一種城市污水深度處理及回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種城市污水深度處理及回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的方法，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用纖維球過濾、陽離子交換及臭氧消毒法處理城市污水處理廠二級生化出水，然后回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，減輕循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的結(jié)垢和腐蝕問題。本發(fā)明中污水首先通過纖維球過濾塔去除污水中大部分顆粒物、懸浮物和膠體粒子，然后進(jìn)入陽離子交換塔通過離子交換去除污水中的Ca2+、Mg2+等陽離子，最終流入臭氧消毒塔內(nèi)發(fā)生高級氧化反應(yīng)進(jìn)行消毒殺滅微生物，氧化有機(jī)物，出水則回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。本發(fā)明緩解了水資源短缺的問題，解決了循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中設(shè)備腐蝕、結(jié)垢和微生物滋長等技術(shù)問題。
【專利說明】
一種城市污水深度處理及回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種城市污水深度處理及回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著水環(huán)境污染日益嚴(yán)重，水資源短缺已成為火電工業(yè)發(fā)展的制約因素。城市污水由于其來源的穩(wěn)定性和可靠性，成為電廠可以利用水源之一。目前城市污水回用作工業(yè)循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水的工藝研究大都建立在對已經(jīng)進(jìn)行了二級處理的城市污水再進(jìn)行深度處理的基礎(chǔ)上，以使深度處理后的污水達(dá)到循環(huán)冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。城市污水處理廠二級出水直接回用于工業(yè)冷卻水會引起系統(tǒng)設(shè)備腐蝕、結(jié)垢和微生物滋長等技術(shù)問題。在這樣的背景下，本發(fā)明以城市污水處理廠二級生化出水為處理對象，采用纖維球過濾法、陽離子交換法及臭氧消毒法處理生化出水，以回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。
[0003]纖維球過濾原理:由纖維絲結(jié)扎而成的纖維球濾料，與傳統(tǒng)的剛性顆料濾料不同，它是彈性濾料，它的空隙率大，在過濾過程中濾層空隙率沿自上而下的水流方向逐漸變小比較符合理想濾料上大下小的空隙分布，與傳統(tǒng)濾料相比纖維球濾料具有濾速高、截泥量大、工作周期長等優(yōu)點(diǎn)。纖維球過濾器還具有濾速高、截污能力大、設(shè)備緊湊、占地面積小、耐磨損、抗腐蝕等特點(diǎn)。
[0004]陽離子交換原理:在陽離子交換器-水處理設(shè)備內(nèi)裝有一定高度的陽離子交換樹脂作為交換劑。生水自上而下地通過交換劑層，交換劑上的鈉離子置換了水中的鈣、鎂離子、使水得到了軟化。陽離子交換塔具有預(yù)處理要求簡單、工藝成熟，出水水質(zhì)穩(wěn)定、設(shè)備初期投入低等特點(diǎn)。
[0005]臭氧消毒原理:臭氧在化學(xué)性質(zhì)上主要呈現(xiàn)強(qiáng)氧化性，氧化能力僅次于氟、.0H和0(原子氧)，其氧化能力是單質(zhì)氯的1.52倍。臭氧之所以表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性，是因為分子中的氧原子具有強(qiáng)烈的親電子或親質(zhì)子性，臭氧分解產(chǎn)生的新生態(tài)氧原子也具有很高的氧化活性。臭氧可以氧化分解水中的污染物和雜質(zhì)，并能脫色、除臭、滅藻，消除水中的鐵、錳硫化物、酚氰、農(nóng)藥等，降低水中的BOD、COD和致癌物，它能破壞附著在細(xì)胞上的或細(xì)胞內(nèi)維持生命的脫氫酶，破壞了細(xì)胞呼吸系統(tǒng)，從而導(dǎo)致細(xì)菌的死亡。
[0006]臭氧氧化法主要通過直接反應(yīng)和間接反應(yīng)兩種途徑得以實現(xiàn)。其中直接反應(yīng)是指臭氧與有機(jī)物直接發(fā)生反應(yīng)，這種方式具有較強(qiáng)的選擇性，一般是進(jìn)攻具有雙鍵的有機(jī)物，通常對不飽和脂肪烴和芳香烴類化合物較為有效；間接反應(yīng)是指臭氧分解產(chǎn)生.0H，通過.0H與有機(jī)物進(jìn)行氧化反應(yīng)，這種方式不具有選擇性。臭氧氧化技術(shù)具有氧化能力強(qiáng)、反應(yīng)速度快、不產(chǎn)生污泥、無二次污染的特點(diǎn)。
[0007]公開號為CN101423316A的專利公開了一種二級出水處理回用工藝，該工藝是將曝氣生物濾池與超濾膜過濾兩種技術(shù)進(jìn)行組合應(yīng)用，曝氣生物濾池作為前處理，超濾膜過濾作為后續(xù)處理。曝氣生物濾池抗沖擊能力強(qiáng)、占地面積小且出水水質(zhì)高，能有效去除二級出水中的部分有機(jī)物，并對氨氮、懸浮物具有高去除率。與本發(fā)明相比存在不足之處，無法去除水中的Ca2+、Mg2+等金屬離子，后續(xù)的回用存在一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種城市污水深度處理及回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的方法，采用纖維球過濾、陽離子交換及臭氧消毒法處理城市污水處理廠二級生化出水，然后回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，減輕循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的結(jié)垢和腐蝕問題。本發(fā)明中污水首先通過纖維球過濾塔去除污水中大部分顆粒物、懸浮物和膠體粒子，然后進(jìn)入陽離子交換塔通過離子交換去除污水中的Ca2+、Mg2+等陽離子，最終流入臭氧消毒塔內(nèi)發(fā)生高級氧化反應(yīng)進(jìn)行消毒殺滅微生物和氧化有機(jī)物，出水則回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。本發(fā)明緩解了水資源短缺的問題，解決了循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中設(shè)備腐蝕、結(jié)垢和微生物滋長等技術(shù)問題。同時，本發(fā)明可以有效地節(jié)約工業(yè)用水，并保證循環(huán)用水的質(zhì)量，從而提高企業(yè)生產(chǎn)、生活用水的水平。
[0009]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，一種城市污水深度處理及回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的方法，其特征在于具體過程為:城市污水經(jīng)二級生化處理在二沉池中進(jìn)行泥水分離后由污水栗抽出經(jīng)污水管由纖維球過濾塔頂部的布水器進(jìn)入纖維球過濾塔，污水中大部分顆粒物、懸浮物和膠體粒子被纖維球過濾塔中的濾料吸附過濾而得到去除，經(jīng)纖維過濾塔過濾后的污水由纖維球過濾塔的底部排出，然后經(jīng)污水管由陽離子交換塔底部的布水器進(jìn)入陽離子交換塔，污水中的陽離子與陽離子交換塔內(nèi)的陽離子交換樹脂進(jìn)行離子交換而得到去除，經(jīng)離子交換的出水由陽離子交換塔的頂部排出，然后經(jīng)污水管由臭氧消毒塔頂部的布水器進(jìn)入臭氧消毒塔并在臭氧消毒塔內(nèi)部的接觸填料表面發(fā)生高級氧化反應(yīng)進(jìn)行消毒殺滅微生物，污水在臭氧消毒塔中經(jīng)過高級氧化后由臭氧消毒塔底部排水口經(jīng)管道進(jìn)入冷卻水池用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選，所述的污水中的陽離子主要為Ca2+和Mg2+。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)選，所述的臭氧消毒塔的一側(cè)通過管道與臭氧發(fā)生器連接，該臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧經(jīng)管道由臭氧消毒塔底部的曝氣頭形成氣泡進(jìn)入臭氧消毒塔。
[0012]進(jìn)一步優(yōu)選，所述的城市污水深度處理及回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的方法的具體運(yùn)行過程為:城市污水經(jīng)二級生化處理在二沉池中進(jìn)行泥水分離后通過污水栗抽出二沉池中的水經(jīng)污水管由纖維球過濾塔頂部的布水器進(jìn)入纖維球過濾塔，其中污水栗的流量為20m3/h，纖維球過濾塔的處理量為20m3/h，污水中大部分顆粒物、懸浮物和膠體粒子會被纖維球過濾塔中的濾料吸附過濾而得到去除，經(jīng)纖維球過濾塔過濾后的污水由纖維球過濾塔底部排出，然后經(jīng)污水管由陽離子交換塔底部的布水器進(jìn)入陽離子交換塔，其中陽離子交換塔的運(yùn)行流速為20m3/h，污水中的陽離子與陽離子交換塔內(nèi)部的陽離子交換樹脂進(jìn)行離子交換而得到去除，經(jīng)離子交換的出水由陽離子交換塔頂部排出，然后經(jīng)污水管由臭氧消毒塔頂部的布水器進(jìn)入臭氧消毒塔，臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧經(jīng)管道由臭氧消毒塔底部的曝氣頭形成氣泡進(jìn)入臭氧消毒塔，臭氧發(fā)生器的產(chǎn)氧量為15g/h，并在臭氧消毒塔內(nèi)部的接觸填料表面發(fā)生高級氧化反應(yīng)進(jìn)行消毒殺滅微生物，污水在臭氧消毒塔中經(jīng)過高級氧化后由臭氧消毒塔底部排水口經(jīng)管道進(jìn)入冷卻水池用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:通過上述方法可去除污水中大部分顆粒物、懸浮物和膠體粒子，可消毒殺滅微生物，氧化有機(jī)物，從而解決城市污水處理廠二級出水直接回用于工業(yè)冷卻水會引起系統(tǒng)設(shè)備腐蝕、結(jié)垢和微生物滋長等技術(shù)問題。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
[0015]圖中:1、二沉池，2、污水栗，3、纖維球過濾塔，4、濾料，5、陽離子交換塔，6、陽離子交換樹脂，7、臭氧發(fā)生器，8、臭氧消毒塔，9、接觸填料，10、冷卻水池。
【具體實施方式】
[0016]以下通過實施例對本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
實施例
[0017]本發(fā)明中城市污水深度處理及回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是由二沉池1、污水栗2、纖維球過濾塔3、濾料4、陽離子交換塔5、陽離子交換樹脂6、臭氧發(fā)生器7、臭氧消毒塔8、接觸填料9和冷卻水池10組成的。二沉池I的規(guī)格為直徑15m，高6m。污水栗2是由上海陽光栗業(yè)有限公司供應(yīng)的40ZW20-15型污水栗，流量是20m3/h，自吸高度5.5111，揚(yáng)程20111，轉(zhuǎn)速290(^/min，可將污水抽出輸送至纖維球過濾塔3。纖維球過濾塔3是由南京貝特空調(diào)設(shè)備有限公司供應(yīng)的BTGX-1000型高效纖維球過濾器，處理量20m3/h，用于去除污水中大部分顆粒物、懸浮物和膠體粒子。濾料4是由東莞市宏強(qiáng)環(huán)保工程有限公司供應(yīng)的纖維球，密度為80g/cm3，濾速可達(dá)20-30m/h。陽離子交換塔5是由杭州上下水處理設(shè)備有限公司供應(yīng)的FW10-110型陽離子交換器，流速16_21.3m3/h，用于去除污水中的Ca2+、Mg2+等陽離子。陽離子交換樹脂6是由南昌市金賽馬實業(yè)有限公司供應(yīng)的陽離子交換樹脂，運(yùn)行流速15-30m/h。臭氧發(fā)生器7是由中山市壹家福臭氧設(shè)備有限公司供應(yīng)的YJF-036-20G/H型管道臭氧發(fā)生器，額定功率300w，臭氧產(chǎn)量20g/h，用于產(chǎn)生臭氧。臭氧消毒塔8是由深圳市宏達(dá)水處理設(shè)備有限公司供應(yīng)的Φ 500- Φ 3200型臭氧混合塔，用于去除消毒殺滅微生物。接觸填料9是由鞏義夾津口海宇填料廠供應(yīng)的鮑爾環(huán)填料，可在其表面發(fā)生高級氧化反應(yīng)。冷卻水池10規(guī)格長20m，寬Sm，高6m0
[0018]首先，城市污水經(jīng)二級生化處理在二沉池進(jìn)行泥水分離后，開啟污水栗，設(shè)置流量為20m3/h，污水栗抽出二沉池中的污水經(jīng)污水管由纖維球過濾塔頂部的布水器進(jìn)入纖維球過濾塔，纖維球過濾塔的處理量為20m3/h，污水中大部分顆粒物、懸浮物和膠體粒子會被纖維球過濾塔中的濾料吸附過濾而得到去除，經(jīng)纖維球過濾塔過濾后的污水由纖維球過濾塔底部排出，然后經(jīng)污水管由陽離子交換塔底部的布水器進(jìn)入陽離子交換塔，陽離子交換塔的運(yùn)行流速為20m3/h，污水中的Ca2+、Mg2+等陽離子與陽離子交換塔內(nèi)的陽離子交換樹脂進(jìn)行離子交換而得到去除，經(jīng)過離子交換的出水由陽離子交換塔頂部排出，然后經(jīng)污水管由臭氧消毒塔頂部的布水器進(jìn)入臭氧消毒塔，臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧經(jīng)管道由臭氧消毒塔底部的曝氣頭形成小氣泡進(jìn)入臭氧消毒塔，臭氧發(fā)生器產(chǎn)氧量設(shè)定為15g/h，并在接觸填料表面發(fā)生高級氧化反應(yīng)進(jìn)行消毒殺滅微生物，污水在臭氧消毒塔中經(jīng)過高級氧化后由臭氧消毒塔底部排水口經(jīng)管道進(jìn)入冷卻水池用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。
[0019]以上實施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明原理的范圍下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種城市污水深度處理及回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的方法，其特征在于具體過程為:城市污水經(jīng)二級生化處理在二沉池中進(jìn)行泥水分離后由污水栗抽出經(jīng)污水管由纖維球過濾塔頂部的布水器進(jìn)入纖維球過濾塔，污水中大部分顆粒物、懸浮物和膠體粒子被纖維球過濾塔中的濾料吸附過濾而得到去除，經(jīng)纖維過濾塔過濾后的污水由纖維球過濾塔的底部排出，然后經(jīng)污水管由陽離子交換塔底部的布水器進(jìn)入陽離子交換塔，污水中的陽離子與陽離子交換塔內(nèi)的陽離子交換樹脂進(jìn)行離子交換而得到去除，經(jīng)離子交換的出水由陽離子交換塔的頂部排出，然后經(jīng)污水管由臭氧消毒塔頂部的布水器進(jìn)入臭氧消毒塔并在臭氧消毒塔內(nèi)部的接觸填料表面發(fā)生高級氧化反應(yīng)進(jìn)行消毒殺滅微生物，污水在臭氧消毒塔中經(jīng)過高級氧化后由臭氧消毒塔底部排水口經(jīng)管道進(jìn)入冷卻水池用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市污水深度處理及回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的方法，其特征在于:所述的污水中的陽離子主要為Ca2+和Mg2+。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市污水深度處理及回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的方法，其特征在于:所述的臭氧消毒塔的一側(cè)通過管道與臭氧發(fā)生器連接，該臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧經(jīng)管道由臭氧消毒塔底部的曝氣頭形成氣泡進(jìn)入臭氧消毒塔。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市污水深度處理及回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的方法，其特征在于具體運(yùn)行過程為:城市污水經(jīng)二級生化處理在二沉池中進(jìn)行泥水分離后通過污水栗抽出二沉池中的水經(jīng)污水管由纖維球過濾塔頂部的布水器進(jìn)入纖維球過濾塔，其中污水栗的流量為20m3/h，纖維球過濾塔的處理量為20m3/h，污水中大部分顆粒物、懸浮物和膠體粒子會被纖維球過濾塔中的濾料吸附過濾而得到去除，經(jīng)纖維球過濾塔過濾后的污水由纖維球過濾塔底部排出，然后經(jīng)污水管由陽離子交換塔底部的布水器進(jìn)入陽離子交換塔，其中陽離子交換塔的運(yùn)行流速為20m3/h，污水中的陽離子與陽離子交換塔內(nèi)部的陽離子交換樹脂進(jìn)行離子交換而得到去除，經(jīng)離子交換的出水由陽離子交換塔頂部排出，然后經(jīng)污水管由臭氧消毒塔頂部的布水器進(jìn)入臭氧消毒塔，臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧經(jīng)管道由臭氧消毒塔底部的曝氣頭形成氣泡進(jìn)入臭氧消毒塔，臭氧發(fā)生器的產(chǎn)氧量為15g/h，并在臭氧消毒塔內(nèi)部的接觸填料表面發(fā)生高級氧化反應(yīng)進(jìn)行消毒殺滅微生物，污水在臭氧消毒塔中經(jīng)過高級氧化后由臭氧消毒塔底部排水口經(jīng)管道進(jìn)入冷卻水池用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。
【文檔編號】C02F9/04GK105858967SQ201610358651
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】申戰(zhàn)輝, 張淑展, 史嘉璐
【申請人】河南師范大學(xué)