专利名称：三级物化法处理污水再生回用方法
技术领域：
本发明属污水处理方法领域，尤其涉及一种三级物化法处理污水再生回用 方法。
背景技术：
我国污水处理基本上都采用英国人200年前发明的生化法技术，由于世界 上各地都在应用，现已发展派生出许多不同结构形式，应该说是一种比较成熟 的污水处理方法。具有设计资料齐全、配套设备完整、施工容易，处理后可以 达到排放标准。但是要求达到GB18918-2002 —级A标准，必须增加物化法进 行深度处理。需要增加投资。
通过使用，生化法存在下列天生不足之处
1、 水中所含污染物是靠生物新陈代谢转化为污染物，需反复消化，因此 处理所需时间比较长， 一般最少需6小时以上，再加上一沉池，二沉池等所需 停留时间需10多个小时。因此工程占地面积教大。
2、 大量的高密度的生物生长必须有足够的氧气，必须进行连续不间断的 曝气，不仅耗电大，而且管理困难。
3、 生物生长对温度要求比较严格， 一般水温下降至15°C以下，去除率开 始下降，当水温降至5 。C以下时，去除率就很低了，不易北方地区冬季使用。
4、 污泥粘性大，臭味大，不易脱水处理。
4污水处理的另一种方法是物化法，即生化法深度处理时使用方法，它是靠 化学反应、微孔吸附过滤等原理使水中污染物被截留在吸附材料表面和微孔 中。如果水中污染物浓度较大或处理一定时间后，材料将饱和，去除率下降， 阻力增大，设备无法运行，必须在饱和之前进行清洗再生处理，才能重新运行。 这就需增加再生清洗装置进行清洗，因此投资增加，运行费用增加。
如采用物化法直接处理污水，必须首先解决物化法设备能自动进行清洗再生。
通过对各种过滤、吸附材料和物化法复合式水处理剂的应用试验发现，只
靠单一某一种材料组成的设备，都很难将水中12项规定的污染物全部去除达 到零排放要求。这就需要用多种材料组成不同设备，串联进行深度处理，方可 达到要求。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种污水去除率高，占地面积 小，不受温度限制，无噪声，无臭味污染，处理过程无需曝气，不需要连续送 电，不需填加助凝剂的三级物化法处理污水再生回用方法。 为达到上述目的，本发明是这样实现的 一种三级物化法处理污水再生回用方法，包括如下步骤
A) 对污水进行预处理；
B) 将步骤A)形成的污水加入净化药剂后从底部入口送入纳滤循环净化 器的净化腔中进行一级净化；所述纳滤循环净化器含有净化腔、配于净化腔上 部的一级净化出口；
C) 将步骤B) —级净化出口流出的一级净化污水从底部入口送入二级净化器中进行二级净化；所述二级净化器含有二级罐体、配于二级罐体顶部的二 级净化出口；所述二级罐体的中部设有吸附交换区；
D)将步骤C) 二级净化出口流出的二级净化污水从底部入口送入三级净 化器中进行三级净化；所述三级净化器含有三级罐体、配于三级罐体顶部的三 级净化出口；所述三级罐体的中部设有碳纤维过滤区。 本发明所述吸附交换区装有维康净水材料。
作为一种优选方案，本发明所述净化腔的中部固定配有泥浆罐；所述泥 浆罐的顶部配有开口。
本发明在步骤A)中所述对污水进行预处理时，将污水经格珊进行处理。
作为另一种优选方案，本发明所述三级净化器中碳纤维过滤区包括碳纤维 滤管、与所述碳纤维滤管的上部出口相配接的管板。
本发明所述二级净化器采用碱液清洗；所述三级净化器采用酸液清洗。
其次，本发明在所述泥浆罐的底部配有污染物出口；泥浆罐产生的污染物 经污染物出口流入至污泥浓縮池。
再次，本发明在所述一级净化出口处设有中间水池；所述一级净化出口流 出的一级净化污水先进入中间水池后再送入二级净化器中进行二级净化。
本发明对污水进行预处理时，将污水经格珊进行处理后进入调节池，加 入净化药剂后从底部入口送入纳滤循环净化器的净化腔中进行一级净化。
本发明污泥浓縮池中的液体再返回到调节池；所述二级净化器经碱液清洗 及三级净化器经酸液清洗产生的残液再返回到调节池。
本发明与传统生化法相比具有如下优势
1、采用三级净化设备，对污水进行逐级深度净化，去除率高，对出水中SS几乎为零，COD为20 30mg/L， NH3-N小于3mg/L，色度好，清澈透明，无异 味，其出水已用于部分锅炉用水、采矿用水、绿化灌溉等，大大减轻了淡水资 源紧缺的困难。
2、 占地面积仅为216M2，节约大量土地资源(约三分之二)。
3、 不受温度限制，冬季水温在1 15 。C仍照常运行。
4、 污水厂无噪声、无臭味污染、环境优美。
5、 处理工艺不需要曝气，不需要连续送电运行，电耗低；而且由于工艺 设备易于实现自动化，操作人员仅用2人，运行费用低，为0.49元/吨水。
6、 浓縮液中含有一定量的微孔材料，易于脱水，不需要加助凝剂，干渣 经简单发酵处理后可做绿化肥料。
三级净化器对各类污染物的去除率
\参 \数COBODssTPTNNH3-N色度PH类大 肠杆动植物 油\Der5菌
1号净90%80%909080%6—9%<90%
化器%%1000 %
3号净95%90%95805050%80%6. 5-8. 5<90%
化器%%%%500%
\参NH3 一N总硬色浊磷铁锰铜锌氰铅镉钼游
\ 對度度度化 物离 氛
2号净99%■62%58956599927088629892%7095
化器%%%%%%%%%%
1、三级物化法是用三级净f匕器逐级深度净化，使最终UB水达到回用水质标准；
2、第一级净化器能自动清洗，又能将颗粒污染物和油类大量去除，可减少二、三级净化器的清洗；
3、 二、三级净化器采用多个并联，清洗将逐个进行，不影响系统正常运行。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。本发明的保护范围 将不仅局限于下列内容的表述。
图1为本发明的工艺流程框图2为本发明第一级净化器工作原理图3为本发明第二级净化器结构示意图4为本发明第三级净化器结构示意图；
具体实施例方式
如图1 4所示， 一种三级物化法处理污水再生回用方法，包括如下步骤
A) 对污水进行预处理；
B) 将步骤A)形成的污水加入净化药剂后从底部入口送入纳滤循环净化 器的净化腔1中进行一级净化；所述纳滤循环净化器含有净化腔1、配于净化 腔上部的一级净化出口 2;
C) 将步骤B) —级净化出口 2流出的一级净化污水从底部入口 16送入二 级净化器中进行二级净化；所述二级净化器含有二级罐体3、配于二级罐体3 顶部的二级净化出口4;所述二级罐体3的中部设有吸附交换区5;底部入口 16为进水布水器，它由管体17及配于管体17上的通孔18构成。如图3， 19 为均流室。 一级净化污水从底部入口 16中的通孔18进入均流室19，再进入 吸附交换区5进行二级净化；同样，二级净化出口4为均流管，它由管体20 及配于管体20上的通孔21构成。二级净化污水经通孔21及管体20流出。22 为过滤网。
D) 将步骤C) 二级净化出口 4流出的二级净化污水从底部入口 23送入三级净化器中进行三级净化；所述三级净化器含有三级罐体6、配于三级罐体顶 部的三级净化出口7;所述三级罐体6的中部设有碳纤维过滤区8。三级净化 出口 7及底部入口 23的结构与二级净化器的结构完全相同，即也采用进水布 水器及出水均流管结构。如图4， 24、 25为通孔，26为滤网。
本发明所述吸附交换区5装有维康净水材料；所述净化腔1的中部固定配 有泥浆罐9;所述泥浆罐9的顶部配有开口 10。在步骤A)中对污水进行预处 理时，将污水经格珊进行处理；所述三级净化器中碳纤维过滤区8包括碳纤维 滤管11、与所述碳纤维滤管11的上部出口相配接的管板12;所述二级净化器 采用碱液清洗；所述三级净化器采用酸液清洗；在所述泥浆罐9的底部配有污 染物出口 13;泥浆罐9产生的污染物经污染物出口 13流入至污泥浓縮池15; 在所述一级净化出口 2处设有中间水池14;所述一级净化出口 2流出的一级
净化污水先进入中间水池14后再送入二级净化器中进行二级净化；对污水进
行预处理时，将污水经格珊进行处理后也可进入调节池，加入净化药剂后从底
部入口送入纳滤循环净化器的净化腔中进行一级净化。污泥浓縮池15中的液 体再返回到调节池；所述二级净化器经碱液清洗及三级净化器经酸液清洗产生 的残液再返回到调节池。
本发明三级净化器分别是
第一级纳滤循环净化器和复合式水处理剂。
第二级脱氮净化器及其净水材料——维康净化材料WK10或其它净水材料。
第三级强碳吸附净化器及其材料-ACF碳纤维。
复合式水处理剂可采用专利号为03135498. X，授权公告号为CN1239403C中国专利所披露的重庆清源环保治理工程有限公司研制的高分子QH絮凝剂。 该絮凝剂是从植物中提取高分子化合物，加入污水中能迅速压縮污染物胶体微 粒的双电层，同时架桥形成网捕，快速将污水中的污染物凝聚成密度较大的絮 凝体，依靠重力作用自然沉降，去除污水中的污染物。
如图1、 2，将这种复合式水处理剂，通过加药机27投入提升泵池28水 中，经过提升泵29叶轮和管道混合器高速混合后，进入纳滤循环净化器即第 一级净化器中，于净化腔l内，在经慢速混合后出现絮凝，并逐渐形成絮团， 而且愈聚愈多形成密实又具有足够厚度的絮凝饼层30。这些反应都在净化器 净化腔1的内壁与泥浆罐9罐体之间的空间31中进行的，并靠泥浆罐9的形 状保障上述物理化学反应时间和反应条件。絮凝饼层靠自身重力向下，又受位 于提升泵池中的提升泵29向上托举力的作用，使絮凝饼层非常缓慢的上升， 第一级净化器的结构设计又使下面进来的絮凝后的污水必须通过絮凝饼层30， 才能进入位于絮凝饼层上面的澄清室32，絮凝饼层30将污水中的悬浮物、絮 体、油类、细菌菌体等截留在饼层表面，这样絮凝饼层30就起到了过滤层的 作用。由于过滤饼层30非常密实，又有足够的厚度，其过滤效果远远高于砂 滤器，又由于絮凝饼层30透水性好，阻力很小。当饼层厚度增加超过净化器 内泥浆罐9顶口时，由于泥浆罐9内没有向上的托举力的作用。高出开口 10 的絮凝物将靠重力自动通过开口 10流入泥浆罐9内，并沉于罐底；再通过自 动控制系统，定时将泥浆罐9内泥浆从污染物出口 13排至污泥浓縮池15,这 样便完成了自动再生清洗。第二类净化器的任务是去除第一级净化器没有去除 的污染物-TN和NH3-N,同时对其它污染物也有很高的去除率。WK-10净水材料 是锦州维康净水材料有限公司研发、生产的一种净水材料，它具有吸附和离子交换双重功能。WK-10是以铝硅酸盐类矿物质为原料，经破碎筛选、高温烧结、 改性活化等工艺加工制成。当然，这里需要强调的是吸附交换区5中也可采用 专利申请号为03124229. 4，公开号为CN1458078A所披露的净水剂。WK-10材 料主要用于去除氨氮和总氮，每公斤滤料可去除5000kg，每吨滤料每小时处 理水量达2-5m3 /h。污水在管道压力的作用下，通过进水布水器进入均流室19， 均流后进入吸附交换室5与室内ffK-10材料或专利申请号为3124229. 4，公开 号为CN1458078A所披露的净水剂等材料经充分接触后完成离子交换和吸附作 用，使NH3-N和TN转换截留下来，净水进入出水均流室后从出水均管的管体 20流出。再生清洗时，先将罐内水全部放出，用净水冲洗再用压縮空气吹洗。 然后将氢氧化钠再生液循环清洗20-30分钟后浸泡2小时，将再生液放回再生 槽，再用压缩空气吹洗5分钟即可。 一般系统多采用多个净化器并联，再生可 循环进行，不影响系统正常运行。第三类净化器是用ACF活性碳纤维做水处理 吸附材料，ACF活性炭纤维是继活性碳AC之后，70年代出现的一种新型活性 碳纤维吸附材料。利用ACF活性碳纤维制成活性碳芯管，多只芯管汇聚在净化 器罐体内，当污水通过芯管时，在物理吸附、化学吸附及过滤作用下，使各类 污染物被截留分离和转化出去，水质得到净化。本发明污水经管网、化粪池进 入污水站，经隔珊调节池预处理后，进入一级净化器提升泵池28。池内设有 提升泵29、液位开关，加药机27的出水管口设在提升泵入口处，当提升泵29 内水位升至上限水位时，液位开关开启，使得提升泵和加药机电动阀同时开启。 在提升泵29作用下，使污水和复合式水处理通过泵的叶轮混合后进入管道混 合器再次混合，充分混合后切向进入纳滤循环净化器进行慢 速混合。复合式水 处理剂与污水中污染物经过这样十分充分混合后便可高效的产生化学反应和物理吸附了。 一级净化器净化后的水质流入中间水池14，中间水池14设有提 升泵和液位开关。当池内水位上升至上限时，液位开关开启，使提升泵开启将 水送至二级和三级净化器。二级和三级净化器是串联的。一、二、三级净化器 排出的浓縮物统一排至污泥浓縮池15，混合后再次絮凝沉淀，上清液送入调 节池重复净化，沉底浓縮物用泥浆泵送脱水机脱水，干渣送堆积场处理回用。
三级物化法处理污水工艺的特点
1) 净化效率高，能自动再生清洗的纳滤循环净化装置做第一级，可扩大 对原水浓度的适应范围，对二级和三级净化器起到保护的作用，大大减少再生 清洗量。
2) 第二级主要去除用NH3-N、 TN，补充了第一级的不足，使水质得到深 度处理。
3) 三级净化器是在一、二级处理基础上，进行深度处理，确保达到一级 A标准。
4) 二、三级采取串、并联方式连接，易于轮流再生清洗，保护系统连续运行。
5) 利用一级净化器纳滤循环净化装置所排出的浓縮液内含复合式处理剂 具有可以絮凝反应的特点，将三级净化器所排出的浓縮液集中排至浓縮池，并 使其混合，混合后再次絮凝，使浓縮液得到净化，净化后的上清夜排入调节池 重复净化，不增加调节池水质污染量。
6) 二级净化器所有吸附材料全是纳米微孔材料，由于纳米微孔具有特殊 物理和化学性质，可以使许多小分子和离子状态污染物转化为C02和、H20。
7) 系统采用密封式、立体式布局，可减少臭味和占地面积。
权利要求
1、一种三级物化法处理污水再生回用方法，其特征在于，包括如下步骤A)对污水进行预处理；B)将步骤A)形成的污水加入净化药剂后从底部入口送入纳滤循环净化器的净化腔中进行一级净化；所述纳滤循环净化器含有净化腔(1)、配于净化腔上部的一级净化出口(2)；C)将步骤B)一级净化出口(2)流出的一级净化污水从底部入口送入二级净化器中进行二级净化；所述二级净化器含有二级罐体(3)、配于二级罐体(3)顶部的二级净化出口(4)；所述二级罐体(3)的中部设有吸附交换区(5)；D)将步骤C)二级净化出口(4)流出的二级净化污水从底部入口送入三级净化器中进行三级净化；所述三级净化器含有三级罐体(6)、配于三级罐体顶部的三级净化出口(7)；所述三级罐体(6)的中部设有碳纤维过滤区(8)。
2、 根据权利要求1所述的三级物化法处理污水再生回用方法， 其特征在于所述净化腔(1)的中部固定配有泥浆罐(9);所述泥 浆罐(9)的顶部配有开口 (10)。
3、 根据权利要求2所述的三级物化法处理污水再生回用方法， 其特征在于在步骤A)中所述对污水进行预处理时，将污水经格珊进行 理。
4、 根据权利要求3所述的三级物化法处理污水再生回用方法， 其特征在于所述三级净化器中碳纤维过滤区(8)包括碳纤维滤管(11)、与所述碳纤维滤管(11)的上部出口相配接的管板(12)。
5、 根据权利要求4所述的三级物化法处理污水再生回用方法， 其特征在于所述二级净化器采用碱液清洗；所述三级净化器采用酸 液清洗。
6、 根据权利要求5所述的三级物化法处理污水再生回用方法， 其特征在于在所述泥浆罐(9)的底部配有污染物出口 (13);泥浆罐(9)产生的污染物经污染物出口 (13)流入至污泥浓縮池(15)。
7、 根据权利要求6所述的三级物化法处理污水再生回用方法， 其特征在于在所述一级净化出口 (2)处设有中间水池(14);所述 一级净化出口 (2)流出的一级净化污水先进入中间水池(14)后再 送入二级净化器中进行二级净化。
8、根据权利要求7所述的三级物化法处理污水再生回用方法， 其特征在于对污水进行预处理时，将污水经格珊进行处理后进入调节池，加入净化药剂后从底部入口送入纳滤循环净化器的净化腔中进 行一级净化。
9、根据权利要求8所述的三级物化法处理污水再生回用方法， 其特征在于污泥浓縮池(15)中的液体再返回到调节池；所述二级 净化器经碱液清洗及三级净化器经酸液清洗产生的残液再返回到调 节池。
全文摘要
本发明属污水处理方法领域，尤其涉及一种三级物化法处理污水再生回用方法，它包括A)对污水进行预处理；B)将步骤A)形成的污水加入净化药剂后从底部入口送入纳滤循环净化器的净化腔中进行净化；纳滤循环净化器含有净化腔、一级净化出口；C)将步骤B)一级净化出口流出的一级净化污水从底部入口送入二级净化器中进行净化；二级净化器含有二级罐体、二级净化出口；二级罐体的中部设有吸附交换区；D)将步骤C)二级净化出口流出的二级净化污水从底部入口送入三级净化器中进行净化；三级净化器含有三级罐体、三级净化出口；三级罐体的中部设有碳纤维过滤区。
文档编号C02F1/52GK101585609SQ20081001154
公开日2009年11月25日 申请日期2008年5月23日 优先权日2008年5月23日
发明者关洪中 申请人:关洪中