申请日2009.04.24
公开(公告)日2011.04.13
IPC分类号C02F1/44; C02F9/00; C02F1/00
摘要
本发明主题为水处理过程，包括一个产生预处理水和污泥的第一预处理步骤，所述预处理的水接着经历至少一个膜过滤步骤，产生肥料和透过液，所述透过液被送到饮用水处理系统，其特征在于，第一预处理步骤包括第一混凝/絮凝步骤，以及来自所述膜过滤步骤的所述废料经历一个处理阶段，包括至少一个第二混凝/絮凝步骤，随后一个沉降步骤，由此产生污泥，其中在所述沉降步骤之后是至少一个吸附步骤，这至少一个吸附步骤是在至少一部分来自所述预处理的所述污泥上和/或在一部分来自所述沉降步骤的所述污泥上进行，所述吸附步骤的目的是消除由所述膜过滤步骤得到的所述废料中所含的磷酸盐，所述方法产生经处理的废料和过量污泥。
权利要求书
1.一种水处理方法，其包括第一预处理步骤，产生经过预处理的水和污泥，其中所述经过预处理的水接着经历至少一个膜过滤步骤，产生废料和透过液，其中所述透过液被输送到饮用水处理系统，
所述方法的特征在于，所述第一预处理步骤包括第一混凝-絮凝步骤，以及来自所述膜过滤步骤的所述废料经历一个处理阶段，包括至少一个第二混凝-絮凝步骤，随后一个沉降步骤，由此产生污泥，其中在所述沉降步骤之后是至少一个吸附步骤，这至少一个吸附步骤是在至少一部分来自所述预处理的所述污泥上和/或在一部分来自所述沉降步骤的所述污泥上进行，其中所述吸附步骤目的是消除由所述膜过滤步骤得到的所述废料中所含的磷酸盐，且所述方法产生经过处理的废料和过量的污泥。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产生经过预处理的水和污泥的第一预处理步骤包括一个所谓的初级沉降步骤，和/或在包括过滤介质的过滤器上或者在微滤或超滤(MF/UF)膜上进行的过滤步骤，其中在后两种情况下，所述污泥是通过反冲洗所述过滤器或者微滤或超滤(MF/UF)膜而产生。
3.根据权利要求1或2所述的水处理方法，其特征在于，所述吸附步骤是在搅拌下进行。
4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述吸附和沉降步骤是在同一个结构中进行，优选持续3到90分钟，最优选持续约15分钟，其中必要时，所述吸附步骤是在搅拌下进行。
5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述第二混凝-絮凝步骤分至少两个连续阶段进行，第一阶段是在快速搅拌下进行，而第二阶段是在缓慢搅拌下进行。
6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述过滤步骤属于以下群组：通过反渗透-纳滤过滤。
7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于，其包括在耕地中升级所述过量的污泥的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，其包括至少一个以下步骤：当所述过量污泥中充满磷时，进行浓缩。
说明书
膜过滤工厂的废水处理方法
技术领域
本发明涉及水处理领域。更具体地说，本发明涉及包括至少一个膜过滤步骤的水处理方法。
本发明特别(但非专用地)适用于针对拟经历反渗透或纳滤膜处理的水的处理。
本发明优选适用于饮用水处理。
背景技术
人类消费用水通常经历纳滤或反渗透过滤处理，以便降低其中可以借助膜方法去除的农药和其它有机微量污染物的含量。
纳滤技术也能够去除如硫酸根等二价阴离子，而且还能降低例如硝酸盐等其它盐的含量。
反渗透技术使用与纳滤技术类似的膜，但分离能力更强。它能够去除水中几乎所有的有机和无机污染物。反渗透技术特别用在人类消费用水的生产中。
此外，传统上使水在反渗透或纳滤膜处理的上游经历预处理，其中所述预处理是由低速液体-固体分离(例如，简单沉淀或斜板沉淀，和/或直接双层过滤，和/或浮选)组成。
也常进行混凝-絮凝处理。
膜过滤技术的一个缺点是，其产生称为“浓缩物(concentrate)”的废料，占初始流量的10%到60%，而且在大多数情况下，这些废料中充满膦酸盐。
这些膦酸盐来自在膜上游注入的螯溶剂(sequestering agent)。这些螯溶剂目的是防止盐沉淀于膜上。其使盐沉淀完全停止，并由此在膜废料中浓缩约2到7倍。
然而，管理机构往往限制，甚至禁止将膦酸盐废料排放到河流或海洋中。这一问题在来自饮用水生产工厂的废料中特别突出，其中有一些膦酸盐可能会进入河流或海水。
因此，需要提供一种技术来防止此类废料。
发明内容
这就是本发明的目的。
更具体地说，本发明旨在提供一种用于去除过滤废料中如膦酸盐等非期望物质的技术，这种技术适用于包括预处理和膜过滤步骤的水处理。
本发明还旨在提供一种技术，其使操作成本相比现有技术方法的成本有所降低。
本发明还旨在提供一种技术，这种技术提供过量污泥的优化资源化方法。
本发明的另一目的在于，提供一种设计简单、易于实施的技术。
本发明还能够处理废料，以便使用其来清洁工业结构(例如砂滤器)，从而使其升级。
这些目的以及下文将描述的其它目的都可以通过本发明实现，本发明涉及一种水处理方法，其包括第一预处理步骤，产生经过预处理的水和污泥，其中所述经过预处理的水接着经历至少一个膜过滤步骤，产生废料和透过液，其中所述透过液被输送到饮用水处理系统，本方法的特征在于，所述第一预处理步骤包括第一混凝-絮凝步骤，以及来自所述膜过滤步骤的所述废料经历一个处理阶段，包括至少一个第二混凝-絮凝步骤，随后一个沉降步骤，由此产生污泥，其中在所述沉降步骤之后是至少一个吸附步骤，这至少一个吸附步骤是在至少一部分由所述预处理得到的所述污泥上和/或在一部分来自所述沉降步骤的所述污泥上进行，其中所述吸附步骤目的是消除由所述膜过滤步骤得到的所述废料中所含的磷酸盐，并且所述方法产生经过处理的废料和过量的污泥。
应注意，所述产生经过预处理的水和污泥 的第一预处理步骤优选包括所谓的初级沉降步骤，和/或在包括过滤介质的过滤器上或在微滤或超滤(microfiltration/ultrafiltration，MF/UF)膜上进行的过滤步骤，其中在后两种情况下，污泥是由反冲洗过滤器或者微滤或超滤(MF/UF)膜产生。
如上文所述，膦酸盐是来自在膜上游注入的螯溶剂，在膜上浓缩约2到7倍。
然而，由于螯溶剂是螯合剂(chelating agent)，以致其易于被吸附于粘土、方解石或金属氢氧化物上，而这些化合物一般存在于沉降污泥中。这些氢氧化物来自混凝步骤中使用的铁基或铝基混凝剂。
因此，利用污泥的吸附能力来去除膜过滤浓缩物中的膦酸盐。
此外，本发明方法还能够使混凝剂的量降低，并由此降低相应的操作成本。
事实上，在浓缩物常规混凝-絮凝的情况下，混凝剂的量是在本发明方法情况下的2到3倍。这是因为一部分膦酸盐被吸附于上述污泥上。因此，待消除的残余物将消耗较少的混凝剂。
应注意，在吸附步骤中使用污泥不会引起成本的显著增加，因为此污泥是本发明方法的副产物。因此，再循环此污泥并不昂贵。
混凝剂优选为铁盐或铝盐，且所述污泥是氢氧化铁和/或氢氧化铝污泥。
根据另一特征，所述第二混凝-絮凝步骤分至少两个连续阶段进行，第一阶段是在快速搅拌下进行，而第二阶段是在缓慢搅拌下进行。
根据优选实施例，所述吸附和沉降步骤是在同一个结构(即沉降池)中进行，优选持续3到90分钟，最优选持续约15分钟。必要时，所述吸附步骤是在搅拌下进行。
根据另一特征，所述方法包括将过量的污泥用于耕地中的步骤。
在此情况下，所述方法包括至少一个浓缩所述过量污泥的步骤。
以此方式，污泥中磷的浓度增加，由此提高其载量，以使耕作土壤变得肥沃。由于污泥中磷的浓度会使耕作土壤更为肥沃，故污泥中磷的富集有益于其农业升级。此外，由本发明方法获得的过量污泥中富含膦酸盐。然而，与磷酸盐形式的磷相比较，膦酸盐形式的磷较不易于到达植物。因此，其磷降解较慢，而此对土壤更有益。