[发明专利]污水厂二级出水与浓盐水协同生产淡水的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用正渗透膜及反渗透膜技术，以海水淡化厂的浓盐水及污水处理厂二 级出水为原料生产淡水的方法，属于污水处理技术领域。

背景技术

在很多沿海城市中，城市污水处理厂二级出水经深度处理达到《城镇污水处理厂污染物 排放标准》(GB18918-2002)一级A或一级B标准后，大部分都直接或间接地排放入海，一方 面对近海海洋环境造成潜在的污染影响，另一方面，也造成了淡水资源的极大浪费。污水的 深度处理方法主要有混凝/沉淀/过滤法、超滤/反渗透双膜法等。混凝/沉淀/过滤法得到的出 水水质欠佳，超滤/反渗透双膜法的出水水质较好，但能耗大、运行成本高、膜易污染、运行 成本高。

在沿海地区采用反渗透方法从海水中提取淡水，目前逐渐在缺水的地区得到应用。但是 由于海水具有较高的渗透压，所以采用反渗透方法从海水中提取淡水时需要很高的压力，因 而，海水淡化所需的能耗很高，而且存在浓盐水对周围海域造成污染影响的问题。

发明内容

针对现有污水再生回用采用的深度处理工艺以及海水淡化反渗透工艺存在的运行能耗 高、膜易污染以及海水淡化产生的浓盐水二次污染的问题，本发明提供一种污水厂二级出水 与浓盐水协同生产淡水的方法，该方法利用正渗透膜和反渗透膜分离技术，将污水处理和海 水淡化结合起来协同生产淡水。

本发明的污水厂二级出水与浓盐水协同生产淡水的方法，包括二级出水预处理、正渗透 膜分离、淡化水回收和浓缩水处理四个阶段，具体过程如下所述：

(1)二级出水预处理阶段：

将城市污水处理厂的二级出水通过负压抽吸错流通过微滤膜(膜孔径为0.01μm～10μ m)，利用微滤膜膜孔的机械隔滤作用去除悬浮物；悬浮物去除率达95％以上。

(2)正渗透膜分离阶段：

经过预处理的二级出水流入正渗透膜的一侧作为原料液，海水淡化过程中产生的浓盐水 流入正渗透膜的另一侧作为汲取液；由于二级出水的含盐量(2‰～3‰)与浓盐水的含盐量 (50‰～60‰)不同，因此两者的渗透压不同，使得正渗透膜的两端存在渗透压差；在渗透 压差的作用下，二级出水(原料液)中的水分子会向浓盐水(汲取液)一侧渗透，二级出水 中的盐离子及有机物分子会留在原料液一侧，使得二级出水(原料液)被浓缩，浓盐水(汲 取液)被稀释；

(3)淡化水回收阶段：

使被稀释的浓盐水通过反渗透膜，在外压的作用下，被稀释的浓盐水中的水分子扩散至 反渗透膜的另一侧形成淡水，被稀释的浓盐水重新被浓缩至当地海水含盐量浓度(35‰左右) 排放入海；

(4)浓缩水处理阶段：

在正渗透膜分离阶段被浓缩的二级出水中投加铁盐除磷剂，使除磷剂与被浓缩的二级出 水迅速接触并混合均匀，被浓缩的二级出水中的磷酸盐与除磷剂反应生成沉淀并去除；除磷 后的水进行反硝化脱氮处理。

所述步骤(4)中铁盐除磷剂在正渗透膜分离阶段被浓缩的二级出水中的投加比例是 10～20g铁盐/吨水。

实现上述方法的污水厂二级出水与浓盐水协同生产淡水的系统，采用以下技术方案：

该系统，包括预处理池、正渗透分离池、淡化水回收罐和浓缩水处理池；预处理池内设 置有微滤膜，微滤膜将预处理池分为两侧，一侧上部设置有进水口，另一侧底部设置有原料 液管，原料液管上连接有抽吸泵；正渗透分离池内设置有正渗透膜，正渗透膜将正渗透分离 池分割为原料液一侧和汲取液一侧，原料液一侧的底部与原料液管连接，且该侧通过浓缩水 进水管与浓缩水处理池连接，浓缩水处理池的外侧设置有除磷水回流管，汲取液一侧的上部 设置有浓盐水进水管；淡化水回收罐内设置有反渗透膜，反渗透膜将淡化水回收罐分割为两 侧，一侧的底部通过稀释汲取液进水管与正渗透分离池的汲取液一侧连接，该侧的上部设置 有汲取液排放管，另一侧底部设置有淡水出水口。