一種膜技術用于城市污水深度處理回用的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及城市污水深度處理回用處理技術領域,具體說是一種膜技術用于城市污水深度處理回用的方法。所述城市污水尤指城市達標外排污水,所述膜技術為雙膜技術,具體包括超濾和反滲透技術。
【背景技術】
[0002]水是人們生活和國民經濟建設中不可缺少的重要資源,是不可替代的物質。隨著經濟的發展、人口的增長和人們物質文化生活水平的提高,世界各地對水的需求在日益增長,水資源短缺已成為許多國家的突出問題。
[0003]市政污水是城市和建制鎮排入城市排水系統的水的統稱,市政污水包括生活污水、生產廢水和在合流制排水系統中截流的雨水。市政污水的量一般較大,可達每日萬噸級以上,市政污水經處理后一般達到國家一級或二級排放標準排入河道或海洋(此即城市達標外排污水,簡稱為城市污水)。城市污水對于緩解缺水城市水資源短缺,降低城市水源污染具有重要意義。
[0004]為了解決工業水資源用水緊張的問題,水的再生與回用,將城市污水開發為第二水源已越來越受到人們的重視。對于缺水城市來說,城市污水深度處理回用比開發新水源更為重要,更符合我國貧水的客觀事實,更具有現實的意義。以城市污水作為原水,根據需要進行深度處理回用,然后供給工業生產、城市綠化、市政用水等是解決水資源短缺的最有效途徑,是缺水城市勢在必行的重大決策。這樣一方面補充了水資源的短缺,另一方面也減少了城市自來水的消耗量。同時,城市污水深度處理回用后可用于工業、農業等,減少了排向水域的污水量,創造了可觀的環境效益,并且這種環境效益與經濟效益是統一的;省卻了水資源費,以及取水與遠距離輸送水的能耗與建設費用,以城市污水為原水進一步深度處理回用的成本就能夠低于以自然水為原水的自來水廠。因此,城市污水深度處理回用(城市污水資源化),既可以防治水污染,保護水環境,也是解決城市水資源不足的一個重要途徑。
[0005]2010年全國城市的排水量將達到600X 108m3,全國城市的市政污水的平均處理率不低于50%,重點城市的市政污水回用處理率70%。這就給城市污水深度處理回用創造了基本條件。全國的城市污水深度處理回用率如果平均達到20%,年回用量可達40X 108m3,是正常年份年缺水60 X 108m3的67%,即通過城市污水深度處理回用,可解決全國城市缺水量的一多半,回用規模及回用潛力之大,足可以緩解一大批缺水城市的供水緊張狀況。
[0006]目前市政污水回用,大部分是將城市污水作為中水回用于景觀水,或工業冷卻循環水。在很多地區,由于市政污水中含鹽量高或有機物、懸浮含量高,城市污水經過簡單回用處理仍然無法滿足回用水質(如循環水補水、鍋爐補水)要求。此時需要對城市污水進一步深度處理回用。在污水的深度處理技術中,膜分離技術是目前最為經濟可行的方法。
[0007]雙膜技術是將超濾/微濾(UF/MF)技術和反滲透(RO)技術相結合在一起的工藝。由于反滲透膜對進水水質要求很高(通常要求污染指數SDI ( 5),否則極易被污染堵塞而降低甚至喪失其高精度的過濾功能,而超濾/微濾過濾系統的產水水質完全可以滿足反滲透系統對進水水質的要求。因此,在反滲透系統前設置超濾/微濾系統,可以有效地防止反滲透膜的污染和堵塞,延長了反滲透膜的使用壽命。目前雙膜法水處理技術可以廣泛應用于化工、電力、電子、制藥、石化、紡織、食品等領域的純水和超純水制備,以及海水淡化、苦咸水淡化和特種分離過程,特別是在污水資源化再生利用方面。雙膜法可直接利用企業的生化出水作為原水,處理后可以達到鍋爐補充水的水質要求,為企業節約水資源。
[0008]中國發明專利CN1796314A提出了一種采用包括混凝過濾、臭氧氧化、生物氧化在內的深度處理工藝,主要去除難去除微量有機物、細菌、病毒等以達到回用目的,工藝還可能包括納濾和反滲透工藝進行進一步處理。該工藝中納濾和反滲透前沒有設置超濾,對于較差水質很難保證納濾和反滲透的穩定運行。
[0009]中國發明專利CN101209886A提出了一種采用膜生物反應器與反滲透聯用的城市污水深度處理回用工藝。以城市二級出水為原水,進入膜生物反應器MBR系統進行生物預處理以除去其中的B0D。該工藝需要對二級出水進行進一步生化,運行成本相對較高,超濾運行通量偏低。
[0010]中國發明專利CN101544448A提出了一種采用移動床生物反應器?混凝沉淀?氣浮?多介質過濾?超濾?反滲透工藝,回用水質可達到循環水和電廠鍋爐補給水的要求。該工藝預處理流程較長,處理成本較高。
[0011]中國實用新型專利CN201538718U提出了一種市政污水采用“投加殺菌劑?投加混凝劑?多介質過濾?換熱?自清洗過濾?超濾?中間水箱(加酸/非氧化性殺菌劑)?投加還原劑/阻垢劑?保安過濾?反滲透”的深度處理回用系統,經處理后的凈水作為冷軋企業循環水的補充水或脫鹽水站的補水。
[0012]中國實用新型專利CN201309866Y提出了一種采用“碟片過濾?超濾裝置?中間水箱?保安過濾?反滲透”工藝的廢水回用處理裝置,采用上述裝置處理后的出水水質達到工業用水水質要求,從而實現生產回用。
[0013]上述實用新型專利和發明專利,雖均從結合不同的預處理方法、采用超濾和反滲透組合工藝的角度出發,進行了城市達標外排污水的深度處理回用,但從上述專利所涉及的工業膜裝置運行的情況來看,主要存在如下技術問題:
[0014]①現有的工業超濾膜系統對原水水質(COD/懸浮物/硬度等)的要求較高,通常石化企業達標污水水質無法滿足進膜要求,需要進行一系列的膜前預處理,由此增加了固定投資和運行費用;
[0015]②傳統反滲透系統對進水COD有嚴格要求(小于100mg/L),因此現有的雙膜系統只能處理生化出水且COD值較低的廢水體系;
[0016]③現有的雙膜系統需要設置中間水箱和保安過濾器,極易引起微生物滋生以及保安過濾器的嚴重堵塞,使得保安過濾器需經常更換;
[0017]④現有的工業膜裝置均采用連續投加NaClO殺菌,殺菌后進入反滲透前需投加過量的NaHS03還原劑以防止過量余氯對反滲透膜的破壞,如此一來既增加了藥劑成本,又為反滲透膜的運行存在破壞性的風險;
[0018]⑤反滲透系統運行達到清洗周期后需要停機清洗,不能實現分散洗,并且反滲透膜系統串聯組件較多,導致后段反滲透的膜面流速偏低且污染嚴重。
[0019]因此,現有雙膜裝置存在的不能適應高COD水質、預處理流程復雜、超濾反滲透工藝流程中設置多個中間水箱、保安過濾等,且需要添加大量絮凝劑、殺菌劑、還原劑等降低懸浮物含量及控制微生物對膜系統的污染等缺點有待進一步研究、改進。
【發明內容】
[0020]針對現有技術中存在的缺陷,本發明的目的在于提供一種膜技術用于城市污水深度處理回用的方法,采用“簡單預處理?壓力式超濾?反滲透”組合工藝技術對城市達標外排污水進行深度處理回用,大大簡化現有城市污水深度處理回用系統的工藝流程、提高膜系統的運行周期,降低城市污水深度處理回用的投資運行成本,提高城市污水的利用率,最大限度降低廢水排放量。
[0021]為達到以上目的,本發明采取的技術方案是:
[0022]一種膜技術用于城市污水深度處理回用的方法,其特征在于:采用“簡單預處理?壓力式超濾?反滲透”組合工藝技術對城市污水進行深度處理回用。
[0023]在上述技術方案的基礎上,所述城市污水為市政污水經處理后達到國家一級或二級排放標準的城市達標外排污水。
[0024]在上述技術方案的基礎上,具體包括以下步驟:
[0025]步驟I,將城市污水經管路輸送至多介質過濾單元,多介質過濾單元出水主要水質指標為:濁度為1.0?2.0NTU, COD為35?40mg/L ;
[0026]步驟2,多介質過濾單元出水輸送至第一級過流式殺菌器進行滅菌處理;
[0027]步驟3,經過滅菌處理后的多介質過濾單元出水進入壓力式超濾膜單元形成超濾產水,所述壓力式超濾膜單元采用外壓式或內壓式超濾膜組件;
[0028]超濾產水濁度為0.5?1.0NTU, COD為30?35mg/L,SDI為I?3,總鐵含量小于
0.04mg/L ;
[0029]步驟4,超濾產水經第二級過流式殺菌器進行二次滅菌處理;
[0030]步驟5,經過二次滅菌處理后的超濾產水直接輸送至反滲透膜系統,所述反滲透膜系統具有濃水端反向沖洗功能。
[0031]在上述技術方案的基礎上,步驟5中所述反滲透膜系統采用部分反滲透濃水循環的方式,
[0032]將一定比例的反滲透濃水與超濾產水混合,然后再經第二級過流式殺菌器進入反滲透膜系統。
[0033]在上述技術方案的基礎上,步驟5中所述反滲透膜系統的反滲透產水主要指標為:
[0034]pH 為 6.0 ?6.6,
[0035]T0C〈L 5mg/L,
[0036]電導〈100yS/cm,
[0037]Cr〈12mg/L,
[0038]Ca2+〈0.lmg/L,
[0039]Mg2+〈0.0 lmg/Lo
[0040]在上述技術方案的基礎上,還包括以下步驟:
[0041]步驟6,反滲透膜系統的反滲透產水經管道泵輸送至用水點。
[0042]在上述技術方案的基礎上,步驟I中的多介質過濾單元采用石英砂、無煙煤、活