专利名称：超净直饮水的制取系统及制取工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水处理工艺，尤其涉及一种超净直饮水的制取系统及制取工艺。
背景技术：
淡水资源短缺和受污染已成为当今世界性的问题，超净直饮水就是在这种大环境下的产物。人类饮用水的历史从引用天然水到人工制取自来水是一个漫长的经历，人工制取自来水要从1804年世界上建立第一座自来水厂算起已经历了200年。今天人类对饮用的自来水已产生质疑，又向仅仅为纯吃、喝进入人体肠胃及人体环境用水的条件下，人类对饮用健康水的又一飞跃。饮用水源水体有机污染物已达上千种，据美国环境保护局在70年代中期公布了自来水中出现致癌物多达66种，并伴有190种对人体不利健康影响的致癌、致畸、致突变作用或毒性的污染物质。80年代后期又从水的径流发现从城市二级污水处理厂等排放引发出隐孢囊以及农药、DDT等对人体的有害物质威胁着饮用水的安全。这些有毒、有害和致癌物质的去除，单凭以往传统沉淀(澄清)、过滤和消毒的常规处理技术已不能适应。超净直饮水就是在淡水资源匮乏、水体受污染大环境的产物，是当人们对自来水信任度产生质疑，向1.89升(日常平均人们每天只用于喝的水)迈进条件下，人类对饮用健康水的又一飞跃。根据我国淡水资源缺乏、水体受污染、水量时空分布不合理状态，尤其京、津地区的水源水质特点是地处近海、淡水匮乏、遭受污染，既有引滦又有引黄河，个别时段还要取海河水又要启动地下水等多变的情况，有咸水和有色、嗅、味的水，有含氟水、也有高硬度水。让人们饮用上优质、爽口、安全复合健康标准的超净直饮水，水质是核心，技术是关键，结合我们掌握的信息根据多年研究和实验情况将超净直饮水提高到确保微生物安全前提下，去除大量的无机污染和有机污染物，尤其是后者是主要对象。
发明内容
本发明的主要目的在于解决上述饮用水处理中存在的问题，提供一种使人们经济、安全又方便，以深度净化处理—生化处理—氧化处理—物化处理—滤膜处理或保质处理，生产出高效、安全和高质量的饮用水，用全封闭的压力管道输送到用户厨房的水嘴的超净直饮水的制取系统及制取工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是本发明所采用的技术工艺及流程的目的是能处理高质、爽口、安全、有利人身健康的超净直饮水，同时又能经济、合理、充分的节约淡水资源。全封闭式输配水进入住户厨房水嘴。
原水进水管与闪速混合器底部相连接，投药室与闪速混合器、二级闪速混合器和储水池的进水口相连接。投药室与闪速混合器、二级闪速混合器和储水池进水口相连接，提升设备与闪速混合器相连接，闪速混合器的上部与机械反应池的上部相连接。兰美拉分离器的上部与予臭氧反应器相连接。
兰美拉高速分离器处理水效率高，可高达Q＝30～50m3/m2.hr，池型紧凑，占地节省，比平流沉淀池节约占地95％以上；机械设备及动力消耗少，其重量是平沉淀池的1/8～1/10；出水质量好，出水浊度可控制在0.5～0.7Ntu，达到国际上只有欧洲少数国家极个别水厂的水平。
予臭氧反应器的底部与二级闪速混合器的底部相连接，二级闪速混合器的上部与输水管的一端相连接，输水管的另一端与生化池的配水槽相连接。生化反应池上部总集水槽与臭氧反应器的上部相连接。
生化过程在给水排水处理上称之为生化反应器(Bioreactor)，其目的是脱氨(oxidation of ammonium)。1966年在德国召开的国际水质会议(IAWQ)上将该技术作为受控的非稳态生物处理技术理论，称之为SBR(seguencingbatch reactor)把水体中污染物质的成分、数量、性质随时间、空间而变化“受控”的非稳态，强化到工程设计中，即呈现带有生化的物质，经过饱食—稳定—饥饿的过程，这一过程在受控条件下可以连续、批量、交替的反映(SBR)而达到水处理的目的，其水中的氨氮一般出水控制在0.05mg/l或更小。
氧化处理是将前两个阶段处理后的水中未去除尽的污染物质进行氧化处理，尤其是去除水体中受化学、农药、生物等污染的物质。
臭氧反应器的底部与砂滤池的上部相连接，砂滤池的下方设置活性炭滤池，活性炭滤池的底部与三级臭氧反应器相连接或者与超滤膜过滤器和纳滤膜过滤器相连接。
根据原水的水质条件，经过活性炭滤池出水的水质若完全符合超净直饮水标准时，活性炭滤池底部出水管即可经三级臭氧反应器、投药室投加保质剂水进入储水器若出水的水质达不到标准，需要除病毒及低分子污染物的需要时，则可输水管将水输送到超滤膜过滤器或/和纳滤膜过滤器。
经活性炭滤池底部输水管输送进超滤膜(ultrafiltration-UF)过滤器或纳滤膜(Nanofiltration-NF)过滤器或者超滤膜(ultrafiltration-UF)过滤器和纳滤膜(Nanofiltration-NF)过滤器，去除病毒级污染物质以及低价分子级污染物质。
出水管的一端与超滤膜过滤器的上部和纳滤膜过滤器的上部相连接，出水管的另一端与三级臭氧反应器上部相连接。储水池的下部与送水泵相连接，送水泵与输配水管网相连接，输配水管网与输配水压力管道相连接，输配水压力管道与用户出水水嘴相连接。
兰美拉分离器的底部与污泥池相连接，生化反应池的排水帽下部与污泥池相连接。砂滤池的上部和活性炭滤池的上部与排泥池的下部相连接，超滤膜过滤器的下部和纳滤膜过滤器的下部与排泥池的下部相连接。兰美拉分离器的底部、生化反应池的底部、砂滤池的上部、活性炭滤池的上部、超滤膜过滤器的下部、纳滤膜过滤器的下部、污泥池的下部和排泥池的下部与管路相连接。排泥池的中部与提升设备相连接。
生化池的三角配水槽的周边设置若干个配水孔，三角配水槽下部设置初级反应室。初级反应室的上部设置叶轮，叶轮上设置若干个搅拌叶片，叶轮的上部与变频电机变速器相连接。初级反应室的上部设置二级反应室。二级反应室内设置若干个导流板，二级反应室的上部设置若干个导流孔，导流室的下部设置分离口。接触分离室与分离口相连接，接触分离室的上部设置填充料，填充料的上部设置收水槽，收水槽的上部设置若干个孔眼，收水槽的一侧设置总集水槽。接触分离室的下部设置回流缝，初级反应室的下部设置排水帽。
砂滤池或活性碳滤池的下方与U字形虹吸管路的一端部相连接，虹吸管路的另一端部插入排水总槽，虹吸管路的上部设置真空计和虹吸控制器，真空计和虹吸控制器与虹吸管路上部相连接。虹吸控制器的上部设置阀瓣C，阀瓣C的中部与弹簧的一端相连接，弹簧的另一端与固定点F相连接。排水总槽的出水口与臭氧反应器上部的进水口或超滤膜过滤器的进水口和纳滤膜过滤器的进水口相连接。
滤池开始运行器真空度＝上游E水位与下游G水位之间的落差质H。当虹吸管路上损失为h1则所需引入空气所产生总损失值，h2＝H-h1。h2值可为滤池运行设计的冲洗周期值，可由真空计表示。
真空控制器如同滤池液面E水位上的一个浮漂，上部可由固定支座固定在滤池顶部壁上。内部相当一个阀瓣C悬挂在固定点F点固定的弹簧D上。滤池随运行时间的增加，滤层含污能力增大，于是在弹簧D的作用下，引起进空气的截面减小导致h1增大，使滤水虹吸管路顶部进气减小，过滤水量恒定不变，当h1＝H时即由真空计只是滤池则开始冲洗。所以真空控制器非常灵敏、安全的起到水头损失自动补偿作用。因此使常规滤池为保证滤层以上水头损失值的水几乎全部去掉，使池身下降1.5～2.0m。鉴于真空表安装上带标准输出信号即可使滤池方便的实现自动控制或智能化控制。
输配水压力管道采用内径3mm～10mm的管材。
原水经原水进水管进入闪速混合器，投药室向闪速混合器内投加混合剂和调节剂。水经闪速混合器充分混合后由上部进入机械反应池。经多级反应池流入气浮反应池进行充分反应，进入兰美拉分离器上部，水在兰美拉分离器进行固液分离，被分离的水返回到兰美拉分离器的上部。经兰美拉分离器分离后的水从兰美拉分离器的上部进入予臭氧反应器。水与臭氧充分反应后从臭氧反应器的底部流出进入二级闪速混合器的底部，投药室向进入二级闪速混合器内的水继续加注混合剂和调节剂。充分混合后由二级闪速混合器的上部流出进入生化池的配水槽，配水槽将水均匀地分布到初级反应室。在初级反应室经搅拌叶片缓缓搅拌，使水得到连续、均匀、充分接触反应，按照批量的要求，由进水的1～9倍之间变化，控制生化池上部变频电机变速器的速度变化。叶轮将初级反应室的水提升到二级反应室，二级反应室的导流板打破水的同步运动，使水继续充分反应，水从二级反应室的导流孔进入导流室，按水源比例一倍的水量由分离口进入接触分离室。接触分离室填充料上部的水经过孔眼均匀进入收水槽，由收水槽进入总集水槽流入臭氧反应器。经导流室下部流出的另一部分水量为原水1～9倍则批量的经过回流缝由回流到初级反应室内，依次反复循环。生化反应池经长时间运行，把失去活性的沉渣从排水帽的底部排除。
使之进来一倍水量，又取出一倍水量，使1～9倍的水量又回来，如此连续、批量、反映以达到处理水的目的。
经生化池充分反应去除水中的氨氮后的水由生化池上部总集水槽流出，经输水管进入臭氧反应器的上部。与臭氧进行充分反应后，从臭氧反应器的底部由输水管输送到砂滤池的上部，经过滤后的水从砂滤池的底部进入活性碳滤池的上部进行吸附过滤，去除重金属污染物及其他有机污染物。活性炭滤池底部输水管将水输送到三级臭氧反应器，经臭氧与水再一次充分反应杀菌后输送到储水池，在进入储水池进口部位由投药室加注保质剂clo2和调口感剂co2，再存入储水池。经送水泵高压、封闭进入输配水管网、输配水压力管道到用户出水水嘴流出超净直饮水。
活性炭滤池的底部流出的水输入到超滤膜过滤器或输入到纳滤膜过滤器或输入到超滤膜过滤器和那滤膜，经滤膜处理后的水由出水管输入三级臭氧反应器。超滤膜过滤器和纳滤膜过滤器的滤膜可采用微滤膜(Microfiltration-MF)或超滤膜(ultrafiltration-UF)或纳滤膜(Nanofiltration-NF)或反渗透高压膜(Reverse Osmosis-RO)或电渗析膜(electrodialysis-ED)。
在净化过程被分离出污泥和生化过程的沉渣经污泥管路进入污泥池，经搅拌器搅动使带有活性的上清液经输水管回收到排水池。从砂滤池和活性炭滤池排水的冲洗水经输水管以及超滤膜和纳滤膜工艺运行中自净冲洗水经输水管都进入到排水池，设置两个排水池且交替运行，其中一个作为水的回收，另一个则作为排水。排水池内设置搅拌器，搅拌器搅拌带有活性絮体的水，按源水进水量比例经输水管和冲洗水回收提升设备进行回收。提升设备按原水比例将排水和冲洗水回收。对排泥池中沉积下的污泥和排水池中失去活性沉渣以及反冲洗超滤膜和反冲洗纳滤膜的水经管路排出厂外。
膜工艺的应用范围可扩大到高压反渗透膜(Reverse Osmosis-RO)或电渗析膜(electro dialysis-ED)工艺，并且对膜自净冲洗水可以回收，从而大大的节约洗水。
当原水含有轻微污染物时，可选用微滤膜(即Micro filtration-MF)，去除微生物和细菌数量级的污染物质；当原水含有害有毒和致癌物及病毒数量级的污染物质时，可选用超滤膜(ultra filtration-UF)，去除有害有毒和致癌物及病毒数量级的污染物质；当原水含有硬度、氟化物超标以及水有涩、苦、咸味道等对人体有害和口感不适的硬度、硫酸盐、氟化物和氯化物等二价离子物质时，可选用纳滤膜(Nano filtration-NF)。若原水的水质含有硬度、氯化物及氟化物等个别低分子或离子造成的指标过高或纳滤膜难以适应的条件下，亦可采用高压反渗透膜(Reverse Osmosis-RO)或电渗析膜(electrodialysis-ED)处理部分水量混合达到水质标准再输送到用户。采用膜过滤具有回收水资源的条件，即可把膜运行中自净冲洗的水流入排水池回收，而周期性膜反冲洗水则排掉或作它用。饮用水的主要指标与欧共体指标如表所示。
超净直饮水主要指标与国内和欧其体指标比较表
本发明是超净直饮水的制取系统及制取工艺。采用与当今输送纯水入户搞循环的方式完全不同的型式，改变了反复循环水的输送型式，人们能够直接饮用新鲜、安全的水，让千家万户的饮用水得到安全饮用的保证。安装虹吸控制器使滤池的池身可降低2.0m，节约建设投资和运行能耗，并且管理方便，务于自控而更为显著的是滤水量恒定，滤后水质有保证。鉴于全球的谈水资源匮乏、水源受污染，尤其是我国三北缺水地区，靠近沿海水的咸度发生，地下水出现硬度及氟化物等对人体不利这些低分子化合物或离子状物的去除，在进入保质阶段，即可成为成品水。在管道内封闭的前提下具有一定流速、停留时间又短，同时又能适应冲洗、排放和监测等一套系统工程上的变化。本发明技术先进，水质优良，高效封闭，节约谈水，高压输送。没有污染，价格低廉，安全方便。
本发明制取的超净直饮水符合中华人民共和国国家标准《生活饮用水卫生标准》GB5749-85和《饮用净水水质标准》CJ94-1999中的规定指标。
以下结合附图和实施例对本发明详细说明。
图1超净直饮水的制取系统及制取工艺的示意2超净直饮水的制取系统及制取工艺的示意3超净直饮水的制取系统及制取工艺的示意4超净直饮水的制取系统及制取工艺的工艺流程示意图1水源进水管，2闪速混合器，3投药室，4冲洗水回收提升设备，5机械反应池，6气浮反应池，7兰美拉分离器，8予臭氧反应器，9二级闪速混合器，10输水管，11生化反应池，12E水位，13臭氧反应器，14G水位，15普通砂滤池，16活性碳滤池，17浮漂，18臭氧反应器，19储水池，20超滤膜过滤器，21纳滤膜过滤器，22出水管，23固定支座，24输水泵，25滤层，26管网，27输配水压力管道，28用户出水水嘴，29污泥管路，30污泥池，31搅拌器，32阀瓣C，33排水池，34虹吸管路，35真空计，36虹吸控制器，37管路，38配水槽，39配水孔，40初级反应室，41搅拌叶片，42变频电机变速器，43叶轮，44二级反应室，45导流板，46导流孔，47导流室，48分离口，49接触分离室，50填充料，51收水槽，52总集水槽，53回流缝，54排水帽，55弹簧，56固定点F，57排水总槽具体实施方式
实施例1原水进水管(1)与闪速混合器(2)底部相连接，投药室(3)与闪速混合器(2)、二级闪速混合器(9)和储水池(19)的进水口相连接。投药室(3)与闪速混合器(2)、二级闪速混合器(9)和储水池(19)进水口相连接，提升设备(4)与闪速混合器(2)相连接，闪速混合器(2)的上部与机械反应池(5)的上部相连接。兰美拉分离器(7)的上部与予臭氧反应器(8)相连接。
予臭氧反应器(8)的底部与二级闪速混合器(9)的底部相连接，二级闪速混合器(9)的上部与输水管(10)的一端相连接，输水管(10)的另一端与生化池(11)的配水槽(38)相连接。生化反应池(11)上部总集水槽(52)与臭氧反应器(13)的上部相连接。
臭氧反应器(13)的底部与砂滤池(15)的上部相连接，砂滤池(15)的下方设置活性炭滤池(16)，活性炭滤池(16)的底部与三级臭氧反应器(18)相连接或者与超滤膜过滤器(20)和纳滤膜过滤器(21)相连接。
出水管(22)的一端与超滤膜过滤器(20)的上部和纳滤膜过滤器(21)的上部相连接，出水管(22)的另一端与三级臭氧反应器(18)上部相连接。储水池(19)的下部与送水泵(24)相连接，送水泵(24)与输配水管网(26)相连接，输配水管网(26)与输配水压力管道(27)相连接，输配水压力管道(27)与用户出水水嘴(28)相连接。
兰美拉分离器(7)的底部与污泥池(30)相连接，生化反应池(11)的排水帽(54)下部与污泥池(30)相连接。砂滤池(15)的上部和活性炭滤池(16)的上部与排泥池(33)的下部相连接，超滤膜过滤器(20)的下部和纳滤膜过滤器(21)的下部与排泥池(33)的下部相连接。兰美拉分离器(7)的底部、生化反应池(11)的底部、砂滤池(15)的上部、活性炭滤池(16)的上部、超滤膜过滤器(20)的下部、纳滤膜过滤器(21)的下部、污泥池(30)的下部和排泥池(31)的下部与管路(37)相连接。排泥池(33)的中部与提升设备(4)相连接，如图1、图2所示。
实施例2生化池(11)的三角配水槽(38)的周边设置若干个配水孔(39)，三角配水槽(38)下部设置初级反应室(40)。初级反应室(40)的上部设置叶轮(43)，叶轮(43)上设置若干个搅拌叶片(41)，叶轮(43)的上部与变频电机变速器(42)相连接。初级反应室(40)的上部设置二级反应室(44)。二级反应室(44)内设置若干个导流板(45)，二级反应室(44)的上部设置若干个导流孔(46)，导流室(47)的下部设置分离口(48)。接触分离室(49)与分离口(48)相连接，接触分离室(49)的上部设置填充料(50)，填充料(50)的上部设置收水槽(51)，收水槽(51)的上部设置若干个孔眼，收水槽(51)的一侧设置总集水槽(52)。接触分离室(49)的下部设置回流缝(53)，初级反应室(40)的下部设置排水帽(54)，如图2所示。
实施例3砂滤池(15)或活性碳滤池(16)的下方与U字形虹吸管路(34)的一端部相连接，虹吸管路(34)的另一端部插入排水总槽(57)，虹吸管路(34)的上部设置真空计(35)和虹吸控制器(55)，真空计(35)和虹吸控制器(55)与虹吸管路(34)上部相连接。虹吸控制器(55)的上部设置阀瓣C(14)，阀瓣C(14)的中部与弹簧(55)的一端相连接，弹簧(55)的另一端与F点(57)相连接；排水总槽(57)的出水口与臭氧反应器(18)上部的进水口或超滤膜过滤器(20)的进水口和纳滤膜过滤器(21)的进水口相连接，如图1、图3所示。
实施例4滤池开始运行器真空度＝上游水位E(12)与下游水位(14)之间的落差质H。当虹吸管路(34)上损失为h1则所需引入空气所产生总损失值，h2＝H-h1。h2值可为滤池运行设计的冲洗周期值，可由真空计(35)表示。
真空控制器如同滤池液面E水位(35)上的一个浮漂(17)，上部可由固定支座(23)固定在滤池顶部壁上。内部相当一个阀瓣C(32)悬挂在固定点F(56)点固定的弹簧D(55)上。滤池随运行时间的增加，滤层含污能力增大，于是在弹簧D(55)的作用下，引起进空气的截面减小导致h1增大，使滤水虹吸管路(34)顶部进气减小，过滤水量恒定不变，当h1＝H时即由真空计(35)只是滤池则开始冲洗。所以真空控制器非常灵敏、安全的起到水头损失自动补偿作用。因此使常规滤池为保证滤层以上水头损失值的水几乎全部去掉，使池身下降1.5～2.0m。鉴于真空表安装上带标准输出信号即可使滤池方便的实现自动控制或智能化控制，如图3所示。
实施例5输配水压力管道(27)采用内径3mm的管材，如图1所示。
实施例6输配水压力管道(27)采用内径6mm的管材，如图1所示。
实施例7输配水压力管道(27)采用内径10mm的管材，如图1所示。
实施例8
原水经原水进水管(1)进入闪速混合器(2)，投药室(3)向闪速混合器(2)内投加混合剂和调节剂。水经闪速混合器(2)充分混合后由上部进入机械反应池(5)。经多级反应池流入气浮反应池(6)进行充分反应，进入兰美拉分离器(7)上部，水在兰美拉分离器(7)进行固液分离，被分离的水返回到兰美拉分离器(7)的上部。经兰美拉分离器(7)分离后的水从兰美拉分离器(7)的上部进入予臭氧反应器(8)。水与臭氧充分反应后从臭氧反应器(8)的底部流出进入二级闪速混合器(9)的底部，投药室(3)向进入二级闪速混合器(9)内的水继续加注混合剂和调节剂。充分混合后由二级闪速混合器(9)的上部流出进入生化池(11)的配水槽(38)，配水槽(38)将水均匀地分布到初级反应室(40)。在初级反应室(40)经搅拌叶片(41)缓缓搅拌，使水得到连续、均匀、充分接触反应，按照批量的要求，由进水的1～9倍之间变化，控制生化池(11)上部变频电机变速器(42)的速度变化。叶轮(43)将初级反应室(40)的水提升到二级反应室(44)，二级反应室(44)的导流板(45)打破水的同步运动，使水继续充分反应，水从二级反应室(44)的导流孔(46)进入导流室(47)，按水源比例一倍的水量由分离口(48)进入接触分离室(49)。接触分离室(49)填充料(50)上部的水经过孔眼均匀进入收水槽(51)，由收水槽(51)进入总集水槽(52)流入臭氧反应器(13)。经导流室(47)下部流出的另一部分水量为原水1～9倍则批量的经过回流缝(53)由回流导初级反应室(40)内，依次反复循环。生化反应池(11)经长时间运行，把失去活性的沉渣从排水帽(54)的底部排除。
使之进来一倍水量，又取出一倍水量，使1～9倍的水量又回来，如此连续、批量、反映以达到处理水的目的。
经生化池(11)充分反应去除水中的氨氮后的水由生化池(11)上部总集水槽(52)流出，经输水管(10)进入臭氧反应器(13)的上部。与臭氧进行充分反应后，从臭氧反应器(13)的底部由输水管(10)输送到砂滤池(15)的上部，经过滤后的水从砂滤池(15)的底部进入活性碳滤池(16)的上部进行吸附过滤，去除重金属污染物及其他有机污染物。活性炭滤池(16)底部输水管(10)将水输送到三级臭氧反应器(18)，经臭氧与水再一次充分反应杀菌后输送到储水池(19)，在进入储水池(19)进口部位由投药室(3)加注保质剂clo2和调口感剂co2，再存入储水池(19)。经送水泵(24)高压、封闭进入输配水管网(26)、输配水压力管道(27)由用户出水水嘴(28)流出超净直饮水。
活性炭滤池(16)的底部流出的水输入到超滤膜过滤器(20)或输入到纳滤膜过滤器(21)或输入到超滤膜过滤器(20)和那滤膜(21)，经滤膜处理后的水由出水管(22)输入三级臭氧反应器(18)。
在净化过程被分离出污泥和生化过程的沉渣经污泥管路(29)进入污泥池(30)，经搅拌器(31)搅动使带有活性的上清液经输水管回收到排水池(33)。从砂滤池(15)和活性炭滤池(16)排水的冲洗水经输水管以及超滤膜和纳滤膜工艺运行中自净冲洗水经输水管都进入到排水池(33)，设置两个排水池(33)且交替运行，其中一个作为水的回收，另一个则作为排水。排水池(33)内设置搅拌器(31)，搅拌器(31)搅拌带有活性絮体的水，按源水进水量比例经输水管和冲洗水回收提升设备(4)进行回收。提升设备(4)按原水比例将污水冲洗水回收。对排泥池(30)中沉积下的污泥和排水池(33)中失去活性沉渣以及反冲洗超滤膜和反冲洗纳滤膜的水经管路(37)排出厂外，如图1、图2、图3、图4所示。
实施例9超滤膜过滤器(20)和纳滤膜过滤器(21)的滤膜可采用微滤膜(Microfiltration-MF)，如图1所示。
实施例10超滤膜过滤器(20)和纳滤膜过滤器(21)的滤膜可采用超滤膜(ultrafiltration-UF)，如图1所示。
实施例11超滤膜过滤器(20)和纳滤膜过滤器(21)的滤膜可采用纳滤膜(Nanofiltration-NF)，如图1所示。
实施例12超滤膜过滤器(20)和纳滤膜过滤器(21)的滤膜可采用反渗透高压膜(Reverse Osmosis-RO)，如图1所示。
实施例13超滤膜过滤器(20)和纳滤膜过滤器(21)的滤膜可采用电渗析膜(electrodialysis-ED)，如图1所示。
实施例14经活性炭滤池(16)底部输水管(10)输送进超滤膜(ultrafiltration-UF)过滤器(20)，去除病毒级污染物质以及低价分子级污染物质，如图1所示。
实施例15经活性炭滤池(16)底部输水管(10)输送进纳滤膜(Nanofiltration-NF)过滤器(21)，去除病毒级污染物质以及低价分子级污染物质，如图1所示。
实施例16经活性炭滤池(16)底部输水管(10)输送进超滤膜(ultrafiltration-UF)过滤器(20)和纳滤膜(Nanofiltration-NF)过滤器(21)，去除病毒级污染物质以及低价分子级污染物质，如图1所示。
权利要求
1.一种超净直饮水的制取系统及制取工艺，其特征是在于原水进水管(1)与闪速混合器(2)底部相连接，投药室(3)与闪速混合器(2)、二级闪速混合器(9)和储水池(19)的进水口相连接；投药室(3)与闪速混合器(2)、二级闪速混合器(9)和储水池(19)相连接，提升设备(4)与闪速混合器(2)相连接，闪速混合器(2)的上部与机械反应池(5)的上部相连接；兰美拉分离器(7)的上部与予臭氧反应器(8)相连接，予臭氧反应器(8)的底部与二级闪速混合器(9)的底部相连接，二级闪速混合器(9)的上部与输水管(10)的一端相连接，输水管(10)的另一端与生化池(11)的配水槽(38)相连接；生化反应池(11)上部总集水槽(52)与臭氧反应器(13)的上部相连接；臭氧反应器(13)的底部与砂滤池(15)的上部相连接，砂滤池(15)的下方设置活性炭滤池(16)，活性炭滤池(16)的底部与三级臭氧反应器(18)相连接或者与超滤膜过滤器(20)和纳滤膜过滤器(21)相连接；出水管(22)的一端与超滤膜过滤器(20)的滤后水和纳滤膜过滤器(21)的滤后水相连接，出水管(22)的另一端与三级臭氧反应器(18)上部相连接；储水池(19)的下部与送水泵(24)相连接，送水泵(24)与输配水管网(26)相连接，输配水管网(26)与输配水压力管道(27)相连接，输配水压力管道(27)与用户出水水嘴(28)相连接；兰美拉分离器(7)的底部与污泥池(30)相连接，生化反应池(11)的排水帽(54)下部与污泥池(30)相连接；砂滤池(15)的上部和活性炭滤池(16)的上部与排泥池(33)的下部相连接，超滤膜过滤器(20)的下部和纳滤膜过滤器(21)的下部与排泥池(33)的下部相连接；兰美拉分离器(7)的底部、生化反应池(11)的底部、砂滤池(15)的上部、活性炭滤池(16)的上部、超滤膜过滤器(20)的冲洗水、纳滤膜过滤器(21)的冲洗水、污泥池(30)的下部和排泥池(31)的下部与管路(37)相连接；排泥池(33)的中部与提升设备(4)相连接。
2.根据权利要求1所述的超净直饮水的制取系统及制取工艺，其特征在于生化池(11)的三角配水槽(38)的周边设置若干个配水孔(39)，三角配水槽(38)下部设置初级反应室(40)；初级反应室(40)的上部设置叶轮(43)，叶轮(43)上设置若干个搅拌叶片(41)，叶轮(43)的上部与变频电机变速器(42)相连接；初级反应室(40)的上部设置二级反应室(44)；二级反应室(44)内设置若干个导流板(45)，二级反应室(44)的上部设置若干个导流孔(46)，导流室(47)的下部设置分离口(48)；接触分离室(49)与分离口(48)相连接，接触分离室(49)的上部设置填充料(50)，填充料(50)的上部设置收水槽(51)，收水槽(51)的上部设置若干个孔眼，收水槽(51)的一侧设置总集水槽(52)；接触分离室(49)的下部设置回流缝(53)，初级反应室(40)的下部设置排水帽(54)。
3.根据权利要求1所述的超净直饮水的制取系统及制取工艺，其特征在于砂滤池(15)或活性碳滤池(16)的下方与U字形虹吸管路(34)的一端部相连接，虹吸管路(34)的另一端部插入排水总槽(57)，虹吸管路(34)的上部设置真空计(35)和虹吸控制器(36)，真空计(35)和虹吸控制器(36)与虹吸管路(34)上部相连接；虹吸控制器(36)的上部设置阀瓣C(32)，阀瓣C(32)的中部与弹簧(55)的一端相连接，弹簧(55)的另一端与固定点F(56)相连接；排水总槽(57)的出水口与臭氧反应器(18)上部的进水口或超滤膜过滤器(20)的进水口和纳滤膜过滤器(21)的进水口相连接。
4.根据权利要求1所述的超净直饮水的制取系统及制取工艺，其特征在于所述输配水压力管道(27)采用内径3mm～10mm的管材。
5.根据权利要求1所述的超净直饮水的制取系统及制取工艺，其特征在于所述原水经原水进水管(1)进入闪速混合器(2)，投药室(3)向闪速混合器(2)内投加混合剂和调节剂；水经闪速混合器(2)充分混合后由上部进入机械反应池(5)；经多级反应池流入气浮反应池(6)进行充分反应，进入兰美拉分离器(7)上部，水在兰美拉分离器(7)进行固液分离，被分离的水返回到兰美拉分离器(7)的上部；经兰美拉分离器(7)分离后的水从兰美拉分离器(7)的上部进入予臭氧反应器(8)；水与臭氧充分反应后从臭氧反应器(8)的底部流出进入二级闪速混合器(9)的底部，投药室(3)向进入二级闪速混合器(9)内的水继续加注混合剂和调节剂；充分混合后由二级闪速混合器(9)的上部流出进入生化池(11)的配水槽(38)，配水槽(38)将水均匀地分布到初级反应室(40)；在初级反应室(40)经搅拌叶片(41)缓缓搅拌，使水得到连续、均匀、充分接触反应，按照批量的要求，由进水的1～9倍之间变化，控制生化池(11)上部变频电机变速器(42)的速度变化；叶轮(43)将初级反应室(40)的水提升到二级反应室(44)，二级反应室(44)的导流板(45)打破水的同步运动，使水继续充分反应，水从二级反应室(44)的导流孔(46)进入导流室(47)，按水源比例一倍的水量由分离口(48)进入接触分离室(49)；接触分离室(49)填充料(50)上部的水经过孔眼均匀进入收水槽(51)，由收水槽(51)进入总集水槽(52)流入臭氧反应器(13)；经导流室(47)下部流出的另一部分水量为原水1～9倍则批量的经过回流缝(53)由回流到初级反应室(40)内，依次反复循环；生化反应池(11)经长时间运行，把失去活性的沉渣从排水帽(54)的底部排除。经生化池(11)充分反应去除水中的氨氮后的水由生化池(11)上部总集水槽(52)流出，经输水管(10)进入臭氧反应器(13)的上部；与臭氧进行充分反应后，从臭氧反应器(13)的底部由输水管(10)输送到砂滤池(15)的上部，经过滤后的水从砂滤池(15)的底部进入活性碳滤池(16)的上部进行吸附过滤，去除重金属污染物及其他有机污染物；活性炭滤池(16)底部输水管(10)将水输送到三级臭氧反应器(18)，经臭氧与水再一次充分反应杀菌后输送到储水池(19)，在进入储水池(19)进口部位由投药室(3)加注保质剂clo2和调口感剂co2，再存入储水池(19)；经送水泵(24)高压、封闭进入输配水管网(26)、输配水压力管道(27)到用户出水水嘴(28)流出超净直饮水。
6.根据权利要求1、5所述的超净直饮水的制取系统及制取工艺，其特征在于所述活性炭滤池(16)的底部流出的水输入到超滤膜过滤器(20)或输入到纳滤膜过滤器(21)或输入到超滤膜过滤器(20)和纳滤膜过滤器(21)，经滤膜处理后的水由出水管(22)输入三级臭氧反应器(18)；超滤膜过滤器(20)和纳滤膜过滤器(21)的滤膜可采用微滤膜(Microfiltration-MF)或超滤膜(ultrafiltration-UF)或纳滤膜(Nanofiltration-NF)或反渗透高压膜(Reverse Osmosis-RO)或电渗析膜(electrodialysis-ED)。
7.根据权利要求2所述的超净直饮水的制取系统及制取工艺，其特征是在净化过程被分离出污泥和生化过程的沉渣经污泥管路(29)进入污泥池(30)，经搅拌器(31)搅动使带有活性的上清液经输水管回收到排水池(33)；从砂滤池(15)和活性炭滤池(16)排水的冲洗水经输水管以及超滤膜和纳滤膜工艺运行中自净冲洗水经输水管都进入到排水池(33)，设置两个排水池(33)且交替运行，其中一个作为水的回收，另一个则作为排水；排水池(33)内设置搅拌器(31)，搅拌器(31)搅拌带有活性絮体的水，按源水进水量比例经输水管和冲洗水回收提升设备(4)进行回收；提升设备(4)按原水比例将排水和冲洗水回收；对排泥池(30)中沉积下的污泥和排水池(33)中失去活性沉渣以及反冲洗超滤膜和反冲洗纳滤膜的水经管路(37)排除厂外。
全文摘要
本发明是超净直饮水的制取系统及制取工艺。以净化—生化—氧化—物化的处理条件根据原水的水质变化用或不用膜(或采用任何种类型的膜)—保质—到用户水嘴。是由闪速混合器、兰美拉分离器、臭氧反应器、生化反应池、滤池、膜过滤器组成，通过全封闭的压力管道进入用户厨房水嘴。人们能够直接饮用新鲜、安全的水，让千家万户的饮用水得到安全饮用的保证。本发明技术先进，水质优良，高效封闭，节约洗水，管道输送。无污染，价格低廉，安全方便。节约建设投资和运行能耗，并且管理方便，滤后水质有保证。制取水质符合《生活饮用水卫生标准》GB5749－85和《饮用净水水质标准》CJ94－1999中的规定指标。
文档编号C02F1/58GK1396128SQ0212905
公开日2003年2月12日 申请日期2002年8月30日 优先权日2002年8月30日
发明者王志成, 翟砚章, 张隆久 申请人:天津开发区建硕实业发展有限公司