CN102757151A - 磁分离净化-浅层介质过滤联合工艺生产再生水的方法 - Google Patents

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王吉白
倪明亮
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Abstract

本发明属于水处理中的污水深度处理方法，尤其涉及磁分离净化-浅层介质过滤联合工艺生产再生水的方法。本发明的方法是以污水处理厂的二级出水或者达到同类水质标准的水作为原水，经过磁分离净化、消毒、砂滤后回用。本发明的工艺流程与现有技术相比较，磁盘分离技术可以实现传统深度处理工艺所不足的高效除磷和重金属的性能，出水效果达到或优于传统深度处理工艺，可达到再生水回用要求。

Description

磁分离净化-浅层介质过滤联合工艺生产再生水的方法
技术领域
本发明属于水处理中的污水深度处理方法，尤其涉及磁分离净化-浅层介质过滤联合工艺生产再生水的方法。
背景技术
中国作为一个水资源贫乏和分布不均的国家，今年来由于社会经济快速发展的需要，造成国内水资源污染状况不断恶化，地表水、地下水资源日益短缺。市政污水和工业废水处理后的再生水作为第二水源的重要性已越来越被社会意识到，大量地被用于城镇景观用水、替代工业冷却用水、市政杂用水等用途。
随之而来的再生水深度处理技术也在国内外备受关注，现有的传统再生水深度处理技术可分为物理方法、物化方法和生物方法。物理方法主要有深床过滤、转盘过滤、滤布过滤、膜过滤技术等；物化方法则包含有混凝沉淀、臭氧氧化和消毒技术等；生物方法主要就是生物滤池技术。这些技术的主要目的是对传统工艺二级处理单元进行强化，将二级处理单元无法达到要求的悬浮物、浊度、色度、COD和总磷等指标进行进一步的去除，使二级单元出水经过处理后能够达到再生水的回用标准。
由于独立技术的处理指标的单一性，今年来对传统工艺进行集成组合，形成再生水深度处理工艺，比如：常规混凝沉淀+臭氧工艺、超滤+臭氧工艺、微滤+反渗透+紫外工艺、滤布滤池+消毒工艺、硝化滤池+反硝化滤池工艺。这些集成组合工艺使污废水的深度处理效率大大提高，提升了再生水出水的指标，能够保证再生水回用的目的。但是，这些组合工艺在技术和经济指标上存在缺陷，在实际的工程项目建设和运行中，产生了构筑物复杂、占地面积大、投资成本高、运行费用高等问题，同时在运行中间也会出现组合系统不稳定，易故障等问题。
发明内容
本发明针对现有传统的再生水深度处理工艺的不足，开发出磁分离净化-浅层介质过滤联合工艺生产再生水的方法，该方法强化再生水的深度的处理，同时减短工艺流程、降低工程占地和运行成本。
为达到上述目的，本发明公开了磁分离净化-浅层介质过滤联合工艺生产再生水的方法，是以污水处理厂的二级出水或者达到同类水质标准的水作为原水，经过磁分离净化、消毒、砂滤后回用。其中，所述的消毒单元的消毒时间15~30分钟，砂滤为浅层介质过滤，过滤时间为1~3分钟。
进一步，选用的磁种的剩磁小于8Gs。
 进一步，磁种投加量确定为20-100mg/l。
所述的混凝剂为PAC，投加量为；10mg/l-40 mg/l；助凝剂为PAM，投加量为0.5mg/l-1 mg/l。
消毒单元可采用液氯、次氯酸钠、二氧化氯、臭氧或紫外技术任一技术完成。
浅层介质过滤是多个并联，并联是垂直方向叠放。
浅层介质过滤是多个串联，不同过滤中填入不同材料和不同粒径的滤料；滤料可以为石英砂、陶瓷颗粒、活性炭、树脂中之一；滤料的粒径在0.5 mm-4.0mm。
与现有技术相比较，本发明的优点是： 
1、集成采用磁盘分离技术和浅层介质过滤技术，短流程处理水量大，占地面积小，构筑物少，投资运行费用低，是传统物化法深度处理工艺占地的二分之一至二十分之一，是膜过滤等物理深度处理工艺投资费用的三分之二。
2、本发明的工艺流程与现有技术相比较，磁盘分离技术可以实现传统深度处理工艺所不足的高效除磷和重金属的性能，出水效果达到或优于传统深度处理工艺，可达到再生水回用要求。
3、便于操作，易于管理和维护，减轻了操作人员的劳动强度。
4、对进水水质变化适应性强，再生水出水安全性高，出水水质好。
5、本发明中浅层介质过滤可以通过串联提高处理效果，也可以通过立体叠放并联实现增大处理水量同时减少占地的作用。
6、针对不同的水质条件进行不同滤料及滤径的选择，可实现对不同粒径的悬浮和胶体物质的去除以及对溶解性污染物的吸附。
附图说明
图1为磁分离净化-浅层介质过滤联合工艺生产再生水的方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的结构和工作过程进行说明。
根据图1显示，本发明的效果是这样实现的：（1）污水处理厂的二级出水或者达到同类水质标准的水作为原水，通过重力自流或泵入磁盘分离处理单元，与化学药剂和磁种充分混合反应，在1~2分钟内，污废水中的悬浮物质和胶体物质通过脱稳絮凝形成微磁絮体，同时吸附部分溶解性有机物；絮体同时与溶解态的磷发生反应，形成不溶性微磁沉淀。反应的混合液再通过磁盘分离器吸附、分离微磁絮体沉淀，从而实现去除水体中的悬浮物（SS）、总磷（TP）及部分COD，整个处理过程仅需2~5分钟。
（2）处理后的出水进入消毒单元，可采用液氯、次氯酸钠、二氧化氯、臭氧或紫外技术等物理化学技术完成消毒过程，消毒时间15~30分钟，出水粪大肠杆菌群指标达到回用水要求。
（3）消毒出水泵入浅层介质过滤，过滤时间为1~3分钟，进一步改善处理水的浊度、色度和其他指标，处理出水达到再生水回用要求。
实施例一
采用本工艺深度处理某市政污水处理厂二级出水，处理规模40000m3/d，水质COD为35 mg/L，悬浮物为20mg/L，总磷为1.4mg/L，总氮为25 mg/L，氨氮为12mg/L，粪大肠杆菌40000个/L。原水泵入磁盘分离单元，采用设备内投加药剂，搅拌状态下，先投加 20g/ m3聚合氯化铝进行混凝，后投加80mg/l剩磁为6Gs的磁种，混合，再投加1g/m3聚丙烯酰胺（化学式量1000万）进行聚凝，形成絮体，经磁盘分离单元净化分离后，污泥所含磁种经回收后再利用，回收率达98.5%；出水重力流入消毒单元，投加次氯酸钠4mg/L；出水泵入浅介质过滤，工艺净化后水质COD为15 mg/L，悬浮物为7mg/L，总磷为0.02mg/L，总氮为20 mg/L，氨氮为9 mg/L，粪大肠杆菌500个/L。
 实施例二
本工艺对比试验选用某县镇污水处理厂二级出水，处理规模为10000 m3/d，进水水质中COD为60~65 mg/L，悬浮物为50~70 mg/L，总磷为2~3mg/L，总氮为30 mg/L，氨氮为14 mg/L，粪大肠杆菌40000~60000个/L。在同样的进水及药剂条件下，选用以下三种工艺分别对二级出水进行处理， 工艺一：原水泵入磁盘分离单元，经处理后泵入浅层介质过滤，最后重力流入消毒单元后出水； 工艺二：原水泵入浅层介质过滤，经处理后流入磁盘分离单元，最后重力流入消毒单元后出水；工艺三（本发明流程）：原水泵入磁盘分离单元，经处理后出水重力流入消毒单元，最后泵入浅层介质过滤，处理出水。
实验结果及分析： 
 三种工艺路线出水指标对比
  COD SS 氨氮 TN TP 大肠杆菌 运行成本
工艺一 20 11 10 25 0.08 1200 低
工艺二 35 25 13 27 0.20 1300 略高
工艺三 20 10 10 25 0.07 500 低
根据以上出水指标可知，工艺二的处理效果与运行成本都差于工艺一与工艺三（本发明工艺），是由于浅层介质过滤在流程中位于磁盘分离单元之前，由于其负荷较低，在进水污染物浓度较高时导致处理出水效果不佳，同时比其他两项工艺相比反冲洗频繁，增加运行复杂程度和成本；而工艺三（本发明工艺）由于将消毒单元放置于浅层介质过滤之前，减少了浅层介质过滤进水的细菌数，进而解决了细菌在浅层介质过滤的附着滋生问题，从而提高了出水的水质，优于工艺一的出水水质。

Claims (10)

1.磁分离净化-浅层介质过滤联合工艺生产再生水的方法，其特征在于：污水处理厂的二级出水或者达到同类水质标准的水作为原水，经过磁分离净化、消毒、砂滤后回用。
2.如权利要求1所述的磁分离净化-浅层介质过滤联合工艺生产再生水的方法，其特征在于：所述的消毒单元的消毒时间15~30分钟，砂滤为浅层介质过滤，过滤时间为1~3分钟。
3.如权利要求1或2所述的磁分离净化-浅层介质过滤联合工艺生产再生水的方法，其特征在于：选用的磁种的剩磁小于8Gs。
4.如权利要求3所述的磁分离净化-浅层介质过滤联合工艺生产再生水的方法，其特征在于：磁种投加量确定为20-100mg/l。
5.如权利要求4所述的磁分离净化-浅层介质过滤联合工艺生产再生水的方法，其特征在于：所述的混凝剂为PAC，投加量为；10mg/l-40 mg/l；助凝剂为PAM，投加量为0.5mg/l-1 mg/l。
6.如权利要求5所述的磁分离净化-浅层介质过滤联合工艺生产再生水的方法，其特征在于：消毒单元可采用液氯、次氯酸钠、二氧化氯、臭氧或紫外技术任一技术完成。
7.如权利要求6所述的磁分离净化-浅层介质过滤联合工艺生产再生水的方法，其特征在于：浅层介质过滤是多个并联，并联是垂直方向叠放。
8.如权利要求7所述的磁分离净化-浅层介质过滤联合工艺生产再生水的方法，其特征在于：浅层介质过滤是多个串联，不同过滤单元中填入不同材料和不同粒径的滤料。
9.如权利要求8所述的磁分离净化-浅层介质过滤联合工艺生产再生水的方法，其特征在于：滤料可以为石英砂、陶瓷颗粒、活性炭、树脂中之一。
10.如权利要求9所述的磁分离净化-浅层介质过滤联合工艺生产再生水的方法，其特征在于：滤料的粒径在0.5 mm-4.0mm。
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