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污水处理再生利用的方法与工艺

  • 来源:未知
  • 发布日期:2022-01-06 08:22
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        深度处理至回用要求的水称为回用水。当二级处理出水满足特定回用要求并已回用时,也可称为回用水或再生水。回用水用于建筑物内杂用时也称为中水。
        污水二级处理后的深度处理,其目的是进一步去除污水的悬浮物、细菌、病毒、有机残余物、氮和磷等营养盐以及可溶的无机盐等。
        由于污水再生利用的目的不同,污水深度处理的工艺也不同。水处理工艺包括物理法、化学法、物理化学法和生物化学法等。污水再生利用技术通常需要多种工艺的合理组合,对污水进行深度处理,单一的某种水处理工艺较难达到回用水水质要求。
        由于新工艺以及新材料的不断发展,在污水深度处理方面涌现出许多新技术。
一、污水再生利用的方法
以再生水水质为目标,选择水处理单一工艺及方法,即为基本方法,主要有五种。
1、物理方法

  1. 筛滤截留  包括格栅、格网、微滤和过滤技术。
  2. 重力分离  a、重力沉降  主要依靠重力分离悬浮物。b、气浮  依靠微气泡黏附上浮分离不易沉降的悬浮物,常用的是压力溶气气浮法。
  3. 离心分离  主要作用是不同质量的悬浮物在高速旋转的离心力场作用下依靠惯性被分离。
  4. 高梯度磁分离  利用高梯度、高强度磁场分离弱磁性颗粒。
  5. 高压静电场分离  利用高压静电场,改变物质的带电特性称为晶体从水中分离;或利用高压静电场局部高能,破坏微生物的酶系统,杀死微生物。
2、化学方法
  1. 化学沉淀   以化学方法析出并沉淀分离水中的物质。
  2. 中和   用于处理酸性或碱性物质。
  3. 氧化还原   通过氧化分解或还原去除水中的污染物质。
  4. 电解   电解分离并氧化或还原水中污染物质。
3、物理化学法
  1. 离子交换   以交换剂中的离子基团交换去除水中的有害离子。
  2. 萃取   以不溶于水的有机溶剂分离水中相应的溶解性物质。
  3. 气提与吹脱   水中通入空气去除挥发性物质,如低分子低沸点有机物、CO2、NH3等。
  4. 吸附处理   以吸附剂吸附分离水质的物质,常用吸附剂是活性炭。
4、膜分离技术
  1. 电渗析   在直流电场中离子交换树脂膜选择性的定向迁移、分离去除水中离子。
  2. 扩散渗析   依靠半渗透膜两侧的渗透压分离溶液中的溶质。
  3. 反渗透   在压力作用下通过半透膜反方向的使水与溶解性盐类分离。
  4. 纳滤   在压力条件下分离水质低分子物质及部分无机盐。
  5. 微滤、超滤   通过微滤、超滤膜使水溶液中悬浮物或大分子物质同水分离。
5、生物法
  1. 活性污泥法   以曝气方式使水充氧利用水中微生物分解其中有机物。
  2. 生物膜法   利用生长于各种载体上的微生物分解水中的有机物。
  3. 自然生态处理   利用水体中的微生物、藻类、水生植物等通过好氧或兼氧分解降解水中有机物。
  4. 土地处理   利用土壤和其中的微生物、植物及根系综合处理(过滤、吸附、降解)水中的有机污染物质。
二、污水再生利用的工艺
污水再生利用的基本处理工艺可 采用传统的污水处理方法,而污水的深度处理是控制其出水水质的关键。污水的深度处理需要多种污水处理技术的合理组合,这不仅与污水的水质特征、处理后水的用途有关,还与各处理工艺的互容性及经济上的可行性有关。
工艺1:二级处理→砂滤→消毒
工艺1是简单实用的传统污水二级处理流程。 它利用砂滤去除水中细小颗粒物,再经过消毒制取再生水,可用作工业循环冷却用水、城市市政用于(浇洒、绿化、景观、消防、补充水体等)、居民住宅的冲洗厕所用水等杂用水以及农业用水等。
当二级出水含磷不能达标时,可投加少量铝、铁、钙盐,形成磷酸铝沉淀,砂滤运行方式为接触过滤。
工艺2:二级出水→混凝→沉淀→过滤→消毒
工艺2在工艺1基础上增加了混凝沉淀,即通过混凝进一步去除二级处理不能去除的胶体物质、磷酸根、部分重金属和有机污染物。这种再生水除适用于工艺1的再生利用范围外,还可用于地下水回灌。
工艺3:二级出水→混凝→沉淀→过滤→活性炭吸附→消毒
工艺3是在工艺2的基础上增加了活性炭吸附,这对于去除微粒有机污染物和微量金属离子、颜色,去除病毒等有毒污染物方面效果明显。本工艺适用于除人体直接接触外的各种工农业再生水和城市再生水,但费用较高。
工艺4:二级出水→接触过滤→膜分离(UF)→消毒
工艺4主要采用了膜分离技术,并采用接触过滤作为膜分离的预处理工艺,混凝剂将水中残存细颗粒经脱稳凝结成小颗粒过滤除去,从而减小膜阻力,提高膜透水通量。通过混凝剂的电中和吸附作用,使溶解性的有机物成为略大于膜孔径大小的颗粒,使膜可截留去除,减缓了膜污染。
工艺5:二级出水→砂滤→微滤→纳滤→消毒
工艺5的特点是采用微滤和纳滤技术。微滤可截留水质胶体和细菌病毒在内的超细污染物,还可降低水中磷酸盐的含量。纳滤对于一价阳离子和相对分子量低于150的有机物去除率低,对二价以上的高价阳离子及相对分离质量大于200的有机物质的选择性较强,可阻挡分子直径在1nm以上的分子,除去二级出水中2/3的盐度,4/5的硬度,超过90%的有机碳和THMs前体物,出水接近饮用水的标准。
工艺6:二级出水→臭氧→超滤或微滤→消毒、
工艺6采用臭氧氧化作为膜处理的预处理。臭氧氧化的作用是将大分子有机物分解为小分子,因此作为膜的预处理是不适合的。对于含铁、锰的原水,臭氧能将溶解性的铁和锰氧化,生成胶体并通过膜分离加以去除,因而可以提高铁、锰的去除率,还可去除异臭味。
工艺7:二级出水→活性炭吸附或氧化铁微粒过滤→超滤或微滤→消毒
工艺8:二级出水→混凝沉淀过滤→膜分离(活性炭吸附)→消毒
工艺9:二级出水→臭氧→生物活性炭→微滤→消毒
工艺10:二级出水→混凝沉淀→生物曝气→超滤→消毒
工艺7~工艺10这四类工艺将粉末活性炭(PAC)与超滤(UF)或微滤(MF)联用,组成吸附固液分离工艺流程锦绣净水处理。PAC可有效去除水中低分子量的有机物,使溶解性有机物转移至固相,再利用MF和UF膜截留去除微粒的特性,可将低分子量的有机物从水中去除。