一种短流程的饮用水深度处理系统与工艺技术方案

技术编号:13629896 阅读:79 留言:0更新日期:2016-09-02 09:15
本发明专利技术提供了一种短流程的饮用水深度处理系统,其特征在于,主要包括混凝/沉淀池、炭砂滤池、超滤膜车间三部分,三部分依次连接,炭砂滤池内装填石英砂和活性炭,所述炭砂滤池内的石英砂粒径为0.5~1.0mm,所述石英砂的装填高度为20cm,所述活性炭的装填高度大于等于100cm。采用所述系统的处理工艺包括以下步骤:S1、沉淀池出水直接进入炭砂滤池,炭砂滤池为下向流,炭砂滤池的出水进入超滤膜车间;S2、进行超滤膜过滤。本发明专利技术的系统与工艺降低了膜污染可能性,节约了设备空间,起到饮用水的深度处理,效率高且效果优异,可以产业化应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水和废水处理领域,尤其涉及饮用水处理中的一种短流程的饮用水深度处理系统与工艺
技术介绍
活性炭过滤是目前比较成熟且应用较多的深度处理工艺,可有效去除微污染原水中的氨氮和有机物。而且活性炭经过培养后形成生物活性炭,可充分发挥微生物的作用,强化对氨氮和有机物的去除,因此生物活性炭工艺成为目前国内应用较多的深度处理工艺。生物活性炭工艺在饮用水处理中存在的问题包括pH降低、出水颗粒物增加、可能存在微生物泄露的风险等,在饮用水处理中对其的使用一直存在争议。如何解决生物活性炭工艺的微生物泄露风险成为首要任务。膜工艺可有效去除水中的颗粒物,提高饮用水的生物安全性,因此膜与BAC组合工艺,可很好的解决饮用水活性炭深度处理与微生物安全性的问题。在生物活性炭与超滤膜联合应用对饮用水进行深度处理方面,国内相关的主要专利有:1)一种饮用水深度净化方法和装置(专利号CN200810063899.6),其核心在于原水直接进行活性炭过滤,去除部分氨氮、有机物后再进入超滤膜生物反应器,进一步降解氨氮和有机物,同时去除颗粒物和微生物。本申请的核心在于增加了混凝沉淀预处理工艺,且后续的超滤膜工艺不涉及微生物作用,为单纯的膜过滤。2)去除饮用水中氨氮和有机物的一体化反应器及其方法(专利号CN201110185211.3)和用于饮用水深度净化的反应器及饮用水深度净化的方法(专利号CN201110185360.X),此两专利的核心在于反应器中同时存在填料和超滤膜,可通过臭氧预氧化或投加粉末碳并通过微生物作用去除氨氮和有机物,这与本申请有本质区别。3)饮用水深度处理的反应器及其水厂深度处理饮用水的方法(专利号CN201110250044.6和CN201110380992.1),此专利的核心在于利用沉淀池改造为膜池,再将砂滤池更换为活性炭池,其主要流程为超滤膜+臭氧活性炭,以此实现有机物和氨氮的去除。本申请中的主要流程为预处理+活性炭
+超滤膜,与上述专利有本质区别。4)一种自来水厂净水处理组合系统及其组合工艺(专利号CN201210293331.X和CN201210147637.4)和一种自来水厂净水处理组合装置(专利号CN201220408122.0),其核心在于将高效沉淀工艺、上向流臭氧生物活性炭工艺与浸没式超滤膜处理工艺三者相结合,实现饮用水的深度处理。本申请专利与此专利的显著不同在于①使用下向流炭砂滤池且无臭氧氧化,②使用压力式超滤膜,③超滤膜车间与附属设施合建。其中,上向流活性炭和下向流炭砂滤池、浸没式和压力式超滤膜的进水要求、运行方式和运行参数等有本质区别。本申请通过以上三个特征,缩短处理流程,实现了短流程的饮用水深度处理。基于上述讨论,可见现有方法和设备仍存在部分问题没有解决:1)超滤膜如果与微生物形成膜生物反应器,则面临膜污染的难题,而且存在微生物泄露的风险;2)超滤膜前置,活性炭后置的工艺流程,一方面加剧了膜的污染负荷,另一方活性炭的微生物泄露风险无法控制;3)使用臭氧+生物活性炭+浸没式超滤膜的深度处理工艺,其流程延长、占地面积增加,制水成本升高;4)超滤膜通量较低,一般低于50L/m2h,反冲洗周期短,一般低于50分钟。
技术实现思路
为解决当前饮用水深度处理中存在的问题,本专利技术提供一种短流程的饮用水深度处理系统与工艺,通过将传统工艺的砂滤池改造为炭砂滤池,增加膜车间,即可实现短流程的饮用水深度处理。本专利技术的系统和工艺降低了膜污染可能性,节约了设备空间,起到饮用水的深度处理,效率高且效果优异,可以产业化应用。本专利技术的目的主要通过以下技术方案实现:一种短流程的饮用水深度处理系统,其特征在于,主要包括混凝/沉淀池、炭砂滤池、超滤膜车间三部分,三部分依次连接,炭砂滤池内装填石英砂和活性炭,所述炭砂滤池内的石英砂粒径为0.5~1.0mm,所述石英砂的装填高度为20cm,所述活性炭的装填高度大于等于100cm。炭砂滤池的形式可以为V型滤池和普通快滤池,其配套管渠与传统砂滤池相同,无需改造。采用本炭砂滤池,水中的颗粒物和有机物等被活性炭截留、吸附
和微生物降解,同时部分活性炭上脱落的微生物被底部的砂滤层拦截,降低了滤池的出水浊度和颗粒数,为后续的超滤膜工艺提供良好的运行环境。炭砂滤池中炭砂高度比应根据有机物去除效果、过滤水头损失、出水颗粒物数量、微生物截留效果综合衡量。本文中所述炭砂高度比本专利技术的关键参数之一,是大量实验后得出的成果。与传统砂滤相比,采用炭砂比例合理的炭砂滤池可以强化有机物和氨氮的去除效果,而且还能去除部分抗生素等微量污染物。与传统活性炭滤池相比,炭砂滤池由于底部存在细砂层,对活性炭中脱落的微生物或其他颗粒物有截留作用,减少滤池出水的颗粒物,有利于后续工艺的运行。优选超滤膜车间内的超滤膜分组排列,采用采用压力式超滤膜进行死端过滤,超滤膜封装于膜壳中,膜壳上设有进气口,可以采用高压空气吹动膜丝抖动,并设置有加压泵,用于过滤时加压。采用该设置方式,降低了膜污染可能性,并提高了水的超滤处理效率。其中,所述活性炭为破碎炭、柱状炭或者二者的混合物,来自煤质炭或木质炭,粒径大小范围为1.5~2.5mm。超滤膜的膜孔径为10~100nm,材质为PVDF、PTFE或PVC。本专利技术的进一优选方案为,超滤膜车间进一步与缓冲水池、加压泵间、超滤膜附属设备间采用分层一体化建设方式,超滤膜膜车间位于上层,缓冲水池、泵房和超滤膜附属设备位于底层。大大的节约了设置空间,更利于产业化应用。本专利技术的再一目的在于提供一种短流程的饮用水深度处理工艺,采用所述的一种短流程的饮用水深度处理系统,包括以下步骤:S1、沉淀池出水直接进入炭砂滤池,炭砂滤池为下向流,炭砂滤池的出水进入超滤膜车间;S2、进行超滤膜过滤。所述炭砂滤池的进水为沉淀池出水,未经过常规深度处理工艺中的砂滤和臭氧氧化处理,降低了膜污染可能性;炭砂滤池的出水经出水渠进入缓冲水池,经水泵加压后送往超滤膜车间过滤。其中,优选步骤S1包含:炭砂滤池进水的浊度可以为0.5~5.0NTU,滤速不超过10m/h。步骤S2包含:单个过滤周期超过70分钟,跨膜压差维持在40~70kPa之间。其中,超滤膜按照水量进行分组,每组超滤膜可单独运行与控制;每组超滤膜设单独的进水、出水、反清洗管路,超滤膜的单个反冲洗周期超过70分钟;所述反清洗采用气体刷洗、水反冲和次氯酸钠。与传统处理工艺或现有的BAC-超滤膜组合工艺相比,本工艺的有益效果包括:1)超滤膜运行周期长。通常超滤膜的运行周期低于60min,本工艺中采用压力式超滤膜,可将运行周期提高至70min,提升了超滤膜的产水率。而且通过次氯酸钠日常反冲洗,跨膜压差无明显升高;2)本工艺中省略了常用的臭氧氧化和砂滤工艺,节省了建设用地,特别适用于无储备用地的水厂改造。而且,即使无臭氧氧化,炭砂滤池出水中的有机物和和氨氮均低于普通砂滤池;3)本工艺最后一步采用超滤膜,强化了颗粒物和微生物的截留效果,使工艺出水的微生物安全性远高于传统工艺;4)超滤膜车间采用了上下两层合建的结构,进一步节省了建设用地。而且,采用压力式超滤膜使工艺变得更加灵活,抗水量冲击能力较高,解决了浸没式膜工艺对水量冲击敏感的问题。附图说明图1为本专利技术的短流程本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种短流程的饮用水深度处理系统,其特征在于,主要包括混凝/沉淀池、炭砂滤池、超滤膜车间三部分,三部分依次连接,炭砂滤池内装填石英砂和活性炭,所述炭砂滤池内的石英砂粒径为0.5~1.0mm,所述石英砂的装填高度为20cm,所述活性炭的装填高度大于等于100cm。

【技术特征摘要】
1.一种短流程的饮用水深度处理系统,其特征在于,主要包括混凝/沉淀池、炭砂滤池、超滤膜车间三部分,三部分依次连接,炭砂滤池内装填石英砂和活性炭,所述炭砂滤池内的石英砂粒径为0.5~1.0mm,所述石英砂的装填高度为20cm,所述活性炭的装填高度大于等于100cm。2.按照权利要求1所述的一种短流程的饮用水深度处理系统,其特征在于,超滤膜车间内的超滤膜分组排列,采用压力式超滤膜进行死端过滤,超滤膜封装于膜壳中,膜壳上设有进气口,可以采用高压空气吹动膜丝抖动,并设置有加压泵,用于过滤时加压。3.按照权利要求1所述的一种短流程的饮用水深度处理系统,其特征在于,所述活性炭为破碎炭、柱状炭或者二者的混合物,来自煤质炭或木质炭,粒径大小范围为1.5~2.5mm。4.按照权利要求1所述的一种短流程的饮用水深度处理系统,其特征在于,超滤膜的膜孔径为10~100nm,材质为PVDF、PTFE或PVC。5.按照权利要求1所述的一种短流程的饮用水深度处理系统,其特征在于,超滤膜车间进一步与缓冲水池、加压泵间、超滤膜附属设备间采用分层一体化建设方式,超滤膜膜车间位于上层,缓冲水池、泵房和超滤膜附属设备位于底...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭建宁黄胜前刘璟言
申请(专利权)人:深圳市水务集团有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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