專利名稱：一種中水的處理方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中水的處理方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
城市中水(以下簡稱中水)作為城市的第二種水源，具有水量大、水質(zhì)穩(wěn)定、來源可靠和不需要長距離引水等特點，是今后可持續(xù)發(fā)展的一種再生水資源。中水回用能夠有效解決水資源不足、提高水資源重復(fù)利用率和減少污水排放，具有巨大的社會效益和良好的經(jīng)濟(jì)效益。中水中的污染物濃度雖然達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)也優(yōu)于工業(yè)污水，但有一些指標(biāo)仍然較差，不能滿足工業(yè)生產(chǎn)對水質(zhì)的要求，如COD、懸浮物和微生物等。因此，城市中水必須進(jìn)行適當(dāng)處理后才能回用。對于達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)的中水，根據(jù)具體的回用要求，常用的處理工藝包括生化、 絮凝、沉淀和過濾等常規(guī)工藝以及活性炭吸附、電吸附和膜處理等深度處理工藝。與其它工業(yè)水用戶相比較，循環(huán)冷卻水對水質(zhì)要求相對較低。目前，在實際應(yīng)用中，中水回用做循環(huán)冷卻水的前處理多采用絮凝、沉淀和過濾等常規(guī)處理工藝。絮凝沉淀法處理工藝中所用的絮凝劑主要分為無機(jī)絮凝劑和有機(jī)高分子絮凝劑兩大類，而有機(jī)高分子絮凝劑又分為人工合成高分子絮凝劑和天然高分子絮凝劑兩種類型。無機(jī)絮凝劑如鋁鹽、鐵鹽等，雖然運行可靠，但投藥量大，產(chǎn)生的沉淀污泥較多，運行費用高。有機(jī)高分子絮凝劑投加量少，絮凝速度快，適應(yīng)范圍廣，所以市場應(yīng)用越來越多，但其在水中的殘留單體是致癌物質(zhì)(如應(yīng)用范圍最廣的聚丙烯酰胺)，對環(huán)境和人體健康不利， 存在二次污染問題。目前多為將兩類絮凝劑混合使用。作為廢水處理的核心，在生物處理過程中，微生物的絮凝吸附作用是水質(zhì)凈化的途徑之一。微生物的絮凝作用已得到廣泛關(guān)注。目前通過對微生物體或其分泌物的提取和純化，已能獲得的安全、高效和具有自然降解功能的新型水處理劑——微生物絮凝劑。微生物絮凝劑的研究開發(fā)已經(jīng)成為當(dāng)今世界絮凝劑研究領(lǐng)域的重要課題。水資源不足和日益嚴(yán)重的水污染已成為制約我國社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，為提高水資源利用效率，水的重復(fù)利用越來越受到重視，由此大大促進(jìn)了城市污水處理和中水利用工作的開展。例如CN1524807A公開了一種城市中水作為工業(yè)循環(huán)冷卻水的深度處理方法，由以下步驟組成城市中水匯集進(jìn)入中水池，再經(jīng)提升泵進(jìn)入壓力式混合器，在壓力式混合器中添加凝聚劑進(jìn)行凝聚，而后進(jìn)入澄清池，在澄清池中添加助凝劑和石灰乳，用濕法計量添加石灰乳進(jìn)行軟化、凝聚、澄清、自動排泥，出水流入圓形雙室過濾器，再經(jīng)壓力式混合器進(jìn)入清水箱，箱內(nèi)清水由清水泵送到凝汽器之后的循環(huán)水泵出口壓力管內(nèi)，用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)有循環(huán)水旁流系統(tǒng)，可依據(jù)水質(zhì)引出總循環(huán)水量0. 2-1 %的循環(huán)水進(jìn)入中水池進(jìn)行再處理。該方法采用了常規(guī)的處理方法，即絮凝(石灰乳軟化、凝聚)、沉淀(澄清)和過濾組合工藝，具有一定的實際應(yīng)用價值。但是運行過程中投藥量大，產(chǎn)生的沉淀污泥較多，需進(jìn)行后繼處理，運行費用高。CN276^62Y公開了一種一體化中水回用處理裝置。中間隔板將裝置隔成兩個相同并獨立部分，每部分均由生物接觸氧化區(qū)、斜板沉淀區(qū)、中間水池區(qū)、多格過濾區(qū)和反沖洗區(qū)組成為一體，不僅實現(xiàn)了設(shè)備一體化和水處理單元的先進(jìn)組合，還實現(xiàn)了整體運行和互為備用運行，可達(dá)到永不間斷供水和大大降低運行成體之功效。該方法把常規(guī)生化處理引入到中水回用處理過程，可以進(jìn)一步提高中水水質(zhì)，后續(xù)處理則采用常規(guī)的沉淀、過濾工藝來保證水質(zhì)達(dá)到回用要求。其創(chuàng)新之處在于設(shè)計了一體化裝置。由于集成化度較高，實際應(yīng)用中操作管理較為麻煩，也無法免除后繼剩余污泥的處理。CN2816015Y公開了一種中水回用裝置，該裝置包括生物濾池及反洗裝置，其特征在于，采用至少有兩級生物濾池，以自進(jìn)水起上向流、下向流交替串聯(lián)組合，濾池內(nèi)充填多孔小粒徑加酶制劑陶粒濾料；反洗裝置為高位水箱及虹吸管。從而使納污和過濾能力都得到提高，尤其是陶粒生物濾料經(jīng)加酶制劑處理，既作為過濾介質(zhì)，又是生物載體，使濾料集過濾、生物氧化、生物吸附于一體，與傳統(tǒng)濾料相比，提高生物量4-6倍，出水水質(zhì)可達(dá)到 《城市污水再生利用城市雜用水質(zhì)》城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。該方法是一種生物處理方法，可以起到改善中水水質(zhì)的作用。但是要回用循環(huán)水， 還需輔助其它處理措施。CN101318747A公開了一種城市中水的處理方法，特別涉及一種用于電廠冷卻用水的城市中水的深度處理方法，具體采用以下步驟城市污水處理廠中水引入中水池中，分別加入消石灰、混凝劑聚合硫酸鐵和助凝劑聚丙烯酰胺，進(jìn)行澄清；上述澄清液加入殺菌劑進(jìn)行殺菌后，加入硫酸調(diào)PH至8-8. 5，過濾；過濾后的中水加入復(fù)合阻垢緩蝕劑，混合均勻后， 加入至電廠循環(huán)用水。該方法采用了常規(guī)的處理方法，即絮凝(加入消石灰、聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺)、沉淀(澄清)和殺菌組合工藝，省去了過濾處理，具有一定的實際應(yīng)用價值。但是運行過程中投藥量大，產(chǎn)生的沉淀污泥較多，需進(jìn)行后繼處理，運行費用高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新的能夠有效降低中水懸浮物含量，同時使COD得到一定程度降低的中水的處理方法。本發(fā)明提供了一種中水的處理方法，所述中水的COD值在100mg/L以下，其中，該方法包括在曝氣條件下，將中水與活性微生物接觸，接觸的條件使得中水中的雜質(zhì)被活性微生物吸附、絮凝，并將吸附雜質(zhì)的活性微生物的絮凝物從中水中分離；相對于1升的中水，活性微生物的用量為10-200mg。本發(fā)明還提供了采用上述方法得到的處理后的中水在回用循環(huán)水中的應(yīng)用。本發(fā)明的方法充分利用了在一定條件下的活性微生物對水中雜質(zhì)的吸附、絮凝作用，不需要投加大量化學(xué)絮凝劑即可起到有效地將中水中的雜質(zhì)吸附、絮凝，并將吸附雜質(zhì)的活性微生物的絮凝物從中水中分離，從而有效降低中水懸浮物含量和C0D，并節(jié)約了常規(guī)方法中的藥劑費用。此外，通過合理控制曝氣量使水中溶解氧的量處于一定的優(yōu)選范圍內(nèi)，在反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行微絮凝反應(yīng)，新的污泥產(chǎn)生量基本為零或負(fù)(在微生物繁殖增加速度低于微生物進(jìn)行內(nèi)源代謝減量速度時，新的污泥產(chǎn)生量為負(fù))，處理出水不需要沉淀處理而可以直接進(jìn)行過濾，免除了沉淀池的建設(shè)和后續(xù)的污泥處理費用。由于反應(yīng)池出水中懸浮物形態(tài)的改變(如顆粒聚集程度變大、表面帶電性能變化)，有利于后續(xù)過濾對水中懸浮物的截留去除和濾料的分級反沖，方便濾池的運轉(zhuǎn)管理。
具體實施例方式按照本發(fā)明所述的中水的處理方法，所述中水的COD值在100mg/L以下，其中，該方法包括在曝氣條件下，將中水與活性微生物接觸，接觸的條件使得中水中的雜質(zhì)被活性微生物吸附、絮凝，并將吸附雜質(zhì)的活性微生物的絮凝物從中水中分離；相對于1升的中水，活性微生物的用量為10-200mg。“中水”指將排放的生活污水、工業(yè)廢水回收，經(jīng)過處理后可以再利用的水?！爸兴?的定義有多種解釋，在污水工程方面稱為“再生水”，工廠方面稱為“回用水”，一般以水質(zhì)作為區(qū)分的標(biāo)志。城市污水經(jīng)處理設(shè)施深度凈化處理后的水(包括污水處理廠經(jīng)二級處理再進(jìn)行深化處理后的水和大型建筑物、生活社區(qū)的洗浴水、洗菜水等集中經(jīng)處理后的水)統(tǒng)稱“中水”。其水質(zhì)介于自來水(上水)與排入管道內(nèi)污水(下水)之間，亦故名為“中水”。 其主要是指城市污水或生活污水經(jīng)處理后達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水。所述中水的COD值一般在100mg/L以下，通常為60_100mg/L。本發(fā)明的方法可以適用于對滿足上述COD值的各種中水進(jìn)行處理，而本發(fā)明的發(fā)明人卻發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的方法還特別適合于對COD值在100mg/L以下，B0D/C0D < 0. 2的中水進(jìn)行處理，可以充分利用活性微生物將中水中的雜質(zhì)進(jìn)行吸附、絮凝，從而有效實現(xiàn)降低中水懸浮物含量，同時使COD得到一定程度降低。所述雜質(zhì)包括中水中的懸浮物，即不溶性有機(jī)物和不溶性無機(jī)物以及其中的可溶性雜質(zhì)。按照本發(fā)明，所述活性微生物在中水中的濃度要保證能夠?qū)⒅兴械碾s質(zhì)吸附、 絮凝即可；因此，優(yōu)選情況下，出于凈化效率以及成本的綜合考慮，相對于1升的中水，活性微生物的用量為10-200mg;更優(yōu)選情況下，相對于1升的中水，活性微生物的用量為 40-150mg/L。按照本發(fā)明，所述曝氣的條件要滿足與中水接觸的活性微生物的量基本維持在恒定或者波動不大的濃度范圍內(nèi)而不會增加后續(xù)對污泥的處理難度，因此，優(yōu)選情況下，曝氣的條件使得中水中溶解氧的量為2_5mg/L。一般情況下，通過控制氣水比即可以達(dá)到上述溶解氧的量的要求，所述氣水比可以為0.1-5 1。其中，所述氣水比指每小時通入的氧氣的體積與每小時水量(水的體積)的比值。按照本發(fā)明，將中水與活性微生物接觸的方式可以為各種方式，一般情況下，所述接觸的方法為在反應(yīng)池中將中水與活性微生物接觸，使得中水中的雜質(zhì)被活性微生物吸附、絮凝的接觸的時間可以為10-100小時，優(yōu)選為20-60小時。由于待處理的中水是在流動狀態(tài)下與活性微生物接觸的，因此，中水與活性微生物的接觸時間也可以稱為水力停留時間，水力停留時間是指水在一定外力下停留在某一點的時間。為了保證在上述水力停留時間內(nèi)能夠達(dá)到對中水的處理要求，即為了避免微生物的失活，可以通過調(diào)節(jié)曝氣的量或者適當(dāng)補(bǔ)充新鮮的活性生物以維持其適當(dāng)?shù)臐舛?。所述反?yīng)池可以為本領(lǐng)域中各種常規(guī)的能夠在曝氣條件下，將中水與活性微生物接觸，并使得中水中的雜質(zhì)被活性微生物吸附、絮凝的反應(yīng)池。按照本發(fā)明，為了更利于活性微生物對水中雜質(zhì)的吸附、絮凝作用，將中水與活性微生物接觸的溫度可以為4-37°C，更優(yōu)選為10-30°C。所述活性微生物的種類為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，是微生物群體及它們所依附的有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)物質(zhì)的總稱。微生物群體主要包括細(xì)菌、原生動物和藻類等。其中，細(xì)菌和原生動物是主要的兩大類。所述活性微生物可以選自任何具有可以分解水中有機(jī)物的微生物或他們的組合。常規(guī)情況下，一般是指污水處理廠的生化處理系統(tǒng)的外排活性污泥。所述活性污泥可以按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的現(xiàn)有方法得到，例如，自然培菌的方法。按照本發(fā)明，將吸附雜質(zhì)的活性微生物的絮凝物從中水中分離的方法可以為本領(lǐng)域所公知的各種分離方法，例如，將雜質(zhì)被活性微生物吸附的中水進(jìn)行過濾，以將其中的絮凝物分離出來。例如，砂濾、通過多層濾料進(jìn)行過濾、纖維過濾等方法以除去中水中的絮凝體。具體操作條件和方法在這里不再贅述。根據(jù)本發(fā)明的方法得到的處理后的中水水質(zhì)完全滿足回用循環(huán)水的要求(COD < 60mg/L，懸浮物< 30mg/L)，特別可以回用于循環(huán)冷卻水。下面將通過具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。下述實施例中所使用的活性微生物為污水處理廠的生化處理系統(tǒng)的外排活性污泥。COD的測定方法為重鉻酸鹽法(GBl 1914-89) ,BOD的測定方法為稀釋與接種法(HJ 505-2009)，懸浮物的測定方法為重量法(GBl 1901-89)。實施例1本實施例用于說明本發(fā)明提供的中水的處理方法。中水來源水質(zhì)某城市市政污水處理廠處理出水，COD值為70mg/L，BOD/COD = 0. 15，懸浮物含量為40-80mg/L。在25°C下，在曝氣條件下，將中水與生物活性污泥在反應(yīng)池中接觸，水力停留時間為25小時，曝氣氣水比(0.5 1)使得水中溶解氧的量為-g/L，所述生物活性污泥在水中濃度為50mg/L ；將經(jīng)過上述處理的中水通過雙層濾料濾池(無煙煤厚度為300mm，石英砂厚度為 500mm)，濾速為 8m/h ；通過上述“活性微生物絮凝-過濾”組合工藝處理后的出水COD為30_40mg/L，懸浮物含量低于20mg/L。水質(zhì)滿足回用循環(huán)水的要求。實施例2本實施例用于說明本發(fā)明提供的中水的處理方法。中水來源水質(zhì)某城市市政污水處理廠處理出水，COD值為80mg/L，BOD/COD = 0. 16，懸浮物含量為50-80mg/L。在30°C下，在曝氣條件下，將中水與生物活性污泥在反應(yīng)池中接觸，水力停留時間 35小時，曝氣氣水比(0.4 1)使得水中溶解氧的量為:3mg/L，活性污泥在水中的濃度為 60mg/L ；
將經(jīng)過上述處理的中水通過雙層濾料濾池(無煙煤厚度為300mm，石英砂厚度為 500mm)，濾速為 8m/h ；通過上述“活性微生物絮凝-過濾”組合工藝處理后的出水COD在50mg/L以下， 懸浮物含量低于30mg/L。水質(zhì)滿足回用循環(huán)水的要求。實施例3本實施例用于說明本發(fā)明提供的中水的處理方法。中水來源水質(zhì)某城市市政污水處理廠處理出水，COD值為60mg/L，BOD/COD = 0. 11，懸浮物含量為40-60mg/L。在10°C下，在曝氣條件下，將中水與生物活性污泥在絮凝池中接觸，水力停留時間 30小時，曝氣氣水比(0.5 1)使得水中溶解氧的量為3. 5mg/L，活性污泥在水中的濃度為 45mg/L ；將經(jīng)過上述處理的中水通過雙層濾料濾池(無煙煤厚度為300mm，石英砂厚度為 500mm)，濾速為 8m/h ；通過上述“活性微生物絮凝-過濾”組合工藝處理后的出水COD在30mg/L以下， 懸浮物含量低于20mg/L。水質(zhì)滿足回用循環(huán)水的要求。實施例4本實施例用于說明本發(fā)明提供的中水的處理方法。中水來源水質(zhì)某城市市政污水處理廠處理出水，COD值為100mg/L，BOD/COD = 0. 18，懸浮物含量為70-100mg/L。在25°C下，在曝氣條件下，將中水與生物活性污泥在絮凝池中接觸，水力停留時間58小時，曝氣氣水比O 1)使得水中溶解氧的量為-g/L，活性污泥在水中的濃度為 150mg/L ；將經(jīng)過上述處理的中水通過雙層濾料濾池(無煙煤厚度為300mm，石英砂厚度為 500mm)，濾速為 8m/h ；通過上述“微生物絮凝-過濾”組合工藝處理后的出水COD在40mg/L以下，懸浮物含量低于30mg/L。水質(zhì)滿足回用循環(huán)水的要求。實施例5本實施例用于說明本發(fā)明提供的中水的處理方法。中水來源水質(zhì)某城市市政污水處理廠處理出水，COD值為100mg/L，B0D/C0D = 0. 35，懸浮物含量為70-100mg/L。在25°C下，在曝氣條件下，將中水與生物活性污泥在絮凝池中接觸，水力停留時間 58小時，曝氣氣水比2 1使得水中溶解氧的量*%ig/L，活性污泥在水中的濃度為150mg/ L；將經(jīng)過上述處理的中水通過雙層濾料濾池(無煙煤厚度為300mm，石英砂厚度為 500mm)，濾速為 8m/h ；通過上述“微生絮凝-過濾”組合工藝處理后的出水COD在50mg/L以下，懸浮物含量低于30mg/L。水質(zhì)滿足回用循環(huán)水的要求。對比例1本對比例用于說明中水處理的參比方法。
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對實施例1中所述的中水進(jìn)行處理，所述處理方法為在25°C下，將聚合氯化鋁作為絮凝劑與中水混合，聚合氯化鋁的投加量為30mg/ L，絮凝時間為5分鐘，沉淀池沉降時間為2. 5小時；將經(jīng)過上述處理的中水通過雙層濾料濾池(無煙煤厚度為300mm，石英砂厚度為 500mm)，濾速為 8m/h ；處理后的出水COD為55-65mg/L，懸浮物含量為30_40mg/L。由對比例1的方法與本發(fā)明的方法的對比可以看出，采用常規(guī)絮凝劑對COD值在 100mg/L以下、BOD/COD < 0. 2的城市中水進(jìn)行處理時，處理后的出水的懸浮物含量以及COD 值的下降效果不如本發(fā)明的方法明顯。對比例2本對比例用于說明中水處理的參比方法。對實施例1中所述的中水進(jìn)行處理，所述處理方法為在25°C下，采用曝氣生物濾池處理該廢水，水力停留時間為2. 5小時，曝氣氣水比為 3 1 ；將經(jīng)過上述處理的中水通過雙層濾料濾池(無煙煤厚度為300mm，石英砂厚度為 500mm)，濾速為 8m/h ；處理后的出水的COD為60mg/L左右，懸浮物含量為40_50mg/L。由對比例2的方法與本發(fā)明的方法的對比可以看出，采用常規(guī)的生化處理的方法對COD值在100mg/L以下、B0D/C0D < 0. 2的城市中水進(jìn)行處理時，處理后的出水的懸浮物含量以及COD值與處理前的廢水相比，幾乎沒有變化。
權(quán)利要求
1.一種中水的處理方法，所述中水的COD值在100mg/L以下，其特征在于，該方法包括在曝氣條件下，將中水與活性微生物接觸，接觸的條件使得中水中的雜質(zhì)被活性微生物吸附、絮凝，并將吸附雜質(zhì)的活性微生物的絮凝物從中水中分離；相對于1升的中水，活性微生物的用量為10-200mg。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述中水的B0D/C0D< 0. 2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，相對于1升的中水，活性微生物的用量為 40-150mg。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，曝氣的條件使得中水中的溶解氧的量為 2_5mg/L0
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，將中水與活性微生物接觸，使得中水中的雜質(zhì)被活性微生物吸附、絮凝的接觸時間為10-100小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，將中水與活性微生物接觸，使得中水中的雜質(zhì)被活性微生物吸附、絮凝的接觸時間為20-60小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將中水與活性微生物接觸的溫度為4-37°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項所述的方法得到的處理后的中水在回用循環(huán)水中的應(yīng)用。
全文摘要
一種中水的處理方法及其應(yīng)用，所述中水的COD值在100mg/L以下，其中，該方法包括在曝氣條件下，將中水與活性微生物接觸，接觸的條件使得中水中的雜質(zhì)被活性微生物吸附、絮凝，并將吸附雜質(zhì)的活性微生物的絮凝物從中水中分離；相對于1升的中水，活性微生物的用量為10-200mg。本發(fā)明的方法充分利用了在一定條件下的活性微生物對水中雜質(zhì)的吸附、絮凝作用，不需要投加大量化學(xué)絮凝劑即可起到有效地將中水中的雜質(zhì)吸附、絮凝，然后分離出來，從而有效降低中水懸浮物含量和COD，并節(jié)約了常規(guī)方法中的藥劑費用。
文檔編號C02F3/34GK102452714SQ20101051954
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者張利強(qiáng), 李本高, 桑軍強(qiáng), 馬欣 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院