一种基于陶瓷膜自来水厂用处理自来水的系统及工艺

1.本发明涉及自来水处理领域，具体为一种基于陶瓷膜自来水厂用处理自来水的系统及工艺。


背景技术：

2.水是重要的自然资源，同时也是一种经济资源，是人们生产、生活不可或缺的组成部分。自来水厂是提供居民用水的直接来源，将不可直接饮用的水资源转化为可饮用水的关键是给水处理技术。当前，我国大多数给水厂采用常规处理工艺，其主要的工序包括混凝+沉淀+过滤+臭氧活性炭(或超滤+反渗透)+消毒，净水工艺采用单一的混凝剂，成分包括硫酸铝和聚合氯化铝等，有着较高的药剂成本，大、中型水厂的沉淀构筑物为平流式沉淀池，占地面积大，停留时间长，滤池也采用普通快滤池或者虹吸滤池，有生物泄漏风险，过滤效果也与水厂生产管理相关。消毒剂大多采用氯气消毒，部分乡、镇给水厂还在使用消毒片剂进行消毒。
3.水资源的污染问题不容忽视，由于传统的净水工艺对于一些新的水质问题的处理尚不足，也无法适应现今社会发展的需要，因此，针对地表水源，采用基于陶瓷膜的短流程工艺以取代混凝+沉淀+过滤+臭氧活性炭(或超滤+反渗透)+消毒的常规给水处理工艺。工艺流程更短，处理效率更高，臭氧溶气经过压力式炭砂预处理区，能够发挥臭氧氧化对色度、嗅味物质、藻类、有机物等的去除优势，配合陶瓷膜的过滤能力，对于水质变化有较强的适应性，同时可以减少水厂运行维护成本，确保饮用水安全。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中的不足，本发明提供一种基于陶瓷膜自来水厂用处理自来水的系统及工艺，工艺流程短，处理效率高减少水厂运行维护成本。
5.本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种基于陶瓷膜自来水厂用处理自来水的系统，包括臭氧发生器，所述臭氧发生器通过气体管连接臭氧溶气区，所述臭氧溶气区连接压力式炭砂预处理区，所述压力式炭砂预处理区连接陶瓷膜过滤区，所述陶瓷膜过滤区连接清水区。
6.所述臭氧溶气区包括溶气泵/其他溶气装置，所述溶气泵/其他溶气装置连接进水管和压力式炭砂预处理区，所述进水管上设置流量计。
7.所述压力式炭砂预处理区包括反应箱，所述反应箱连通进水阀和排水阀，所述反应箱内部底端设置配水系统，所述配水系统顶端设置砂层，所述砂层顶端设置炭层，所述反应箱顶端设置集水器，所述反应箱连通放气阀、出水阀、压力表和水位计。
8.所述陶瓷膜过滤区包括过滤箱，所述过滤箱内部设置陶瓷微滤膜，所述过滤箱连接排水阀、出水阀a、压力表a、进水阀a、放气阀和水冲阀。
9.还包括尾气破坏装置，所述臭氧溶气区、压力式炭砂预处理区、陶瓷膜过滤区均与尾气破坏装置连接。
10.所述压力式炭砂预处理区连接压力式炭砂预处理区反冲洗单元。
11.所述陶瓷膜过滤区连接陶瓷膜过滤区反冲洗单元。
12.一种基于陶瓷膜自来水厂用处理自来水的工艺，包括以下步骤：
13.s1根据流量计算臭氧需求量(所需臭氧量g/h＝1.06系数
×
臭氧投加量g/m3×
水量m3/h)，开启臭氧流量计并调整参数；
14.s2打开陶瓷膜过滤区的进水阀a、出水阀a、减压阀和压力表a；
15.s3开始进水，打开尾气破坏装置和臭氧发生器；
16.s4运行溶气泵/其他溶气装置；
17.s5每2
‑
5h检测一次压力式炭砂预处理装置的出水浊度，出水浊度高于1ntu时需进行反冲洗；
18.s6处理后的水进入清水区，对清水区出水根据水质要求补氯；
19.s7反冲洗压力式炭砂预处理区；
20.s8反冲洗陶瓷膜过滤区。
21.压力式炭砂预处理区的出水浊度超过1ntu时，或压力式炭砂预处理区已连续运行24
‑
48h，压力式炭砂预处理区须进行反冲洗，压力式炭砂预处理区反冲洗包括以下步骤：
22.s1关闭待冲洗压力式炭砂预处理区的进水阀，关闭压力式炭砂预处理区的出水阀，打开压力式炭砂预处理区的排水阀；
23.s2调整设置在压力式炭砂预处理区的三通阀，接通压力式炭砂预处理区反冲洗单元，运行压力式炭砂预处理区反冲洗单元，开始反冲洗操作；
24.s3反冲洗结束后，停运压力式炭砂预处理区反冲洗单元，调整压力式炭砂预处理区的三通阀，断开与压力式炭砂预处理区反冲洗单元连接；
25.s4关闭压力式炭砂预处理区的排水阀，打开出水阀，打开压力式炭砂预处理区的进水阀。
26.反冲洗陶瓷膜过滤区包括以下步骤：
27.s1相同压力下滤出水量有明显降低时开始反冲洗，关闭陶瓷膜过滤区的进水阀a和出水阀a；
28.s2打开陶瓷膜过滤区的水冲阀和排水阀，运行陶瓷膜过滤区反冲洗单元；
29.s3反冲洗结束后，停运陶瓷膜过滤区反冲洗单元，关闭陶瓷膜过滤区的水冲阀和排水阀。
30.对比现有技术，本发明的有益效果在于：
31.1、在臭氧溶气区，采用臭氧流量计控制臭氧的流量配比，通过溶气泵/其它溶气装置将臭氧溶解到进水当中，直接氧化水中有机物；
32.2、在压力式炭砂预处理区，砂层和炭层对臭氧气泡产生切割作用，进水端砂层作为初过滤及臭氧反应区，其后的炭层吸附经臭氧氧化后的小分子有机物，能够发挥臭氧氧化，对色度、嗅味物质、藻类、有机物等的去除具有很大的优势；
33.3、陶瓷膜过滤区，兼有膜过滤及臭氧高级氧化功能，产生更细小臭氧微气泡，进一步去除水中ss、藻类、微生物等；
34.4、清水区具有普通清水池调节功能，可以作为余臭氧的反应区及加氯消毒区，通过调节静置的时间，将水中残余臭氧挥发和分解掉，根据要求补氯，达到饮用水水质要求；
35.5、系统产生的余臭氧通入清水区，反应后若有残余，通过尾气破坏装置，将多余臭氧进入尾气破坏器分解破坏，避免对环境造成污染；
附图说明
36.附图1是本发明的工艺流程图；
37.附图2是本发明压力式炭砂预处理区装置结构示意图；
38.附图3式本发明陶瓷膜过滤区装置结构示意图。
39.附图中所示标号：
40.1、反应箱；2、进水阀；3、排水阀；4、配水系统；5、砂层；6、炭层；7、放气阀；8、出水阀；9、压力表；10、水位计；11、集水器；12、过滤箱；13、陶瓷微滤膜；14、排水阀a；15、出水阀a；16、压力表a；17、进水阀a；18、放气阀；19、水冲阀。
具体实施方式
41.下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所限定的范围。
42.所述进水管连接超越管线，所述进水管线设置两条分支，一条连接压力式炭砂预处理区，另一条连接臭氧溶气区，并通过超越管线上的闸阀控制超越管线的开关，可以根据进水水质情况，超越部分处理区域，形成多种工艺形式，以节省自来水的处理时间，提高工作效率，且能够使系统适用于不同水质的处理。
43.实施例一：
44.超越管线不开启，形成臭氧+压力式炭砂预处理+陶瓷膜过滤的工艺形式。
45.包括以下步骤：
46.s1根据流量计算臭氧需求量(所需臭氧量g/h＝1.06系数
×
臭氧投加量g/m3×
水量m3/h)，开启臭氧流量计并调整参数；
47.s2打开陶瓷膜过滤区的进水阀a17、出水阀a15、减压阀和压力表a16，陶瓷膜过滤区，兼有膜过滤及臭氧高级氧化功能，产生更细小臭氧微气泡，进一步去除水中ss、藻类、微生物等；
48.s3开始进水，打开尾气破坏装置和臭氧发生器；
49.s4运行溶气泵/其他溶气装置；
50.s5每2
‑
5h检测一次压力式炭砂预处理装置的出水浊度、ph值，砂层和炭层对臭氧气泡产生切割作用，进水端砂层作为初过滤及臭氧反应区，其后的炭层吸附经臭氧氧化后的小分子有机物，能够发挥臭氧氧化对色度、嗅味物质、藻类、有机物等的去除优势；
51.s6处理后的水进入清水区，通过调节静置的时间，将水中残余臭氧挥发和分解掉，根据水质要求补氯，达到饮用水水质要求。
52.压力式炭砂预处理区的出水浊度超过1ntu时，或压力式炭砂预处理区已连续运行24
‑
48h，压力式炭砂预处理区须进行反冲洗，压力式炭砂预处理区反冲洗包括以下步骤：
53.s1关闭待冲洗压力式炭砂预处理区的进水阀2，关闭压力式炭砂预处理区的出水阀8，打开压力式炭砂预处理区的排水阀3；
54.s2调整设置在压力式炭砂预处理区的三通阀，接通压力式炭砂预处理区反冲洗单元，运行压力式炭砂预处理区反冲洗单元，开始反冲洗操作；
55.s3反冲洗结束后，停运压力式炭砂预处理区反冲洗单元，调整压力式炭砂预处理区的三通阀，断开与压力式炭砂预处理区反冲洗单元连接；
56.s4关闭压力式炭砂预处理区的排水阀3，打开出水阀8，打开压力式炭砂预处理区的进水阀2。
57.反冲洗陶瓷膜过滤区包括以下步骤：
58.s1相同压力下滤出水量有明显降低时开始反冲洗，关闭陶瓷膜过滤区的进水阀a17和出水阀a15；
59.s2打开陶瓷膜过滤区的水冲阀19和排水阀14，运行陶瓷膜过滤区反冲洗单元；
60.s3反冲洗结束后，停运陶瓷膜过滤区反冲洗单元，关闭陶瓷膜过滤区的水冲阀19和排水阀14。
61.实施例二：
62.超越压力式炭砂预处理区，形成臭氧+陶瓷膜过滤工艺。
63.试试例三：
64.超越臭氧溶气区、压力式炭砂预处理区，形成陶瓷膜过滤工艺。
65.实施例四：
66.所述溶气泵/其他溶气装置前端设置絮凝剂加药口，清水区设置补氯加药口，根据处理后的水质情况与《生活饮用水卫生标准》(gb5749－2006)来判定加药量，无需提前进行加药，使本系统具有少加药及不加药的特点。
67.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能。