[发明专利]荷铁阴树脂加混沉工艺城市污水补给地下水的方法和装置

说明书

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，近年来部分地区地表水体污染状况不断恶化，地表水、地下水资源日益缺乏。城市污水深度处理及回用，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，具有其他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，但还是大大阻碍了城市污水的可利用程度。因此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，95％以上的城市生活污水都采用生物处理法，但生物法存在有机物降解极限，经过一系列处理后，会产生大量的溶解性微生物产物，其毒性可能比存在于污水中原有机物的毒性还要强。另外，二级出水中有机物种类繁多，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，此外还富含多种阴离子污染物。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种荷铁阴树脂加混沉工艺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：一种荷铁阴树脂加混沉工艺城市污水补给地下水的方法，包括以下过程：城市污水处理厂的二级处理出水，依次经过荷铁阴树脂、混凝沉淀和臭氧反应后，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，所述荷铁阴树脂投加量5～15ml/L。

优选的，所述二级处理水在荷铁阴树脂中的停留时间为5～20分钟。

优选的，所述混凝沉淀中混凝剂的投加量为7～30mg/L。

优选的，臭氧投加量为2～10mg/L，水和臭氧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。

与现有技术相比，本发明以污水厂二级出水为源水，依次经过荷铁阴树脂、混凝沉淀、臭氧与土壤处理，使城市污水达到再生利用要求。城市污水经二级处理后，利用荷铁阴树脂比表面积大、活性交换位多和颗粒沉降快的特点，去除水中大量溶解性有机物、硫酸盐和硝酸盐，荷铁阴树脂的基本构架材料为聚丙烯聚合物，树脂负荷磁性氧化铁。

混凝沉淀处理去除水中残留的有机物、磷等物质，大大降低出水的浊度；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；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。

荷铁阴树脂结合了磁性氧化铁成分，使树脂颗粒快速絮凝成大颗粒，通过重力沉降很快从悬浮液中分离；荷铁阴树脂减少了对颗粒内部扩散的影响，而颗粒内部扩散与树脂内部活性部位相关、速度较慢，导致荷铁阴树脂能够快速吸附DOC、消毒副产物、阴离子组分等污染物，低浓度的树脂即可达到较高的污染物去除率。

荷铁阴树脂与混凝沉淀-臭氧氧化工艺联用，是一项比较经济有效的城市污水深度处理工艺系统，首先，荷铁阴树脂出水经混凝沉淀和臭氧氧化处理后，能进一步降低水中有机物、磷和浊度，杀灭水中细菌和病毒，提高出水的可生化性；其次，荷铁阴树脂作为混凝沉淀和臭氧消毒的前处理工艺，还可以减少絮凝剂和其他化学药剂(如絮凝过程中调节pH的酸)的使用量，大幅降低臭氧的投加量和消毒过程中溴化物的形成。再生水经过土壤进入地下含水层过程中，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，为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。