再生水处理发展现状及工艺选择

Posted 2023-01-12 工艺

篇首语：年轻不是用来放纵的理由而是奋斗的资本!本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了再生水处理发展现状及工艺选择相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

目前，我国再生水主要有以下用途：农田灌溉、城市杂用、循环冷却水补充水、景观用水等。其中，后两种使用情况最多，再生水常以城市污水厂二级处理出水为源水，经过前二级生物处理后，污水中的SS和BOD5一般均能去除90%以上，部分甚至达到95%以上，基本能达到《城镇污水厂污染物排水标准》中的一级B标准，水质得到很大程度的改善。但是，若级处理后的城市污水直接回收利用，在许多重要水质指标上仍然是不能满足要求的，需进一步处理。
一、再生水处理研究现状
再生水处理工艺主要有“混凝→沉淀→过滤”(常规处理)、活性炭吸附、曝气生物滤池、人工湿地、高级氧化、膜处理(包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等)和电渗析、离子交换等工艺。查阅相关资料得知国外对再生水处理研究的重点是针对污水中不同杂质进行处理，以及如何去除痕量有机物等。采用的工艺主要集中在RO的使用上，以及将UF完全或部分替代RO、利用MBR替代污水厂的活性污泥工艺和RO预处理工艺(MF或UF)。
二、再生水回用目的的不同，对污水的深度处理工艺也不同
目前对回用于景观水体的再生水的处理工艺一般包括二级处理和深度处理，单独的常规二级处理和包括脱氮除磷工艺的二级强化处理远远不能达到回用于景观水体的水质标准。尤其氮、磷指标更是与再生水回用于景观水体要求相差很远。因此，需要在进行二级处理后增加深度处理。深度处理主要去除常规二级处理所不能完全去除的污水中杂质，如营养型无机盐氮磷、胶体、细菌、病毒、微量有机物、重金属以及影响回用的溶解性矿物质。常规的深度处理包括混凝、沉淀及过滤的工艺过程。
三、再生水处理工艺
1、SPR高浊度污水处理技术
在天然淡水资源已被充分开发、自然灾害日益频繁暴发的今天，缺水已经对世界各国众多城市的经济和市民生活构成了十分严重的威胁，解决城市缺水问题的重要途径应该是将城市污水变为城市供水水源。城市污水就近可得，经净化后回用主要可作为市政绿化、景观用水和工业用水。
最新发明的“SPR高浊度污水净化系统”将污水的“一级处理”和“三级处理”程序合并设计在一个SPR污水净化器罐体内，在30分钟流程里快速完成。它容许直接吸入悬浮物（浊度）高达500毫克/升至5000毫克/升的高浊度污水，处理后出水的悬浮物（浊度）低于3毫克/升（度）；它容许直接吸入CODcr为200毫克/升至800毫克/升的高浓度有机污水，处理后出水CODcr可降为40毫克/升以下。只需用相当于常规的一、二级污水处理厂的工程投资和低于常规二级处理的运行费用，就能够获得三级处理水平的效果，实现城市污水的再生和回用。
SPR污水处理系统首先采用化学方法使溶解状态的污染物从真溶液状态下析出，形成具有固相界面的胶粒或微小悬浮颗粒；选用高效而又经济的吸附剂将有机污染物、色度等从污水中分离出来；然后采用微观物理吸附法将污水中各种胶粒和悬浮颗粒凝聚成大块密实的絮体；再依靠旋流和过滤水力学等流体力学原理，在自行设计的SPR高浊度污水净化器内使絮体与水快速分离；清水经过罐体内自我形成的致密的悬浮泥层过滤之后，达到三级处理的水准，出水实现回用；污泥则在浓缩室内高度浓缩，定期靠压力排出，由于污泥含水率低，且脱水性能良好，可以直接送入机械脱水装置，经脱水之后的污泥饼亦可以用来制造人行道地砖，免除了二次污染。SPR污水净化技术以其流程简单可靠、投资和运行费用低、占地少、净化效果好的优势将为当今世界的城市污水的再利用开创一条新路。
2、再生水处理工艺化学混凝的应用
这种再生水处理工艺方法的主要思路就是将曝气生物滤池和化学混凝相结合，形成一个一体化的体系，通过生物膜的生物过滤和混凝过滤双重作用，对再生水进行深度处理，以达到净化的目的。化学混凝在再生水处理工艺中的应用既降低了膜过滤技术的成本，又有效的解决了传统工艺中生物膜污染和滤床堵塞等问题，过滤效果比较理想，且出水水质稳定，整套设备不需要像传统工艺中那样的单独的过滤沉淀池，能够形成生物降解，过滤，沉淀以及混凝一体化体系。
实际生产中整个系统运行一段时间后需要对过滤池进行反冲洗，以确保出水质量和稳定性。通常情况下，操作人员需要对水的损失和出水的质量进行检测，以确定过滤池反冲洗的条件。反冲洗时气从柱的底部流入，水从柱底部流入，由于滤料的悬浮颗粒，反洗在底部与高速进入柱内的反洗水形成湍流，老化的生物膜在水的剪力的作用下被冲刷下来。
化学混凝剂主要被用来除去水中的致色物质，胶体和微粒等，而曝气生物过滤池通过生物过滤作用和生物降解作用进一步对再生水进行进化处理，曝气生物过滤池具有出水水质高而稳定，不会产生污泥膨胀，投资小，占地面积少，有机负荷高等优点.
3、多孔型悬浮生物陶粒的应用
再生水处理工艺最大的特点就是环保。曝气生物滤池的滤料选择多孔型悬浮生物陶粒，这是一种以价格低廉，相当易得的工业废渣为原料的新型环保产品，颗粒直径通常在3-8mm。
该再生水处理工艺流程大致为：待处理水→水解酸化池→接触氧化池→二沉池→滤池→消毒→出水。
在具体操作过程中，若滤料选择多孔型悬浮生物陶粒，相比以前其他一些过滤载体，滤层高度要相应降低，并且不需要设置承托层，这样便省去了这部分的资金投入，还节省了滤料的开支，使得总的生产成本降低。在和传统的过滤池相比，多孔型悬浮生物陶粒滤池出水效果好，冲洗强度小，时间短。并且多孔型悬浮生物陶粒粘性较小，不会随着时间的推移出现越来越严重的接团现象，微粒之间的空隙不会受到太大的影响，装置能够持续且稳定的运行，在再生水处理工艺中拥有广阔的应用空间以及推广前景。
4、MBR再生水处理工艺
MBR再生水处理工艺，是由生物处理单元和模分离单元相结合的一种新型再生水处理工艺。
膜分离组件和生物反应器共同组成膜生物反应器。在实际工程中，膜生物反应器包括曝气膜生物反应器，萃取膜生物反应器以及固液分离型膜生物反应器。MBR再生水处理工艺可简化为：待处理水→曝气沉砂池→MBR→臭氧脱色→二氧化氯消毒→出水。MBR再生水处理工艺生产的水质质量高而且稳定。分离膜的分离作用相当明显，效果不是普通的沉淀池可以相比的。经过处理的水浑浊度很低，悬浮物接近于零，水中的细菌和病毒的含量也明显降低，膜分离技术使得水中的微生物留在生物反应器内里面，这样系统内的微生物浓度能够一直被维持在一个较高的值，在提高反应装置的处理效率的同时，也大大提高了出水的质量。反应装置受工作载荷的影响较小，能够稳定输出优质的出水。该再生水处理工艺理论上可以实现零污泥排放，但在实际生产中式不可能实现的，但此方法已经可以大大降低了污泥的处理成本。整个设备占地面积很小，对工作环境没有特殊要求，反应器内高浓度的生物量能够大大提高装置的工作负荷。并且整套装置的结构比较紧凑，工艺流程比较简单，便于操作和管理。
同样膜生物反应器也存在许多缺陷等待改进。最重要的一点就是生产设备成本较高，尤其是膜的造价比较高。在再生水处理工艺过程中容易出现膜污染问题，会严重影响装置的正常运行以及设备的维护管理。整套装置要在较高的有氧环境中运行，所以需要较高的曝气强度，其次为了降低膜污染发生的可能性，需要增大流速，加大膜的通过量，以有效地对膜进行冲刷，这些条件都需要较高的能耗方能实现。
结束语
再生水处理工艺有很多种，在再生水处理工艺的选择时，不仅要根据处理目标要求进行选择，同时也要对源水性质进行分析论证，有条件时，应进行必要的实验论证，以找出最经济合理的工艺。