[发明专利]一种城市污水深度净化方法

说明书

技术领域

本发明属于环境工程领域，尤其涉及一种城市污水深度净化方法。

背景技术

近年来，由于人口急剧增长和社会经济高速发展，我国面临着严峻的水环境污染和水环境短缺问题，而将城市污水深度净化后回用被认为是同时解决这两大问题最有效的方法之一。城市污水中污染物主要是有机物、氮和磷，其中氮磷排放与地表水体富营养化直接相关，而有机物特别是低浓度有机毒物的排放具有极大的生态风险(以抗生素最为典型)。目前城市污水一般采用生物脱氮除磷工艺(A²/O)为代表的二级生物处理，它能同时高效去除城市污水中的有机物、氮和磷，其中有机物去除率90％以上，而氮磷去除率在80％以上。尽管如此，受生物净化能力限制，这些二级出水中仍含丰富的生物难降解有机物(包括天然有机物、微生物代谢产物、药物及个人护理品、多氯联苯、消毒副产物等)、磷(1-2mg/L，以正磷酸盐为主)和氮(10mg/L以上，以硝氮为主)，这三种污染物排放使地表水环境仍面临极大的生态风险，也无法满足工业用水、景观用水、城市杂用水、补给水源水等不同再生水用途的水质要求。因此，开发高效实用的城市污水深度处理方法具有非常突出的现实意义。

许多城市污水深度净化方法是在生物处理基础上结合常规物化处理方法(如混凝沉淀、膜过滤、高级氧化、离子交换、吸附等)形成组合工艺，这些方法普遍存在工艺复杂、运行成本高、氮磷无法回收利用(磷与石油同属不可再生资源)、或者深度净化目标单一化等诸多不足。如申请号为200410101598.X，名称为一种城市污水深度处理的方法，公开号为CN1796314的发明专利，工艺流程中包括混凝过滤、臭氧氧化、生物氧化、反渗透或纳滤等处理单元，以及申请号为200610169649.1，名称为城市污水深度处理回用工艺，公开号为CN101209886的发明专利，工艺流程中包括膜生物反应器、反渗透等处理单元，这些城市污水深度净化方法能够同时高效去除二级出水中的有机物、氮和磷，但其工艺均较为复杂，同时臭氧、纳滤、反渗透等技术的应用导致运行成本偏高，特别是反渗透单元作为净化关键单元会产出大量难处理、无法资源化利用的高盐废水，因而不利于大规模推广应用。又如申请号为201210230088.7，名称为一种城市污水深度处理方法，公开号为CN102701547A的发明专利，工艺流程中包括厌氧池、氧化沟池、好氧池和膜过滤等处理单元，该方法同样存在工艺复杂、污染物去除能力有限、无法回收利用氮磷资源等不足。又如申请号为200810180280.3，名称为离子交换脱氮除磷深度处理方法，公开号为CN101423265的发明专利，以及申请号为200810180281.8，名称为一种城市污水高效脱氮除磷及磷资源回收组合工艺，公开号为CN101423314的发明专利，这两种方法都采用阴离子交换树脂作为磷吸附材料，以典型的阴离子交换过程将二级出水中磷吸附并富集至再生液中，实现城市污水中磷资源回收利用，该方法仅以磷作为深度净化目标，对二级出水中的有机物、氮均无显著去除作用，深度净化目标单一化。与此类似的方法还包括申请号为200510013086.2，名称为生物滤池直接处理高温高浊度PVC母液水的方法，公开号为CN1654374的发明专利，它在深度处理中以阴、阳离子交换树脂作为吸附材料通过典型的阴、阳离子交换过程去除污水中无机离子得到去离子水。