CN204588956U

CN204588956U - 一种低浊度微污染地表水深度处理装置

Info

Publication number: CN204588956U
Application number: CN201520277699.6U
Authority: CN
Inventors: 谢义忠; 田家宇; 曾军; 区良益; 杨文杰
Original assignee: GRANDBLUE ENVIRONMENT Co Ltd
Current assignee: Guangdong Hanzheng Detection Technology Co ltd
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2025-04-30

Abstract

本实用新型公开了一种低浊度微污染地表水深度处理装置，属于饮用水深度净化处理技术领域，其包括在线混凝剂投加系统、管道混合器、曝气生物滤池、中间水箱、超滤膜池；所述管道混合器的进液口通过管道与计量投药泵的出液口相连；所述曝气生物滤池的进液口通过管道与管道混合器的出液口相连；所述中间水箱的进液口通过出水管路系统与曝气生物滤池的出液口相连；所述中间水箱的出液口与提升水泵的进液口相连；所述超滤膜池通过管道与提升水泵的出液口相连。该处理装置在满足饮用水水质净化要求的前提下，大幅度缩减了水处理工艺流程，抗冲击负荷能力强，运行过程稳定性高，显著减小了占地面积。

Description

一种低浊度微污染地表水深度处理装置

技术领域

本实用新型涉及饮用水深度净化处理技术领域，具体涉及一种低浊度微污染地表水深度处理装置。

背景技术

随着人口数量的增大和经济的快速发展，同时环保措施相对滞后，我国大部分地表水源均已受到不同程度的污染，污染物以有机物和氨氮为主。与此同时，为保证广大居民的饮用水卫生、安全，我国的饮用水水质标准也不断提高。在这种背景下，传统的“混凝-沉淀-过滤”水处理工艺已不能满足制备优质饮用水的要求。在传统水处理工艺基础上发展起来的强化混凝技术虽能在一定程度上提高对大分子、憎水性有机物的去除效率，但其对小分子量的可生物降解有机物去除效率较差，同时对地表水源中普遍存在的氨氮污染问题也不能有效解决。在传统水处理工艺基础上增设“臭氧-生物活性炭过滤”单元虽然可提高对有机物和氨氮的去除效率，但一方面会显著增大基建投资和运行费用，另一方面也可能产生溴酸盐污染的问题，同时微生物的泄漏问题也使得其出水的生物安全性降低。因此，在这种情况下，有待于研发比臭氧-生物活性炭更为先进的饮用水处理技术。

近年来，超滤技术受到水处理工作者极大的关注。超滤膜凭借其强大的物理分离能力，可有效去除水中的颗粒物、胶体、大分子有机物，以及摇蚊幼虫、剑水蚤、“两虫”、藻类、细菌、病毒等致病微生物，显著提高出水的生物安全性。但是，超滤膜主要是通过微孔筛滤的机理去除水中污染物质，因此对水中的小分子量可生物降解有机物、氨氮等几乎没有去除作用。

针对我国地表水源普遍存在的微污染问题，如何将超滤技术有效用于饮用水处理、形成以超滤为核心的高效组合工艺技术，以深度净化水中的颗粒物、有机物、氨氮、微生物等污染物质，并保证工艺过程的简易性、经济性、稳定性和安全性，是目前饮用水处理领域一个亟待解决的问题。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种以在线混凝-曝气生物滤池-浸没式超滤为核心的低浊度微污染地表水处理装置，该装置能够有效去除水中的氨氮及小分子有机物，便于应用、易于运行维护、能显著提高水质。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种低浊度微污染地表水深度处理装置，其包括在线混凝剂投加系统、管道混合器、曝气生物滤池、中间水箱、提升水泵、超滤膜池；

所述在线混凝剂投加系统包括混凝药剂池和通过管道与混凝药剂池出液口相连的计量投药泵；所述管道混合器的进液口通过管道与计量投药泵的出液口相连；

所述曝气生物滤池内设有颗粒滤料层，颗粒滤料层下方依次设有承托层和配水配气层，在颗粒滤料层和承托层之间设有第一穿孔曝气管；所述曝气生物滤池的进液口通过管道与管道混合器的出液口相连；

所述中间水箱的进液口通过出水管路系统与曝气生物滤池的出液口相连；所述中间水箱的出液口与所述提升水泵的进液口相连；

所述超滤膜池包括超滤膜组件、第二穿孔曝气管、鼓风曝气系统、压力检测系统及超滤膜出水系统；所述超滤膜组件设于超滤膜池内，第二穿孔曝气管设于超滤膜组件的下方，第二穿孔曝气管的进气端通过管道与鼓风曝气系统相连；超滤膜组件的出水端通过管道与压力检测系统的进液口相连，超滤膜出水系统的进液口通过输送管道与压力检测系统的出液口相连；所述超滤膜池通过管道与所述提升水泵的出液口相连。

具体地，所述超滤膜出水系统包括超滤出水阀和通过管道与超滤出水阀相连的抽吸泵。

具体地，所述输送管道上还设有超滤膜反冲洗系统；该超滤膜反冲洗系统包括超滤反冲洗阀和通过管道与超滤反冲洗阀相连的超滤反冲洗泵；所述超滤反冲洗阀与超滤出水阀的开关状态相反。

实现本实用新型的一种实施方式是：所述颗粒滤料层是由陶粒、无烟煤、沸石中任一种滤料制成的颗粒滤料层，滤料粒径为2～20mm，滤料层厚度为0.5～2.0m。

实现本实用新型的一种实施方式是：所述超滤膜池的底部设有排泥阀。

实现本实用新型的一种实施方式是：所述曝气生物滤池还包括曝气系统；所述第一穿孔曝气管的进气端与曝气系统相连，用以提供曝气生物滤池所需的氧气。

实现本实用新型的一种实施方式是：所述曝气生物滤池的下部设有反冲洗进水系统和反冲洗进气系统，曝气生物滤池的上部设有反冲洗排泥系统。

实现本实用新型的一种实施方式是：所述超滤膜组件为浸没式中空纤维膜组件，超滤膜组件是由聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜中的任一种材质制成的超滤膜组件，孔径为0.005～0.1μm。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型所述的处理装置针对低浊度微污染地表水中普遍存在的颗粒物、有机物、氨氮、微生物等污染物质，把混凝、颗粒过滤截留、生物降解和超滤技术有机地结合起来，通过在线混凝作用使得水中的颗粒物、胶体和大分子有机物脱稳，通过曝气生物滤池中颗粒滤料层的过滤截留作用使得混凝絮体得以去除，通过曝气生物滤池中的生物降解作用去除水中的氨氮、小分子量有机物等可生物降解物质，最后通过超滤作用强化去除水中的各种微生物，从而实现优质饮用水的制备；

2、本实用新型针对低浊度微污染地表水的水质特点采用在线混凝代替传统的混凝、反应、沉淀单元，在满足饮用水水质净化要求的前提下，大幅度缩减了水处理工艺流程，节省了反应池和沉淀池，显著减小了占地面积；

3、本实用新型采用浸没式超滤膜进行超滤处理，与外置式超滤膜相比可减少设备费用和基建投资，并具有操作简便、易于控制的优点，可降低运行管理的复杂程度和维护费用；

4、本实用新型中在线混凝-曝气生物滤池的前处理作用也可显著降低后续浸没式超滤膜的污染，降低运行能耗，提高超滤膜的产水通量或延长膜的使用周期；

5、本实用新型所述的低浊度微污染地表水处理装置，抗冲击负荷能力强，运行过程稳定性高，既适用于城市大型集中供水厂，也适用于村镇小型供水设施。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1为本实用新型所述的低浊度微污染地表水深度处理装置的结构示意图；

其中，1、原水泵；2、在线混凝剂投加系统；21、混凝药剂池；22、计量投药泵；3、管道混合器；4、曝气生物滤池；41、颗粒滤料层；42、第一穿孔曝气管；43、承托层；44、配水配气层；45、曝气系统；46、出水管路系统；47、反冲洗进水系统；48、反冲洗进气系统；49、反冲洗排泥系统；5、中间水箱；6、提升水泵；7、超滤膜池；71、超滤膜组件；72、压力检测系统；73、输送管道；74、超滤膜出水系统；741、超滤出水阀；742、抽吸泵；75、超滤膜反冲洗系统；751、超滤反冲洗阀；752、超滤反冲洗泵；76、第二穿孔曝气管；77、鼓风曝气系统；78、排泥阀。

具体实施方式

一种低浊度微污染地表水深度处理装置，其包括在线混凝剂投加系统2、管道混合器3、曝气生物滤池4、中间水箱5、提升水泵6、超滤膜池7；

所述在线混凝剂投加系统2包括混凝药剂池21和通过管道与混凝药剂池21出液口相连的计量投药泵22；所述管道混合器3的进液口通过管道与计量投药泵22的出液口相连；

所述曝气生物滤池4内设有颗粒滤料层41，颗粒滤料层41下方依次设有承托层43和配水配气层44，在颗粒滤料层41和承托层43之间设有第一穿孔曝气管42；所述曝气生物滤池4的进液口通过管道与管道混合器3的出液口相连；

所述中间水箱5的进液口通过出水管路系统46与曝气生物滤池4的出液口相连；所述中间水箱5的出液口与所述提升水泵6的进液口相连；

所述超滤膜池7包括超滤膜组件71、第二穿孔曝气管76、鼓风曝气系统77、压力检测系统72及超滤膜出水系统74；所述超滤膜组件71设于超滤膜池7内，第二穿孔曝气管76设于超滤膜组件71的下方，第二穿孔曝气管76的进气端通过管道与鼓风曝气系统77相连；超滤膜组件71的出水端通过管道与压力检测系统72的进液口相连，超滤膜出水系统74的进液口通过输送管道73与压力检测系统72的出液口相连；所述超滤膜池7通过管道与所述提升水泵6的出液口相连。

具体地，所述超滤膜出水系统74包括超滤出水阀741和通过管道与超滤出水阀741相连的抽吸泵742。

具体地，所述输送管道73上还设有超滤膜反冲洗系统75；该超滤膜反冲洗系统75包括超滤反冲洗阀751和通过管道与超滤反冲洗阀751相连的超滤反冲洗泵752；所述超滤反冲洗阀751与超滤出水阀741的开关状态相反。

所述颗粒滤料层41是由陶粒、无烟煤、沸石或其它轻质填料中任一种滤料制成的颗粒滤料层41，滤料粒径为2～20mm，滤料层厚度为0.5～2.0m。

进一步地，所述超滤膜池7的底部设有排泥阀78。

所述曝气生物滤池4还包括曝气系统45；所述第一穿孔曝气管42的进气端与一曝气系统45相连，用以提供曝气生物滤池4所需的氧气。

所述曝气生物滤池4的下部设有反冲洗进水系统47和反冲洗进气系统48，曝气生物滤池4的上部设有反冲洗排泥系统49。

所述超滤膜组件71为浸没式中空纤维膜组件，超滤膜组件71是由聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜中的任一种材质制成的超滤膜组件71，孔径为0.005～0.1μm。

所述第一穿孔曝气管42的进气端与一曝气系统45相连，用以提供曝气生物滤池4所需的氧气，其曝气气水比为0.5:1～5:1。

所述超滤膜组件71为浸没式中空纤维膜组件，其材质为聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜中的一种，孔径为0.005～0.1μm。

本实用新型所述的低浊度微污染地表水处理装置的工作过程如下：

低浊度微污染地表水由原水泵1取水并输送，在线混凝剂投加系统2将混凝剂由混凝药剂池21通过计量投药泵22投加于原水泵1的输送管道73上，所投加混凝剂与原水在管道混合器3中进行充分混合，使得水中的颗粒物、胶体和大分子有机物脱稳，所投加的混凝药剂可为硫酸铝、氯化铁、聚合硫酸铝铁、聚合氯化铝或其它可用于饮用水生产的混凝剂、助凝剂中的一种或几种；混凝剂投加量为5～30mg/L；混合有混凝剂的原水由曝气生物滤池4的上部进入到曝气生物滤池4内，流经颗粒滤料层41，水中脱稳的颗粒物、胶体和大分子有机物附着于颗粒滤料之上，同时依附于颗粒滤料生长的生物膜将水中的小分子有机物和氨氮等可生物降解物质通过生物降解作用去除；曝气系统45通过设置于颗粒滤料层41和承托层43之间的第一穿孔曝气管42为生物膜的生长代谢提供必要的氧气；经颗粒过滤和生物降解处理后的水通过配水配气层44进入到曝气生物滤池4的底部，经由出水管路系统46进入到中间水箱5；在曝气生物滤池4的底部，同时设有反冲洗进水系统47和反冲洗进气系统48，经由配水配气层44定期对颗粒滤料层41进行气水反冲洗，反冲洗废水由设在曝气生物滤池4上部的反冲洗排泥系统49排出池外；在中间水箱5和超滤膜池7之间设有提升水泵6，将储存于中间水箱5的曝气生物滤池4出水输送至超滤膜池7之中；超滤膜池7内的浸没式中空纤维超滤膜组件71的出水端与超滤出水阀741、抽吸泵742相连，构成超滤膜出水系统74，通过抽吸泵742产生的抽吸压力实现超滤产水，超滤膜通量为15～50L/m²·h，抽吸泵742的抽吸压力由压力检测系统72计量，运行过程中控制在10～60kPa范围内，当超过60kPa时对浸没式中空纤维超滤膜组件71进行化学清洗；浸没式中空纤维超滤膜组件71的出水端同时并接有超滤反冲洗阀751和超滤反冲洗泵752，构成超滤膜反冲洗系统75，定期对超滤膜组件71进行反冲洗，清除膜表面积累的膜污染物质，超滤反冲洗阀751与超滤出水阀741的开关状态相反；超滤膜池7底部设有排泥阀78，定期排出超滤膜池7中积累的污泥；浸没式中空纤维超滤膜组件71下方设有第二穿孔曝气管76，其进气端与鼓风曝气系统77相连，用以实现超滤膜组件71的曝气刮擦清洗。

实施例1：

待处理的低浊度微污染地表水为某受污染河流水。处理前，对待处理的低浊度微污染地表水进行水质检测；检测完毕后，采用本实用新型所述的低浊度微污染地表水深度处理装置进行处理，具体处理过程如下：

由原水泵1取水并输送，在线混凝剂投加系统2向输水管道投加混凝剂聚合氯化铝10mg/L，所投加混凝剂与原水在管道混合器3中进行充分混合；经混凝处理后的原水由曝气生物滤池4的上部进入到曝气生物滤池4内，曝气生物滤池4中颗粒滤料层41的滤料采用粒径为5～10mm的陶粒，颗粒滤料层41的厚度为1.0m，曝气系统45通过设置于颗粒滤料层41和承托层43之间的穿孔曝气管向颗粒滤料层41中曝气，气水比为2:1；曝气生物滤池4中水力停留时间为15min，经颗粒过滤和生物降解处理后的水通过配水配气层44进入到曝气生物滤池4的底部，经由出水管路系统46进入到中间水箱5；设置于中间水箱5和超滤膜池7之间的提升水泵6将储存于中间水箱5的曝气生物滤池4出水输送至超滤膜池7之中；安装于超滤膜池7之内的浸没式中空纤维超滤膜组件71材质为聚氯乙烯，孔径在0.01μm，其出水端经超滤出水阀741与抽吸泵742相连，通过抽吸泵742产生的抽吸压力实现超滤产水，超滤膜通量为30L/m²·h，抽吸泵742的抽吸压力在15～50kPa范围内变化；超滤膜的运行模式为过滤产水60min、反冲洗60s，反冲洗时同时开启鼓风曝气系统77，用以实现超滤膜组件71的曝气刮擦清洗。

处理完毕后，对处理装置的出水进行水质检测。低浊度微污染地表原水与低浊度微污染地表水深度处理装置出水的水质情况如表1所示。

表1 地表原水与处理装置出水的水质情况对比

指标	原水	出水	去除率％
				浊度(NTU)	12.7	0.11	99.13
DOC(mg/L)	5.22	2.58	50.57
				COD_Mn(mg/L)	4.58	1.92	58.08
UV₂₅₄(cm^-1)	0.096	0.049	48.96
				NH₃-N(mg/L)	2.56	0.33	87.11
NO₂ ^--N(mg/L)	0.391	0.005	98.72

由表1可知，地表原水经本实用新型所述的低浊度微污染地表水深度处理装置处理后水质情况得到了极大的改善，尤其是对原水的浊度、氨氮具有比较显著的去除效果。

综上所述，本实用新型的优点是：把混凝、颗粒过滤截留、生物降解和超滤技术有机地结合起来，使得水中的颗粒物、胶体和大分子有机物等混凝絮体、水中的氨氮、小分子量有机物、各种微生物得到有效的去除，使低浊度微污染的地表水能够得到深度的净化，从而符合优质饮用水要求；在满足饮用水水质净化要求的前提下，大幅度缩减了水处理工艺流程，节省了反应池和沉淀池，显著减小了占地面积；抗冲击负荷能力强，运行过程稳定性高，既适用于城市大型集中供水厂，也适用于村镇小型供水设施。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims

1.一种低浊度微污染地表水深度处理装置，其特征在于：其包括在线混凝剂投加系统、管道混合器、曝气生物滤池、中间水箱、提升水泵、超滤膜池；

2.根据权利要求1所述的低浊度微污染地表水深度处理装置，其特征在于：所述超滤膜出水系统包括超滤出水阀和通过管道与超滤出水阀相连的抽吸泵。

3.根据权利要求2所述的低浊度微污染地表水深度处理装置，其特征在于：所述输送管道上还设有超滤膜反冲洗系统；该超滤膜反冲洗系统包括超滤反冲洗阀和通过管道与超滤反冲洗阀相连的超滤反冲洗泵；所述超滤反冲洗阀与超滤出水阀的开关状态相反。

4.根据权利要求1所述的低浊度微污染地表水深度处理装置，其特征在于：所述颗粒滤料层是由陶粒、无烟煤、沸石中任一种滤料制成的颗粒滤料层，滤料粒径为2～20mm，滤料层厚度为0.5～2.0m。

5.根据权利要求1所述的低浊度微污染地表水深度处理装置，其特征在于：所述超滤膜池的底部设有排泥阀。

6.根据权利要求1所述的低浊度微污染地表水深度处理装置，其特征在于：所述曝气生物滤池还包括曝气系统；所述第一穿孔曝气管的进气端与曝气系统相连，用以提供曝气生物滤池所需的氧气。

7.根据权利要求1所述的低浊度微污染地表水深度处理装置，其特征在于：所述曝气生物滤池的下部设有反冲洗进水系统和反冲洗进气系统，曝气生物滤池的上部设有反冲洗排泥系统。

8.根据权利要求1所述的低浊度微污染地表水深度处理装置，其特征在于：所述超滤膜组件为浸没式中空纤维膜组件，超滤膜组件是由聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜中的任一种材质制成的超滤膜组件，孔径为0.005～0.1μm。