄清器(池)设备(如机械加速澄清池、水 力循环澄清池等)中进行。加入的絮凝剂为无机高分子絮凝剂或有机 高分子絮凝剂。絮凝沉淀可去除污水中的30%～70%悬浮物、胶体和 10%～40%的COD。
(2)所述杀菌单元是设在混凝沉淀系统后，碟片过滤器前。通过 加药泵投加非氧化性杀菌剂。通过投加出水细菌数小于1000cfu/ml。
(3)所述碟片过滤设置在超滤单元前，作为超滤膜前的保护措施， 碟片过滤器出水浊度小于5NTU。
(4)所述浸没式超滤单元，在膜池中安放浸没式超滤膜组件，底 端与进水和排水管路连结。浸没式组件共有若干组超滤膜。浸没式膜 组件顶端与产水管路和超滤产水泵连接，同时超滤清洗液也由超滤产 水端进入清洗超滤膜。通过浸没式超滤的处理，去除了污水中绝大部 分的悬浮物、细菌和浊度，达到反渗透进水要求。
(5)所述反渗透系统，采用芳香聚酰胺的卷式反渗透膜组件，有 若干支压力容器并联排放，每支压力容器安放8040膜组件4～6根。 反渗透膜组件前端与高压泵连接。高压泵进口前设置有加药口。产水 端与产水箱连接，浓水端与循环管路泵连接。反渗透浓水部分排放， 部分通过循环泵增压后返回到反渗透膜入口处。反渗透装置具备在线 清洗功能。经过反渗透系统的处理，去除污水中的绝大部分盐分、有 机物及色度(>97%)，达到或部分达到深度回用要求。反渗透高压泵 前设有加药口，一般浓水结垢指数LSI小于1时无需添加阻垢剂，LSI 大于1时可适量添加阻垢剂。
絮凝沉淀单元，采用絮凝剂可以是无机絮凝剂，也可以是有机絮 凝剂，也可以是两种一起使用。无机絮凝剂可以是例如聚合铝和聚合 铁的一种或两种，有机高分子絮凝剂例如是聚丙烯酰胺。絮凝剂的投 加剂量为5～40mg/L(以投加总剂量计)。优选的絮凝剂投加方式为投 加5～15mg/L的聚合铝以及5～10mg/L聚丙烯酰胺。
杀菌单元，投加的非氧化性杀菌剂可以是异噻唑啉酮、二溴氮氚、 二溴次氮基丙酰胺。杀菌剂投加量为1～5mg/L，其投加方式为交替连 续投加。优选的杀菌剂投加方式为投加异噻唑啉酮3mg/L，二溴次氮 基丙酰胺3mg/L，两种杀菌剂交替使用，每5天切换使用。
碟片过滤单元，碟片过滤精度为50～200微米。优选的碟片过滤 精度为100微米。
浸没式超滤单元，超滤膜采用中空纤维膜，材质可以是聚偏氟乙 烯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯中的一 种或几种，孔径范围为0.01～0.2μm之间。优选的超滤膜为聚偏氟乙 烯膜，孔径为0.05μm。超滤膜的运行参数为：运行压力为0.02～ 0.06MPa，运行时间设置为每运行10～30分钟清洗20～120秒，每4～ 8小时采用化学加强分散洗对超滤膜进行清洗。优选的超滤膜运行参 数为：运行压力0.02～0.04MPa，每运行20分钟清洗30秒，每6小 时对超滤膜进行化学加强分散洗。
反渗透单元，反渗透膜采用芳香聚酰胺卷式膜。反渗透膜的运行 参数为：运行压力0.6～2.0MPa，运行时间设置为每运行1～8小时清 洗1～4分钟。优选的膜运行参数为运行压力0.8～1.2MPa，每运行4 小时清洗2分钟。
在本工艺中，在絮凝沉淀单元去除30%～70%悬浮物和10%～ 40%的COD，以利于膜系统的稳定运行。经过碟片过滤处理，可对浸 没式超滤膜起保护过滤作用，防止大颗粒悬浮物(如污水携带的生活 垃圾等)对膜丝的损伤。经过絮凝沉淀和碟片过滤处理后，可去除绝 大部分大颗粒悬浮物(>99%)和5%～10%的COD。这样，对于一级 或二级排放标准的污水，污水的COD对于膜系统来说仍然较高，为 了维持膜系统的长期稳定运行，在不增加生物深度处理情况下，在膜 系统中强化了自动清洗功能。通过对超滤和反渗透进行在线的自动清 洗延长化学清洗周期，同时由于对超滤和反渗透都采用了分组在线自 动清洗的方法，清洗不会影响整个系统的正常运行。
经过本工艺处理，出水完全可达到工业循环水补水指标，主要水 质指标(电导、COD、硬度、细菌)优于当地新鲜水水质。若再经深 度处理，则完全可达到锅炉补给水水质要求。
本发明工艺的特点在于：
对于达标污水，无需进一步生化，仅使用最少预处理步骤，直接 用双膜法进行处理。
采用非氧化性杀菌剂进行杀菌，污水进入反渗透之前无需加还原 剂还原，对超滤和反渗透系统都有杀菌效果。
反渗透浓水与大量市政污水勾兑后排放或进一步处理，解决反渗 透浓水排放问题。
膜系统药剂使用量低，耐污染性能好。
与目前采用的一些市政污水深度回用工艺相比，本发明的有益效 果包括：
除了使用少量絮凝剂以及杀菌剂外，无需连续使用其他药剂，处 理成本较低，产生污泥量小，便于处置。
对于达标污水来说，进一步生化处理效率不高且成本较高。由于 对超滤反渗透系统进行了改进，提高了系统的抗污染能力，本发明无 需对污水进一步生化处理，处理成本较低。
杀菌剂使用非氧化性杀菌剂，在进入反渗透之前无需还原，并对 反渗透系统有杀菌作用。
超滤采用浸没式超滤方式，占地面积小，纳污能力强，能耗较低。
反渗透膜系统具备自动清洗功能，能有效延长化学清洗周期。
