[发明专利]污水再生利用新生水制备三元定向技术系统及其应用

说明书

本发明属于污水处理领域，尤其涉及污水再生利用新生水制备三元定向技术系统及其应用。所述系统包括：定向分离单元、低盐有机浓水净化单元和反渗透浓水脱氮除磷单元，其中，定向分离单元主要通过在反渗透前设置宽流道定向分离疏松纳滤段替代超滤，疏松纳滤段含有机污染物低盐浓水与反渗透段低有机物高盐浓水分开处理，避免高盐高有机物浓水处理的困境；低盐有机浓水净化单元采用类芬顿/臭氧催化预处理后，通过臭氧活性炭最终矿化，出水回流或排放；反渗透浓水脱氮除磷单元采用反硝化滤池实现高盐浓水氮磷深度净化，排出或可作为高品质水工业回用。本技术具有良好的经济、环境及社会效益，应用前景广泛。

技术领域

本发明属于污水处理领域，尤其涉及污水再生利用新生水制备三元定向技术系统及其应用。

背景技术

污水的资源化利用一方面可以缓解我国缺水地区水资源短缺的现状，另一方面也可以从源头上减少污染物的量，进一步缓解水污染的问题，为我国缺水地区，特别是近海城市经济社会发展提供更多的水资源空间，也可以留出更多的生态用水余量，更好的保护水资源与水环境。

目前传统的污水资源化模式以反渗透为主，污水经反渗透后实现无机盐的脱除，反渗透出水可以实现高品质回用。反渗透浓水掺入附近污水厂进水或直接排放。目前这套系统在我国推广应用存在的问题是浓水处理的问题，一方面反渗透浓水为难降解污水，直接进入附近污水厂，其二级生化段无法实现污染物的降解，掺入附件污水厂稀释排放的量是有限的，一般不超过20％，导致污水的回用量无法提升；另一方面，高盐浓水中氯离子与有机物浓度均处于较高的水平，传统的芬顿催化氧化与臭氧催化氧化过程难于实现其中难降解有机物的精准高效的预处理，浓水处理处置困难；此外，如果采用传统零排放模式，将浓水进一步浓缩后蒸发分盐，由于难降解有机物的存在导致杂盐危废的产量过高，填埋与处置压力较大，不可持续。同时，蒸发分盐过程是高能耗，高碳排的过程，在“双碳”目标的压力约束下，蒸发分盐的使用将被进一步限制。

面向双碳减排的压力，针对水资源化短缺及近岸海域污染问题，发展低能耗、高效污水资源化技术对于近海城市污染物减排，缓解水资源短缺压力，提升近海海域水质具有重要的意义。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题和需求，本发明首先提供了一种污水再生利用新生水制备三元定向技术系统，所述系统定向分离单元、低盐有机浓水净化单元和反渗透浓水脱氮除磷单元；定向分离单元设置有定向分离疏松纳滤膜，将有机污染物低盐浓水与低有机物高盐浓水分开处理，分别进入低盐有机浓水净化单元和反渗透浓水脱氮除磷单元。

作为本发明的一种优选技术方案，所述定向分离单元前段设置有混凝、高密沉淀池、多介质过滤器、保安过滤器。

作为本发明的一种优选技术方案，定向分离疏松纳滤膜采用宽流道格网，流道格网宽度在0.8～1.5mm；管道材质的为硬聚氯乙烯材质(UPVC)，定向分离疏松纳滤膜选自聚酰胺、聚醚砜或氧化石墨烯材质。

作为本发明的一种优选技术方案，低盐有机浓水净化单元包括过滤罐，可采用锰砂过滤罐；或采用臭氧催化、臭氧/紫外或高级还原预处理装置；进一步连接生物活性炭单元。

作为本发明的一种优选技术方案，反渗透浓水脱氮除磷单元包括反渗透装置，进一步连接能量回收装置；进一步连接反硝化脱氮单元。

本发明进一步提供改了一种污水再生利用新生水制备方法，即利用生活污水、工业废水污水厂尾水制备新生水的新技术与方法，采用前述系统，包括如下步骤：

1)通过混凝、高密度沉淀池、多介质过滤器、保安过滤器的前处理段，去除一定的硬度，悬浮物，有机污染物和磷；

2)通过定向分离疏松纳滤段去除大部分有机物，保持对无机氮、无机磷及其他无机盐的低截留；