一种城市污水深度处理及回用于循环冷却水系统的方法
【专利摘要】本发明公开了一种城市污水深度处理及回用于循环冷却水系统的方法，属于水处理技术领域。本发明采用纤维球过滤、阳离子交换及臭氧消毒法处理城市污水处理厂二级生化出水，然后回用于循环冷却水系统，减轻循环冷却水系统的结垢和腐蚀问题。本发明中污水首先通过纤维球过滤塔去除污水中大部分颗粒物、悬浮物和胶体粒子，然后进入阳离子交换塔通过离子交换去除污水中的Ca2+、Mg2+等阳离子，最终流入臭氧消毒塔内发生高级氧化反应进行消毒杀灭微生物，氧化有机物，出水则回用于循环冷却水系统。本发明缓解了水资源短缺的问题，解决了循环冷却水系统中设备腐蚀、结垢和微生物滋长等技术问题。
【专利说明】
一种城市污水深度处理及回用于循环冷却水系统的方法
技术领域
[0001]本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种城市污水深度处理及回用于循环冷却水系统的方法。
【背景技术】
[0002]随着水环境污染日益严重，水资源短缺已成为火电工业发展的制约因素。城市污水由于其来源的稳定性和可靠性，成为电厂可以利用水源之一。目前城市污水回用作工业循环冷却水补充水的工艺研究大都建立在对已经进行了二级处理的城市污水再进行深度处理的基础上，以使深度处理后的污水达到循环冷却水水质标准。城市污水处理厂二级出水直接回用于工业冷却水会引起系统设备腐蚀、结垢和微生物滋长等技术问题。在这样的背景下，本发明以城市污水处理厂二级生化出水为处理对象，采用纤维球过滤法、阳离子交换法及臭氧消毒法处理生化出水，以回用于循环冷却水系统。
[0003]纤维球过滤原理:由纤维丝结扎而成的纤维球滤料，与传统的刚性颗料滤料不同，它是弹性滤料，它的空隙率大，在过滤过程中滤层空隙率沿自上而下的水流方向逐渐变小比较符合理想滤料上大下小的空隙分布，与传统滤料相比纤维球滤料具有滤速高、截泥量大、工作周期长等优点。纤维球过滤器还具有滤速高、截污能力大、设备紧凑、占地面积小、耐磨损、抗腐蚀等特点。
[0004]阳离子交换原理:在阳离子交换器-水处理设备内装有一定高度的阳离子交换树脂作为交换剂。生水自上而下地通过交换剂层，交换剂上的钠离子置换了水中的钙、镁离子、使水得到了软化。阳离子交换塔具有预处理要求简单、工艺成熟，出水水质稳定、设备初期投入低等特点。
[0005]臭氧消毒原理:臭氧在化学性质上主要呈现强氧化性，氧化能力仅次于氟、.0H和0(原子氧)，其氧化能力是单质氯的1.52倍。臭氧之所以表现出强氧化性，是因为分子中的氧原子具有强烈的亲电子或亲质子性，臭氧分解产生的新生态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杂质，并能脱色、除臭、灭藻，消除水中的铁、锰硫化物、酚氰、农药等，降低水中的BOD、COD和致癌物，它能破坏附着在细胞上的或细胞内维持生命的脱氢酶，破坏了细胞呼吸系统，从而导致细菌的死亡。
[0006]臭氧氧化法主要通过直接反应和间接反应两种途径得以实现。其中直接反应是指臭氧与有机物直接发生反应，这种方式具有较强的选择性，一般是进攻具有双键的有机物，通常对不饱和脂肪烃和芳香烃类化合物较为有效；间接反应是指臭氧分解产生.0H，通过.0H与有机物进行氧化反应，这种方式不具有选择性。臭氧氧化技术具有氧化能力强、反应速度快、不产生污泥、无二次污染的特点。
[0007]公开号为CN101423316A的专利公开了一种二级出水处理回用工艺，该工艺是将曝气生物滤池与超滤膜过滤两种技术进行组合应用，曝气生物滤池作为前处理，超滤膜过滤作为后续处理。曝气生物滤池抗冲击能力强、占地面积小且出水水质高，能有效去除二级出水中的部分有机物，并对氨氮、悬浮物具有高去除率。与本发明相比存在不足之处，无法去除水中的Ca2+、Mg2+等金属离子，后续的回用存在一定的局限性。
【发明内容】
[0008]本发明解决的技术问题是提供了一种城市污水深度处理及回用于循环冷却水系统的方法，采用纤维球过滤、阳离子交换及臭氧消毒法处理城市污水处理厂二级生化出水，然后回用于循环冷却水系统，减轻循环冷却水系统的结垢和腐蚀问题。本发明中污水首先通过纤维球过滤塔去除污水中大部分颗粒物、悬浮物和胶体粒子，然后进入阳离子交换塔通过离子交换去除污水中的Ca2+、Mg2+等阳离子，最终流入臭氧消毒塔内发生高级氧化反应进行消毒杀灭微生物和氧化有机物，出水则回用于循环冷却水系统。本发明缓解了水资源短缺的问题，解决了循环冷却水系统中设备腐蚀、结垢和微生物滋长等技术问题。同时，本发明可以有效地节约工业用水，并保证循环用水的质量，从而提高企业生产、生活用水的水平。
[0009]本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种城市污水深度处理及回用于循环冷却水系统的方法，其特征在于具体过程为:城市污水经二级生化处理在二沉池中进行泥水分离后由污水栗抽出经污水管由纤维球过滤塔顶部的布水器进入纤维球过滤塔，污水中大部分颗粒物、悬浮物和胶体粒子被纤维球过滤塔中的滤料吸附过滤而得到去除，经纤维过滤塔过滤后的污水由纤维球过滤塔的底部排出，然后经污水管由阳离子交换塔底部的布水器进入阳离子交换塔，污水中的阳离子与阳离子交换塔内的阳离子交换树脂进行离子交换而得到去除，经离子交换的出水由阳离子交换塔的顶部排出，然后经污水管由臭氧消毒塔顶部的布水器进入臭氧消毒塔并在臭氧消毒塔内部的接触填料表面发生高级氧化反应进行消毒杀灭微生物，污水在臭氧消毒塔中经过高级氧化后由臭氧消毒塔底部排水口经管道进入冷却水池用于循环冷却水系统。
[0010]进一步优选，所述的污水中的阳离子主要为Ca2+和Mg2+。
[0011]进一步优选，所述的臭氧消毒塔的一侧通过管道与臭氧发生器连接，该臭氧发生器产生的臭氧经管道由臭氧消毒塔底部的曝气头形成气泡进入臭氧消毒塔。
[0012]进一步优选，所述的城市污水深度处理及回用于循环冷却水系统的方法的具体运行过程为:城市污水经二级生化处理在二沉池中进行泥水分离后通过污水栗抽出二沉池中的水经污水管由纤维球过滤塔顶部的布水器进入纤维球过滤塔，其中污水栗的流量为20m3/h，纤维球过滤塔的处理量为20m3/h，污水中大部分颗粒物、悬浮物和胶体粒子会被纤维球过滤塔中的滤料吸附过滤而得到去除，经纤维球过滤塔过滤后的污水由纤维球过滤塔底部排出，然后经污水管由阳离子交换塔底部的布水器进入阳离子交换塔，其中阳离子交换塔的运行流速为20m3/h，污水中的阳离子与阳离子交换塔内部的阳离子交换树脂进行离子交换而得到去除，经离子交换的出水由阳离子交换塔顶部排出，然后经污水管由臭氧消毒塔顶部的布水器进入臭氧消毒塔，臭氧发生器产生的臭氧经管道由臭氧消毒塔底部的曝气头形成气泡进入臭氧消毒塔，臭氧发生器的产氧量为15g/h，并在臭氧消毒塔内部的接触填料表面发生高级氧化反应进行消毒杀灭微生物，污水在臭氧消毒塔中经过高级氧化后由臭氧消毒塔底部排水口经管道进入冷却水池用于循环冷却水系统。
[0013]本发明与现有技术相比具有以下有益效果:通过上述方法可去除污水中大部分颗粒物、悬浮物和胶体粒子，可消毒杀灭微生物，氧化有机物，从而解决城市污水处理厂二级出水直接回用于工业冷却水会引起系统设备腐蚀、结垢和微生物滋长等技术问题。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的工艺流程图。
[0015]图中:1、二沉池，2、污水栗，3、纤维球过滤塔，4、滤料，5、阳离子交换塔，6、阳离子交换树脂，7、臭氧发生器，8、臭氧消毒塔，9、接触填料，10、冷却水池。
【具体实施方式】
[0016]以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例
[0017]本发明中城市污水深度处理及回用于循环冷却水系统是由二沉池1、污水栗2、纤维球过滤塔3、滤料4、阳离子交换塔5、阳离子交换树脂6、臭氧发生器7、臭氧消毒塔8、接触填料9和冷却水池10组成的。二沉池I的规格为直径15m，高6m。污水栗2是由上海阳光栗业有限公司供应的40ZW20-15型污水栗，流量是20m3/h，自吸高度5.5111，扬程20111，转速290(^/min，可将污水抽出输送至纤维球过滤塔3。纤维球过滤塔3是由南京贝特空调设备有限公司供应的BTGX-1000型高效纤维球过滤器，处理量20m3/h，用于去除污水中大部分颗粒物、悬浮物和胶体粒子。滤料4是由东莞市宏强环保工程有限公司供应的纤维球，密度为80g/cm3，滤速可达20-30m/h。阳离子交换塔5是由杭州上下水处理设备有限公司供应的FW10-110型阳离子交换器，流速16_21.3m3/h，用于去除污水中的Ca2+、Mg2+等阳离子。阳离子交换树脂6是由南昌市金赛马实业有限公司供应的阳离子交换树脂，运行流速15-30m/h。臭氧发生器7是由中山市壹家福臭氧设备有限公司供应的YJF-036-20G/H型管道臭氧发生器，额定功率300w，臭氧产量20g/h，用于产生臭氧。臭氧消毒塔8是由深圳市宏达水处理设备有限公司供应的Φ 500- Φ 3200型臭氧混合塔，用于去除消毒杀灭微生物。接触填料9是由巩义夹津口海宇填料厂供应的鲍尔环填料，可在其表面发生高级氧化反应。冷却水池10规格长20m，宽Sm，高6m0
[0018]首先，城市污水经二级生化处理在二沉池进行泥水分离后，开启污水栗，设置流量为20m3/h，污水栗抽出二沉池中的污水经污水管由纤维球过滤塔顶部的布水器进入纤维球过滤塔，纤维球过滤塔的处理量为20m3/h，污水中大部分颗粒物、悬浮物和胶体粒子会被纤维球过滤塔中的滤料吸附过滤而得到去除，经纤维球过滤塔过滤后的污水由纤维球过滤塔底部排出，然后经污水管由阳离子交换塔底部的布水器进入阳离子交换塔，阳离子交换塔的运行流速为20m3/h，污水中的Ca2+、Mg2+等阳离子与阳离子交换塔内的阳离子交换树脂进行离子交换而得到去除，经过离子交换的出水由阳离子交换塔顶部排出，然后经污水管由臭氧消毒塔顶部的布水器进入臭氧消毒塔，臭氧发生器产生的臭氧经管道由臭氧消毒塔底部的曝气头形成小气泡进入臭氧消毒塔，臭氧发生器产氧量设定为15g/h，并在接触填料表面发生高级氧化反应进行消毒杀灭微生物，污水在臭氧消毒塔中经过高级氧化后由臭氧消毒塔底部排水口经管道进入冷却水池用于循环冷却水系统。
[0019]以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。
【主权项】
1.一种城市污水深度处理及回用于循环冷却水系统的方法，其特征在于具体过程为:城市污水经二级生化处理在二沉池中进行泥水分离后由污水栗抽出经污水管由纤维球过滤塔顶部的布水器进入纤维球过滤塔，污水中大部分颗粒物、悬浮物和胶体粒子被纤维球过滤塔中的滤料吸附过滤而得到去除，经纤维过滤塔过滤后的污水由纤维球过滤塔的底部排出，然后经污水管由阳离子交换塔底部的布水器进入阳离子交换塔，污水中的阳离子与阳离子交换塔内的阳离子交换树脂进行离子交换而得到去除，经离子交换的出水由阳离子交换塔的顶部排出，然后经污水管由臭氧消毒塔顶部的布水器进入臭氧消毒塔并在臭氧消毒塔内部的接触填料表面发生高级氧化反应进行消毒杀灭微生物，污水在臭氧消毒塔中经过高级氧化后由臭氧消毒塔底部排水口经管道进入冷却水池用于循环冷却水系统。2.根据权利要求1所述的城市污水深度处理及回用于循环冷却水系统的方法，其特征在于:所述的污水中的阳离子主要为Ca2+和Mg2+。3.根据权利要求1所述的城市污水深度处理及回用于循环冷却水系统的方法，其特征在于:所述的臭氧消毒塔的一侧通过管道与臭氧发生器连接，该臭氧发生器产生的臭氧经管道由臭氧消毒塔底部的曝气头形成气泡进入臭氧消毒塔。4.根据权利要求1所述的城市污水深度处理及回用于循环冷却水系统的方法，其特征在于具体运行过程为:城市污水经二级生化处理在二沉池中进行泥水分离后通过污水栗抽出二沉池中的水经污水管由纤维球过滤塔顶部的布水器进入纤维球过滤塔，其中污水栗的流量为20m3/h，纤维球过滤塔的处理量为20m3/h，污水中大部分颗粒物、悬浮物和胶体粒子会被纤维球过滤塔中的滤料吸附过滤而得到去除，经纤维球过滤塔过滤后的污水由纤维球过滤塔底部排出，然后经污水管由阳离子交换塔底部的布水器进入阳离子交换塔，其中阳离子交换塔的运行流速为20m3/h，污水中的阳离子与阳离子交换塔内部的阳离子交换树脂进行离子交换而得到去除，经离子交换的出水由阳离子交换塔顶部排出，然后经污水管由臭氧消毒塔顶部的布水器进入臭氧消毒塔，臭氧发生器产生的臭氧经管道由臭氧消毒塔底部的曝气头形成气泡进入臭氧消毒塔，臭氧发生器的产氧量为15g/h，并在臭氧消毒塔内部的接触填料表面发生高级氧化反应进行消毒杀灭微生物，污水在臭氧消毒塔中经过高级氧化后由臭氧消毒塔底部排水口经管道进入冷却水池用于循环冷却水系统。
【文档编号】C02F9/04GK105858967SQ201610358651
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】申战辉, 张淑展, 史嘉璐
【申请人】河南师范大学