一種微汙染原水淨化系統及其淨化方法

2023-09-14 22:49:50 4

專利名稱：一種微汙染原水淨化系統及其淨化方法
技術領域：
本發明涉及水處理淨水領域，尤其涉及一種將微汙染地下水、地表水、礦井水淨化為生活飲用水的微汙染原水淨化系統及其淨化方法。
背景技術：
社會經濟的快速發展，水資源遭受的汙染也越來越嚴重，尤其是飲用水汙染尤為突出，人類日常生活用水安全受到越來越嚴重的威脅。在一些水資源缺乏的地區，特別是經濟相對落後的偏遠地區、農村地區及水源受到汙染的地區，由於優質水源的選取、輸送需要大量的投資，當地人民和政府無力承擔該項投資，人民大量使用地表水或開採地下水直接或簡單澄清消毒後作為生活飲用水，而生活汙水也未經處理直接無規則排放，農村農藥的大量使用都帶來地表水和地下水的汙染。礦場一般都位於山區或偏遠地區，無獨立生活水源供給，基本是採用地下水或礦井水簡單處理後供給使用。這些取用供給方式的生活飲用水都是不安全的，對使用者身體健康帶來了潛在的危害。現有的各種微汙染原水淨化技術工藝設計相對單一，對於汙染源越來越複雜、汙染物種類越來越多、汙染物濃度波動範圍較大的原水不能充分保障提供安全合格飲用水的能力。膜技術的應用帶了水處理技術的革命，但膜技術廣泛應用也逐漸顯現出使用方法中存在的不足，把各種汙染物的去除負荷都壓在超濾、納濾、反滲透膜上，預處理工藝設計不能完全滿足膜處理進水要求，且對於原水水質波動帶來的衝擊不具備適應能力，這加重了膜的汙堵，並導致了淨水成本增加，且淨水系統運行不穩定，水資源利用率低。

發明內容
有鑑於此，本發明有必要提供一種運行穩定、性能較佳的微汙染原水淨化系統及其淨化方法，其針對微汙染地下水、地表水、礦井水，尤其是受到有機物、氮、磷、硫化氫、鐵、錳、氟化物、石油類汙染且總硬度較大的原水進行淨化處理為飲用水的技術，可為用戶提供符合國家飲用水衛生標準的飲用水。解決上述技術問題所採用的技術方案是一種微汙染原水淨化系統，其包括吹脫隔油池、混凝沉澱池、混凝加藥裝置、第一中間水池、給水泵、曝氣生物濾池、第二中間水池、絮凝加藥單元、過濾提升泵、多介質過濾器、錳砂過濾器、活性炭過濾器、酸加藥裝置、阻垢劑加藥裝置、混合器、反滲透裝置、鹼加藥裝置、消毒裝置以及紫外線殺菌裝置，其中，所述吹脫隔油池用於將微汙染原水中的非乳化油從所述微汙染原水中分離出來；所述混凝沉澱池用於將所述吹脫隔油池的出水中的膠體、Fe3\懸浮物在混凝劑的絮凝、架橋作用下聚集成絮凝體並從中分離出來，所述絮凝體吸附去除水中的磷；所述混凝加藥單元用於往所述混凝沉澱池中添加所述混凝劑；所述第一中間水池用於緩衝所述混凝沉澱池的出水；
所述給水泵用於提升所述第一中間水池的出水並使其從所述曝氣生物濾池的下部進入；所述曝氣生物濾池用於進行微泡曝氣、生物降解、氧化吸附過濾；所述第二中間水池，用於緩衝所述曝氣生物濾池的出水；所述過濾提升泵，用於提升所述第二中間水池的出水使其從所述多介質過濾器的頂部進入；所述絮凝加藥單元，用於對所述第二中間水池的出水添加絮凝劑；所述多介質過濾器，用於濾除所述第二中間水池的出水中的懸浮物、膠體；所述錳砂過濾器，用於降低所述多介質過濾器的出水中的錳、鐵離子含量；所述活性炭過濾器，用於吸附濾除所述錳砂過濾器的出水中的異味、色度、有機物等雜質並還原去除餘氯後達到所述反滲透裝置進水水質要求；所述酸加藥裝置，用於降低所述活性炭過濾器的出水的pH值；所述阻垢劑加藥裝置，用於在所述活性炭過濾器的出水中添加阻垢劑；所述混合器，用於在所述活性炭過濾器的出水中對所述酸加藥裝置與所述阻垢劑加藥裝置添加的藥物進行混合；所述反滲透裝置，用於分離攔截所述活性炭過濾器的出水中的無機鹽、剩餘有機物、氨氮(離子態NH4+)、總氮、總磷等雜質形成淡水與濃水；所述鹼加藥裝置用於提高所述反滲透裝置的所述淡水的pH值至人體適宜的pH 值；所述消毒裝置與所述紫外線殺菌裝置對所述反滲透裝置的所述淡水進行消毒殺菌形成生活用水，所述消毒裝置還對所述曝氣生物濾池的出水添加消毒劑。作為上述方案的進一步改進，所述吹脫隔油池依次分隔成第一子池、第二子池以及整流子池，所述第一子池與所述第二子池之間開設有第一通道，所述第二子池與所述整流子池之間的底部開設有第二通道，所述第一子池內設置有布水管、預曝氣管以及排泥槽， 所述第二子池內設置有若干相互平行的斜板以及排油槽，其中，所述排泥槽分布在所述第一子池內的底部，用於排除所述微汙染原水在所述第一子池內中沉澱的雜物，所述布水管均勻分布在所述第一子池內的池體下部，用於將所述微汙染原水均勻分布於第一子池內；所述預曝氣管設置在所述第一子池的底部，用於對所述微汙染原水進行預曝氣；所述若干斜板均勻間隔分布於所述第二子池的中部且位於所述第一通道下，所述若干斜板傾斜於所述第二子池的牆壁，且所述第一通道與所述第二通道位於所述若干斜板的兩端，所述若干斜板用於將所述微汙染原水中的非乳化油從所述微汙染原水中分離出來；所述排油槽設置在所述第二子池的頂部。作為上述方案的進一步改進，所述混凝沉澱池的頂部設置有用於接收所述吹脫隔油池的出水的入水口以及用於與所述混凝加藥單元連接的混凝劑混合曝氣管，所述混凝沉澱池的底部設置有排泥槽，所述混凝沉澱池依次分隔成若干絮凝反應子池、整流子池以及沉澱子池，其中，每個絮凝反應子池的中部設置有絮凝反應箱，所述整流子池設置有垂直於其底部的隔牆，所述隔牆將所述整流子池的下部分隔成兩個部分，所述沉澱子池的頂部設置有集水槽，所述沉澱子池的中部設置有均勻間隔分布的若干斜板，所述沉澱子池的底部設置為配水區，所述吹脫隔油池的出水經過所述入水口並與所述混凝劑加藥裝置投加的混凝劑混合後進入所述若干絮凝反應子池內進行絮凝反應，再進入所述整流子池進行整流緩衝、均勻配水，最後進入所述沉澱子池進行泥水分離。作為上述方案的進一步改進，所述曝氣生物濾池設置成上中下三個區域，所述下區域為配水區並在底部設置有布水管，所述中區域為生物填料區並在底部設置有微孔曝氣裝置，所述上區域為收水區並在頂部設置有集水槽。作為上述方案的進一步改進，所述微汙染原水淨化系統還包括鼓風裝置，用於送入空氣至所述吹脫隔油池、所述混凝沉澱池以及所述曝氣生物濾池，所述鼓風裝置採用均與所述吹脫隔油池、所述混凝沉澱池以及所述曝氣生物濾池相通的鼓風機或反洗風機。作為上述方案的進一步改進，所述微汙染原水淨化系統還包括與所述反滲透裝置相通且用於接收所述濃水的高位濃水箱，所述高位濃水箱的高度大於所述多介質過濾器、 所述錳砂過濾器、所述活性炭過濾器的高度，所述高位水箱均與所述多介質過濾器、所述錳砂過濾器、所述活性炭過濾器連接，利用所述高位水箱的出水對所述多介質過濾器、所述錳砂過濾器、所述活性炭過濾器進行衝洗。作為上述方案的進一步改進，所述微汙染原水淨化系統還包括用於對所述反滲透裝置反滲透膜元件化學清洗的化學清洗裝置，所述化學清洗裝置包括化學清洗水箱、清洗水泵以及清洗過濾器，所述化學清洗水箱採用所述反滲透裝置分離的所述淡水來配製化學清洗溶液，所述清洗水泵提升所述清洗水箱中的所述清洗溶液至所述清洗過濾器中，所述過濾器連接於所述反滲透裝置的清洗入口。本發明還提供一種微汙染原水淨化方法，其應用於上述微汙染原水淨化系統中， 其包括以下步驟通過所述微汙染原水淨化系統的吹脫隔油池，將微汙染原水中的非乳化油從所述微汙染原水中分離出來；通過所述微汙染原水淨化系統的混凝沉澱池，將所述吹脫隔油池的出水中的膠體、狗3+、懸浮物在混凝劑的絮凝、架橋作用下聚集成絮凝體並從中分離出來，所述絮凝體吸附水中的磷；通過所述微汙染原水淨化系統的混凝加藥單元，往所述混凝沉澱池中添加所述混凝劑；通過所述微汙染原水淨化系統的第一中間水池，緩衝所述混凝沉澱池的出水；通過所述微汙染原水淨化系統的給水泵，提升所述第一中間水池的出水；通過所述微汙染原水淨化系統的曝氣生物濾池，對所述第一中間水池的出水進行微泡曝氣、生物降解、氧化吸附過濾；通過所述微汙染原水淨化系統的第二中間水池，緩衝所述曝氣生物濾池的出水；通過所述微汙染原水淨化系統的消毒裝置，在所述曝氣生物濾池的出水中添加消毒劑；通過所述微汙染原水淨化系統的過濾提升泵，提升所述第二中間水池的出水；通過所述微汙染原水淨化系統的絮凝加藥單元，在所述第二中間水池的出水中添加絮凝劑；通過所述微汙染原水淨化系統的多介質過濾器，濾除所述第二中間水池的出水中的懸浮物、膠體；通過所述微汙染原水淨化系統的錳砂過濾器，降低所述多介質過濾器的出水中的
錳、鐵離子含量；通過所述微汙染原水淨化系統的活性炭過濾器，吸附濾除所述錳砂過濾器的出水中的異味、色度、有機物等雜質並還原去除餘氯後達到所述微汙染原水淨化系統的反滲透裝置進水水質要求；通過所述微汙染原水淨化系統的酸加藥裝置，降低所述活性炭過濾器的出水的pH 值；通過所述微汙染原水淨化系統的阻垢劑加藥裝置，在所述活性炭過濾器的出水中添加阻垢劑；通過所述微汙染原水淨化系統的混合器，在所述活性炭過濾器的出水中對所述酸加藥裝置與所述阻垢劑加藥裝置添加的藥物進行混合；通過所述反滲透裝置，分離攔截所述活性炭過濾器的出水中的無機鹽、剩餘有機物、氨氮(離子態NH4+)、總氮、總磷等雜質形成淡水與濃水；通過所述微汙染原水淨化系統的鹼加藥裝置，提高所述反滲透裝置的所述淡水的 PH值至人體適宜的pH值；通過所述微汙染原水淨化系統的消毒裝置與紫外線殺菌裝置，對所述反滲透裝置的所述淡水進行消毒殺菌形成生活用水。作為上述方案的進一步改進，所述微汙染原水淨化系統還包括鼓風裝置，所述微汙染原水淨化方法還包括以下步驟通過所述微汙染原水淨化系統的所述鼓風裝置，送入空氣至所述吹脫隔油池的底部、所述混凝沉澱池的入水口以及所述曝氣生物濾池的微孔曝氣裝置進氣口。作為上述方案的進一步改進，所述微汙染原水淨化系統還包括高位濃水箱，所述微汙染原水淨化方法還包括以下步驟通過所述微汙染原水淨化系統的高位濃水箱，利用所述反滲透裝置的所述濃水對所述多介質過濾器、所述錳砂過濾器、所述活性炭過濾器進行衝洗。與現有的技術相比，本發明提供的微汙染原水淨化系統及其淨化方法的優點是 工藝流程配備合理，對原水水質變化的衝擊適應能力強，工藝組合科學，對主要汙染物先重點去除，再通過反滲透技術作為安全保障，且反滲透預處理設計充分，使整套系統運行安全穩定，大大降低了汙堵現象發生頻率，使化學清洗周期大大延長，水回收利用率高達75%。 本工藝技術做到節能、節水、易於自動化控制，可適用於市政、農村、工業企業、礦場飲用水處理場合或需要深度處理的中水回用場合。


圖1為本發明較佳實施方式提供的微汙染原水淨化系統的結構示意圖。圖2為圖1中微汙染原水淨化系統的微汙染原水淨化方法的流程圖。圖3為圖1中微汙染原水淨化系統的吹脫隔油池與混凝沉澱池的結構示意圖。圖4為圖1中微汙染原水淨化系統的曝氣生物濾池的結構示意圖。 圖5為圖1中微汙染原水淨化系統的預處理過濾器(多介質過濾器、錳砂過濾器、 活性炭過濾器)的結構示意圖。圖6為圖1中微汙染原水淨化系統的反
圖7為圖1中微汙染原水淨化系統的化
符號說明
吹脫隔油池10
混凝沉澱池20
混凝加藥單元30
第一中間水池31
給水泵32
曝氣生物濾池40
第二中間水池33
絮凝加藥單元34
過濾提升泵35
多介質過濾器36
錳砂過濾器37
活性炭過濾器38
酸加藥裝置39
阻垢劑加藥裝置310
混合器311
反滲透裝置50
消毒裝置313
鹼加藥裝置312
鼓風裝置314
化學清洗裝置60
產水箱70
紫外線殺菌裝置315
第一子池12
第二子池14
整流子池16
第一通道120
第二通道140
布水管121
排泥槽123
斜板141,253
排油槽142,22
入水口21
絮凝反應子池23
整流子池24
沉澱子池25
絮凝反應箱230
隔牆240
集水槽251,410
配水區255
上區域41
中區域42
下區域43
下濾帽430
濾杆431
上濾帽432
濾板433
配氣環管435
單孔膜曝氣器436
保安過濾器51
高壓泵52
反滲透膜組件53
高位濃水箱90
反洗泵432
化學清洗水箱61
清洗水泵62
清洗過濾器63
供水泵80
清洗入口A
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。請一併參閱圖1及圖2，其為本發明較佳實施方式提供的微汙染原水淨化系統的結構示意圖。微汙染原水淨化系統針對微汙染地下水、地表水、礦井水，尤其是受到有機物、 氮、磷、硫化氫、鐵、錳、氟化物、石油類汙染且總硬度較大的原水進行淨化處理為飲用水的技術，可為用戶提供符合國家飲用水衛生標準的飲用水。微汙染原水淨化系統包括吹脫隔油池10、混凝沉澱池20、混凝加藥單元30、第一中間水池31、給水泵32、曝氣生物濾池40、第二中間水池33、絮凝加藥單元34、過濾提升泵35、多介質過濾器36、錳砂過濾器37、活性炭過濾器38、酸加藥裝置39、阻垢劑加藥裝置 310、混合器311、反滲透裝置50、鹼加藥裝置312、消毒裝置313、鼓風裝置314、化學清洗裝置60、產水箱70以及紫外線殺菌裝置315。
10
吹脫隔油池10用於將微汙染原水中的非乳化油從所述微汙染原水中分離出來； 混凝沉澱池20用於將吹脫隔油池10的出水中的病源生物、膠體、狗3+、懸浮物在混凝劑的絮凝、架橋作用下聚集成絮凝體並從中分離出來，所述絮凝體吸附水中的磷；第一中間水池 31用於緩衝混凝沉澱池20的出水；給水泵32用於提升第一中間水池31的出水並使其從曝氣生物濾池40的下部進入曝氣生物濾池40 ；曝氣生物濾池40用於進行微泡曝氣、生物降解、吸附氧化過濾；第二中間水池33用於緩衝曝氣生物濾池40的出水；過濾提升泵35用於提升第二中間水池33的出水使其從多介質過濾器36的頂部進入；絮凝加藥單元34用於對第二中間水池33的出水添加絮凝劑；多介質過濾器36用於濾除第二中間水池33的出水中的懸浮物、膠體；錳砂過濾器37用於降低多介質過濾器36的出水中的錳、鐵離子含量；活性炭過濾器38用於吸附濾除錳砂過濾器37的出水中的異味、色度、有機物等雜質並還原去除餘氯後達到反滲透裝置50進水水質要求；酸加藥裝置39用於降低活性炭過濾器38的出水的PH值；阻垢劑加藥裝置310用於在活性炭過濾器38的出水中添加阻垢劑；混合器311 用於在活性炭過濾器38的出水中對酸加藥裝置39與阻垢劑加藥裝置310添加的藥物進行混合；反滲透裝置50用於分離攔截活性炭過濾器38的出水中的無機鹽、剩餘有機物、氨氮 (離子態NH4+)、總氮、總磷等雜質；鹼加藥裝置312用於提高反滲透裝置50的出水的pH值至人體適宜的PH值；消毒裝置313與紫外線殺菌裝置315對反滲透裝置50的出水進行消毒殺菌形成生活用水；鼓風裝置314用於送入空氣至吹脫隔油池10的底部、混凝沉澱池20 的底部以及曝氣生物濾池40的中部，在本實施方式中，鼓風裝置314採用均與吹脫隔油池 10的底部、混凝沉澱池20的底部以及曝氣生物濾池40的中部相通的鼓風機或反洗風機； 化學清洗裝置60利用反滲透裝置50的出水對曝氣生物濾池40、多介質過濾器36、錳砂過濾器37、活性炭過濾器38進行衝洗。請結合圖3，吹脫隔油池10依次分隔成第一子池12、第二子池14以及整流子池 16。第一子池12與第二子池14之間開設有使第一子池12與第二子池14相通的第一通道 120，第二子池14與整流子池16之間的底部開設有使第二子池14與整流子池16相通的第二通道140。第一子池12內設置有布水管121以及排泥槽123，第二子池14內設置有若干相互平行的斜板141以及排油槽142。排泥槽142分布在第一子池12內的底部，用於排除所述微汙染原水在第一子池12內中沉澱的雜物；布水管121均勻分布在第一子池12內的池體下部，用於將所述微汙染原水均勻分布於第一子池12內，所述第一子池的底部還設置有預曝氣管(圖未示)，所述預曝氣管用於對所述微汙染原水進行預曝氣；斜板141均勻間隔分布於第二子池14的中部且位於第一通道120下，斜板141傾斜於第二子池14的牆壁， 且第一通道120與第二通道140位於斜板141的兩端，斜板141用於將所述微汙染原水中的非乳化油從所述微汙染原水中分離出來；排油槽142設置在第二子池14的頂部，排油槽 142通過排油閥控制而開啟與關斷。所述微汙染原水從由深井泵提升上來後先經旋流砂水分離器將砂石去除，送入高位原水箱暫儲。原水箱出水重力自流入吹脫隔油池12，其中由布水管121均勻分布於第一子池12的池體下部，先對原水進行預曝氣，待處理水通過斜板141流入後段工藝時，斜板 141分層結構及曝氣作用使水中的非乳化油更易脫附從水中分離出來，積聚的油粒利用浮力沿斜板面上移而匯集至水面，形成浮油。浮油定期由操作人員打開排油閥從排油槽142 排除。經過除油的待處理水在預曝氣的作用下，將水中的一些還原性物質進行氧化，起到一定的助凝作用。如狗2+被氧化為狗3+丨膠體，再通過後續的沉澱工藝將其去除。預曝氣的吹脫作用可將硫化氫去除。混凝沉澱池20的頂部設置有入水口 21，入水口 21用於接收吹脫隔油池10的整流子池16的出水，混凝沉澱池20的底部設置有排泥槽22，混凝沉澱池20依次分隔成若干絮凝反應子池23 (在本實施方式中以三個絮凝反應子池23為例進行詳細舉例說明)、整流子池M以及沉澱子池25。每個絮凝反應子池23的中部設置有絮凝反應箱230，整流子池M設置有垂直於其底部的隔牆對0，隔牆240將整流子池M的下部分隔成兩個部分。沉澱子池25的頂部設置有集水槽251，沉澱子池25的中部設置有均勻間隔分布的若干斜板253，沉澱子池25的底部設置為配水區255。吹脫隔油池10的出水經過入水口 21進入絮凝反應子池23內進行絮凝反應，再進入整流子池M進行整流緩衝、均勻配水，最後進入沉澱子池25進行泥水分離。除去油類的待處理水(即吹脫隔油池10的出水)自流進入網格反應池(即混凝沉澱池20)，在第一段網格池(即絮凝反應子池23，同以下的第二段網格池、第三段網格池) 內與混凝加藥單元30投入的混凝劑藉助鼓入的空氣氣泡(利用鼓風裝置314)攪動作用進行混合，再自流經第二段和第三段網格，在設定的水力湍流條件下，待處理水中的病源生物、膠體、i^e3+、懸浮物在混凝劑的絮凝、架橋作用下聚集成大顆粒絮凝體，絮凝體並吸附水中的磷，經整流渠調節水力後均勻的分布於斜管沉澱池布水區(即沉澱子池25的配水區 255)。此時的絮凝體已形成緻密的大顆粒，比重較大，在待處理水向上流經斜管(即斜板 253)時，由於絮凝體在重力作用下，且由於斜管結構形成極短水力沉降距離和足夠低的水力上升流速，使絮凝體更易、易快的沉降於斜管表面，再沿斜管表面滑向池底的排泥槽22， 定期由人工排出池外。而去除了大部份懸浮物、總磷及部份鐵、錳的澄清水則向上匯集至清水區(即沉澱子池25的上部)，經集水槽251收集後流入第一中間水池31。經過澄清的待處理水渾濁度降至10NTU以下。在本實施方式中，吹脫隔油池10中的若干斜板141與混凝沉澱池20中的若干斜板253的結構、形狀基本相同，其區別在於兩者之間的厚度、間距有些差異。一般，吹脫隔油池10中的若干斜板141厚度範圍為1 2mm，板間距範圍為35 IOOmm ；混凝沉澱池 20中的若干斜板253的厚度範圍為0. 5 2. 0mm，板間距範圍為25 50mm。在其它實施方式中，斜板253還可以採用六角蜂窩斜管。請結合圖4，曝氣生物濾池40設置成上中下三個區域41、42、43，下區域43為配水區並在底部設置有布水管(圖未示)，中區域42為生物填料區並在底部設置有微孔曝氣裝置，上區域41為收水區並在頂部設置有集水槽410。第一中間水池31的待處理水經BAF給水泵(即給水泵3 提升從曝氣生物濾池40下部進入，經所述布水管分配從配水區向上依次經過所述微孔曝氣裝置的下濾帽430、濾杆431、上濾帽432、濾板433，然後進入生物填料區。在生物填料區的下部，鼓風裝置314送入的空氣經配氣環管435均勻分配給每個單孔膜曝氣器436進行微泡曝氣，將空氣中的氧氣高效的溶解到待處理水中，在生物填料上固附上大量的微生物，籍待處理水中的有機物和氧進行自身的新陳代謝及繁殖，同時該生物菌群中存在一種硝化菌，將待處理水中的氨氮硝化成硝酸鹽或亞硝酸鹽，從而使待處理水得到生物降解而淨化；生物菌群也同時起著固磷作用。曝氣生物濾池40內充足的氧量也可將待處理水中的鐵、錳進行氧化，生成鐵、錳的不溶物膠體而被濾料攔截。生物填料區形成的孔隙結構和濾料表面的吸附作用可將待處理水中的懸浮物進行攔截，可降低出水中的渾濁度。生物濾床中攔截的懸浮物及失去活性的微生物屍體等雜質則由定期的曝氣生物濾池 40氣水混合衝洗排出池外，使生物濾床恢復截汙功能。經過淨化的待處理水上升流入收水區，經集水槽410收集自流入第二中間水池33。請結合圖5，第二中間水池33的待處理水經過濾提升泵35到0. 35 0. 45MPa,並利用絮凝加藥單元34加入絮凝劑(PAC)和消毒裝置313加入消毒劑後入多介質過濾器36 頂部，經無煙煤和石英砂組成的濾床濾除待處理水中的懸浮物、膠體，過濾器底部出水進入錳砂過濾器37，利用天然錳砂(含錳量(以MnO2計)不小於35%的天然錳砂濾料)組成的濾床催化氧化作用，進一步降低待處理水中的錳、鐵離子含量，除錳、鐵後的待處理水進入活性炭過濾器38，吸附濾除待處理水中的異味、色度、有機物等雜質並還原去除餘氯後達到反滲透裝置50進水水質要求——SDI15 < 4。當各過濾器攔截的髒物堵塞濾床至進水口和出水口的壓力差達到0. 03 0. 05Mpa或出水水質不合格時應切換相應閥門進行濾床的反洗。請結合圖6，反滲透裝置50包括依次連接的保安過濾器51、高壓泵52以及反滲透膜組件53。活性炭過濾器38出水籍餘壓(0. 25 0. 35MPa)並與加藥系統(即酸加藥裝置39、阻垢劑加藥裝置310)投加的鹽酸和阻垢劑經管道混合器311混合後進入反滲透裝置 50的保安過濾器51，截留可能對反滲透膜組件53的反滲透膜造成損壞的顆粒雜質，保安過濾器51濾芯過濾精度為Ium 5um ；保安過濾器51出水經高壓泵52升壓至0. 8 1. 7MPa 後進入反滲透膜組件53，經過反滲透膜組件53的反滲透膜的分離，待處理水中的大部分無機鹽、剩餘有機物、氨氮(離子態NH4+)、總氮、總磷等雜質均被攔截分離，而透過反滲透膜的純淨水(佔待處理水 75% )中只含有少量的無機鹽等，分別形成淡水與濃水。所述淡水經過鹼加藥裝置312的加鹼調節pH至人體適宜的7. 3左右後，再經過消毒裝置313加入消毒劑進行消毒，最終合格產品水(水質指標優於《生活飲用水衛生標準》GB5749-2006)流入不鏽鋼產水箱70中貯存。產水箱70並提供消毒反應時間。產品水經出水管流入紫外線殺菌器315再次消毒，確保衛生學指標合格、供水安全，再由供水泵80供給用戶使用。反滲透濃縮水(即反滲透裝置50的濃水)利用較高的剩餘壓力送入高位濃水箱 90，這部份水(佔待處理進水量 25% )水質清澈，渾濁度低於1NTU，仍然是品質較優的清水，可將其作為預處理三級過濾器(即多介質過濾器36、錳砂過濾器37、活性炭過濾器38) 的反洗水源。高位濃水箱90高度滿足過濾器反洗所需水頭(0. 1 0. 2MPa)，容積至少滿足一臺過濾器反衝洗10 15分鐘所需的水量。預處理三級過濾器均採用氣水混合擦洗的方式，反洗氣源由曝氣生物濾池40反洗風機提供。曝氣生物濾池40可以由第二中間水池33 通過BAF反洗泵432進行衝洗，也可以利用反滲透濃縮水進行衝洗。請結合圖7，當反滲透裝置50達到需要化學清洗的條件時(比如，裝置的產水量比初次或上一次清洗後下降5 10%時；裝置的鹽透過率比初次或上一次清洗後提高一倍時；裝置各段的壓力差或壓力差的差值為初次或上一次清洗後的1 1. 5倍時；裝置運行 3-4個月時；裝置在長期停運行用甲醛溶液保護前等)，應利用化學清洗裝置60對反滲透裝置50進行化學清洗。化學清洗裝置60包括化學清洗水箱61、清洗水泵62以及清洗過濾器63，化學清洗水箱62採用反滲透裝置50分離的淡水來配製化學清洗溶液，清洗水泵62 提升化學清洗水箱60中的清洗溶液至清洗過濾器63中，清洗過濾器63連接於反滲透裝置50的清洗入口 A。本發明的特點有1、適用汙染物種類範圍廣，對汙染源的抗衝擊能力強，工藝組合按照先針對性的重點去除主要汙染物，同時強化反滲透預處理技術，最後由反滲透裝置50的反滲透膜的高效分離能力製得安全合格出水；2、採用曝氣生物濾池40作為本工藝主要淨化處理單元之一，可以有效防止有機物，鐵、錳膠體對後續深度淨化單元造成的汙堵；3、採用投加酸液調節反滲透進水pH為6.0 7. 1，增加成垢物質溶解度，將水中的氣體物質如NH3轉變為NH4+,才能夠被反滲透膜去除；並再投加高效率的專用阻垢劑，並分散成垢微粒；投加的二種藥劑可有效防止反滲透濃水側，特別是末段反滲透膜濃水側產生濃差極化而結垢影響膜通量，增加運行壓力，浪費電能的不利現象；4、採用先曝氣吹脫斜板隔油、再混凝沉澱的工藝作為曝氣生物濾池的預處理，防止硫化氫、油類、砷、懸浮物對曝氣生物濾池40的生物載體產生汙堵，並防止其抑制微生物的生長，同時達到化學、生物除磷及氮氨硝化作用；5、反滲透高壓泵(即清洗水泵62)採用變頻控制，根據不同的進水溫度、產水量要求調節反滲透裝置最佳的工作壓力，達到節約電能目的；6、對曝氣生物濾池40出水投加殺菌劑，防止曝氣生物濾池40出水中含有的微生物對後續濾床造成微生物汙染，並再通過活性炭過濾器38將餘氯還原，防止餘氯對後續聚醯胺複合材料的反滲透膜造成氧化破壞；7、收集了反滲透濃縮水作為預處理過濾器(即多介質過濾器36、錳砂過濾器37、 活性炭過濾器38)的反衝洗用水，並利用反滲透濃水餘壓大的特點，可直接將濃水送入高位濃水箱90，高位濃水箱90的容積按至少滿足一臺過濾器反衝洗10 15分鐘所需的水量，高位濃水箱90高度滿足過濾器反洗所需水頭(0. 1 0. 2MPa)，從而省去過濾器反洗水泵，實現節水節能、節約投資、操作維護方便的目的；8、本工藝技術可針對原水所含汙染物種類進行工藝組合調整，如原水汙染物不含有鐵、錳、硫化氫、石油類時，可取消吹脫隔油池10和錳砂過濾器37 ；9、預處理三級過濾器均採用氣水混合擦洗的方式，使反洗更加乾淨徹底，節省反洗耗水量，反洗氣源由曝氣生物濾池40反洗風機提供。以下結合本工藝技術在中國援尼泊爾公務員醫院生活給水系統中的應用實施例對本發明作詳細描述。由於無地表水可取，原水為從當地200米深井取上來的井水，所述工程進水水質見表1。表1進水水質
權利要求
1.一種微汙染原水淨化系統，其特徵在於，其包括吹脫隔油池、混凝沉澱池、混凝加藥裝置、第一中間水池、給水泵、曝氣生物濾池、第二中間水池、絮凝加藥單元、過濾提升泵、多介質過濾器、錳砂過濾器、活性炭過濾器、酸加藥裝置、阻垢劑加藥裝置、混合器、反滲透裝置、鹼加藥裝置、消毒裝置以及紫外線殺菌裝置，其中，所述吹脫隔油池用於將微汙染原水中的非乳化油從所述微汙染原水中分離出來；所述混凝沉澱池用於將所述吹脫隔油池的出水中的膠體、狗3+、懸浮物在混凝劑的絮凝、架橋作用下聚集成絮凝體並從中分離出來，所述絮凝體吸附去除水中的磷；所述混凝加藥單元用於往所述混凝沉澱池中添加所述混凝劑；所述第一中間水池用於緩衝所述混凝沉澱池的出水；所述給水泵用於提升所述第一中間水池的出水並使其從所述曝氣生物濾池的下部進入；所述曝氣生物濾池用於進行微泡曝氣、生物降解、氧化吸附過濾；所述第二中間水池，用於緩衝所述曝氣生物濾池的出水；所述過濾提升泵，用於提升所述第二中間水池的出水使其從所述多介質過濾器的頂部進入；所述絮凝加藥單元，用於對所述第二中間水池的出水添加絮凝劑；所述多介質過濾器，用於濾除所述第二中間水池的出水中的懸浮物、膠體；所述錳砂過濾器，用於降低所述多介質過濾器的出水中的錳、鐵離子含量；所述活性炭過濾器，用於吸附濾除所述錳砂過濾器的出水中的異味、色度、有機物等雜質並還原去除餘氯後達到所述反滲透裝置進水水質要求；所述酸加藥裝置，用於降低所述活性炭過濾器的出水的PH值；所述阻垢劑加藥裝置，用於在所述活性炭過濾器的出水中添加阻垢劑；所述混合器，用於在所述活性炭過濾器的出水中對所述酸加藥裝置與所述阻垢劑加藥裝置添加的藥物進行混合；所述反滲透裝置，用於分離攔截所述活性炭過濾器的出水中的無機鹽、剩餘有機物、氨氮(離子態NH4+)、總氮、總磷等雜質形成淡水與濃水；所述鹼加藥裝置用於提高所述反滲透裝置的所述淡水的PH值至人體適宜的pH值；所述消毒裝置與所述紫外線殺菌裝置對所述反滲透裝置的所述淡水進行消毒殺菌形成生活用水，所述消毒裝置還對所述曝氣生物濾池的出水添加消毒劑。
2.如權利要求1所述的一種微汙染原水淨化系統，其特徵在於，所述吹脫隔油池依次分隔成第一子池、第二子池以及整流子池，所述第一子池與所述第二子池之間開設有第一通道，所述第二子池與所述整流子池之間的底部開設有第二通道，所述第一子池內設置有布水管、預曝氣管以及排泥槽，所述第二子池內設置有若干相互平行的斜板以及排油槽，其中，所述排泥槽分布在所述第一子池內的底部，用於排除所述微汙染原水在所述第一子池內中沉澱的雜物，所述布水管均勻分布在所述第一子池內的池體下部，用於將所述微汙染原水均勻分布於第一子池內；所述預曝氣管設置在所述第一子池的底部，用於對所述微汙染原水進行預曝氣；所述若干斜板均勻間隔分布於所述第二子池的中部且位於所述第一通道下，所述若干斜板傾斜於所述第二子池的牆壁，且所述第一通道與所述第二通道位於所述若干斜板的兩端，所述若干斜板用於將所述微汙染原水中的非乳化油從所述微汙染原水中分離出來；所述排油槽設置在所述第二子池的頂部。
3.如權利要求1所述的一種微汙染原水淨化系統，其特徵在於，所述混凝沉澱池的頂部設置有用於接收所述吹脫隔油池的出水的入水口以及用於與所述混凝加藥單元連接的混凝劑混合曝氣管，所述混凝沉澱池的底部設置有排泥槽，所述混凝沉澱池依次分隔成若干絮凝反應子池、整流子池以及沉澱子池，其中，每個絮凝反應子池的中部設置有絮凝反應箱，所述整流子池設置有垂直於其底部的隔牆，所述隔牆將所述整流子池的下部分隔成兩個部分，所述沉澱子池的頂部設置有集水槽，所述沉澱子池的中部設置有均勻間隔分布的若干斜板，所述沉澱子池的底部設置為配水區，所述吹脫隔油池的出水經過所述入水口並與所述混凝劑加藥裝置投加的混凝劑混合後進入所述若干絮凝反應子池內進行絮凝反應，再進入所述整流子池進行整流緩衝、均勻配水，最後進入所述沉澱子池進行泥水分離。
4.如權利要求1所述的一種微汙染原水淨化系統，其特徵在於，所述曝氣生物濾池設置成上中下三個區域，所述下區域為配水區並在底部設置有布水管，所述中區域為生物填料區並在底部設置有微孔曝氣裝置，所述上區域為收水區並在頂部設置有集水槽。
5.如權利要求1所述的一種微汙染原水淨化系統，其特徵在於，所述微汙染原水淨化系統還包括鼓風裝置，用於送入空氣至所述吹脫隔油池、所述混凝沉澱池以及所述曝氣生物濾池，所述鼓風裝置採用均與所述吹脫隔油池、所述混凝沉澱池以及所述曝氣生物濾池相通的鼓風機或反洗風機。
6.如權利要求1所述的一種微汙染原水淨化系統，其特徵在於，所述微汙染原水淨化系統還包括與所述反滲透裝置相通且用於接收所述濃水的高位濃水箱，所述高位濃水箱的高度大於所述多介質過濾器、所述錳砂過濾器、所述活性炭過濾器的高度，所述高位水箱均與所述多介質過濾器、所述錳砂過濾器、所述活性炭過濾器連接，利用所述高位水箱的出水對所述多介質過濾器、所述錳砂過濾器、所述活性炭過濾器進行衝洗。
7.如權利要求1所述的一種微汙染原水淨化系統，其特徵在於，所述微汙染原水淨化系統還包括用於對所述反滲透裝置反滲透膜元件化學清洗的化學清洗裝置，所述化學清洗裝置包括化學清洗水箱、清洗水泵以及清洗過濾器，所述化學清洗水箱採用所述反滲透裝置分離的所述淡水來配製化學清洗溶液，所述清洗水泵提升所述清洗水箱中的所述清洗溶液至所述清洗過濾器中，所述過濾器連接於所述反滲透裝置的清洗入口。
8.一種微汙染原水淨化方法，其應用於如權利要求1至7中任意一項所述的微汙染原水淨化系統中，其特徵在於，其包括以下步驟通過所述微汙染原水淨化系統的吹脫隔油池，將微汙染原水中的非乳化油從所述微汙染原水中分離出來；通過所述微汙染原水淨化系統的混凝沉澱池，將所述吹脫隔油池的出水中的膠體、狗3+、懸浮物在混凝劑的絮凝、架橋作用下聚集成絮凝體並從中分離出來，所述絮凝體吸附水中的磷；通過所述微汙染原水淨化系統的混凝加藥單元，往所述混凝沉澱池中添加所述混凝劑；通過所述微汙染原水淨化系統的第一中間水池，緩衝所述混凝沉澱池的出水；通過所述微汙染原水淨化系統的給水泵，提升所述第一中間水池的出水；通過所述微汙染原水淨化系統的曝氣生物濾池，對所述第一中間水池的出水進行微泡曝氣、生物降解、氧化吸附過濾；通過所述微汙染原水淨化系統的第二中間水池，緩衝所述曝氣生物濾池的出水；通過所述微汙染原水淨化系統的消毒裝置，在所述曝氣生物濾池的出水中添加消毒劑；通過所述微汙染原水淨化系統的過濾提升泵，提升所述第二中間水池的出水；通過所述微汙染原水淨化系統的絮凝加藥單元，在所述第二中間水池的出水中添加絮凝劑；通過所述微汙染原水淨化系統的多介質過濾器，濾除所述第二中間水池的出水中的懸浮物、膠體；通過所述微汙染原水淨化系統的錳砂過濾器，降低所述多介質過濾器的出水中的錳、鐵離子含量；通過所述微汙染原水淨化系統的活性炭過濾器，吸附濾除所述錳砂過濾器的出水中的異味、色度、有機物等雜質並還原去除餘氯後達到所述微汙染原水淨化系統的反滲透裝置進水水質要求；通過所述微汙染原水淨化系統的酸加藥裝置，降低所述活性炭過濾器的出水的PH值；通過所述微汙染原水淨化系統的阻垢劑加藥裝置，在所述活性炭過濾器的出水中添加阻垢劑；通過所述微汙染原水淨化系統的混合器，在所述活性炭過濾器的出水中對所述酸加藥裝置與所述阻垢劑加藥裝置添加的藥物進行混合；通過所述反滲透裝置，分離攔截所述活性炭過濾器的出水中的無機鹽、剩餘有機物、氨氮(離子態NH；)、總氮、總磷等雜質形成淡水與濃水；通過所述微汙染原水淨化系統的鹼加藥裝置，提高所述反滲透裝置的所述淡水的PH值至人體適宜的PH值；通過所述微汙染原水淨化系統的消毒裝置與紫外線殺菌裝置，對所述反滲透裝置的所述淡水進行消毒殺菌形成生活用水。
9.如權利要求8所述的微汙染原水淨化方法，其特徵在於，所述微汙染原水淨化系統還包括鼓風裝置，所述微汙染原水淨化方法還包括以下步驟通過所述微汙染原水淨化系統的所述鼓風裝置，送入空氣至所述吹脫隔油池的底部、所述混凝沉澱池的入水口以及所述曝氣生物濾池的微孔曝氣裝置進氣口。
10.如權利要求8所述的微汙染原水淨化方法，其特徵在於，所述微汙染原水淨化系統還包括高位濃水箱，所述微汙染原水淨化方法還包括以下步驟通過所述微汙染原水淨化系統的高位濃水箱，利用所述反滲透裝置的所述濃水對所述多介質過濾器、所述錳砂過濾器、所述活性炭過濾器進行衝洗。
全文摘要
本發明涉及一種微汙染原水淨化系統，其包括吹脫隔油池、混凝沉澱池、混凝加藥裝置、第一中間水池、給水泵、曝氣生物濾池、第二中間水池、絮凝加藥單元、過濾提升泵、多介質過濾器、錳砂過濾器、活性炭過濾器、酸加藥裝置、阻垢劑加藥裝置、混合器、反滲透裝置、鹼加藥裝置、消毒裝置以及紫外線殺菌裝置。本發明的優點在於先對主要汙染物重點去除，再通過反滲透技術作為安全保障，且反滲透預處理設計充分，使系統運行安全穩定，大大降低了汙堵現象發生頻率，使化學清洗周期大大延長，水回收利用率高達75%，可適用於市政、農村、工業企業、礦場飲用水處理場合或需要深度處理的中水回用場合。本發明還涉及所述微汙染原水淨化系統的淨化方法。
文檔編號C02F1/52GK102557350SQ201210016638
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月19日 優先權日2012年1月19日
發明者李浩隆, 牟永敏 申請人:合肥德安水處理設備有限公司