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    重庆时时彩后2过滤器: 生物滤池加超滤工艺用城市污水补给地下水的方法和装置.pdf

    关 键 词:
    生物 滤池 超滤 工艺 城市 污水 补给 地下水 方法 装置
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110223188.2

    申请日:

    2011.08.05

    公开号:

    CN102311208A

    公开日:

    2012.01.11

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):C02F 9/14申请公布日:20120111|||实质审查的生效IPC(主分类):C02F 9/14申请日:20110805|||公开
    IPC分类号: C02F9/14; C02F3/28(2006.01)N; C02F1/44(2006.01)N; C02F1/78(2006.01)N 主分类号: C02F9/14
    申请人: 北京城市排水集团有限责任公司
    发明人: 杨建; 念东; 孟春霖; 高金华
    地址: 100022 北京市朝阳区高碑店村甲1号研发中心
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110223188.2

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2013.12.04|||2012.04.25|||2012.01.11

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的驳回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种生物滤池加超滤工艺用城市污水补给地下水的方法和装置,包括以下过程:以城市污水处理厂的二级处理水为原料,经过反硝化生物滤池、超滤装置和臭氧反应后,以地表漫灌形式渗入地下,经土壤包气带进入潜水层。本发明城市污水深度处理工艺,可非常经济有效地去除城市污水中多种污染物,使出水满足三类地下水水质标准,实现对地下水的安全补给。

    权利要求书

    1: 一种生物滤池加超滤工艺用城市污水补给地下水的方法, 包括以下过程 : 以城市污 水处理厂的二级处理水为原料, 经过反硝化生物滤池、 超滤装置和臭氧反应后, 以地表漫灌 形式渗入地下, 经土壤包气带进入潜水层。
    2: 如权利要求 1 所述的城市污水补给地下水的方法, 其特征在于 : 二级处理水是从反 硝化生物滤池的底部进入, 该反硝化生物滤池中 C/N 比为 4 ~ 6, pH 值为 6.5 ~ 8.5。
    3: 如权利要求 1 所述的城市污水补给地下水的方法, 其特征在于 : 所述超滤装置中超 滤膜材料为截留分子量 100000 ~ 150000 道尔顿的中空纤维。
    4: 如权利要求 3 所述的城市污水补给地下水的方法, 其特征在于 : 所述中空纤维的压 差为 0.04 ~ 0.1MPa、 温度为 13.1 ~ 2
    5: 4℃。 5. 如权利要求 1 所述的城市污水补给地下水的方法, 其特征在于 : 臭氧投加量为 2 ~ 10mg/L 水, 水在臭氧反应器中停留时间为 10 ~ 30min。 6. 如权利要求 1 所述的城市污水补给地下水的方法, 其特征在于 : 所述包气带厚度至 少 3m。 7. 如权利要求 1 所述的城市污水补给地下水的方法, 其特征在于 : 所述潜水层的水滞 留为 3 ~ 12 月。 8. 一种生物滤池加超滤工艺用城市污水补给地下水的装置, 其特征在于 : 包括依次管 道连接的反硝化生物滤池、 超滤装置、 臭氧反应器和回灌池。
    6: 5 ~ 8.5。 3. 如权利要求 1 所述的城市污水补给地下水的方法, 其特征在于 : 所述超滤装置中超 滤膜材料为截留分子量 100000 ~ 150000 道尔顿的中空纤维。 4. 如权利要求 3 所述的城市污水补给地下水的方法, 其特征在于 : 所述中空纤维的压 差为 0.04 ~ 0.1MPa、 温度为 13.1 ~ 25.4℃。 5. 如权利要求 1 所述的城市污水补给地下水的方法, 其特征在于 : 臭氧投加量为 2 ~ 10mg/L 水, 水在臭氧反应器中停留时间为 10 ~ 30min。 6. 如权利要求 1 所述的城市污水补给地下水的方法, 其特征在于 : 所述包气带厚度至 少 3m。
    7: 如权利要求 1 所述的城市污水补给地下水的方法, 其特征在于 : 所述潜水层的水滞 留为 3 ~ 12 月。 8. 一种生物滤池加超滤工艺用城市污水补给地下水的装置, 其特征在于 : 包括依次管 道连接的反硝化生物滤池、 超滤装置、 臭氧反应器和回灌池。
    8: 5。 3. 如权利要求 1 所述的城市污水补给地下水的方法, 其特征在于 : 所述超滤装置中超 滤膜材料为截留分子量 100000 ~ 150000 道尔顿的中空纤维。 4. 如权利要求 3 所述的城市污水补给地下水的方法, 其特征在于 : 所述中空纤维的压 差为 0.04 ~ 0.1MPa、 温度为 13.1 ~ 25.4℃。 5. 如权利要求 1 所述的城市污水补给地下水的方法, 其特征在于 : 臭氧投加量为 2 ~ 10mg/L 水, 水在臭氧反应器中停留时间为 10 ~ 30min。 6. 如权利要求 1 所述的城市污水补给地下水的方法, 其特征在于 : 所述包气带厚度至 少 3m。 7. 如权利要求 1 所述的城市污水补给地下水的方法, 其特征在于 : 所述潜水层的水滞 留为 3 ~ 12 月。 8. 一种生物滤池加超滤工艺用城市污水补给地下水的装置, 其特征在于 : 包括依次管 道连接的反硝化生物滤池、 超滤装置、 臭氧反应器和回灌池。

    说明书


    生物滤池加超滤工艺用城市污水补给地下水的方法和装置

        【技术领域】
         本发明涉及污水处理再利用技术领域, 尤其涉及一种城市污水补给地下水的方法。 背景技术
         我国是一个干旱缺水严重的国家, 城市污水深度处理及回用, 也作为解决城市缺 水、 提高水资源利用率和控制水体污染的一条重要途径, 具有其它策略方法无可比拟的优 势, 为 “新” 的水源替代已有水源提供了可能, 成为缓解水资源短缺现状的有力措施。
         目前城市生活污水, 经污水处理厂二级处理后, 出水即使达到城镇污水处理厂污 染物排放标准 (GB18918-2002) 一级 B 标准的排放要求 : COD、 总氮、 色度和粪大肠菌群仍然 分别高达 60mg/L、 20mg/L、 30 和 104 个 /L, 但大大阻碍了城市污水的可利用程度。 虽然进一 步对二级处理水进行有效的深度处理, 去除水中各类污染物, 实现再生水的广泛安全回用, 是城市污水深度处理过程中需要重点解决的问题。
         再生水工艺技术是随着再生水回用量的不断增加和回用途径的不断扩展而发展 起来的, 不同的再生水使用途径, 就有不同的水质要求。 随着城市水资源紧张趋势的不断加 剧, 对再生水的需求不断加大, 再生水应用范围逐步扩大, 用途逐步拓展, 水质指标也从原 来的单一指标发展为多项指标的严格要求。
         目前, 地下水补给过程中氮素和有机物是需要重点关注的污染物, 而现有污水处 理厂的二级出水中总氮一般在 20 ~ 30mg/L, 已超过三类地下水水质标准中总氮浓度值, 不 能直接作为补给地下水的源水 ; 二级出水中有机物也种类繁多, 如药品和护肤品 (PPCP) 及 其代谢物、 内分泌干扰物 (EDC) 和具有基因毒性的芳香胺类物质等。 发明内容
         本发明针对上述现有技术的不足, 提供一种生物滤池加超滤工艺用城市污水补给 地下水的方法和装置, 有效地去除城市污水中多种污染物, 使出水满足三类地下水水质标 准要求, 实现对地下水的安全补给。
         为解决上述技术问题, 本发明采用如下技术方案 : 一种生物滤池加超滤工艺用城 市污水补给地下水的方法, 包括以下过程 : 以城市污水处理厂的二级处理水为原料, 经过反 硝化生物滤池、 超滤装置和臭氧反应后, 以地表漫灌形式渗入地下, 经土壤包气带进入潜水 层。
         优选的, 二级处理水是从反硝化生物滤池的底部进入, 该反硝化生物滤池中 C/N 比为 4 ~ 6, pH 值为 6.5 ~ 8.5。
         优选的, 所述超滤装置中超滤膜材料为截留分子量 100000 ~ 150000 道尔顿的中 空纤维。
         优选的, 所述中空纤维的压差为 0.04 ~ 0.1MPa、 温度为 13.1 ~ 25.4℃。
         优选的, 臭氧投加量为 2 ~ 10mg/L 水, 水在臭氧反应器中停留时间为 10 ~ 30min。优选的, 所述包气带厚度至少 3m。
         优选的, 所述潜水层的水滞留为 3 ~ 12 月。
         与现有技术相比, 本发明采用反硝化生物滤池、 超滤、 臭氧与土壤处理单元相结合 的方法, 以污水厂二级出水为源水, 深度处理后使城市污水达到再生利用要求。 城市污水经 二级处理后, 利用反硝化生物滤池工艺的微生物反硝化作用, 去除二级出水中硝酸盐和磷 等; 反硝化生物滤池出水进入超滤处理单元, 去除水中浊度、 细菌、 有机物等 ; 超滤出水经 臭氧氧化, 进一步去除水中大分子有机物, 提高出水的可生化性, 并对出水进行杀菌消毒 ; 臭氧出水进入包气带土壤处理单元, 进一步去除水中氨氮、 TP 和有机物。此项城市污水深 度处理工艺, 可非常经济有效地去除城市污水中多种污染物, 使出水满足三类地下水水质 标准要求, 实现对地下水的安全补给。
         反硝化生物滤池工艺利用微生物的反硝化作用, 将二级出水中硝酸盐进行反硝 化, 转化为氮气从水体释放, 同时由于微生物反硝化除磷作用, 可以去除水中一部分磷。反 硝化生物滤池与超滤和臭氧工艺联用, 可以进一步去除水中浊度、 细菌、 有机物等, 提高出 水的可生化性, 并产生氧化能力极强的单原子氧和羟基, 分解水中有机物、 细菌和微生物, 实现对处理出水的杀菌消毒, 是一项比较经济有效的城市污水深度处理工艺系统。再生水 从地表回灌池向地下含水层入渗过程中, 借助于土壤的物理、 化学和生物作用得到进一步 的净化 ; 同时, 地下含水层作为再生水的天然存储空间, 可以为增加地下水资源、 调节城市 季节性用水矛盾提供支持, 为水资源可持续利用提供一种新的水源。 一种生物滤池加超滤工艺用城市污水补给地下水的装置, 包括依次管道连接的反 硝化生物滤池、 超滤装置、 臭氧反应器和回灌池。
         本发明具有以下优点及突出性效果 : ①本发明采用反硝化生物滤池、 超滤、 臭氧与 土壤处理单元联合作用, 对城市污水厂二级出水进行深度处理, 出水可以满足三类地下水 水质标准要求, 实现对地下水的安全补给。②将反硝化生物滤池、 超滤与臭氧结合, 可以充 分发挥彼此的优势。反硝化生物滤池可以有效降低二级出水中硝酸盐和磷, 超滤在去除水 中残留的浊度、 细菌和有机物等更具优势, 臭氧则可以破坏部分重点控制的污染物如抗生 素、 雌激素类物质、 微生物代谢产物等的分子结构, 去除病原微生物, 提高出水的可生化性。 ③土壤处理单元既可以进一步去除水中病原体、 有机物、 氮磷等污染物, 增加地下水资源 量, 又可以解除公众对再生水回用的顾虑。
         附图说明
         图 1 是本发明装置的结构示意图 ;
         附图标记说明 :
         1- 反硝化生物滤池 ;
         2- 回灌池 ;
         3- 超滤器 ;
         4- 臭氧发生器 ;
         5- 臭氧反应罐 ;
         6- 土壤中的包气带 ;
         7- 土壤中的潜水层。具体实施方式
         一种城市污水补给地下水的方法, 包括以下过程 :
         1) 将城市生活污水经污水理厂二级处理后, 达到城镇污水处理厂污染物排放标准 (GB18918-2002) 一级 B 排放要求 : COD、 总氮、 色度分别达到 60mg/L、 20mg/L、 30。
         2) 在二级处理出水后设置反硝化生物滤池工艺, 利用微生物的反硝化作用, 去除 水中硝酸盐和磷等。 反硝化生物滤池以上流式进水, 碳源投加过程中 C/N 比 4 ~ 6, pH6.5 ~ 8.5, 滤池反冲洗强度为 6L/(m2·s), 滤速为 8.9m/h, 反冲洗周期约为 1d。
         3) 反硝化生物滤池工艺之后, 设置超滤处理工艺。 超滤膜材料为中空纤维结构, 截 留分子量 100000 ~ 150000 道尔顿, 膜压差 0.04 ~ 0.1MPa, 采用交叉流设计, 温度 13.1 ~ 25.4℃。
         4) 超滤出水经集水箱和水泵进入臭氧反应罐。臭氧发生器以空气为氧气来源, 以 分散小气泡从反应罐底部进入, 水中臭氧投加量 2 ~ 10mg/L, 水力停留时间 10 ~ 30min, 在 臭氧反应罐内使臭氧与水充分接触, 用于破坏部分重点控制的污染物如抗生素、 雌激素类 物质、 微生物代谢产物等的分子结构, 去除病原微生物, 提高出水的可生化性。
         5) 地表回灌场进行干 / 湿交替运行, 湿期回灌场内再生水高于土壤层至少 20cm ; 干期使土壤表面与空气充分接触, 经历疏干和复氧 ; 干期运行时间是湿期的 1 ~ 4 倍, 回灌 池底部土壤包气带厚度至少 3m, 以保证 C、 N 等物质的充分分解, 进入地下含水层的再生水 须在地下滞留 3 ~ 12 月, 实现对地下水的安全补给和最终取水安全。
         下面结合附图 1 以及下述实施例对本发明作进一步的说明。
         实施例 1 :
         城市生活污水经污水处理厂二级处理后, 从反硝化生物滤池 1 底部 A 处进水, 其中 反硝化生物滤池 1 中碳源投加过程中 C/N 比 4, pH8.5。利用微生物的反硝化作用, 去除水 中 85%的硝酸盐、 52%的 TP。
         反硝化生物滤池 1 的上出水进入超滤装置 3, 该超滤装置 3 采用截留分子量 150000 道尔顿的中空纤维, 膜压差 0.04MPa ; 采用交叉流设计, 去除 9 % TOC、 85 %浊度和 97%总大肠菌群。
         超滤出水经集水箱和水泵进入臭氧反应罐 5。 臭氧发生器 4 以空气为氧气来源, 以 分散小气泡从反应罐底部进入, 水中臭氧投加量 2mg/L, 水力停留时间 30min, 在臭氧反应 罐 5 内使臭氧与水充分接触, 用于破坏部分重点控制的污染物如抗生素、 雌激素类物质、 微 生物代谢产物等的分子结构, 去除病原微生物, 杀灭水中 40%的细菌总数和 90%的大肠杆 菌, 提高出水 10%的可生化性。
         经臭氧反应器处理后的水进入地表回灌场 2 进行干 / 湿交替运行, 干期的运行时 间是湿期的 1 ~ 4 倍, 水经回灌池 2 底部渗入土壤包气带 6 和潜水层 7, 包气带 6 厚度为 4m, 以保证 C、 N 等物质的充分分解, 出水中 23% DOC、 25% UV254、 74% NH4-N 被去除, 可以满足 三类地下水水质标准要求, 实现对地下水的安全补给。
         实施例 2 :
         城市生活污水经污水处理厂二级处理后, 从反硝化生物滤池 1 底部 A 处进水, 其 中碳源投加过程中 C/N 比 6, pH 6.5。利用微生物的反硝化作用, 去除水中 80%的硝酸盐、50% TP。
         反 硝 化 生 物 滤 池 1 出 水 进 入 超 滤 器 3, 其 截 留 分 子 量 100000 道 尔 顿, 膜压差 0.1MPa ; 采用交叉流设计, 去除 10% TOC、 82%浊度和 98%总大肠菌群。
         超滤器 3 出水经集水箱和水泵进入臭氧反应罐 5。臭氧发生器 4 以空气为氧气来 源, 以分散小气泡从反应罐底部进入, 水中臭氧投加量 6mg/L, 水力停留时间 30min, 在臭氧 反应罐内使臭氧与水充分接触, 用于破坏部分重点控制的污染物如抗生素、 雌激素类物质、 微生物代谢产物等的分子结构, 去除病原微生物, 杀灭水中 98%的细菌总数和 100%的大 肠杆菌, 提高出水 10%的可生化性。
         经臭氧反应器处理后的水进入地表回灌场 2 进行干 / 湿交替运行, 干期的运行时 间是湿期的 1 ~ 4 倍, 水经回灌池 2 底部渗入土壤包气带 6 和潜水层 7, 包气带 6 厚度为 3.5m, 以保证 C、 N 等物质的充分分解, 出水中 23% DOC、 25% UV254、 74% NH4-N 被去除, 可 以满足三类地下水水质标准要求, 实现对地下水的安全补给。
         实施例 3 :
         城市生活污水经污水处理厂二级处理后, 从反硝化生物滤池 1 底部 A 处以上流式 进水, 碳源投加过程中 C/N 比 5, pH 为 7。利用微生物的反硝化作用, 去除水中 82%的硝酸 盐、 55% TP。 反 硝 化 生 物 滤 池 1 出 水 进 入 超 滤 器 3, 截 留 分 子 量 120000 道 尔 顿, 膜压差 0.06MPa, 采用交叉流设计, 去除 9% TOC、 85%浊度和 97%总大肠菌群。
         超滤器 3 的出水经集水箱和水泵进入臭氧反应罐 5。臭氧发生器 4 以空气为氧 气来源, 以分散小气泡从反应罐底部进入, 水中臭氧投加量 10mg/L, 水力停留时间 20min, 在臭氧反应罐 5 内使臭氧与水充分接触, 用于破坏部分重点控制的污染物如抗生素、 雌激 素类物质、 微生物代谢产物等的分子结构, 去除病原微生物, 杀灭水中 100%的细菌总数和 100%的大肠杆菌, 提高出水 10%的可生化性。
         经臭氧反应器 5 处理后的水进入地表回灌场 2 进行干 / 湿交替运行, 干期的运行 时间是湿期的 1 ~ 4 倍, 水经回灌池 2 底部渗入土壤包气带 6 和潜水层 7, 包气带 6 厚度为 5m, 以保证 C、 N 等物质的充分分解, 出水中 23% DOC、 25% UV254、 74% NH4-N 被去除, 可以 满足三类地下水水质标准要求, 实现对地下水的安全补给。
         以上所述仅是本发明的优选实施方式, 应当指出, 对于本技术领域的普通技术人 员来说, 在不脱离本发明原理的前提下, 还可以做出若干改进和润饰, 这些改进和润饰也应 视为本发明的?;し段?。
        

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