一种制备高品质饮用水的方法技术

本发明专利技术提供了一种制备高品质饮用水的方法，属于给水深度处理技术领域。将常规处理工艺与膜技术相结合，原水经过提升泵进入混凝池，经过混凝处理后，由混凝池上部的溢流堰直接进入浸没式超滤膜池进行超滤处理；超滤产水进入纳滤装置，去除水中的痕量有机污染物，保留无机盐，纳滤装置为一级三段设计，设置段内回流，纳滤产水即为高品质饮用水。本发明专利技术采用“混凝‑短流程超滤‑纳滤”的组合工艺处理地表水，去除了对人体有害的痕量有机物，保留了大部分无机盐，产水符合当前健康水的理念；系统回收率高，纳滤运行过程中间无需添加化学药剂(阻垢剂)，产水水质稳定，工艺流程简单，采用膜法处理，节省占地，装置集成度高，占地面积小，运行成本低。

A method of preparing high quality drinking water

【技术实现步骤摘要】
一种制备高品质饮用水的方法
本专利技术涉及给水深度处理
，具体涉及一种能够有效去除痕量有机物(TrOCs)重金属去除率并保留人体有益的元素的制备高品质饮用水的方法。
技术介绍
随着环境污染问题的突出，饮用水水源的复杂性增加，水源随季节性变化较大，不断有突发性的饮用水污染事件。随着技术的发展，人们日益关注痕量有机污染物(药物和个人护理品、内分泌干扰物、持久性有机污染物、全氟化合物、微塑料等)对人体健康的影响，饮用水水质标准也在不断提升，地方性水质标准日益严格，例如上海水质地标规定了TOC≤3mg/L，正在修订的饮用水标准也对全氟化合物、高氯酸盐提出了要求。常规的饮用水处理工艺，混凝-沉淀-过滤-消毒早已不能满足需求，目前的深度处理工艺，臭氧-活性炭工艺对痕量有机物的去除效果有限，只有30％～50％，待升级的自来水厂亟需更优的水质处理工艺，满足日益严峻的形势要求。以膜技术为核心的水处理技术引起人们的广泛关注，被誉为21世纪最有前途的水处理技术之一。纳滤膜基于筛分、荷电和介电的原理，可有效去除水中的痕量有机物污染物，并保留了大部分无机盐，符合健康水理念。纳滤膜应用于饮用水领域已成为当前研究的热点。现有饮用水深度处理工艺，臭氧-活性炭处理工艺，工艺流程较长，去除水中的痕量有机物(TrOCs)、重金属等作用有限，且易产生消毒副产物，采用反渗透工艺又完全去除了水中的Ca、Mg等矿物质元素，且回收率很低。近期提出的常规纳滤深度处理技术，一般是在传统工艺流程(“混凝-沉淀-超滤”)后采用纳滤技术，整个工艺流程较长，且其中沉淀池占地面积大，整体投资成本较高。涉及纳滤处理微污染地表水作为饮用水的专利，如申请号为201711079643.X的中国专利技术专利，公开了一种太阳能驱动的多用途饮用水膜分离系统及利用该系统处理污染地表水和地下水的方法，装置中可以使用四种工艺组合微污染水源作为饮用水，但是该专利中使用的纳滤膜去除率较高，去除大部分无机盐，在实施实例中采用微滤+超滤+纳滤组合工艺，进水电导率247.4～625.7μs/cm，硬度375～682mg/L，产水电导率和硬度很低，电导率8.53～12.7μs/cm，硬度3.3～5.7mg/L，不符合健康水的理念。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可提高痕量有机物(TrOCs)、重金属去除率，保留Ca、Mg、碳酸氢盐等对人体有益的元素的高品质饮用水的制备方法，以解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：本专利技术提供一种制备高品质饮用水的方法，包括如下流程步骤：混凝：微污染的地表水经过提升泵进入混凝池，经过混凝处理后，由混凝池上部的溢流堰进入浸没式超滤膜池；短流程超滤：混凝池的产水直接进入浸没式超滤膜池进行超滤；其中，浸没式超滤膜池上部为圆柱形过滤区，下部为倒锥形泥水分离区；泥水分离区设计斜板，沉淀池的水以切线的方向进入浸没式超滤膜池，经过旋流后进入泥水分离区进行泥水分离，浸没式超滤膜池中超滤膜的运行通量为25～50LMH；纳滤：超滤产水进入纳滤装置，去除水中的痕量有机污染物，保留无机盐，纳滤运行压力为0.15～0.5MPa，膜通量为15～30LMH；其中，纳滤装置为一级三段设计，包括一段纳滤、二段纳滤和三段纳滤，所述一段纳滤后的浓水进入二段纳滤，二段纳滤后的浓水进入三段纳滤；一段和二段设计系统回流,二段浓水部分回流至一段之前；所述三段纳滤单独设置段内回流，即三段纳滤的出水端一部分回流至三段纳滤的进水端，三段的产水汇合成纳滤产水即为高品质饮用水。优选的，混凝中使用的混凝剂为聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚合氯化铝铁中的一种或多种的混合，投加浓度为10～80mg/L，该工艺中也可以使用助凝剂，包括但不限于PAM、氧化剂等。优选的，所采用的超滤膜为增强型中空纤维膜，材料为PVDF、PVC、PES或PAN中的一种，孔径为0.01～0.1μm，拉伸强度≥100N。优选的，混凝池分为混凝区和静置区，微污染的地表水先在混凝区进行混凝反应，由出水口进入静置区，再由溢流堰流出。优选的，混凝池为折板絮凝池、隔板絮凝池、机械絮凝池、网格和栅条絮凝池、穿孔旋流絮凝池中的一种或多种的组合。优选的，浸没式超滤膜池中超滤膜元件为单端固定，膜元件上端注胶，膜丝和端板固定，下端膜丝为松散状态(不整体注胶)，由端板分离为若干区，便于超滤膜元件底端的絮体进入泥水分离区，不在元件底端累积，回收率为95％～99％。浸没式超滤单元采用重力式自流产水。优选的，纳滤处理系统中，使用的纳滤膜为低脱盐的选择性纳滤膜，NaCl截留率为20％～50％，PEG200的截留>85％，痕量有机污染物去除率>85％。优选的，纳滤膜的材料包括有机材料或无机陶瓷材料。优选的，纳滤膜的形式为卷式纳滤膜、中空纤维纳滤膜或平板式纳滤膜中的一种。优选的，纳滤装置采用纳滤进水脉冲冲洗工艺，冲洗水回流到浸没式超滤膜池，冲洗频率为6～24h/次，冲洗时间为2～10min/次。优选的，纳滤系统采用低压运行，0.15～0.5MPa，纳滤单元系统回收率为85％～99％。本专利技术有益效果：采用混凝-短流程超滤-纳滤的组合工艺处理地表水，充分发挥了各个工艺的优势，既保障了纳滤的稳定运行，也保障了优质的产水水质。纳滤工艺既去除了对人体有害的痕量有机物，又保留了大部分无机盐，产水符合当前健康水的理念；纳滤系统回收率较高，为85％～99％，制水过程符合绿色工艺理念，物理处理过程，中间无需添加化学药剂(阻垢剂)；工艺适用范围广，可以应对受不同污染程度的地表水、水源随季节性变化带来的污染物质浓度和种类的改变等不同情况的水源问题，且产水水质稳定，不存在因水源变化而带来水质不达标的问题。工艺流程简单，采用膜法处理，节省占地，装置集成度高，全部实现自动化运行，且占地面积小。运行成本低，纳滤系统运行压力低，且无需化学药剂添加，清洗周期长，“超滤-纳滤”工艺运行成本可以达0.3～0.35元/吨。本专利技术附加的方便和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所述的制备高品质饮用水的工艺流程图。其中：1-进水泵；2-混凝池；3-超滤膜池；4-超滤膜组件；5-抽真空阀；6-超滤产水阀；7-超滤产水箱；8-纳滤进水泵；9-纳滤装置；10-清水池；11-混凝区；12-静置区；13-溢流堰。具体实施方式下面详细叙述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过附图描述的实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备高品质饮用水的方法，其特征在于，包括如下流程步骤：/n混凝：微污染的地表水经过提升泵进入混凝池，经过混凝处理后，由混凝池上部的溢流堰进入浸没式超滤膜池；/n短流程超滤：混凝池的产水直接进入浸没式超滤膜池进行超滤；其中，浸没式超滤膜池上部为圆柱形过滤区，下部为倒锥形泥水分离区；泥水分离区设计斜板，沉淀池的水以切线的方向进入浸没式超滤膜池，经过旋流后进入泥水分离区进行泥水分离，浸没式超滤膜系统的回收率为95％～99％；/n纳滤处理：超滤产水进入纳滤装置，去除水中的痕量有机污染物，保留无机盐，纳滤运行通量15～30LMH，纳滤单元回收率为85％～99％；其中，纳滤装置为一级三段设计，包括一段纳滤、二段纳滤和三段纳滤，所述一段纳滤后的浓水进入二段纳滤，二段纳滤后的浓水进入三段纳滤；一段和二段设计系统回流,二段浓水部分回流至一段之前；所述三段纳滤单独设置段内回流，即三段纳滤的出水端一部分回流至三段纳滤的进水端，三段的产水汇合成纳滤产水即为高品质饮用水。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备高品质饮用水的方法，其特征在于，包括如下流程步骤：
混凝：微污染的地表水经过提升泵进入混凝池，经过混凝处理后，由混凝池上部的溢流堰进入浸没式超滤膜池；
短流程超滤：混凝池的产水直接进入浸没式超滤膜池进行超滤；其中，浸没式超滤膜池上部为圆柱形过滤区，下部为倒锥形泥水分离区；泥水分离区设计斜板，沉淀池的水以切线的方向进入浸没式超滤膜池，经过旋流后进入泥水分离区进行泥水分离，浸没式超滤膜系统的回收率为95％～99％；
纳滤处理：超滤产水进入纳滤装置，去除水中的痕量有机污染物，保留无机盐，纳滤运行通量15～30LMH，纳滤单元回收率为85％～99％；其中，纳滤装置为一级三段设计，包括一段纳滤、二段纳滤和三段纳滤，所述一段纳滤后的浓水进入二段纳滤，二段纳滤后的浓水进入三段纳滤；一段和二段设计系统回流,二段浓水部分回流至一段之前；所述三段纳滤单独设置段内回流，即三段纳滤的出水端一部分回流至三段纳滤的进水端，三段的产水汇合成纳滤产水即为高品质饮用水。


2.根据权利要求1所述的制备高品质饮用水的方法，其特征在于，混凝中使用的混凝剂为聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚合氯化铝铁中的一种或多种的混合，投加浓度为10～80mg/L；或者，混凝过程中投加有助凝剂，助凝剂为PAM或氧化剂。


3.根据权利要求1所述的制备高品质饮用水的方法，其特征在于，所采用的超滤膜为增强型中空纤维膜，材料为PVDF、PVC、PES或PAN中的一种，孔径为0.01～0.1μm...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞开昌，李天玉，郭莎莎，王志栋，马志刚，谢喜平，石洁，
申请(专利权)人：北京碧水源科技股份有限公司，太仓市水务集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11