用于处理水的设施和方法技术

本发明专利技术在水处理的技术领域内。本发明专利技术的主题是水处理设施，包括：用于输送待处理水的装置1、可选地凝结区2和/或絮凝区3——所述用于输送待处理水的装置通向凝结区2和/或絮凝区3、包括入口的浮选反应器4和重力过滤器5，源自所述浮选反应器的水能够通过重力流入所述重力过滤器中，重力过滤器具有分布在小于1m的高度上的单层过滤介质床。根据本发明专利技术的设施还可以包括用于洗涤重力过滤器的装置和/或用于过滤源自重力过滤器的水的膜过滤器。本发明专利技术的另一主题是使用根据本发明专利技术的设施实施的水处理方法。

Facilities and methods for water treatment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理水的设施和方法
本专利技术的主题是一种用于饮用水化或脱盐的目的的水处理设施，以及使用这种设施实施的方法。因此，本专利技术的
是水处理的领域，更具体地说是在膜过滤步骤的上游进行的处理的领域。
技术介绍
在水处理的领域，特别是对于脱盐或饮用水化，过滤膜上游的水的质量对于设施的操作是至关重要的。当待处理水具有特别“难”的质量时，或者在待处理水中藻类大量生长的特定场景的情况下，该标准就更为重要。现有技术的各种文献描述了一种水处理方法，其包括与重力过滤步骤相结合的溶解气浮(DAF)的步骤，该步骤可选地在膜过滤步骤之前进行。通常，水的预处理通过独立的结构进行，例如DAF设施，然后是过滤设备，特别是重力过滤设备。这些设施具有相当大的占地面积。该缺点的解决方案是将结构与DAFF(DAF-过滤)或DAF-UF(DAF-超滤)设计相结合。国际申请WO2014/044619描述了一种设施，其包括凝结区和絮凝区，浮选反应器连接到该絮凝区，所述浮选反应器与重力过滤器连通，该重力过滤器布置成使得源自浮选反应器的水流入重力过滤器中。所述重力过滤器分布在1.5m至3m的相当高的高度上。过滤介质能够是单层介质或多层介质，单层介质由具有0.5到0.8mm的颗粒大小的砂子构成，所述多层介质总是包括具有0.5到0.8mm的颗粒大小的至少一层砂子。通过重力过滤器的过滤步骤的速率为10到30m/h。国际申请WO93/15021描述了一种包括过滤器的设施，已经通过浮选预处理的水以10m/h的速率穿过该过滤器。该过滤器具有1m的高度，并且由叠覆在一层沙子上的一层无烟煤构成，或者可替代地由一层沙子构成。专利申请US2009/0211974描述了一种包括浮选区和膜过滤区的设施。过滤膜由水平或垂直并置的模块构成。现有技术的DAF过滤器解决方案倾向于使待获得的水具有的质量使得无需额外的膜过滤步骤。为此，这些设施必须使用具有细颗粒大小的过滤材料，以便实现有效的过滤和足够的水质。实际上，这些设施包括具有用于最终过滤步骤的、0.5至0.8mm的颗粒大小的层。这些解决方案的缺点在于过滤速率限制为过滤器的过滤速率，即10至30m/h，并且存在相当大的压降，其中该压降与介质的高度和流速成比例。实际上，虽然“经典”DAF设施(其不具过滤器)能够以高达40m/h的速率操作，但在根据现有技术的具有传统材料高度的DAF过滤设施中，速率限制为12m/h。由WO2014/044619中描述的重力过滤器提出的解决方案——即过滤材料的高度的增加——增加了压降，但也增加了结构的总高度，因此导致更高的成本。因此，希望能够以比现有技术中描述的速率更高的速率进行过滤，同时限制结构的高度和成本。
技术实现思路
为此，本专利技术实施例涉及水处理设施，包括：-用于输送待处理水的装置，-可选地，凝结区和/或絮凝区，所述用于输送待处理水的装置通向凝结区和/或絮凝区，-浮选反应器，包括连接到所述输送装置的入口，和/或可选地连接到所述凝结区和/或絮凝区的出口的入口，和-重力过滤器，所述浮选反应器至少部分地叠覆在所述重力过滤器上并与其连通，使得源自所述浮选反应器的水能够通过重力流入所述重力过滤器中，-可选地，所述重力过滤器的至少一个洗涤装置，特别是回洗装置，和-可选地，用于过滤源自重力过滤器的水的至少一个膜过滤器，所述重力过滤器包括分布在小于1m的高度上的单层过滤介质床。术语“重力过滤器”理解为指多孔介质，通过该多孔介质使固-液混合物渗透，在层的大部分高度上，固体颗粒理想地被保留在颗粒间空间中。术语“膜过滤器”或具有膜的过滤器指多孔载体，在该多孔载体的表面处形成固体颗粒的滤饼。特别地，这种膜过滤器可以选自本领域技术人员已知的任何超滤装置和任何微滤装置。所述设施可包括任何合适类型的洗涤装置；根据特定实施例，洗涤装置包括水和/或空气逆流注入装置。重力过滤器可以在使用期间逐渐变得堵塞。为了保持合适的过滤性能，并且根据水处理设施的性质，必须定期实施洗涤循环。没有洗涤可能导致某些区域的堵塞，使得水仅以减少的程度通过，结果是压降之后增加得更快，并且过滤变得更快并且局部效率更低。这些洗涤大部分通常包括通过重力过滤器在逆流中注入水和可选的空气，并因此构成回洗。使用本领域技术人员公知的注入装置注入水和可选的空气，并且水和可选的空气使得可以移出积聚在过滤介质的间隙中的材料，之后除去所述材料。令人惊讶的是，这种设施允许实施浮选方法，然后进行过滤，在过滤中，过滤速率大于30m/h。因此，在通过DAF步骤处理水之后并且可选地在膜过滤步骤之前，本专利技术以完全原始的方式基于使用具有有限高度的单层重力过滤器。实际上，根据现有技术的教导，必须增加过滤介质的高度，以急剧增加过滤速率并因此增加处理的水的流速。事实上，上述国际申请WO2014/044619规定了优选的中等高度约为3m，并且在三层介质的情况下，总介质高度可达到总共8m(第10页，第1-8行)。而且，根据现有技术，构成重力过滤器的过滤介质的颗粒大小越小，过滤的水的质量越好，并因此，重力过滤器中存在的过滤介质必不可少地包括至少一层细颗粒大小的过滤介质，例如，具有0.5至0.8mm的颗粒大小的沙子。令人惊讶的是，利用在根据本专利技术的设施中的重力过滤器处理后获得的水的质量足以允许在膜过滤——特别是超滤步骤——之后立即进行步骤。特别是由于过滤介质的低高度而且还有颗粒大小，该颗粒大小比普通用于过滤材料的颗粒大小更粗，因此根据本专利技术的设施确实可以获得比现有技术的设施的DAF过滤器处理速率更大的DAF过滤器处理速率。由于出口水质优于通过“单独”DAF获得的水质，因此能够减小后续膜过滤装置的大小，从而降低设施的成本。因此，本专利技术的目的是提供一种简单、可靠且经济的水处理的方法。使用根据本专利技术的DAF过滤器设施获得的水的质量水平介于根据现有技术的DAF处理水的质量水平和DAF过滤器处理水的质量水平之间，但是仍然完全适合于最终的膜过滤步骤。在根据本专利技术的设施中，单层过滤介质的优点在于其比多层介质成本低，并且其低高度使得可以节省洗涤水的量。特别有利地，单层过滤介质床分布在大于或等于0.5m且小于1m的高度上。特别有利地，过滤介质床由一层粒状材料构成，该粒状材料具有的颗粒大小大于0.8mm，优选大于0.8mm且小于或等于5mm，优选大于0.8mm且小于或等于4mm。特别有利地，过滤介质由一层粒状材料构成，该粒状材料具有的颗粒大小大于或等于1.5mm，优选大于或等于1.5mm且小于或等于5mm，优选大于或等于1.5mm且小于或等于4mm，且更优选大于或等于2.5mm且小于或等于4mm。粒状材料的特征在于各种参数，特别是颗粒大小、颗粒的形状和脆性，颗粒大小由两个参数定义：有效大小(ES)和均匀系数(CU)；颗粒的形状：有角的(破碎的材料)、圆形的(河砂或海砂)、或多或少平坦的(以平坦系数表征)；脆性，其允许选择能够用于过滤的材料，而没有由洗涤操作产生细粉的风险。根据材料中的每种的已知特征，本领域技术人员选择最适合该设施的介质。这种选择取决于待过滤的水的性质(未经处理的水的直接过滤、倾析水的过滤、二级或三级废水的生物过滤)以及希望获得的水的质量。它还取决于所用过滤器的类型和可用的压降。特别有利地，粒状材料选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水处理设施，包括：‑用于输送待处理水的装置1，‑可选地，凝结区和/或絮凝区，所述用于输送待处理水的装置通向所述凝结区和/或絮凝区，‑浮选反应器4，包括连接到所述输送装置的入口，和/或可选地连接到所述凝结区和/或絮凝区的出口的入口，和‑重力过滤器5，所述浮选反应器至少部分地叠覆在所述重力过滤器上并与其连通，使得源自所述浮选反应器4的水能够通过重力流入所述重力过滤器中，‑可选地，所述重力过滤器的至少一个洗涤装置，特别是回洗装置，和‑可选地，用于过滤源自重力过滤器的水的至少一个膜过滤器，其特征在于，所述重力过滤器具有分布在小于1m的高度上的单层过滤介质床。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.22 FR 16631641.一种水处理设施，包括：-用于输送待处理水的装置1，-可选地，凝结区和/或絮凝区，所述用于输送待处理水的装置通向所述凝结区和/或絮凝区，-浮选反应器4，包括连接到所述输送装置的入口，和/或可选地连接到所述凝结区和/或絮凝区的出口的入口，和-重力过滤器5，所述浮选反应器至少部分地叠覆在所述重力过滤器上并与其连通，使得源自所述浮选反应器4的水能够通过重力流入所述重力过滤器中，-可选地，所述重力过滤器的至少一个洗涤装置，特别是回洗装置，和-可选地，用于过滤源自重力过滤器的水的至少一个膜过滤器，其特征在于，所述重力过滤器具有分布在小于1m的高度上的单层过滤介质床。2.如权利要求1所述的设施，其特征在于，所述单层过滤介质床分布在大于或等于0.5m且小于1m的高度上。3.如权利要求1或2所述的设施，其特征在于，所述过滤介质由一层粒状材料构成，所述粒状材料具有的颗粒大小大于或等于1.5mm，优选大于或等于1.5mm且小于或等于5mm，优选大于或等于1.5mm且小于或等于4mm，并且更优选大于或等于2.5mm且小于或等于4mm。4.如权利要求1至3中任一项所述的设施，其特征在于，所述粒状材料选自无烟煤、浮石、细晶岩、活性炭或沸石。5.如权利要求1至4中任一项所述的设施，其特征在于，所述浮选反应器的下壁包括过滤介质。6.如权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞巴斯蒂安·德拉加德，
申请(专利权)人：苏伊士国际公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR