一种净水处理系统及方法与流程

1.本发明涉及净水处理技术领域，具体涉及一种净水处理系统及方法。


背景技术：

2.随着我国城市化和工农业的快速发展，土壤污染现象较为普遍，导致地下水源存在被各种微量有机污染物污染的风险；目前净水厂、处理设备采用传统处理工艺或臭氧活性炭工艺对如ppcps(全称是“pharmaceutical and personal care products”)等微量难降解有机物处理，但去除效果极其有限。
3.高级氧化技术又称做深度氧化技术，以产生具有强氧化能力的羟基自由基(
·
oh)为特点，根据产生自由基的方式和反应条件的不同，可将其分为光化学氧化、催化湿式氧化、声化学氧化、臭氧氧化、电化学氧化、fenton氧化等。其中，光化学氧化法之一的紫外/双氧水(uv/h2o2)氧化法在安全性和运行成本等方面具有应用优势，已具有成功的工程实践。
4.然而，将紫外/双氧水(uv/h2o2)氧化法应用于含有铁锰水源的水处理过程中，存在如下问题：1)铁锰元素会加速紫外灯管表面的结垢，大大降低水处理效率；2)根据高级氧化原理，投加的过量h2o2需要淬灭，例如通过活性炭柱的方式；无论何种淬灭方式均需要额外增加工艺流程，增加投资和运行成本，尤其对于小规模处理或地下水就地处理装置来说，十分不便，限制了其大量的应用。
5.因此，需要一种在保证出水水质的前提下，提高紫外/双氧水高级氧化处理效率、降低运行成本的处理系统。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题在于克服现有的水处理系统在运用紫外/双氧水(uv/h2o2)氧化法处理水时，铁锰会加速紫外灯管表面的结垢、降低水处理效率，投加的过量h2o2需要额外工艺流程进行淬灭，而导致成本高以及工艺复杂的缺陷，从而提供一种基于净水处理系统及方法。
7.本发明是通过以下技术方案来解决上述技术问题的：
8.一种净水处理系统，其包括锰砂过滤单元，出水调节单元和高级氧化单元；
9.所述出水调节单元上设置有出水调节单元进水口、第一出水口和第二出水口；
10.所述高级氧化单元包括紫外反应装置；所述紫外反应装置上设有过氧化氢投入口；
11.所述锰砂过滤单元上的出水口与所述出水调节单元进水口连接；
12.所述第一出水口与所述紫外反应装置上的进水口连接；
13.所述第二出水口用于排出最终出水；
14.所述高级氧化单元上的出水口与所述锰砂过滤单元上的进水口连接。
15.本发明中，较佳地，所述净水处理系统还包括反冲洗单元，用于反冲洗所述锰砂过滤单元。
16.其中，较佳地，所述反冲洗单元包括反冲洗水泵与空气加压装置；所述反冲洗水泵的出口经过反冲洗水管道与所述锰砂过滤单元连接，所述空气加压装置经过反冲洗气管道与所述锰砂过滤单元连接。
17.所述反冲洗水泵的入口较佳地与所述出水调节单元上设有的第三出水口连接。
18.所述空气加压装置可为本领域常规，例如可为反冲洗空压机和/或反冲洗鼓风机。
19.本发明中，较佳地，所述锰砂过滤单元包括过滤层，所述过滤层自而下依次设置有石英砂层和锰砂层。
20.其中，所述锰砂过滤单元还可包括过滤池，所述过滤池设置有若干个过滤格，所述过滤格中设有所述过滤层。
21.本发明中，较佳地，所述锰砂过滤单元还依次连接有集水槽与排水槽，用于收集、排放废水。
22.本发明中，所述锰砂过滤单元上的进水口一般连接有一进水管道或者进水渠道。
23.本发明中，较佳地，所述第一出水口经过一变频水泵与所述紫外反应装置上的进水口连接。
24.本发明中，所述第二出水口一般连接有一出水管道。
25.本发明中，所述高级氧化单元还可包括过氧化氢存储装置，所述过氧化氢存储装置用于向所述紫外反应装置投加过氧化氢。
26.其中，较佳地，所述锰砂过滤单元上的进水口经过第一管道与所述紫外反应装置上的进水口连接，所述过氧化氢存储装置的出口与所述第一管道连通。
27.其中，较佳地，所述过氧化氢存储装置的出口经过一第二管道与所述过氧化氢投入口连接。
28.本发明中，较佳地，所述净水处理系统较佳地分上下两层设置，所述锰砂过滤单元设于上层空间中，所述出水调节单元设于下层空间中、且所述高级氧化单元设于所述出水调节单元的一侧。
29.其中，更佳地，当所述高级氧化单元包括过氧化氢存储装置时，所述高级氧化单元中的所述紫外反应装置设于所述出水调节单元的一侧；所述过氧化氢存储装置设于与所述紫外反应装置垂直对应的上层空间中。
30.其中，较佳地，当所述净水处理系统包括反冲洗单元、且所述反冲洗单元包括反冲洗水泵与空气加压装置时，所述反冲洗水泵设于下层空间中、且设于所述出水调节单元的另一侧；所述空气加压装置设于与所述反冲洗水泵垂直对应的上层空间中。
31.其中，较佳地，当所述锰砂过滤单元依次连接有集水槽与排水槽时，所述集水槽与所述排水槽垂直设于所述锰砂过滤单元的下方、且位于上层空间中。
32.本发明还提供一种净水处理方法，其包括如下步骤：将待处理的水源由所述锰砂过滤单元的进水口通入，经过所述出水调节单元进入所述紫外反应装置，并向所述紫外反应装置中投加过氧化氢进行氧化处理；再将经所述氧化处理的水由所述紫外反应装置的出水口输出、通入所述锰砂过滤单元中，最终出水由所述第二出水口排出即可。
33.本发明的积极进步效果在于：
34.1)将锰砂过滤单元与高级氧化单元进行结合，避免了地下水中铁锰对紫外灯管外表面结垢的影响；
35.2)本技术的净水系统能够经济、高效的淬灭残余高级氧化后的过氧化氢，无需增加额外的工艺流程(如活性炭等)，同时，在淬灭过程中产生的氧气可增加原水溶解氧，促进原水中铁锰的接触氧化反应，提高效率的同时实现残余物利用，形成协同效应；
36.3)在本技术较优的方案中，通过净水系统的上下层设置，解决了反冲洗单元、高级氧化单元等的协调问题，有利于组合工艺的紧凑布置，节省用地；
37.4)在本技术较优的方案中，通过变频泵的设置，克服了紫外反应装置的水头损失；同时，根据原水水质的变化，可以调节需进行高级氧化的水量，降低运行成本。
附图说明
38.图1为本发明实施例2中净水处理方法的流程示意图。
39.图2为本发明实施例1中净水处理系统的上层空间平面布置俯视示意图。
40.图3为本发明实施例1中净水处理系统的下层空间平面布置俯视示意图。
41.图4为图2中沿a-a线的剖面图(左视)。
42.图5为图2中沿b-b线的剖面图(正视)。
43.其中，1锰砂过滤单元，101石英砂层，102锰砂层，103滤格，2出水调节单元，3高级氧化单元，4反冲洗单元，401反冲洗水泵，402反冲洗鼓风机，403反冲洗空压机，5进水管道，6集水槽，7排水槽，8变频水泵，9紫外反应装置，901过氧化氢投入口，10过氧化氢存储装置，11出水管道。
具体实施方式
44.下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
45.实施例1净水处理系统
46.如图2和图3所示的净水处理系统，其包括锰砂过滤单元1，出水调节单元2，高级氧化单元3和反冲洗单元4；出水调节单元2上设置有出水调节单元进水口、第一出水口和第二出水口；高级氧化单元3包括紫外反应装置9和过氧化氢存储装置10；紫外反应装置9上设有过氧化氢投入口901；锰砂过滤单元1上的出水口与出水调节单元进水口连接；第一出水口与紫外反应装置9上的进水口连接；第二出水口用于排出最终出水；高级氧化单元3上的出水口与锰砂过滤单元1上的进水口连接。
47.本实施例中，净水处理系统分上下两层设置(图2为净水系统的上层空间，图3为净水系统的下层空间)，锰砂过滤单元1设于上层空间中，出水调节单元2设于下层空间中、且紫外反应装置9设于出水调节单元2的一侧；过氧化氢存储装置10设于与紫外反应装置9垂直对应的上层空间中。锰砂过滤单元1过滤后的水通过管路系统进入下层的出水调单元2中。
48.本实施例中，如图4所示，反冲洗单元4包括反冲洗水泵401与空气加压装置，反冲洗单元4用于反冲洗锰砂过滤单元1，反冲洗水泵401的出口经过反冲洗水管道与锰砂过滤单元1连接，反冲洗水泵的入口与出水调节单元上设有的第三出水口连接；空气加压装置经过反冲洗气管道与锰砂过滤单元1连接，其用于滤池系统的气冲。反冲洗水泵401设于下层
空间中、且设于出水调节单元2的另一侧；空气加压装置包括反冲洗鼓风机402和反冲洗空压机403，反冲洗鼓风机402和反冲洗空压机403设于与反冲洗水泵401垂直对应的上层空间中。
49.本实施例中，如图5所示，锰砂过滤单元1依次连接有集水槽6与排水槽7，集水槽6与排水槽7垂直设于锰砂过滤单元1的下方、且位于上层空间中；集水槽6与排水槽7用于收集、排放废水。反冲洗时，滤格103停止进水，从集水槽6和排水槽7收集水、并进入排水系统。
50.本实施例中，锰砂过滤单元1包括过滤层和过滤池，过滤层自而下依次设置有石英砂层101和锰砂层102；过滤池设置有若干个过滤格103，过滤格103中设有过滤层。过滤层分别用于截留悬浮物、铁锰及过量过氧化氢的去除。
51.本实施例中，锰砂过滤单元1上的进水口连接有一进水管道5；第一出水口经过一变频水泵8与紫外反应装置9上的进水口连接；第二出水口连接有一出水管道11。
52.本实施例中，锰砂过滤单元1上的进水口经过一管道与紫外反应装置9上的进水口连接，过氧化氢存储装置10的出口与管道连通，由过氧化氢投入口901加入过氧化氢。
53.本实施例的净水系统，消除了地下水中铁锰对紫外反应器的影响，同时锰砂过滤单元中的二氧化锰成分可经济、高效的淬灭残余的过氧化氢，无需增加额外的工艺流程(如活性炭等)，同时，在淬灭过程中产生的氧气可增加原水溶解氧，促进原水中铁锰的接触氧化反应，提高效率的同时实现残余物利用，形成协同效应；通过上下层设置出水调节单元、反冲洗单元和高级氧化单元，有利于组合工艺的紧凑布置，节省用地；通过变频水泵的设置，克服了紫外反应装置产生的水头损失，解决流程问题。
54.实施例2净水处理方法
55.如图1所示，采用实施例1中的净水处理系统进行净水处理，其包括如下步骤：将待处理的水源由锰砂过滤单元1的进水口通入，经过出水调节单元2的第一出水口进入紫外反应装置9，由紫外反应装置9上的过氧化氢投入口901投加过氧化氢进行氧化处理；再将经氧化处理的水由紫外反应装置9的出水口输出、再次通入锰砂过滤单元1中，过滤后的水由锰砂过滤单元1的出水口进入出水调节单元2，最终出水由第二出水口排出，表2为过氧化氢淬灭结果(表2中1～7号为各种活性炭，活性炭装填于柱状反应器中，柱状反应器参数如表1所示)，锰砂与活性炭效果相当或者更好。
56.本实施例中，在净水处理的过程中，反冲洗单元4会定期对锰砂过滤单元1进行反冲洗，其中反冲洗水泵对锰砂过滤单元1进行反冲水洗，反冲洗鼓风机402和反冲洗空压机403用于滤池系统的气冲。
57.表1柱状反应器参数
58.空床接触时间4.17min空床流速0.1cm/s碳床高度25cm内径3.2cm外径4cm上下玻璃珠填充7.5cm*2总长度40cm流量48.26ml/min
59.表2过氧化氢淬灭试验结果
[0060][0061]
表2中
“‑”
表示低于检测下限。
[0062]
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。