CN101544448B - 一种城市污水回用于循环冷却水和电厂锅炉给水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种城市污水回用于循环冷却水和电厂锅炉给水的方法，包括如下步骤：城市污水处理厂经二级生化处理后符合排放标准的外排污水进入移动床生物膜反应器，在移动床生物膜反应器中对BOD和氨氮进行降解，经移动床生物膜反应器处理后的水引入快速混合池，在快速混合池中与混凝剂快速混合，与混凝剂快速混合的水进入絮凝池，絮凝处理后的水进入气浮滤池，进行溶气气浮和多介质过滤处理，经过溶气气浮和多介质过滤处理后的水进入到超滤膜，并进行膜的粗分离，将经过膜的粗分离的水引入一级反渗透设备中进行一次膜分离，将经过一次膜分离处理后的水引入二级反渗透设备中进行二次膜分离处理并将处理后的水为锅炉给水提供。本发明的方法产水水质好、效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种城市污水的回用方法，进一步地涉及一种城市污水回用于循环冷却水和电厂锅炉给水的方法。属于污水处理及回用方法技术领域。
背景技术
中国水资源短缺和水污染形式十分严峻，是世界13个贫水国之一，人均占有水量仅为世界人均水平的四分之一，居世界149个国家的第110位，属于水资源严重短缺的国家。
工业企业是用水大户，近年来，随着水资源日益匮乏，水源的供给已经成为限制企业扩产、增产的制约因素。一方面水资源严重短缺，另一方面工业用水浪费问题严重、耗水量大，单位工业产值取水量与发达国家相比还有相当的差距。
为了缓解水资源短缺，众多企业作了两方面的工作，一是节约用水，特别是提高工业用水的利用率；二是寻找新的可利用非传统水资源，如工业污水、生活污水、海水等，最为可行的途径是实现污水回用。
通常污水回用技术需要多种工艺的组合，单一的某种水处理工艺很难达到回用水质要求。“二级出水-混凝、沉淀或澄清-过滤-超滤-反渗透”是目前采用最多的处理工艺，来达到进一步去除二级生化处理厂未能去除的胶体物质、部分重金属和有机污染物的目的。二级出水生化需氧量BOD(biochemical oxygen demand，缩写为BOD)低于15mg/l，经过混凝过滤后，BOD为5mg/l左右，对有机物、氨氮的去除能力不强，出水水质不稳定，影响后续UF和RO处理，减少UF膜和RO膜的寿命，造成供水不连续。
同时这种工艺存在处理流程长、基建投资大、药耗高、运行费用高的缺陷。因此，在中国污水回用大力开展的今天，迫切需要研发适合中国国情的污水回用新工艺。该工艺应具备高效、价廉、流程短、易普及的特点。只有这样，才能推动中国污水回用事业的发展，从根本上缓解水资源紧缺的状况。
发明内容
本发明为了克服现有技术中存在的缺陷，提供一种城市污水回用于循环冷却水和电厂锅炉给水的方法。
本发明的一种城市污水回用于循环冷却水和电厂锅炉给水的方法是通过以下技术方案实现的：
一种城市污水回用于循环冷却水和电厂锅炉给水的方法，包括如下步骤：
步骤1：城市污水处理厂经二级生化处理后符合排放标准的外排污水进入移动床生物膜反应器；
步骤2：通过移动床生物膜反应器降解污水中的BOD和氨氮；
步骤3：移动床生物膜反应器处理后的出水进入到快速混合池，在快速混合池中与混凝剂快速均匀地混合，达到混凝剂水解的要求；
步骤4：污水与药剂经混合后，进入絮凝池，通过絮凝设备成产生细小絮花；
步骤5：絮凝后的水进入气浮滤池，进行溶气气浮和多介质过滤处理；
步骤6：经过溶气气浮和多介质过滤处理后的水进入超滤膜，进行膜的粗分离，截留水中胶体微粒、高分子物质和微生物处理；
步骤7：将经过膜的粗分离的水引入到一级反渗透设备中进行一次膜分离处理；
步骤8：经过一次膜分离处理后的水进入到二级反渗透设备中进行二次膜分离处理；处理后的水作为锅炉给水。
所述超滤膜在进行加药冲洗后的排水外排到污水管网，超滤膜在对污水处理后必定会产生沉淀或污垢，此时需要对超滤膜进行加药冲洗，以便不影响其正常工作，加药冲洗所产生的污水外排到污水管网。
经过所述一级反渗透设备一次膜分离后的浓缩水排入到外排污水管网，一级反渗透设备在前一步的水进行处理后，将产生浓缩水，外排到污水管网与市政污水统一处理。
经过气浮滤池进行溶气气浮和多介质过滤处理后的水部分作为循环冷却补充水。
本发明相对于现有技术具有如下有益效果：
1、本发明采用“移动床生物膜反应器+气浮滤池+超滤膜+反渗透”工艺对城市污水进行深度处理后回用于锅炉循环冷却水和补给水，代替原来一直使用的新鲜水，可以实现市政污水的综合利用。而它们的组合工艺是使污水得到回用的一个重要途径，它确保了污水回用处理工艺的广泛适应性和低成本的运行和维护。
2、本发明产水水质好、效率高、占地少，必将在污水回用处理领域得到广泛应用。
3、本发明对工业污水处理后，能够达到城市污水二级生化处理标准，也能用此方法进行深度处理回用，实现污水资源化和节能减排的目的，减少环境污染，给企业带来显著的经济效益、社会效益和环境效益，并提高企业的技术水平。
4、本发明中的移动床生物膜反应器工艺具有较高的脱氮效果，采用气浮滤池与移动床生物膜反应器工艺组合对污水进行深度处理，出水COD为城市污水二级生化处理出水的50％左右，由于良好的出水水质，有效的增加后续膜的通量5～8％，系统不设二沉池，占地面积小。
附图说明
图1为本发明的一种城市污水回用于循环冷却水和电厂锅炉给水的方法流程图。
具体实施方式
为了使本领域的一般技术人员能够清楚理解本发明的技术方案，现结合附图对本发明作进一步详尽地说明：
一种城市污水回用于循环冷却水和电厂锅炉给水的方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤1：城市污水处理厂经二级生化处理后符合排放标准的外排污水进入移动床生物膜反应器；
步骤2：通过移动床生物膜反应器降解污水中的BOD和氨氮；
步骤3：移动床生物膜反应器处理后的出水进入到快速混合池，在快速混合池中与混凝剂快速均匀地混合，达到混凝剂水解的要求；
步骤4：污水与药剂经混合后，进入絮凝池，通过絮凝设备成产生细小絮花；
步骤5：絮凝后的水进入气浮滤池，进行溶气气浮和多介质过滤处理；
步骤6：经过溶气气浮和多介质过滤处理后的水进入超滤膜，进行膜的粗分离，截留水中胶体微粒、高分子物质和微生物处理；
步骤7：将经过膜的粗分离的水引入到一级反渗透设备中进行一次膜分离处理；
步骤8：经过一次膜分离处理后的水进入到二级反渗透设备中进行二次膜分离处理；处理后的水作为锅炉给水。
实施例：
以某城市污水处理厂经二级生化处理后符合排放标准的外排合格污水作为源水，处理规模约出产品水为Q＝20000m3/d(主要用作装置或电厂用一级脱盐水，即电厂中压锅炉使用的中压锅炉用水，少量用作循环冷却水)。移动床生物膜反应器两座，尺寸为27.0×11.0×6.0m；气浮滤池两座，尺寸为10.0×5.0×6.0m；8列超滤膜单元，正常运行(七开一备)。一级反渗透设备的膜总通量为50544m3/d，二级反渗透设备的膜总通量为30240m3/d。使用本发明来处理某城市污水处理厂经二级生化处理后符合排放标准的外排合格污水的方法如下：
步骤1：以该城市污水处理厂经二级生化处理后符合排放标准的外排污水作为源水，进入移动床生物膜反应器；
步骤2：在移动床生物膜反应器中对合格的源水进行BOD和氨氮去除。BOD和氨氮是两个最为重要的参数，因为BOD(生化需氧量)和氨氮将会造成膜系统内微生物繁殖，导致生物结垢，引起产水率降低，进而整个系统报废。移动床生物膜反应器中的微生物附着生长于悬浮填料表面，具有很长的污泥龄(20～40天)，非常有利于生长缓慢的硝化菌等自养型微生物的繁殖，填料表面有大量的硝化菌繁殖，因此系统具有很强的硝化去除氨氮能力，同时附着生长方式利于其它特殊菌群的自然选择，也有利于生长缓慢的微生物的富积，从而可有效的降解一些难降解的污染物，从而获得更低的出水COD浓度。
步骤3：移动床生物膜反应器处理后的出水进入到快速混合池，在快速混合池中与混凝剂快速均匀地混合，达到混凝剂水解的要求；
步骤4：污水与药剂经混合后，进入絮凝池，通过絮凝设备成产生细小絮花；
步骤5：将絮凝处理后的水引入气浮滤池，进行溶气气浮和多介质过滤处理，本发明的气浮滤池是溶气浮选池与多介质滤池相结合的一种新型工艺，快速混合、絮凝池为辅助系统，气浮滤池上部为矩形溶气浮选池、下部为多介质滤池。本气浮滤池的气泡直径在10μm～20μm，比起传统的溶气气浮气泡直径30～100μm要小得多，更易于将一些悬浮的微小颗粒带上去，因此，可以很好的去除油类、SDI、浊度等。经过气浮滤池处理后，浊度小于0.5NTU，COD小于30mg/l，此时的水可以用作工业循环冷却水，同时也达到进入下一处理流程的要求。
步骤6：将经过溶气气浮和多介质过滤处理后的水引入到超滤膜，并进行膜的粗分离，截留水中胶体微粒、高分子物质和微生物处理，超滤膜具有近高密的细微孔，能有效截留水中胶体微粒、高分子物质和微生物等。本发明在超滤膜前投加絮凝剂，一方面为了在超滤膜表面形成滤饼层，保护超滤膜，另一方面，提高过滤效果，经过超滤工艺后，SDI小于2.5，超滤工艺操作压力低，设备简单，取代传统的精密过滤等处理工艺，保障反渗透膜安全运行。
步骤7：将经过膜的粗分离的水引入到一级反渗透设备中进行一次膜分离处理；
步骤8：经过一次膜分离处理后的水进入到二级反渗透设备中进行二次膜分离处理。并将处理后的水作为锅炉给水提供，反渗透作为脱盐的手段之一，在处理高含盐量水时，其技术和经济性大大优于传统的离子交换法和电渗析法，已经得到广泛的应用。本发明利用二级反渗透膜以截留部分溶解性的颗粒，达到除盐效果。本发明中的二级反渗透浓缩液回流到一级反渗透进水口再次进行处理，以降低对环境的二次污染。
超滤膜在进行加药冲洗后的排水外排到污水管网。
一级反渗透设备一次膜分离后的浓缩水排入到外排污水管网。
气浮滤池进行处理后的水部分作为循环冷却补充水。
经过本发明的方法对该城市污水处理厂经二级生化处理后符合排放标准的外排合格污水作为水源进行上述步骤处理后的效果见附表1：
附表1：试验中进出水水质
| 序号 | 污染指标 | 单位 | 进水 | 循环冷却水 | 电厂一级脱盐水 |
| 1 | PH | 6～9 | 6.5-8.5 | 8.8-9.2 | |
| 2 | 浊度 | NTU | 3 | 0.02 | |
| 3 | SS | mg/l | 30 | 4 | 0.02 |
| 4 | 总固体 | Mg/l | 550 | 1.6 | |
| 5 | 总硬度(以CaCO3计) | mg/l | 300 | 200 | 0.05 |
| 6 | 总碱度(以CaCO3计) | mg/l | 300 | 200 | 0.4 |
| 7 | Cl- | mg/l | 220 | 160 | 0.43 |
| 8 | COD | mg/l | 80 | 30 | 0.06 |
| 9 | BOD5 | mg/l | 40 | 6 | 0.015 |
| 10 | NH3-N | mg/l | 30 | 0.8 | 0.02 |
| 11 | TP | mg/l | 12 | 0.5 | 0.016 |
| 12 | 石油类 | mg/l | 0.2 | 0.01 | |
| 13 | 总铁 | mg/l | 2 | 0.3 | 0.012 |
| 14 | 游离余氯 | mg/l | 0.5 | ||
| 16 | SiO2 | ppb | 80 | ||
| 17 | 电导率 | μS/cm | 8 | ||
| 18 | 氧 | ppb | 14 | ||
| 19 | 硬度(以Ca2+计) | μmol/l | 0.12 | ||
| 20 | Na+ | ppb | 256 |
从上述实施例对城市污水经二级生化处理后符合排放标准的外排合格污水通过本发明的方法进行处理后所检测出的指标来看，符合循环冷却水及锅炉用水的标准。
Claims (3)
1.一种城市污水回用于循环冷却补充水和电厂锅炉给水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：城市污水处理厂经二级生化处理后符合排放标准的外排污水进入移动床生物膜反应器；
步骤2：通过移动床生物膜反应器降解污水中的生化需氧量和氨氮；
步骤3：移动床生物膜反应器处理后的出水进入到快速混合池，在快速混合池中与混凝剂快速混合；
步骤4：将经过快速混合处理后的水进入到絮凝池；
步骤5：絮凝后的水进入气浮滤池，进行溶气气浮和多介质过滤处理；
步骤6：经过溶气气浮和多介质过滤处理后的水进入超滤膜，进行膜的粗分离，截留水中胶体微粒、高分子物质和微生物处理；
步骤7：经过超滤膜处理后的水进入到一级反渗透设备中进行一次膜分离处理；
步骤8：经过一次膜分离处理后的水进入到二级反渗透设备中进行二次膜分离处理；处理后的水作为电厂锅炉给水；经过所述气浮滤池进行处理后的水部分作为循环冷却补充水。
2.根据权利要求1所述的一种城市污水回用于循环冷却补充水和电厂锅炉给水的方法，其特征在于，所述超滤膜在进行加药冲洗后的排水外排到污水管网。
3.根据权利要求1所述的一种城市污水回用于循环冷却补充水和电厂锅炉给水的方法，其特征在于，经过所述一级反渗透设备一次膜分离后的浓缩水排入到外排污水管网。
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