一种高效紧凑型耦合水处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高效紧凑型耦合水处理装置，主要由进水管道、污泥池、重介质混凝反应池、重介质回收装置、污泥管、快速沉淀池、磁性离子交换树脂反应池、NaCl废溶液储槽、树脂再生反应器、NaCl再生溶液管路、杀菌系统、出水管路组成。所述重介质混凝反应池包括快速混合池/重介质絮凝池/熟化池三部分。所述重介质回装置统由高速解絮机、水力旋流器或/和磁分离机构成。所述树脂再生反应为高湍动NaCl溶液氛围中的离子交换过程。该工艺流程短，处理迅速，出水达标（GB5749-2006）。本实用新型具有节约土地使用面积和土建成本，水处理效果的稳定性更强，重介质和磁性离子交换树脂可循环利用等特点。
【专利说明】一种高效紧凑型耦合水处理系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水处理【技术领域】，尤其涉及一种高效紧凑型耦合水处理系统。
【背景技术】
[0002]伴随着城镇化和工业化进程，城市人口数量激增，水环境污染加剧，饮用水水质标准的不断提高，保量保质已然成为当前城市供水面临的双重挑战。大量城市供水设施的扩建和改造将势在必行。为此，新型紧凑高效水处理工艺的开发显然迫在眉睫。
[0003]重介质混凝沉淀技术通过在水体中加入密度较大的絮体内核从而达到快速沉淀的目的。该方法快速高效，针对水体中SS和TP的去除效果稳定出色，但对水体中的溶解性有机物(D0C)、金属离子、酸根离子等去除率并不理想。1999年，法国水务曾于梅里奥赛水厂(Mery-sur-Oise)针对水中存在的金属离子和杀虫剂等小分子有机物采用了纳滤膜(NF)技术并收到良好的处理效果，但对我国城市供水行业而言，使用NF膜技术的附加成本还过高，约0.12 €/t(Claire V., Vakrie G., etal.Desalination, 2000, 13: 1-16.)。磁性离子交换树脂近年来在论文研究(Shuang C.D., Pan F.，Li A.M., etal.1&ECresearch, 2012, 51: 4380-4387.)和城市供水项目上(MIEX?树脂)的应用均表明，该方法同样快速高效，尤其针对DOC的去除效果优异(40%-90%)，并能较好的去除金属离子、色度等。国内专利已有针对磁性离子交换树脂制备和应用的描述，如南京大学李爱民团队的CN102249452, CN103159891等。但是，有关重介质混凝沉淀与磁性离子交换树脂耦合工艺装置在供水处理上的应用还未见报道。因此，结合重介质混凝沉淀和磁性离子交换树脂的各自优势而开发出的一种全新的高效紧凑型耦合工艺将是明智之选。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种占地面积小，水处理效率高的高效紧凑型耦合水处理装置。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:一种高效紧凑型耦合水处理系统，包括进水系统、磁性离子交换树脂再生系统、消毒系统和出水管路，其创新点在于:还包括重介质絮凝系统，分别与进水系统和磁性离子交换树脂再生系统连接；
[0006]所述重介质絮凝系统包括污泥池、重介质混凝反应池、重介质回收装置、污泥泵、污泥管、快速沉淀池；所述重介质混凝反应池的入水口与原水池连接，出水口与快速沉淀池连接；所述快速沉淀池下端的污泥口连接污泥管，污泥管通过污泥泵连接重介质回收装置；重介质回收装置分别与重介质混凝反应池和污泥池连接；
[0007]所述重介质絮凝系统还包括PAM储槽和PAM加药泵，所述PAM储槽通过PAM加药泵与重介质混凝反应池。
[0008]进一步的，所述重介质混凝反应池设置有快速混合池、重介质絮凝池和熟化池三个池，每个池内均设置有搅拌器A，每个池底部均设置有放空管；所述快速混合池、重介质絮凝池和熟化池按水流方向从前至后依次设置；所述熟化池连接PAM储槽。[0009]进一步的，所述磁性离子交换树脂再生系统包括磁性离子交换树脂反应池、NaCl再生液储槽、树脂再生反应器、NaCl废溶液储槽；所述磁性离子交换树脂反应池的底部连接快速沉淀池，顶部连接消毒系统，所述消毒系统连接出水管路；所述磁性离子交换树脂反应池内设置搅拌器B的底部还连接树脂再生反应器；所述树脂再生反应器的顶部和底部均与磁性离子交换树脂反应池的底部连接；所述树脂再生反应器的顶部和底部还分别连接NaCl再生液储槽和NaCl废溶液储槽。
[0010]进一步的，所述进水系统包括潜水泵、原水池、管道混合器；所述原水池内设置潜水泵，潜水泵通过管道混合器与重介质混凝反应池的入水口连接；所述进水系统还包括PAC储槽和PAC加药泵，PAC储槽通过PAC加药泵连接管道混合器。
[0011]进一步的，所述的快速沉淀池为单层斜板或单层斜管或双层斜板或双层斜管沉淀池。
[0012]进一步的，所述的快速沉淀池还可视处理水质和规模设置刮泥机或吸泥机。
[0013]进一步的，所述磁性离子交换树脂反应池还设置有斜板或斜管。
[0014]本实用新型的有益效果:
[0015]1、本实用新型的水处理装置紧凑化(占地约为常规装置50%)，土建成本降低。小型化使工艺设备的模块化建设/生产成为可能，从而缩短建设周期。
[0016]2、本实用新型的水处理系统水处理效果的稳定性将更强，面对季节性水质变化和突发性环境污染事故可做到快速处理，缓解供水带来的恐慌。
[0017]3、本实用新型的水处理系统明显减少絮凝剂和杀菌剂的投加量，从而，在节约成本的同时有助于减少消毒副产物(DBP )。
[0018]4、增加磁性离子交换树脂再生系统，磁性离子交换树脂可有效去除水中溶解性有机物(D0C),神和重金属尚子等，提闻了供水水质。
[0019]5、利用本实用新型的装置重介质粉和磁性离子交换树循环利用，连续稳定高效运行，经济性良好。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案作详细说明。
[0022]下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案作详细说明。
[0023]参照图1，一种高效紧凑型耦合水处理装置，由进水系统、重介质絮凝系统、磁性离子交换树脂再生系统、消毒系统和出水管路组成，包括:潜水泵1、原水池2、管道混合器3、污泥池4、搅拌器A 51、搅拌器B 52、重介质混凝反应池6、放空管7、PAC加药泵8、PAC储槽
9、重介质回收装置10、PAM加药泵11、PAM储槽12、污泥泵13、污泥管14、快速沉淀池15、磁性离子交换树脂反应池16、NaCl再生液储槽17、树脂再生反应器18、NaCl废溶液储槽19、消毒系统20和出水管路21。
[0024]进水系统包括潜水泵1、原水池2、管道混合器3 ;原水池2内设置潜水泵1，潜水泵I通过管道混合器3与重介质混凝反应池6的入水口连接；进水系统还包括PAC储槽9和PAC加药泵8，PAC储槽9通过PAC加药泵8连接管道混合器3。
[0025]磁性离子交换树脂再生系统包括磁性离子交换树脂反应池16、NaCl再生液储槽17、树脂再生反应器18、NaCl废溶液储槽19 ;磁性离子交换树脂反应池16的底部连接快速沉淀池15，顶部连接消毒系统20，消毒系统20连接出水管路21 ;磁性离子交换树脂反应池16内设置搅拌器B52，底部还连接树脂再生反应器18 ;树脂再生反应器18的顶部和底部均与磁性离子交换树脂反应池16的底部连接；树脂再生反应器18的顶部和底部还分别连接NaCl再生液储槽17和NaCl废溶液储槽19。
[0026]重介质絮凝系统包括污泥池4、重介质混凝反应池6、重介质回收装置10、污泥泵13、污泥管14、快速沉淀池15 ;重介质混凝反应池6的入水口与原水池2连接，出水口与快速沉淀池15连接；快速沉淀池15下端的污泥口连接污泥管14，污泥管14通过污泥泵13连接重介质回收装置10 ;重介质回收装置10分别与重介质混凝反应池6和污泥池4连接；重介质絮凝系统还包括PAM储槽12和PAM加药泵11，PAM储槽12通过PAM加药泵11与重介质混凝反应池6。重介质混凝反应池6设置有快速混合池、重介质絮凝池和熟化池三个池，每个池内均设置有搅拌器A 51，每个池底部均设置有放空管7 ;快速混合池、重介质絮凝池和熟化池按照水流方向从前之后依次设置；所述熟化池连接PAM储槽11。所述重介质回收装置10主要由高速解絮机、水力旋流器或/和磁分离机构成。
[0027]高效紧凑型耦合水处理装置的水处理方法，包括进水工序、重介质混凝沉淀工序、磁性离子交换树脂处理工序、消毒工序和出水工序:
[0028](I)进水工序:原水池2内的源水经潜水泵I被泵入重介质混凝反应池6中，其间，PAC储槽9内的PAC按投加浓度0.1 mg/L投加，通过PAC加药泵8在管道混合器中3与原水进行混合；
[0029](2)重介质混凝沉淀工序:原水在重介质混凝反应池6中在搅拌条件下依次进行快速混合步骤、重介质絮凝步骤和熟化步骤，所述快速混合步骤的搅拌速度为250-300 r/min，所述重介质絮凝步骤的搅拌速度为100-200 r/min，所述熟化步骤的搅拌速度为50-100 r/min，熟化过程中加入PAM，按投加浓度0.1 mg/L投加，熟化后进入快速沉淀池15 ;快速沉淀池15底部的污泥通过污泥泵13和污泥管道14泵入重介质回收装置10回收重介质，回收后的重介质通过管道重新进入反应器中，形成循环，污泥排入污泥池4 ；
[0030](3)磁性离子交换树脂处理工序:快速沉淀池15的上清液通过管道从底部进入磁性离子交换树脂反应池16搅拌反应，水力停留时间5-10min，使用过后的树脂与NaCl再生液储槽17内的高湍动态3.5 wt%的NaCl溶液接触进行离子交换完成再生；再生过程中产生的污泥和NaCl废溶液分别在污泥池4和NaCl废溶液储槽19中进行无害化处理。
[0031](4)消毒工序:磁性离子交换树脂反应池的上清液进入消毒系统20消毒；
[0032](5)出水工序:消毒后的产水经出水管路21进入清水池或送往其他用户端。
[0033]重介质和磁性离子交换树脂均可以通过各自的回收系统进行回收。所述重介质回收装置10主要由高速解絮机、水力旋流器或/和磁分离机构成；所述磁性离子交换树脂再生系统主要通过树脂再生反应器18完成，使用过后的树脂通过与高湍动态NaCl溶液接触进行离子交换，将表面吸附的离子和有机物洗脱，从而完成再生。再生过程中产生的污泥和NaCl废溶液分别流入污泥池4和NaCl废溶液储槽19中进行后续无害化处理。快速沉淀池15可为单层斜板(或斜管)或双层斜板(或斜管)沉淀池，视进水水质和处理规模还可增设刮、吸泥机。磁性离子交换树脂反应池16也可添加斜板(或斜管)以减少树脂流失。所述消毒系统20可以为可为加氯、臭氧氧化和紫外照射消毒。
[0034]本实用新型具有节约土地使用面积和土建成本，水处理效果的稳定性更强，减少絮凝剂和杀菌剂的投加量，有效去除水中溶解性有机物(D0C)，砷和重金属离子等，提高供水水质，重介质粉和磁性离子交换树脂循环利用，连续高效运行，经济性良好等特点。
[0035]为便于对本实用新型进一步理解，下面通过【具体实施方式】进行说明。
[0036]实施例1:
[0037]表1:高效紧凑型耦合水处理装置的出水水质或去除率
[0038]
【权利要求】
1.一种高效紧凑型耦合水处理系统，包括进水系统、磁性离子交换树脂再生系统、消毒系统和出水管路，其特征在于:还包括重介质絮凝系统，分别与进水系统和磁性离子交换树脂再生系统连接； 所述重介质絮凝系统包括污泥池、重介质混凝反应池、重介质回收装置、污泥泵、污泥管、快速沉淀池；所述重介质混凝反应池的入水口与原水池连接，出水口与快速沉淀池连接；所述快速沉淀池下端的污泥口连接污泥管，污泥管通过污泥泵连接重介质回收装置；重介质回收装置分别与重介质混凝反应池和污泥池连接； 所述重介质絮凝系统还包括PAM储槽和PAM加药泵，所述PAM储槽通过PAM加药泵与重介质混凝反应池。
2.根据权利要求1所述的一种高效紧凑型耦合水处理系统，其特征在于:所述重介质混凝反应池设置有快速混合池、重介质絮凝池和熟化池三个池，每个池内均设置有搅拌器A，每个池底部均设置有放空管；所述快速混合池、重介质絮凝池和熟化池按水流方向从前至后依次设置；所述熟化池连接PAM储槽。
3.根据权利要求1所述的一种高效紧凑型耦合水处理系统，其特征在于，所述重介质回收装置主要由高速解絮机、水力旋流器或/和磁分离机构成。
4.根据权利要求1所述的一种高效紧凑型耦合水处理系统，其特征在于:所述磁性离子交换树脂再生系统包括磁性离子交换树脂反应池、NaCl再生液储槽、树脂再生反应器、NaCl废溶液储槽；所述磁性离子交换树脂反应池的底部连接快速沉淀池，顶部出水经过消毒系统处理后连接出水管路；所述磁性离子交换树脂反应池内设置搅拌器B的底部还连接树脂再生反应器；所述树脂再生反应器的顶部和底部均与磁性离子交换树脂反应池的底部连接；所述树脂再生反应器的顶部和底部还分别连接NaCl再生液储槽和NaCl废溶液储槽。
5.根据权利要求1所述的一种高效紧凑型耦合水处理系统，其特征在于:所述进水系统包括潜水泵、原水池、管道混合器；所述原水池内设置潜水泵，潜水泵通过管道混合器与重介质混凝反应池的入水口连接；所述进水系统还包括PAC储槽和PAC加药泵，PAC储槽通过PAC加药泵连接管道混合器。
6.根据权利要求1所述的一种高效紧凑型耦合水处理系统，其特征在于:所述的快速沉淀池为单层斜板或单层斜管或双层斜板或双层斜管沉淀池。
7.根据权利要求1所述的一种高效紧凑型耦合水处理系统，其特征在于:所述的快速沉淀池还可视处理水质和规模设置刮泥机或吸泥机。
8.根据权利要求1所述的一种高效紧凑型耦合水处理系统，其特征在于:所述磁性离子交换树脂反应池还设置有斜板或斜管。
【文档编号】C02F1/42GK203794729SQ201420046746
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】杨志宏, 范青如, 贾伯林, 达云祥, 金建新, 薛开泉, 房燕, 施东海, 邢岩, 徐尔东, 周圆圆, 殷亚东 申请人:太平洋水处理工程有限公司