混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法

混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法
【专利摘要】本发明属于水处理工艺方法，尤其是涉及混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法。水处理的步骤包括混凝沉淀步骤，再絮凝步骤，超滤步骤等。本发明提供的混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法，有效地提高了对有机物的去除效果，其去除率达到50%～70%，其中溶解性有机物去除率达到40%～60%；同时由于有机物的高效去除，能够有效控制并降低膜污染，延长了超滤膜设备的化学清洗周期从而大大延长超滤膜设备的使用寿命，进而减轻水处理工艺的运行管理难度并降低制水成本。
【专利说明】混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水处理工艺方法，尤其是涉及混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法。
【背景技术】
[0002]由于工业化的迅速发展以及城市化规模的不断扩大，生活饮用水源受污染的现状日益严峻，水中有机物污染不容忽视。以去除悬浮物和胶体为主的传统处理工艺(混凝-沉淀-过滤系统)对水中有机物的去除效能有限。在水源受到污染的同时，饮用水水质标准不断提高。近年来，各国水质标准也在不断提高。我国也于2006年12月发布了经过修订的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)并逐步实施。与旧的标准相比，水质指标数量有了大幅度的增加，检测指标从35项增至106项，特别是有机化合物的指标从5项增加至53项，同时对一些严重影响人体健康的指标限值也更加严格。针对水质标准的严格要求，现有水厂的常规处理工艺难以保证稳定达标，引进新技术改进水处理工艺迫在眉睫。
[0003]在众多的新型水处理工艺中，超滤工艺由于具有不需要添加化学药剂、去除的污染物范围广、运行可靠、易于实现自动控制等优点，成为完善常规给水处理工艺最有前景工艺之一。超滤膜基本能够将原水中的细菌、病毒、两虫、藻类以及水生生物全部去除，被认为是保证饮用水微生物安全性的最有效技术。近年来，超滤工艺已成为给水处理领域的热点技术之一，除在北美、日本等地大规模应用外，也已经在国内的台湾高雄水厂、东营南郊水厂、无锡中桥水厂等投入使用。但是超滤膜不能有效去除有机物，尤其对溶解性有机物去除效率很低，因此必须采用有效的超滤膜前预处理工艺以强化水中有机有机物的去除。
[0004]目前常用的涉及超滤膜的水处理工艺主要有:(1)原水一混凝一超滤一消毒；(2)原水一混凝一沉淀一超滤一消毒；(3)原水一混凝一沉淀一活性炭一超滤一消毒；(4)原水一混凝一沉淀一臭氧一生物活性一膜分离一消毒。(I)和(2)工艺虽然因为在膜之前进行了混凝、沉淀而减轻了膜负荷，可以起到部分控制膜污染引起的跨膜差压上升的作用，但这两种工艺只能部分去除水中有机物尤其是对溶解性有机物去除效果较差。(3)和(4)工艺虽然处理水水质和膜污染控制效果比(I)和(2)工艺显著提高，但系统复杂，流程过长，投资高且运行管理难度较大。因此需要提出一种能够经济有效的去除水中有机物并保证超滤膜稳定运行的水处理方法。
[0005]

【发明内容】

[0006]本发明针对上述不足提供了一种混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法。
[0007]本发明采用如下技术方案:
本发明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超滤的水处理方法，处理水的装置包括混合设备、絮凝池、沉淀池、再絮凝设 备、超滤膜设备，混合设备与絮凝池相连，絮凝池与沉淀池相连，沉淀池与再絮凝设备相连，再絮凝设备与超滤膜设备相连。待处理水经过第一次混凝后形成了大量的絮体，再经过沉淀处理后，去除了部分有机物和大部分悬浮物及胶体。向经过混凝-沉淀处理后的出水中投加一定的混凝剂，利用水中残存的悬浮物和胶体作为絮凝核心进行第二次脱稳、凝聚从而形成微小絮体(即再絮凝)并与水中的有机物结合，然后利用超滤膜优良的截留性能将与有机物结合的絮体截留，从而进一步去除有机物并同时去除残存的悬浮物和胶体。
[0008]本发明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法，其处理水的步骤如下:
1)、混凝沉淀步骤:待处理水投加混凝剂后进入混合设备，混合后的水进入絮凝池絮凝，絮凝后的水进入沉淀池进行沉淀；
2)、再絮凝步骤:将上述步骤I)混凝沉淀处理后的出水再次投加混凝剂后送入再絮凝设备；
3)、超滤步骤:上述步骤2)再絮凝处理后的出水送入超滤膜设备进行过滤。
[0009]4)、将上述步骤3)中超滤膜设备处理后的水送入清水池，消毒之后进入配水管网。
[0010]本发明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法，混凝步骤中的混合设备可以为管式静态混合器或扩散混合器或机械混合池或其它可以实现混凝剂与水快速均匀混合作用的设备。
[0011]本发明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法，混凝步骤中的絮凝池可以为网格絮凝池或折板絮凝池或隔板絮凝池或机械絮凝池； 本发明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法，沉淀池可以为平流式沉淀池或斜管沉淀池或斜板沉淀池。
[0012]本发明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法，其中混凝-沉淀步骤也可采用集混凝和沉淀功能于一体的澄清池代替，包括机械搅拌澄清池或水力循环澄清池或脉冲澄清池或悬浮澄清池等。
[0013]本发明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法，其中再絮凝过程通过向经过混凝-沉淀处理后的出水中投加混凝剂然后经过再絮凝设备实现。
[0014]本发明混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法，超滤膜设备可以为内压式超滤膜设备也可以为外压式超滤膜设备。
[0015]本发明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法，其在再絮凝设备前投加的混凝剂可以为硫酸铝或聚合氯化铝或三氯化铁或聚合硫酸铁，优化的混凝剂投加量为 5~15mg/L。
[0016]本发明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法，其中再絮凝设备由混合设备和絮凝设备两个部分组成。
[0017]本发明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法，再絮凝设备中的混合设备一般采用管式静态混合器，也可采用扩散混合器或孔板混合器或机械混合池或其它可以实现混凝剂与水快速均匀混合作用的设备。
[0018]本发明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法，再絮凝设备中的絮凝设备一般为机械絮凝池，也可以为网格絮凝池或折板絮凝池或隔板絮凝池；优化的絮凝时间为f3min，优化的絮凝强度以速度梯度衡量为ΙδΙΟ?m1。
[0019]本发明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法，特别当超滤设备采用浸入式外压超滤膜设备时，当超滤膜膜池可以起到与絮凝设备相当的絮凝作用时，可以省去再絮凝过程中的絮凝设备，从而简化水处理工艺流程。
[0020]有益效果
本发明提供的混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法，有效地提高了对有机物的去除效果，其去除率达到50%~70%，其中溶解性有机物去除率达到40%~60% ;同时由于有机物的高效去除，能够有效控制并降低膜污染，延长了超滤膜设备的化学清洗周期从而大大延长超滤膜设备的使用寿命，进而减轻水处理工艺的运行管理难度并降低制水成本。
[0021]本发明可应用于各类地表水及微污染水源水的处理领域。本发明提供的混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法可用于新建水厂，也可应用于原有水厂的改造、扩建，具有较高的经济效益。
[0022]
【专利附图】

【附图说明】
[0023]图1内压式超滤膜设备工艺流程图；
图2是浸入式外压超滤膜设备工艺流程图。 [0024]
【具体实施方式】
[0025]下面结合具体实施例对本发明进一步详细说明:
一种混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法，该方法具体涉及下述顺序的步骤:
(I)混凝
采用液体硫酸铝作为混凝剂，采用隔膜计量泵向原水投加硫酸铝，投加硫酸铝后的水进入管式静态混合器进行其与原水的快速混合，经过混合后水进行入折板絮凝池进行絮凝，形成可沉降的絮凝体。硫酸铝的投加量应根据原水水量及水质进行调节，并且应使得后续沉淀池出水浊度为1~3NTU，一般情况下混凝剂投加量l(T30mg/L。折板絮凝池絮凝时间为15min，平均速度梯度为32s'
[0026](2)沉淀
经步骤I)后絮凝池出水进入斜管沉淀池，絮凝体在重力作用下得以沉降到沉淀池底部，从而去除水中部分有机物以及大部分的悬浮物和颗粒物。沉淀池出水浊度控制在I~3NTU，排泥周期为6h，沉淀池表面负荷为6.2m3/(m2.h)。
[0027](3)再絮凝
a.在本实施例中，再絮凝后所接的为浸入式外压超滤膜系统，由于水流在膜池内的流动可以达到与絮凝设备相当的絮凝作用，故本实施例中省去再絮凝设备中的絮凝设备。采用隔膜计量泵向步骤2)出水中投加硫酸铝后进入管式静态混合器，完成硫酸铝与水的快速均匀混合。经过混合后的水进入外压式超滤膜膜池，利用水流在膜池内的流动完成再絮凝过程。在本实施例中，再絮凝过程中硫酸铝的投加量为6mg/L。
[0028]b.在本实施例中，再絮凝后所接的为内压式超滤膜系统，再絮凝设施为管式静态混合器和机械絮凝池。采用隔膜计量泵向步骤2)出水中投加硫酸铝后进入管式静态混合器，完成硫酸铝与水的快速均匀混合。经过混合后的水进入机械絮凝池，絮凝时间3min，絮凝强度以速度梯度衡量为15s—1，在机械絮凝池中完成再絮凝过程，经过再絮凝后的水进入内压式超滤膜。在本实施例中，再絮凝过程中硫酸铝的投加量为6mg/L。
[0029](4)超滤
a.本实施例中所采用的超滤膜设备为浸没式外压中空纤维超滤膜组件。超滤膜通量为30L/(m2*h)，超滤膜运行周期为60min。超滤膜的反冲洗方式为:首先曝气擦洗40秒，曝气强度为18 m3/ (m2.h);然后进行气水联合冲洗,冲洗时间为60s,曝气强度为18m3/ (m2.h)，水冲洗强度为60L/(m2 *h)。
[0030]b.本施例中所采用的超滤膜设备为内压式中空纤维超滤膜组件。超滤膜通量为20L/(m2*h)，超滤膜运行周期为90min。超滤膜的反冲洗包括上反洗和下反洗两个步骤。上反洗:一般采用超滤产水作为反冲水，由组件产水口进入，浓水出口流出。此时入水口关闭，水流方向与产水时相反。通过反洗可以把膜孔和膜表面中残留的污染物带出膜组件。此过程反向透过膜表面的水从膜管顶部排出，对顶部膜表面的冲洗效果较好。上反洗时间为10秒，水冲洗强度为60L/(m2 -h)。下反洗:该过程反向透过膜表面的水从膜管底部排出，对底部膜表面的冲洗效果较好。下反洗时间30秒，水冲洗强度为60L/(m2*h)。
[0031 ] 本发明的混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法与其它常见的超滤组合工艺处理效果对比:
【权利要求】
1.混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法，处理水的装置包括混合设备，絮凝池，沉淀池，再絮凝设备，超滤膜设备；混合设备与絮凝池相连，絮凝池与沉淀池相连，沉淀池与再絮凝设备相连，再絮凝设备与超滤膜设备相连；其特征在于水处理的步骤如下: 1)、混凝沉淀步骤:待处理水投加混凝剂后进入混合设备，混合后的水进入絮凝池絮凝，絮凝后的水进入沉淀池进行固液分分离； 2)、再絮凝步骤:将上述步骤I)混凝沉淀处理后的出水再次投加混凝剂后送入再絮凝设备； 3)、超滤步骤:上述步骤2)处理后的出水送入超滤膜设备中进行过滤； 4)、将上述步骤3)中超滤膜设备处理后的水送入清水池，消毒之后进入配水管网。
2.根据权利要求1所述的混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法，其特征在于:再絮凝过程通过向混凝-沉淀后的出水中投加混凝剂后经过再絮凝设备实现。
3.根据权利要求1所述的混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法，其特征在于:超滤膜设备可以为内压式超滤膜设备或外压式超滤膜设备。
4.根据权利要求2所述的混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法，其特征在于:在再絮凝过程中投加的混凝剂为硫酸铝或聚合氯化铝或三氯化铁或聚合硫酸铁，其投加量一般为5~15mg/L。
5.根据权利要求2所述的混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法，其特征在于:再絮凝过程中混合设备采用管式静态混合器或采用扩散混合器或孔板混合器或机械混合池。
6.根据权利要求2所述的混凝-沉淀-再絮凝-超滤联用的水处理方法，所述的絮凝设备为机械絮凝池，或网格絮凝池或折板絮凝池或隔板絮凝池；絮凝时间一般采用f3min，絮凝强度以速度梯度衡量为1510s—1。
【文档编号】C02F1/44GK103896431SQ201410102865
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2014年3月20日
【发明者】陶辉, 陈连生, 陈卫, 王伦, 冯博, 李文君, 徐峰, 徐春燕 申请人:河海大学