本发明涉及市政给水处理领域，尤其涉及一种市政给水深度处理系统及方法。
背景技术：
中国人均水资源拥有量仅为世界平均水平的四分之一。我国水资源短缺情况较为严重，根据联合国2008年数据，我国拥有全世界21％的人口，但只占水资源总量的6％，人均水资源量仅为世界人均水平四分之一左右，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。
随着工业发展、城镇化提速以及人口数量的膨胀，我国面临着十分严峻的环境形势。全国主要流域的I～III类水质断面占64.2％，劣V类占17.2％，其中，海河流域为重度污染，黄河、淮河、辽河流域为中度污染。湖泊(水库)富营养化问题仍然突出，56个湖(库)的营养状态监测显示，中度富营养的3个，占5.2％；轻度富营养的10个，占17.2％。
作为市政取水的重要来源，地下水以及地表水污染的风险在加大，目前有些地区自来水的处理技术依然沿用一百年前的传统工艺即“混凝沉淀-过滤-消毒-净化”。经过一百年的世纪洗礼，当代的水质现状与一百年前的水已经截然不同了。传统水处理工艺对降低浑浊度、去除水中悬浮物有较好的净化消毒作用，但不能彻底去除有机污染物、农药、环境内分泌干扰物和藻毒素，致使出厂水时有检出、甚至超标。
技术实现要素：
基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种市政给水深度处理系统及方法，通过物理处理、化学处理与膜分离技术相结合，发挥各自优势，去除水体中污染物，生产出合格的生活饮用水。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明实施例提供一种市政给水深度处理系统，包括：
依次连接的混凝沉淀单元、中间水池、超滤装置、超滤产水池、反渗透装置和混合消毒单元；
所述混凝沉淀单元设有进水管；
所述混凝沉淀单元由顺次连接的混凝池和沉淀池构成，所述混凝池内设有混合搅拌器，所述沉淀池内设有圆形扰流板，该混凝沉淀单元的出水端设置直连至所述混合消毒单元的勾兑水供应管；
第一加药装置，与所述混凝沉淀单元连接；
第二加药装置，与所述反渗透装置连接；
第三加药装置，与所述混合消毒单元连接；
所述混合消毒单元设有出水管。
本发明实施例还提供一种市政给水深度处理方法，采用本发明所述的深度处理系统，包括以下步骤：
所处理的受污染来水进入所述处理系统的絮凝沉淀池进行物化预处理，通过向絮凝沉淀池内投加的絮凝药剂，降低水中悬浮物、部分硬度、胶体以及有机物含量；
所述絮凝沉淀池的出水，经过超滤装置过滤，去除水体中的悬浮物、胶体和病毒类污染物；超滤装置的部分超滤产水通过超滤产水池和增压泵进入反渗透装置脱除溶解盐,并将除盐的盐水与超滤产水混合；
反渗透装置的出水进入混合消毒单元通过加入的杀菌剂和氯消毒剂消毒杀菌后，出水作为产品水输出。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的深度处理系统，通过物理处理、化学处理与膜分离技术相结合，发挥各自优势，达到去除水体中污染物，生产出合格的生活饮用水。上述方法采用有效的组合处理工艺以及膜装置设计，提高水资源利用率，对市政给水深度处理提供技术支持，具有良好的经济效益与社会效益，市场前景广阔。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的深度处理系统示意图。
具体实施方式
下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明实施例提供一种市政给水深度处理系统，是一种以膜分离技术为核心，将物化处理与多种膜分离技术进行组合并对膜装置优化设计的对地表水或地下水进行深度处理的系统，能最终达到生活饮用水标准并提高系统综合回收率，该系统包括：
依次连接的混凝沉淀单元1、中间水池2、超滤装置3、超滤产水池4、反渗透装置5和混合消毒单元6；
所述混凝沉淀单元设有进水管A，所述混凝沉淀单元内设有扰流板，该混凝沉淀单元的出水端设置直连至所述混合消毒单元的勾兑水供应管7；
絮凝剂加药装置8，与所述混凝沉淀单元连接；
阻垢剂加药装置9，与所述反渗透装置连接；
杀菌剂装置和氯消毒加药装置10，与所述混合消毒单元连接；
所述混合消毒单元设有出水管B。
上述深度处理系统中，反渗透装置采用三段式反渗透装置，该三段式反渗透装置的反渗透浓水经管路和循环泵回连至该三段式反渗透装置的第三段膜元件进水口。
上述深度处理系统中，超滤装置采用外压式中空纤维膜元件的错流过滤超滤装置，该超滤装置的错流水回流至该超滤装置进水端。
上述深度处理系统中，混合消毒单元设有超滤出水与反渗透产水混合口，作为该混合消毒单元的进水口。
上述深度处理系统中，超滤产水池内设有增压泵。
上述深度处理系统还包括：。
超滤清洗装置，与所述超滤装置连接；
反渗透清洗装置，与所述反渗透装置连接。
上述深度处理系统中，超滤清洗装置由超滤清洗泵、超滤清洗水箱、次氯酸钠加药装置、电加热器、自动阀门、监控仪表和控制装置连接而成。该超滤清洗装置可采用常用的超滤清洗装置。
本发明实施例还提供一种市政给水深度处理方法，采用上述的深度处理系统，包括以下步骤：
所处理的受污染来水进入所述处理系统的絮凝沉淀池进行物化预处理，通过向絮凝沉淀池内投加的絮凝药剂，降低水中悬浮物、部分硬度、胶体以及有机物含量；
所述絮凝沉淀池的出水，经过超滤装置过滤，去除水体中的悬浮物、胶体和病毒类污染物；超滤装置的部分超滤产水通过超滤产水池和增压泵进入反渗透装置脱除溶解盐,并将除盐的盐水与超滤产水混合；
反渗透装置的出水进入混合消毒单元通过加入的杀菌剂和氯消毒剂消毒杀菌后，出水作为产品水输出。
本发明由作为预处理单元的混凝沉淀单元、作为膜分离单元的超滤装置、超滤产水池和反渗透装置、三个加药单元及混合消毒单元组成，该处理系统的处理方法包括以下步骤：
受污染的来水含有胶体、悬浮物、溶解盐、重金属离子及病菌等有害成分,需进行预处理。
首先将受污染来水送入物化处理单元，该单元主要装置为絮凝沉淀池，通过投加絮凝药剂降低悬浮物以及部分硬度、胶体及有机物含量。
经过物化预处理后的出水，首先经过超滤装置过滤，进一步去除水体中的悬浮物、胶体、病毒等污染物。部分超滤产水通过增压泵进入反渗透系统进一步脱除溶解盐,将除盐水与超滤产水混合，使得最终供水无机盐含量优于生活饮用水标准要求。
通过对反渗透装置进行优化，降低反渗透浓水排水量，提高系统回收率。
本发明的加药单元包括：投加在预处理系统的絮凝剂加药装置，投加在反渗透装置的阻垢剂装置、杀菌剂装置和投加在最终出水的氯消毒装置。
本发明清洗单元包括：用于清洗超滤膜元件的超滤清洗装置和用于清洗反渗透膜元件的膜清洗装置。
本发明的优点为：
(1)通过优化设计的絮凝沉淀池，使水体流动与药剂充分混合，节约药剂的使用，提高出水水质。
(2)超滤装置及反渗透装置均采用压力作为分离动力，设备运行稳定可靠，自动化程度高。
(3)通过采用优化设计的三段式反渗透装置，减少反渗透浓水排放，增强膜系统的安全稳定运行，提高系统综合回收率。
(4)加药单元能根据监控仪表自动调节加药量，节省运行费用。
(5)超滤装置和反渗透装置设备紧凑，节约占地，降低投资费用。
(6)该深度处理系统可以针对不同水质灵活调整运行参数，出水水质优于生活饮用水标准。
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。
如图1所示，本实施例的深度处理系统处理市政给水时，在作为预处理单元的混凝沉淀单元，将配置的絮凝药剂通过投加装置进入作为混合区的混凝池内，通过前混合搅拌器使药液与受污染来水充分混合，通过设置沉淀池进水调节堰板，调节沉淀池进水口水位高度与沉淀池池深比大于0.4。通过沉淀池内设置圆弧形扰流板，改变沉淀池内流态不均的现象。经过充分反应降低悬浮物含量，同时部分去处水体中的胶体、硬度。
经过预处理后的产水进中间水池，通过提升泵进入超滤装置过滤，超滤采用外压式中空纤维膜元件，装置采用错流过滤的形式运行，产水进入超滤产水池。超滤浓水通过管道进入系统总进水，利用沉淀排泥去除浓水侧悬浮物、胶体以及病毒等污染物。
大部分超滤产水进入作为最终产水池的混合消毒单元，小部分超滤产水通过提升泵进入反渗透装置过滤，经过多级预处理后可以确保作为膜脱盐单元的反渗透装置稳定运行。同时反渗透装置采用多段设计，将反渗透浓水通过装置内管路循环，使装置回收率达到85％。反渗透产水进入作为最终产水池的混合消毒单元。
在作为最终产水池的混合消毒单元内两路水源进行充分混合并加氯消毒，使得最终产水低于生活饮用水标准中各项指标，同时满足出水余氯含量要求作为产品水输出。
为保证膜装置的运行稳定与脱盐效果，因此需要投加相应药剂。对于超滤装置，利用压缩空气擦洗与水反洗相结合的工艺恢复超滤膜元件产水量。对于反渗透装置，需要对进水监控ph、ORP、温度等指标，在运行期间根据进水量及氧化还原电位指标投加阻垢剂、还原剂以及杀菌剂。
反渗透装置采用优化的三段式设计，通过装置内设循环泵，将反渗透浓水与三段进水混合，通过调整回流比例优化膜壳内进水流态，既提高了段间膜元件表面流态，又提高综合回收率。
对于超滤装置的运行，通常采用40～60min为一个运行周期。在运行周期里包括了产水、反洗、空气擦洗、正洗等步骤，每个步骤的持续时间可根据运行状况调整。
对于反渗透装置的运行，通常采用连续运行。通过变频器调节给水泵供水量保证膜装置处于恒流运行。膜装置在开机前需用产水连续冲洗，冲洗时间约为3～5min，目的是排除设备内存积水及可能进入的空气。膜装置停机之前需用反渗透产水连续冲洗，时间控制在5～10min，目的是将装置内浓水完全置换。
在反渗透装置前设置保安过滤器，内装过滤精度为5μm的滤芯，用于保护异常情况出现颗粒物导致膜元件损伤。
当超滤装置产水量下降或跨膜压差达到膜元件标准值时，需要运行超滤清洗装置。超滤清洗装置主要由超滤清洗泵、超滤清洗水箱、次氯酸钠加药装置、电加热器、自动阀门及监控仪表组成。清洗采用自控程序完成配药、药液循环清洗、药液排放、冲洗等步序，最终实现超滤装置恢复运行。
当反渗透装置产水量下降或段间压差达到膜元件标准值时，需要运行化学清洗装置。化学清洗装置主要由化学清洗清洗泵、化学清洗清洗水箱、化学清洗清洗保安过滤器、电加热器、手动阀门及监控仪表组成。清洗采用人工配药、药液循环清洗、药液排放、冲洗等步序，最终实现反渗透装置恢复运行。
本发明的处理系统，更加稳定、高效、安全的提供饮用水对现代社会具有极为重要的意义。将物化处理工艺与膜分离技术相结合，通过系统优化与设备设计，实现回收率高、运行费用低、系统运行稳定的特点，帮助市政给水达到安全可靠的目标。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。