CN104478171B - 一种城市污水的回用处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种城市污水的回用处理方法及系统，方法包括：预处理：城市污水依次经过粗格栅、细格栅及超细格栅过滤除杂后进入后续处理；可变功能生化A2O‑MBR处理：预处理后的出水进入可变功能生化A2O‑MBR系统进行处理；絮凝沉淀：向可变功能生化A2O‑MBR系统的氧化区投加絮凝剂PAC，与氧化区污泥形成较大絮块，去除水中剩余的胶体、悬浮颗粒，絮凝处理后污水进入后续处理；臭氧‑紫外催化氧化消毒处理：使絮凝沉淀后出水进入臭氧‑紫外催化氧化消毒系统，在臭氧与紫外联合作用下进行臭氧‑紫外催化氧化消毒处理去除出水含有的环状有机物、部分毒性物质和难降解物质，处理后达标水进行回用。该方法能有效去除城市污水中的污染物，使出水达标回用。
Description
技术领域
本发明涉及一种城市污水的回用处理方法及系统，属于环境保护中的水处理领域。
背景技术
随着我国城市化进程的加速，人口数量急剧增长，工业企业大量增加，现有污水处理规模及出水水质满足不了城市建设的需求，水体污染主要源自超标排放的工业废水和未经处理的直接排入水体的城市生活污水，而处理后的污水仅占总水量的一小部分，水污染日益严重，氮磷过量的排放引起水体富营养化，河流湖泊日益增长的绿藻，严重影响人类的健康和安全。
污水处理系统不仅去除有机物，而且需要脱氮除磷，减少水体的富营养化，传统的生物脱氮技术，包括A/O、改良A2/O、氧化沟等工艺，虽然具有一定处理效果，但在工程实际运用中存在很多问题，如脱氮和除磷之间存在着碳源竞争，而城市污水存在着碳源浓度相对较低，很难同时达到高效的脱氮除磷效果，而且目前日益增长的城市污水中往往混合大量工业污水，氨氮高，磷含量高，有机物难降解等特点日益显现，即使增大停留时间至10h～20h往往也效果不佳，所以仅靠传统的生化脱氮除磷工艺难以达到严格的出水排放及回用标准，必须适当增加后续处理。
出水回用是实现污水资源化的重要来源，是城市改善缺水状况的主要途径，尤其在资源缺乏地区，污染严重地区，需要回用程度高的地区，环境容量低的地区，处理后的污水可以进行回用，经过不同程度处理后的中水可用于工业用水、补充地下水、城市绿化、消防或补给湖泊等，可大大缓解目前水资源缺乏的现状。
目前污水处理厂往往占地非常紧张，大多还是利用升级改造来解决新问题，如何在有限资源和空间下达到目前高标准的回用要求是目前研究的重点，急需一种适合现状城市污水的回用处理方法。
发明内容
基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种城市污水的回用处理方法及系统，可以解决目前城市污水处理方法存在处理效果不好，出水无法达到相应回用标准的问题。出水标准可达到主要指标满足《城镇污水处理厂水污染物排放标准》(DB11890-2012)中表1的B标准后回用。
为解决上述技术问题，本发明提供一种城市污水的回用处理方法，包括：
预处理：城市污水依次经过粗格栅、细格栅及超细格栅过滤除杂后进入后续处理；
可变功能生化A2O-MBR处理：预处理后的出水进入设有进水区、非氧化区、可变功能区、氧化区、出水区、膜区和回流区的可变功能生化A2O-MBR系统进行处理；
絮凝沉淀：向所述可变功能生化A2O-MBR系统的氧化区投加絮凝剂PAC，与所述氧化区污泥形成较大絮块，去除水中剩余的胶体、悬浮颗粒，絮凝处理后污水进入后续处理，污泥外排进行处理；
臭氧-紫外催化氧化消毒处理：使所述絮凝沉淀后出水进入臭氧-紫外催化氧化消毒系统，在臭氧-紫外催化氧化系统的臭氧与紫外联合作用下进行臭氧-紫外催化氧化消毒处理去除出水含有的环状有机物、部分毒性物质和难降解物质，臭氧-紫外催化氧化处理后达到中水回用标准进行回用。
本发明还提供一种城市污水的回用处理系统，其特征在于，用于实现本发明的处理方法，包括：
预处理系统、可变功能生化A2O-MBR系统和臭氧-紫外催化氧化系统顺次连接而成；其中，
所述预处理系统设有池体，池体上设有进水管和出水管，从所述进水管和出水管的池体内依次设置过滤用粗格栅、细格栅及超细格栅；
所述可变功能生化A2O-MBR系统的池体内设有进水区、非氧化区、可变功能区、氧化区、膜区、出水区和回流区；
所述臭氧-紫外催化氧化系统设有达标水回用出水口。
本发明的有益效果为：由三级过滤的预处理，以及设有进水区、非氧化区、可变功能区、氧化区、出水区、膜区和回流区的可变功能生化A2O-MBR处理，再配合臭氧-紫外催化氧化消毒，使得对城市污水中COD去除率达到98％以上，氨氮去除率达到97％以上，SS去除率达到99％以上，色度去除率达到99％以上，而臭氧-紫外催化氧化联合作用提高了臭氧单独作用对消毒和去除微量有机物的效率，同时保障出水中色度、TOC、细菌等达标，能常年运转保证出水达到《城镇污水处理厂水污染物排放标准》(DB11890-2012)中表1的B标准，具有处理效果好且稳定，占地面积小、便于自动控制、运行管理方便、运转灵活等特点，并可根据不同的进水水质调整运行方式和参数，最大限度地发挥处理装置和构筑物的处理能力。该工艺灵活，可模块化设计，宜于分期建设。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的处理方法流程图；
图2为本发明实施例提供的处理系统示意图；
图3为本发明实施例提供的处理系统的可变功能生化A2O-MBR系统示意图。
图4为本发明实施例提供的臭氧-紫外催化氧化处理系统示意图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面结合具体实施例对本发明的处理方法及系统作进一步说明。
图1所示为本发明实施例提供的一种城市污水的回用处理方法，用于处理城市污水，处理后达标回用，包括以下步骤：
预处理：城市污水依次经过粗格栅、细格栅及超细格栅过滤除杂后进入后续处理；优选的，所用的粗格栅的间隙为20mm；所述细格栅的间隙为5mm；所述超细格栅的间隙为1～3mm，城市污水依次经过粗格栅(间隙20mm)、细格栅(间隙5mm)，去除水中的大体积物体、大粒径颗粒物后进入超细格栅(间隙1～3mm)，去除了绝大多数颗粒后流出进入可变功能生化A2O-MBR系统；
可变功能生化A2O-MBR处理：预处理后的出水进入设有进水区、非氧化区、可变功能区、氧化区、出水区、膜区和回流区的可变功能生化A2O-MBR系统进行处理；
絮凝沉淀：通过加药器向所述可变功能生化A2O-MBR系统的氧化区投加絮凝剂PAC，与氧化区污泥形成较大絮块，去除水中剩余的胶体、悬浮颗粒，絮凝处理后污水进入后续处理；产生的污泥外排进行处理，优选的，污泥可通过污泥泵排入污泥贮池后进入脱水机房内处理外排；
臭氧-紫外催化氧化消毒处理：使所述絮凝沉淀后出水进入臭氧-紫外催化氧化消毒系统，在臭氧-紫外催化氧化系统的臭氧与紫外联合作用下进行臭氧-紫外催化氧化消毒处理去除出水含有的环状有机物、部分毒性物质和难降解物质，臭氧-紫外催化氧化处理后达到中水回用标准进行回用。具体的，臭氧-紫外联合氧化技术采用紫外线光催化臭氧实现高级氧化，臭氧总投加量5～30mg/l，前臭氧接触池投加比例2～12mg/l，后臭氧接触池投加比例3～18mg/l，紫外光强度0.5～80mW/cm2；通过臭氧和紫外线催化氧化去除出水含有的环状有机物、部分毒性物质和难降解物质；经催化氧化后达到中水回用标准进行回用。
如图2所示，一种城市污水的回用处理系统，用于实现本发明的方法，包括：
预处理系统10、可变功能生化A2O-MBR系统20和臭氧-紫外催化氧化系统30顺次连接而成；其中，
所述预处理系统设有池体，池体上设有进水管和出水管，从所述进水管和出水管的池体内依次设置过滤用粗格栅101、细格栅102及超细格栅103；
所述可变功能生化A2O-MBR系统20的池体内设有进水区、非氧化区、可变功能区、氧化区、膜区、出水区和回流区；
所述臭氧-紫外催化氧化系统30设有达标水回用出水口。
上述预处理系统中的粗格栅的间隙为20mm；所述细格栅的间隙为5mm；所述超细格栅的间隙为1～3mm。
如图3所示，上述可变功能生化A2O-MBR系统池体内的非氧化区由厌氧区和缺氧区顺次连接而成，缺氧区顺次与可变功能区、氧化区、膜区、出水区连接；
所述进水区设置在所述非氧化区与可变功能区侧面，该进水区设有三个出水口，分别与所述非氧化区的厌氧区、缺氧区以及可变功能区连接；
所述回流区设在所述非氧化区可变功能区、氧化区和膜区的侧面，该回流区设有由所述膜区向氧化区回流的回流管、氧化区向非氧化区的缺氧区回流的回流管、氧化区向非氧化区的厌氧区回流的回流管以及非氧化区的缺氧区向厌氧区回流的回流管。
如图4所示，上述臭氧-紫外催化氧化系统包括：顺次连接的前臭氧接触池、封闭式紫外系统、后臭氧接触消毒池、计量槽和出水池；所述前臭氧接触池和后臭氧接触消毒池内均设有与臭氧供给管连接的曝气头，优选可采用纯钛金属曝气头；所述封闭式紫外系统内设有紫外光模块。该臭氧-紫外催化氧化系统中，前臭氧接触池的臭氧投加量为2～12mg/l，后臭氧接触池臭氧投加量为3～18mg/l，所述紫外光模块的紫外光强度为0.5～80mW/cm2。
本发明提供一种城市污水的回用处理方法及系统，可以解决目前城市污水处理方法存在处理效果不好，出水无法达到相应回用标准的问题。出水标准可达到主要指标满足《城镇污水处理厂水污染物排放标准》(DB11890-2012)中表1的B标准后回用。本发明与现有技术相比较有以下优点：
(1)COD去除率达到98％以上，氨氮去除率达到97％以上，SS去除率达到99％以上，色度去除率达到99％以上。
(2)可变功能生化A2O-MBR系统在一个运行周期内设置进水区、非氧化区(厌氧区、缺氧区)、可变功能区、氧化区、出水区、膜区、回流区。进水区内设多点进水，可起到调节进水水量、补充微生物所需碳源作用；在非氧化区、可变功能区、氧化区内形成丰富微生物群体，可有效的降低污水中碳源、氨氮，内部设多点回流，氧化区回流至缺氧区、厌氧区，缺氧区部分回流至厌氧区，这样有利于缺氧区形成反硝化菌群，进行强有力脱氮，厌氧区形成丰富聚磷菌，有利于好氧区吸收更多磷，降低污水中磷含量；在一个运行过程中，根据进水水量及水质通过程序控制可变功能区在缺氧、好氧环境之间变化，可以一定程度上增大系统的耐水质冲击负荷能力，延长好氧区或非氧化区停留时间，使A2O工艺的运行更具灵活性；处理后的污水进入膜区，膜区内设置浸没式超滤膜，与可变功能生化A2/O形成可变功能生物处理系统A2/O-MBR，在膜区内以膜分离装置取代普通生物反应器中的二沉池，膜区污泥通过回流区内污泥泵回流至生化区，补充生化区微生物量，出水至出水区从而取得高效的固液分离效果，达到用户要求的中水水质。
(3)臭氧-紫外催化氧化系统联合作用提高了臭氧单独作用对消毒和去除微量有机物的效率，同时保障出水中色度、TOC、细菌等达标。
(4)本发明工艺在常年运转中保证出水达到《城镇污水处理厂水污染物排放标准》(DB11890-2012)中表1的B标准，具有处理效果好且稳定，占地面积小、便于自动控制、运行管理方便、运转灵活等特点，并可根据不同的进水水质调整运行方式和参数，最大限度地发挥处理装置和构筑物的处理能力。该工艺灵活，可模块化设计，宜于分期建设。
实施例
采用本发明处理方法用于城市污水的回用处理，污水水质特征见下表
(1)预处理：城市污水依次经过粗格栅(间隙20mm)、细格栅(间隙5mm)，去除水中的大体积物体、大粒径颗粒物后进入超细格栅(间隙1mm)，去除了绝大多数颗粒后流出进入可变功能系统A2O-MBR池；
(2)进入可变功能生化A2O-MBR系统：依次流过进水区、非氧化区、可变功能区、氧化区、膜区、出水区、回流区，利用A2O本身的脱氮除磷效果，通过可变生化区加强了系统的灵活性及适应性，加之膜的高效截留作用，使出水水质SS及浊度接近于零。
(3)絮凝沉淀：通过加药器向可变功生化系统A2O-MBR池中氧化区投加絮凝剂PAC，与氧化区污泥形成较大絮块，去除水中剩余的胶体、悬浮颗粒，通过污泥泵排入污泥贮池后进入脱水机房内处理外排；污水进入臭氧-紫外联合氧化消毒池进行臭氧-紫外催化氧化系统(O3/UV)处理；
(4)污水进入臭氧-紫外催化氧化系统，臭氧总投加量5～30mg/l，前臭氧接触池投加比例2～12mg/l，后臭氧接触池投加比例3～18mg/l，紫外光强度0.5～80mW/cm2；经过臭氧-紫外催化氧化系统后，对污水进行了消毒和去除微量有机物，保障出水中色度、TOC、细菌等达标，出水达到《城镇污水处理厂水污染物排放标准》(DB11890-2012)中表1的B标准后回用，即BOD5≤6mg/l，CODcr≤30mg/l，SS≤5mg/l，NH3-N≤1.5mg/l，T-P≤0.3mg/l，T-N≤15mg/l。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种城市污水的回用处理方法，其特征在于，包括：
预处理：城市污水依次经过粗格栅、细格栅及超细格栅过滤除杂后进入后续处理；所述粗格栅的间隙为20mm；所述细格栅的间隙为5mm；所述超细格栅的间隙为1～3mm；
可变功能生化A2O-MBR处理：预处理后的出水进入设有进水区、非氧化区、可变功能区、氧化区、出水区、膜区和回流区的可变功能生化A2O-MBR系统进行处理；
絮凝沉淀：向所述可变功能生化A2O-MBR系统的氧化区投加絮凝剂PAC，与所述氧化区污泥形成较大絮块，去除水中剩余的胶体、悬浮颗粒，絮凝处理后污水进入后续处理；
臭氧-紫外催化氧化消毒处理：使所述絮凝沉淀后出水进入臭氧-紫外催化氧化消毒系统，在臭氧与紫外联合作用下进行臭氧-紫外催化氧化消毒处理去除出水含有的环状有机物、部分毒性物质和难降解物质，臭氧-紫外催化氧化处理后达到中水回用标准进行回用。
2.根据权利要求1所述的一种城市污水的回用处理方法，其特征在于，所述臭氧-紫外催化氧化系统由前臭氧接触池、封闭式紫外系统、后臭氧接触消毒池、计量槽和出水池构成；所述臭氧-紫外催化氧化消毒处理中，臭氧总投加量5～30mg/l，前臭氧接触池的臭氧投加量2～12mg/l，后臭氧接触池的臭氧投加量3～18mg/l，紫外光强度0.5～80mW/cm2。
3.一种城市污水的回用处理系统，其特征在于，用于实现上述权利要求1至2任一项所述的处理方法，包括：
预处理系统、可变功能生化A2O-MBR系统和臭氧-紫外催化氧化系统顺次连接而成；其中，
所述预处理系统设有池体，池体上设有进水管和出水管，从所述进水管和出水管的池体内依次设置过滤用粗格栅、细格栅及超细格栅；所述粗格栅的间隙为20mm；所述细格栅的间隙为5mm；所述超细格栅的间隙为1～3mm；
所述可变功能生化A2O-MBR系统的池体内设有进水区、非氧化区、可变功能区、氧化区、膜区、出水区和回流区；
所述臭氧-紫外催化氧化系统设有达标水回用出水口。
4.根据权利要求3所述的一种城市污水的回用处理系统，其特征在于，所述可变功能生化A2O-MBR系统池体内的非氧化区由厌氧区和缺氧区顺次连接而成，缺氧区顺次与可变功能区、氧化区、膜区、出水区连接；
所述进水区设置在所述非氧化区与可变功能区侧面，该进水区设有三个出水口，分别与所述非氧化区的厌氧区、缺氧区以及可变功能区连接；
所述回流区设在所述非氧化区可变功能区、氧化区和膜区的侧面，该回流区设有由所述膜区向氧化区回流的回流管、氧化区向非氧化区的缺氧区回流的回流管、氧化区向非氧化区的厌氧区回流的回流管以及非氧化区的缺氧区向厌氧区回流的回流管；
所述膜区内设置浸没式超滤膜。
5.根据权利要求3所述的一种城市污水的回用处理系统，其特征在于，所述臭氧-紫外催化氧化系统包括：顺次连接的前臭氧接触池、封闭式紫外系统、后臭氧接触消毒池、计量槽和出水池；所述前臭氧接触池和后臭氧接触消毒池内均设有与臭氧供给管连接的曝气头；所述封闭式紫外系统内设有紫外光模块。
6.根据权利要求5所述的一种城市污水的回用处理系统，其特征在于，所述前臭氧接触池的臭氧投加量为2～12mg/l，后臭氧接触池臭氧投加量为3～18mg/l，所述紫外光模块的紫外光强度为0.5～80mW/cm2。
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