申請日2016.05.27

　　公開(公告)日2016.08.17

　　IPC分類號C02F9/04

　　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。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　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泵抽出經(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泵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，其中污水泵的流量為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)。

　　說明書

　　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

　　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)

　　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)。

　　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。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。

　　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。

　　臭氧消毒原理：臭氧在化學(xué)性質(zhì)上主要呈現(xiàn)強氧化性，氧化能力僅次于氟、·OH 和O(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)出強氧化性，是因為分子中的氧原子具有強烈的親電子或親質(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。

　　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)是指臭氧與有機物直接發(fā)生反應(yīng)，這種方式具有較強的選擇性，一般是進(jìn)攻具有雙鍵的有機物，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·OH，通過·OH與有機物進(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、反應(yīng)速度快、不產(chǎn)生污泥、無二次污染的特點。

　　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、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

　　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。

　　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泵抽出經(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)。

　　進(jìn)一步優(yōu)選，所述的污水中的陽離子主要為Ca2+和Mg2+。

　　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。

　　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泵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，其中污水泵的流量為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)。

　　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。