申请日2011.08.05
公开(公告)日2012.01.11
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及一种MBR工艺用城市污水补给地下水的方法和装置，包括以下过程：以城市污水处理厂的二级处理水为原料，经过微生物降解、膜过滤和臭氧反应后，以地表漫灌形式渗入地下，经土壤包气带进入潜水层。本发明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，实现对地下水的安全补给。
权利要求书
1.一种MBR工艺用城市污水补给地下水的方法，包括以下过程：以城市污水处理 厂的二级处理水为原料，经过微生物降解、膜过滤和臭氧反应后，以地表漫灌形式渗 入地下，经土壤包气带进入潜水层。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述臭氧投加量为2～10mg/L水，水 在臭氧反应器中停留时间为10～30min。
3.一种MBR工艺用城市污水补给地下水的装置，其特征在于：该装置包括管道连 接的膜生物反应器、臭氧反应器和回灌池，所述回灌池的下部埋设在土壤中的。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于：所述膜生物反应器中的膜为中空纤维 式超滤膜，其膜通量为14～25L/(m2·h)。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于：所述膜生物反应器下方设有曝气装置， 该曝气装置的曝气量为400～500L/(m2·h)。
6.如权利要求3所述的装置，其特征在于：所述回灌池中液面高于土壤层至少 20cm。
说明书
MBR工艺用城市污水补给地下水的方法和装置
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，城市污水深度处理及回用，也作为解决城市缺 水、提高水资源利用率和控制水体污染的一条重要途径，具有其它策略方法无可比拟 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，但大大阻碍了城市污水的可利用程 度。虽然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，地下水补给过程中氮素和有机物是需要重点关注的污染物，而现有污水处 理厂的二级出水中总氮一般在20～30mg/L，已超过三类地下水水质标准中总氮浓度值， 不能直接作为补给地下水的源水;二级出水中有机物也种类繁多，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。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供一种MBR工艺用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MBR工艺用城市污水补给 地下水的方法，包括以下过程：以城市污水处理厂的二级处理水为原料，经过微生物 降解、膜过滤和臭氧反应后，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，所述臭氧投加量为2～10mg/L水，水在臭氧反应器中停留时间为10～ 30min。
与现有技术相比，本发明采用膜生物反应器、臭氧与土壤处理单元相结合的方法， 以污水厂二级出水为源水，深度处理后使城市污水达到再生利用要求。城市污水经二 级处理后，利用膜生物反应器的微生物降解作用，去除二级出水中氮和磷等;膜生物 反应器同时进行膜过滤处理，去除水中浊度、细菌、有机物等;其出水进行臭氧氧化， 进一步去除水中大分子有机物，提高出水的可生化性，并对出水进行杀菌消毒;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。
膜生物反应器工艺利用膜生物反应器的微生物降解作用，将生活污水中TN进行硝 化反硝化反应，转化为氮气从水体释放，同时利用生物过量积磷作用来去除磷，利用 微生物摄取、代谢与利用过程去除有机物;并利用膜组件的筛分截留作用，去除水中 有机物、浊度等。膜生物反应器与臭氧工艺联用，可以进一步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，是一项比较经济有效的再生水补给地下水前处理工艺组合。膜生 物反应器+O3工艺出水从地表回灌池向地下含水层入渗过程中，借助于土壤包气带的物 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，有助于增加地下水资源、调节城市季节性用水矛盾和减缓地面沉降等，为水资源 可持续利用提供了一种新的水源。
一种MBR工艺用城市污水补给地下水的装置，包括管道连接的膜生物反应器、臭 氧反应器和回灌池，所述回灌池的下部埋设在土壤中的。
优选的，所述膜生物反应器中的膜为中空纤维式超滤膜，其膜通量为 14-25L/(m2·h)。
优选的，所述膜生物反应器下方设有曝气装置，该曝气装置的曝气量为 400-500L/(m2·h)。
优选的，所述回灌池中液面高于土壤层至少20cm。
本发明具有以下优点及突出性效果：①本发明采用膜生物反应器、臭氧与土壤处 理单元联合作用，对城市污水厂二级出水进行深度处理，出水可以满足三类地下水水 质标准要求，实现对地下水的安全补给。②将膜生物反应器与臭氧反应器结合，可以 充分发挥彼此的优势。膜生物反应器能有效降低二级出水中硝酸盐和磷，超滤在去除 水中残留的浊度、细菌和有机物等更具优势，臭氧则可以破坏部分重点控制的污染物 如抗生素、雌激素类物质、微生物代谢产物等的分子结构，去除病原微生物，提高出 水的可生化性。③土壤处理单元既可以进一步去除水中病原体、有机物、氮磷等污染 物，增加地下水资源量，又可以解除公众对再生水回用的顾虑。