1、污水回用深度处理工艺说明城市污水经传统二级处理后,还残留有难生物降解有机物、氮和 磷的化合物、不可沉淀的固体颗粒、致病微生物以及无机盐等污染物 质。为达到污水回用的目的须进一步深度处理。深度处理的对象和采用的主要技术见表1.5-14。表1.5-14二级处理水深度处理的去除对象和所采用的处理技术去除对象有关指标采用的主要处理技术有机物悬浮状态SS VSS过滤、混凝沉淀溶解状态BOD5、COD TOC TOD混凝沉淀、活性炭吸附、臭氧氧 化植物性营 养盐类氮TN、NH3-N、NO2-N-、NO3-N-吹脱、折点氯化、离子交换脱氮、 生物脱氮磷TP、P0&金属盐混凝沉淀、石灰混凝沉 淀、生物除磷微量成分溶解性无机盐Na+、Ca2+、Cl-反渗透、电渗析、离子交换微生物细菌、病毒臭氧氧化、消毒、再生水回用于工业(一)城市污水回用于循环冷却水对于再生水用于工业冷却,易产生腐蚀、水垢和微生物黏泥等危 害。(1)腐蚀污水中溶解盐含量高,除了自身引起金属腐蚀外,还使水的导电 率增加,加速水中电化学腐蚀;水中的氯离子是一种腐蚀性很强的物 质,对不锈钢易造成应力腐蚀而致破裂。氨氮对铜材产生腐蚀。(2)水垢
2、污水的硬度、碱度、磷酸盐的含量高,水中的钙、镁盐类在循环浓缩 过程中易析出 CaCO3、 CaSO4、 Ca3(PO4) 2、MgSiO3 沉淀,这些物 质与悬浮物、金属腐蚀物和微生物一起, 在金属表面结成多孔的垢层, 引起局部垢下腐蚀。(3)微生物黏泥(生物垢) 污水中的大肠杆菌、氮、磷等营养物质,给细菌、霉及藻类大量 繁殖创造了条件。 二级出水中夹带有菌胶团, 在敞开式废水处理设施 和冷却塔中, 温度和光照都适宜藻类繁殖。 这些微生物连同黏土质和 金属的氢氧化物等,附着在热交换器、输水管道内,形成污泥状黏性 物质,产生垢下坑蚀。生物垢还粘结水中杂质,使垢层增厚。形成生 物垢的主要菌种有异氧菌、铁细菌、硫酸盐还原菌、真菌、藻类等。污水回用于工业用水必须以二级处理出水为原水,进行不同程度 的深度处理或三级处理。 国外深度处理方法有多种, 主要有混凝澄清 过滤法、活性炭吸附过滤法、超滤膜法、半透膜法、微絮凝过滤法、 接触氧化过滤法、 生物快滤池法、流动床生物氧化硝化法、 离子交换、 反渗透、臭氧氧化、氮吹脱、折点加氯等工艺。城市污水回用于循环冷却水时,常见的处理流程有以下几种: 一级处理
3、流程水稳剂、杀菌剂二级处理出水T混凝沉淀T过滤T冷却水此流程是建立在原循环冷却水系统具有去除氨氮功能的基础上,特点是基建投资小,运行费用低。 生化处理流程水稳剂、杀菌剂J二级出水颗粒填料生物接触氧化 T混凝沉淀T过滤T冷却水 该流程可进一步去除二级出水中的 COD和SS并能去除部分氨 氮。 中国市政工程东北设计研究院与大连春柳污水处理厂提出的 城市污水回用于工业循环冷却工艺流程:城市污水t常规二级处理t澄清、过滤、杀菌t除氨氮t水质稳 定t再生水该流程特别适用于城市污水回用于电厂。经长年运行结果表明, 氨氮可控制在电力系统要求的标准 lmg/L 以内,对铜的腐蚀率判定 为 几乎不腐蚀 。(二)污水回用于工业其他用水对于其他类别的工业用水,如原料用水、生产工艺用水、生产过程用水以及锅炉用水等, 虽然没有相应的回用水水质标准, 但必须符合有关行业的用水水质标准几乎所有工厂都用锅炉,因此都有充分供应锅炉用水的问题。锅 炉的工作压力越高, 锅炉用水的水质也必须提高。 对于压力极高的锅 炉(6.8 MPa 以上),全部硬度必须去除,溶解固体应尽可能低,最 好在 0.5mg/L 以下。在这种情况下
4、, 要求高度去除离子和脱气。 对于 高压锅炉,溶解性硅石不得超过 0.2mg/L,而对于压力为1727MPa 的锅炉,则 5mg/L 可以满足要求,且水中不得含氨。高压锅炉要求 的处理措施, 要超过通常用于污水高级处理去除溶性解矿物质的措施。 污水回用于锅炉给水时的典型处理流程为:二级出水-混凝过滤-活性炭吸附-离子交换-锅炉给水 此工艺流程中, 活性炭吸附处理单元可根据具体情况用超滤代替, 或增加精细过滤、电渗析等处理单元。 清华大学与太原化工厂等单位提出的城市污水回用于化工循环 冷却工艺流程 ;城市污水-二级处理 -颗粒填料生物接触氧化 -混凝沉淀 -双层 滤料过滤 -回用 天津污水处理研究所、 天津大学提出的再生水回用于造纸工艺 用水工艺流程:城市污水-二级处理-活性炭(超滤)-出水过滤二、再生水回用于生活杂用水生活杂用水包括城市绿化、建筑施工、洗车、打扫洒水、建筑物 厕所便器冲洗等,也称 中水。中水系统一般由污水收集、调节、预 处理单元、深度处理单元、中水储存、中水输配等组成。中水预处理 单元一般包括格栅、毛发去除、预曝气等 ;处理单元分为生物处理和 物化处理两大类型,生物处理
5、单元如生物接触氧化、生物转盘、曝气 生物滤池、土地处理等 ;物化处理单元如混凝沉淀、气浮、微絮凝等 深度处理单元如过滤、活性炭吸附、膜分离、氧化消毒等。中水处理 工艺流程大致有以下四类:1. 以优质杂排水为原水一般采用生物 -物化组合流程和物化流程。主要组合工艺有:(1)以生物接触氧化为主的处理工艺原水T格栅T调节池T生物接触氧化T沉淀T过滤T消毒T中水(2)以生物转盘为主的处理工艺原水T格栅T生物转盘T调节池T沉淀T过滤T消毒T中水(3)以混凝沉淀(气浮)为主的处理工艺混凝剂J原水T格栅T调节池T混凝沉淀(气浮)T过滤T活性炭T消毒T中水(4)以微絮凝过滤为主的处理工艺混凝剂原水T格栅T调节池T过滤T活性炭T消毒T中水(5) 以过滤 -臭氧为主的处理工艺混凝剂J原水T格栅T调节池T过滤T臭氧T消毒T中水( 6)以物化处理 -膜分离为主的处理工艺混凝剂J原水T格栅调节池一一镙凝沉淀过滤(微絮凝过滤)T精密过滤 T膜分离T消毒T中水2. 以综合生活污水为原水(1) 以生物接触氧化法为主的处理工艺原水T格栅T调节池T两级生物接触氧化T沉淀T过滤T消毒T 中水(2) 以水解 -生物接触氧化法
6、为主的处理工艺原水-格栅-水解酸化调节池-两级生物接触氧化-沉淀-过滤 消毒中水(3) 以厌氧 -土壤为主的处理工艺原水-水解池或化粪池 -土壤处理-消毒-植物吸收利用3. 以粪便水为主要原水的处理工艺目前主要应用于公共厕所,采用以生物处理为主、辅以物化处理 的工艺流程。(1)以多级沉淀分离 -生物接触氧化法为主的处理工艺原水-t两级沉淀t两级生物接触氧化t沉淀t过滤t活性炭t 消毒t中水(2)以膜生物反应器为主的处理工艺原水T化粪池T膜生物反应器T中水三、地下水回灌(一)回灌的技术分类地下回灌包括天然回灌和人工回灌。人工回灌按回灌对象分地表水回灌、雨水回灌和城市污水二级处 理出水回灌等。按回灌形式分为: 直接地表回灌,包括漫灌、塘灌、沟灌等,是应用最广泛的回 用方式; 直接地下回灌,即注射井回灌,适于地下水位较深或地价昂 贵的地方 ; 间接回灌,如通过河床利用水压实现污水的渗滤回灌, 多用于 被严重污染的河流。 地下回灌既是一种污水间接回用方法, 又是一种 土地处理污水方法。前者是“污水回用于地下回灌” ,即仅将地下含 水层作为储水池, 同时利用地下流场实现回用水的异地取用。 在土壤
7、 渗滤前,污水经深度处理, 水质须同饮用水。从地面上渗滤下来与地 下水混合后的清水可以不受限制地使用, 也可作为饮用水。后者是“污 水经地下回灌后回用”,也就是更多地将地下回灌过程作为一种污水 处理手段, 在一个相对封闭的区域实现污水的回灌与抽取回用。 污水 部分净化后进行土壤渗滤, 渗入地下的污水通过取水井抽出, 并根据 其水质加以利用。(二)回灌污水典型处理流程再生水回注地下含水层、补充地下水,可用于防止海水入侵、因 过量开采地下水而造成的地面沉降、 重新提取作灌溉用水或生活饮用 水。再生水还可回注地下含油层,增加油井压力以开采石油。在可能影响注水能力的指标中,浑浊度或悬浮物是首要指标,可 能造成长期堵塞和腐蚀的指标还有细菌总数、氧浓度、 H2S 浓度、朗 格利尔( Langelier )指数、总溶解固体等。为防止回注水对地下含 水层的污染, 再生水的水质要求较其他回用严格, 须采取深度处理中 多种技术单元的组合才能满足对回注水水质的要求。我国油田系统的大庆等几大油田使用生活污水或含油污水回注地 下深层,增大压力以利开采石油。回注油田地下,以生活污水为原水的再生处理流程为: 原水-
8、沉砂-初沉-生物处理-物化处理-过速-杀菌 - -脱氧回注以石油污水为原水的再生处理流程为:原水-隔油-生物处理-气浮-过滤-活性炭-茶菌-脱氧-回 注国外多采用以下流程: 二级出水多层滤料过滤臭氧氧化回注; 二级出水多层滤料过滤-反渗透-氧化回注; 二级出水氯化硅藻土过滤臭氧氧化-回注; 二级出水-混凝-多层滤料过滤-反渗透 -氧化-回注。 美国21世纪水厂将达到高标准的再生水与地下水混合注入到含水层中,作为盐水侵蚀屏障,其处理工艺流程为:二级出水-化学澄清-再碳酸化-过滤-活性炭吸附_J-混合池送往回注系统-反渗透四、以城市污水处理厂出水为原水的回用水工艺流程污水再生利用工程设计规范(GB50335-2002规定:“城市污 水再生处理,宜选用下列基本流程:二级处理一消毒;二级处理过滤一消毒;二级处理一混凝一沉淀(澄清、气浮)一过滤一消 毒;二级处理一微孔过滤一消毒”。当用户对再生水水质有更高要求 时,可增加深度处理其他单元技术中的一种或几种组合,其他单元技术有:活性炭吸附、臭氧一还原团、脱氮、离子交换、超滤、纳滤、 反渗透、膜一生物反应器、曝气生物滤池、臭氧氧化、自然净化系统等。污水再生利用工程设计规范(GB50335-2002条文说明中给出1.5-16和表了深度处理单元技术的处理效率与出水水质,见表1.5-17。表1.5-16二级出水进行沉淀过滤的处理效率与出水水质项目处理效率/%出水水质/(mg/L)混凝沉淀过滤综合浊度50603050708035(NTU)SS406040607080510BOD5305025506070510CODCr2535152535454075TN5155151020一TP4060304060801Fe4060406060800.3表1.5-17其他单元过程的去除效率(%)项目活性炭吸附脱氮离子交换折点加氯反渗透臭氧氧化BOD54060一2550一 5020 30CODCr406020302550一 50 50SS6070一 50一 50一氨氮3040 50 50 50 50一TP8090一一一 50一色度d7080一一一 50 70浊度7080一一一 50一五、农业灌溉污水灌溉是指
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