申请日2006.12.26
公开(公告)日2008.07.02
IPC分类号C02F9/14; C02F1/44; C02F3/02
摘要
本发明涉及水处理技术领域，涉及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。是以城市污水经过污水厂处理后的二级出水为原水，或将城市污水经过处理达到二级出水后的水为原水，进入膜生物反应器MBR系统进行生化预处理，去除水中的BOD、COD、SS、氨氮，使处理后的水达到反渗透进水水质要求，再经过反渗透系统进一步深度脱盐处理，即可得到所需的回用水。应用MBR技术，其主要污染物COD去除率可达到95%以上，产水悬浮物和浊度近于零，水质良好稳定。从MBR系统出来的再经过入反渗透系统处理后的水，根据工艺要求，可按一定比例勾兑后回用于冷轧钢冷却水，实现了污水的资源化。
权利要求书
1.一种城市污水深度处理回用工艺，其特征在于以城市污水经过污水厂处 理后的二级出水为原水，或将城市污水经过处理达到二级出水后的水为原水，进 入膜生物反应器MBR系统进行生化预处理，去除水中的BOD、COD、SS、氨氮， 使处理后的水达到反渗透进水水质要求，再经过反渗透RO系统进一步深度脱盐 处理，即可得到所需的回用水。
2.根据权利要求1所述的城市污水深度处理回用工艺，其特征在于原水由 MBR供水泵输送到集传统活性污泥法和现代膜分离工艺于一体的MBR生化反应 池，进行生化反应和膜过滤分离，通过池内曝气充氧进一步去除有机物，生化后 MBR反应池中的水通过自吸泵吸入到MBR产水箱，MBR产水箱出来的水，经过反 渗透供水泵、保安过滤器、高压泵将水送到反渗透膜组脱盐，最后得到反渗透脱 盐水。
3.根据权利要求2所述的城市污水深度处理回用工艺，其特征在于生化后 MBR反应池中的水通过自吸泵吸入到MBR产水箱的输送过程中在进入自吸泵之前 加入定量的消毒杀菌剂，进行消毒、杀菌，水通过自吸泵吸入到MBR产水箱的同 时，加入一定量的消毒杀菌剂对MBR产水箱的水源再次消毒、杀菌处理。
4.根据权利要求3所述的城市污水深度处理回用工艺，其特征在于加入一 定量的消毒杀菌剂对MBR产水箱的水源消毒、杀菌处理是向MBR产水箱连续投入 杀菌剂次氯酸钠，浓度按有效氯计，余氯浓度控制在0.25mg/l以下，杀菌剂水 力停留时间20-50min，防止细菌滋生。
5.根据权利要求1所述的城市污水深度处理回用工艺，其特征在于有对膜 生物反应器系统进行清洗的工艺，清洗方法：停止自吸泵、停止膜过滤，关闭输 水管，静置1-5分钟后，停止曝气，排除管内多余的气体，打开清洗药液输入 管，在20-50分钟内注入全部清洗药液，静置60-120分钟，药液和膜的接触时 间为80-170分钟，要得到更好的清洗效果，药液浸泡完毕后，再次打开曝气， 持续20-50分钟，膜清洗周期控制在20-40天。
6.根据权利要求5所述的城市污水深度处理回用工艺，其特征在于清洗药 液为次氯酸钠，清洗后的水中含有大量的氯，从MBR系统出来的水还有剩余的自 由氯/臭氧这类氧化性物质，为了不影响后续RO膜的运行效果，要添加还原剂亚 硫酸氢钠NaHSO3来中和，添加量为余氯含量的8-12倍，消除水剩余的自由氯/ 臭氧氧化性物质，减少对膜组器的腐蚀，保护膜组器，还原剂药液从RO供水泵 7与保安过滤器6之间的注入管注入。
7.根据权利要求2所述的城市污水深度处理回用工艺，其特征在于反渗透 RO系统中在反渗透供水泵与保安过滤器之间有还原剂添加装置、阻垢剂添加装 置。
8.根据权利要求7所述的城市污水深度处理回用工艺，其特征在于MBR处 理的产水在进反渗透系统前加入药量为2～8mg/L膜阻垢剂MC-BP，以减轻反渗 透膜浓水侧的结垢趋势，延缓出现CaCO3、MgCO3、MgSO4、CaSO4、BaSO4、SrSO4、 SiO2无机盐类结晶析出、结垢、盐晶体成长来推迟沉淀的过程，促使晶体不会形 成一定大小和足够的浓度而沉淀下来，随浓水排到反渗透系统外。
9.根据权利要求7所述的城市污水深度处理回用工艺，其特征在于RO系统 运行中发生下述情况，进行化学清洗来保证反渗透膜的透水量：
a、当标准化后的产水流量比上次清洗后减少10～15%;
b、当标准化后的产水水质比上次清洗后降低10～15%;
c、当标准化后的压降比上次清洗后增加10～15%;
应停机对反渗透膜进行清洗，以恢复反渗透膜的性能，整套制水系统附加有 清洗装置，利用所配的软管和快速接头，可方便地对系统各段反渗透膜进行清洗， 每次清洗过程时间需1～2小时。
10.根据权利要求7所述的城市污水深度处理回用工艺，其特征在于反渗透 系统中有自动冲洗装置，在系统停机时，自动冲洗膜元件表面，将膜表面的污染 水置换成净化水，防止表面沉积物的污染，反渗透系统的清洗周期一般在40～ 45天。
说明书
城市污水深度处理回用工艺
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，涉及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。
背景技术
将城市污水作为第二水源，可以缓解水资源的紧张问题，城市污水经适当 处理后重复利用，可促进水在自然界中的良性循环。由于城市污水量大，就近 可取，易于收集，水质水量比较稳定可靠，作为第二水源比利用雨水和海水可 靠得多;其次，污水再生利用可减轻江河、湖泊污染，保护水资源不受破坏， 减少用水费用和污水净化处理费用。再生利用工程的水量越大，其吨水投资越 小，成本越低，经济效益越明显。
国外城市污水二级出水回用的实例很多，国内近几年进行了较多的尝试， 因此对于严重缺水的首都北京和其他缺水城市来说，尽快解决城市污水深度处 理回用，大大缓解这些缺水城市缺水的严峻形势是迫在眉睫的事情。把城市污 水深度处理后回用到工业、景观、绿化、洗车、冲厕中，是开源节流、减轻水 体污染、改善生态环境，解决未来缺水的有效途径之一，同时会带来可观经济 效益、社会效益和长远的生态环境效应，也是有效节约水资源的重要举措。
目前我国对城市污水处理主要还停留在对城市污水处理达到所排放的水不 再污染环境和不污染下游水资源的水平，对所处理的水如何达到回用的水平， 还没有有效的方法，如目前许多城市污水处理厂采用的传统活性污泥法处理的 城市污水的出水可以达到国家二级处理排放要求，但还达不到回用水的要求， 这对于缺水严峻的城市来说，污水处理后的回用仍然是急需解决的一个重要难 题。
污水处理方法中的膜生物反应器技术是膜技术和污水生物处理技术有机结 合产生的废水处理技术。采用该方法处理后的水，尽管去除了水中的BOD、COD、 SS、氨氮等，但出水盐浓度较高，仍旧达不到各种情况下对水回用的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是要提供一种城市污水深度处理回用工艺，把 城市污水深度处理后回用到工业生产中，为城市用水开源、减轻水体污染、改 善生态环境，同时会带来可观经济效益、社会效益和长远的生态环境效应。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是该城市污水深度处理回用工艺以 城市污水经过污水厂处理后的二级出水为原水，或将城市污水经过处理达到二 级出水后的水为原水，进入膜生物反应器(Membrane Bioreactor，简称MBR) 系统进行生化预处理，去除水中的BOD、COD、SS、氨氮等，其去除率为：BOD、 COD去除率95%以上，SS去除率99%以上，氨氮去除率90%以上，使处理后的 水达到反渗透进水水质，再经过反渗透(简称RO)系统进一步深度脱盐处理，即 可得到工业生产所需的回用水。
优选的是原水由MBR供水泵输送到集传统活性污泥法和现代膜分离工艺于 一体的MBR生化反应池，进行生化反应和膜过滤分离，通过池内曝气充氧进一 步去除水中有机物，之后采用自吸泵负压抽吸提供动力，使水透过膜组件，污 染物被截留在MBR生化反应池内的膜过滤处理过程，过滤后的清水汇入MBR产 水箱，MBR产水箱出水，经过反渗透供水泵、保安过滤器、高压泵将水送到反 渗透膜组脱盐，最后得到反渗透脱盐水。
进一步优选的是，生化后MBR反应池中的水通过自吸泵吸入到MBR产水箱 的输送过程中在进入自吸泵之前加入定量的消毒杀菌剂如次氯酸钠，进行消毒、 杀菌，水通过自吸泵吸入到MBR产水箱的同时，继续加入一定量的消毒杀菌剂 如次氯酸钠，对MBR产水箱的水源再次消毒、杀菌处理。
优选的是加入一定量的消毒杀菌剂对MBR产水箱的水源消毒、杀菌处理是 向MBR产水箱连续投入杀菌剂次氯酸钠，浓度按有效氯计，余氯浓度控制在 0.25mg/l以下，杀菌剂水力停留时间20-50min，优选30min，防止细菌滋生。
本工艺原水处理过程采用MBR+RO联用系统，由于MBR系统自动化程度高， MBR控制点少，控制简单，成本较低。当用MBR工艺在进水COD提高情况下， 采用外加污水厂排放生物污泥的方法，可满足MBR运行要求，COD去除率可达 90%以上，产水COD小于20mg/L。色度去除率50-80%，产水色度小于30。浊 度大部分可去除，产水浊度小于0.2-0.3NTU之间，即便进水浊度达到400NTU 以上，也能保证产水浊度小于0.3NTU，产水SDI小于4，并且系统水回收率高， 可达到100%，满足反渗透系统的运行条件。MBR系统的产水进入反渗透系统， 去除水中的可溶性盐分、胶体、有机物及微生物，脱盐率大于97%。反渗透膜 分离处理具有操作简单，不发生相变，能耗低，分离过程在常温下进行，特别 适用于对热敏感的物质，如对果汁、酶、药品的分离、分级、浓缩与富集过程。 系统工作中脱盐不消耗酸碱，除浓水外不生成其它污染物质，装置可大可小， 便于自控和维修等先进、高效和节能性等特点。
用本发明对城市污水处理后的回用水可用于钢铁厂中冷轧钢板冷却用水， 例如北京某钢铁公司生产用水量大，同时产生的废水排放多，面临越来越大的 环境污染问题需要急需解决。为适应首都社会经济发展，加大污染治理力度， 采用城市废水深度处理回用于其冷轧钢板冷却水是变废为宝、利国利民，有效 节约水资源的一个新工艺。将MBR+RO两个系统联用在城市污水处理上，可解 决冷轧钢板的冷却用水，同时减少了城市污水排放，变废为宝。这样即节约了 水资源，又减少了环境污染，还解决了生产中用水问题，缓解了城市缺水的矛 盾。
