一种膜技术用于城市污水深度处理回用的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及城市污水深度处理回用处理技术领域，具体说是一种膜技术用于城市污水深度处理回用的方法。所述城市污水尤指城市达标外排污水，所述膜技术为双膜技术，具体包括超滤和反渗透技术。
【背景技术】
[0002]水是人们生活和国民经济建设中不可缺少的重要资源，是不可替代的物质。随着经济的发展、人口的增长和人们物质文化生活水平的提高，世界各地对水的需求在日益增长，水资源短缺已成为许多国家的突出问题。
[0003]市政污水是城市和建制镇排入城市排水系统的水的统称，市政污水包括生活污水、生产废水和在合流制排水系统中截流的雨水。市政污水的量一般较大，可达每日万吨级以上，市政污水经处理后一般达到国家一级或二级排放标准排入河道或海洋(此即城市达标外排污水，简称为城市污水)。城市污水对于缓解缺水城市水资源短缺，降低城市水源污染具有重要意义。
[0004]为了解决工业水资源用水紧张的问题，水的再生与回用，将城市污水开发为第二水源已越来越受到人们的重视。对于缺水城市来说，城市污水深度处理回用比开发新水源更为重要，更符合我国贫水的客观事实，更具有现实的意义。以城市污水作为原水，根据需要进行深度处理回用，然后供给工业生产、城市绿化、市政用水等是解决水资源短缺的最有效途径，是缺水城市势在必行的重大决策。这样一方面补充了水资源的短缺，另一方面也减少了城市自来水的消耗量。同时，城市污水深度处理回用后可用于工业、农业等，减少了排向水域的污水量，创造了可观的环境效益，并且这种环境效益与经济效益是统一的；省却了水资源费，以及取水与远距离输送水的能耗与建设费用，以城市污水为原水进一步深度处理回用的成本就能够低于以自然水为原水的自来水厂。因此，城市污水深度处理回用(城市污水资源化)，既可以防治水污染，保护水环境，也是解决城市水资源不足的一个重要途径。
[0005]2010年全国城市的排水量将达到600X 108m3，全国城市的市政污水的平均处理率不低于50%,重点城市的市政污水回用处理率70%。这就给城市污水深度处理回用创造了基本条件。全国的城市污水深度处理回用率如果平均达到20%，年回用量可达40X 108m3，是正常年份年缺水60 X 108m3的67%，即通过城市污水深度处理回用，可解决全国城市缺水量的一多半，回用规模及回用潜力之大，足可以缓解一大批缺水城市的供水紧张状况。
[0006]目前市政污水回用，大部分是将城市污水作为中水回用于景观水，或工业冷却循环水。在很多地区，由于市政污水中含盐量高或有机物、悬浮含量高，城市污水经过简单回用处理仍然无法满足回用水质(如循环水补水、锅炉补水)要求。此时需要对城市污水进一步深度处理回用。在污水的深度处理技术中，膜分离技术是目前最为经济可行的方法。
[0007]双膜技术是将超滤/微滤(UF/MF)技术和反渗透(RO)技术相结合在一起的工艺。由于反渗透膜对进水水质要求很高(通常要求污染指数SDI ( 5)，否则极易被污染堵塞而降低甚至丧失其高精度的过滤功能，而超滤/微滤过滤系统的产水水质完全可以满足反渗透系统对进水水质的要求。因此，在反渗透系统前设置超滤/微滤系统，可以有效地防止反渗透膜的污染和堵塞，延长了反渗透膜的使用寿命。目前双膜法水处理技术可以广泛应用于化工、电力、电子、制药、石化、纺织、食品等领域的纯水和超纯水制备，以及海水淡化、苦咸水淡化和特种分离过程，特别是在污水资源化再生利用方面。双膜法可直接利用企业的生化出水作为原水，处理后可以达到锅炉补充水的水质要求，为企业节约水资源。
[0008]中国发明专利CN1796314A提出了一种采用包括混凝过滤、臭氧氧化、生物氧化在内的深度处理工艺，主要去除难去除微量有机物、细菌、病毒等以达到回用目的，工艺还可能包括纳滤和反渗透工艺进行进一步处理。该工艺中纳滤和反渗透前没有设置超滤，对于较差水质很难保证纳滤和反渗透的稳定运行。
[0009]中国发明专利CN101209886A提出了一种采用膜生物反应器与反渗透联用的城市污水深度处理回用工艺。以城市二级出水为原水，进入膜生物反应器MBR系统进行生物预处理以除去其中的B0D。该工艺需要对二级出水进行进一步生化，运行成本相对较高，超滤运行通量偏低。
[0010]中国发明专利CN101544448A提出了一种采用移动床生物反应器?混凝沉淀?气浮?多介质过滤?超滤?反渗透工艺，回用水质可达到循环水和电厂锅炉补给水的要求。该工艺预处理流程较长，处理成本较高。
[0011]中国实用新型专利CN201538718U提出了一种市政污水采用“投加杀菌剂?投加混凝剂?多介质过滤?换热?自清洗过滤?超滤?中间水箱(加酸/非氧化性杀菌剂)?投加还原剂/阻垢剂?保安过滤?反渗透”的深度处理回用系统，经处理后的净水作为冷轧企业循环水的补充水或脱盐水站的补水。
[0012]中国实用新型专利CN201309866Y提出了一种采用“碟片过滤?超滤装置?中间水箱?保安过滤?反渗透”工艺的废水回用处理装置，采用上述装置处理后的出水水质达到工业用水水质要求,从而实现生产回用。
[0013]上述实用新型专利和发明专利，虽均从结合不同的预处理方法、采用超滤和反渗透组合工艺的角度出发，进行了城市达标外排污水的深度处理回用，但从上述专利所涉及的工业膜装置运行的情况来看，主要存在如下技术问题:
[0014]①现有的工业超滤膜系统对原水水质(COD/悬浮物/硬度等)的要求较高，通常石化企业达标污水水质无法满足进膜要求，需要进行一系列的膜前预处理，由此增加了固定投资和运行费用；
[0015]②传统反渗透系统对进水COD有严格要求(小于100mg/L)，因此现有的双膜系统只能处理生化出水且COD值较低的废水体系；
[0016]③现有的双膜系统需要设置中间水箱和保安过滤器，极易引起微生物滋生以及保安过滤器的严重堵塞，使得保安过滤器需经常更换；
[0017]④现有的工业膜装置均采用连续投加NaClO杀菌，杀菌后进入反渗透前需投加过量的NaHS03还原剂以防止过量余氯对反渗透膜的破坏，如此一来既增加了药剂成本，又为反渗透膜的运行存在破坏性的风险；
[0018]⑤反渗透系统运行达到清洗周期后需要停机清洗，不能实现分散洗，并且反渗透膜系统串联组件较多，导致后段反渗透的膜面流速偏低且污染严重。
[0019]因此，现有双膜装置存在的不能适应高COD水质、预处理流程复杂、超滤反渗透工艺流程中设置多个中间水箱、保安过滤等，且需要添加大量絮凝剂、杀菌剂、还原剂等降低悬浮物含量及控制微生物对膜系统的污染等缺点有待进一步研究、改进。
【发明内容】
[0020]针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种膜技术用于城市污水深度处理回用的方法，采用“简单预处理?压力式超滤?反渗透”组合工艺技术对城市达标外排污水进行深度处理回用，大大简化现有城市污水深度处理回用系统的工艺流程、提高膜系统的运行周期，降低城市污水深度处理回用的投资运行成本，提高城市污水的利用率，最大限度降低废水排放量。
[0021]为达到以上目的，本发明采取的技术方案是:
[0022]一种膜技术用于城市污水深度处理回用的方法，其特征在于:采用“简单预处理?压力式超滤?反渗透”组合工艺技术对城市污水进行深度处理回用。
[0023]在上述技术方案的基础上，所述城市污水为市政污水经处理后达到国家一级或二级排放标准的城市达标外排污水。
[0024]在上述技术方案的基础上，具体包括以下步骤:
[0025]步骤I，将城市污水经管路输送至多介质过滤单元，多介质过滤单元出水主要水质指标为:浊度为1.0?2.0NTU, COD为35?40mg/L ；
[0026]步骤2，多介质过滤单元出水输送至第一级过流式杀菌器进行灭菌处理；
[0027]步骤3，经过灭菌处理后的多介质过滤单元出水进入压力式超滤膜单元形成超滤产水，所述压力式超滤膜单元采用外压式或内压式超滤膜组件；
[0028]超滤产水浊度为0.5?1.0NTU, COD为30?35mg/L，SDI为I?3，总铁含量小于
0.04mg/L ；
[0029]步骤4，超滤产水经第二级过流式杀菌器进行二次灭菌处理；
[0030]步骤5，经过二次灭菌处理后的超滤产水直接输送至反渗透膜系统，所述反渗透膜系统具有浓水端反向冲洗功能。
[0031]在上述技术方案的基础上，步骤5中所述反渗透膜系统采用部分反渗透浓水循环的方式，
[0032]将一定比例的反渗透浓水与超滤产水混合，然后再经第二级过流式杀菌器进入反渗透膜系统。
[0033]在上述技术方案的基础上，步骤5中所述反渗透膜系统的反渗透产水主要指标为:
[0034]pH 为 6.0 ?6.6,
[0035]T0C〈L 5mg/L,
[0036]电导〈100yS/cm，
[0037]Cr〈12mg/L，
[0038]Ca2+〈0.lmg/L,
[0039]Mg2+〈0.0 lmg/Lo
[0040]在上述技术方案的基础上，还包括以下步骤:
[0041]步骤6，反渗透膜系统的反渗透产水经管道泵输送至用水点。
[0042]在上述技术方案的基础上，步骤I中的多介质过滤单元采用石英砂、无烟煤、活