一种微污染水源水净化系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种微污染水源水净化系统，包括原水池、曝气生物滤池、超滤膜装置和清水池；原水池通过进水管与曝气生物滤池连通，该进水管上设置有原水泵，在原水泵与原水池之间的进水管上连通有高锰酸钾溶液投加装置；曝气生物滤池中设置有填料层，填料层上、下部的曝气生物滤池分别构成出水区和进水曝气区；进水曝气区与进水管连通；进水曝气区还连通有曝气装置；出水区通过曝滤连接管与超滤膜装置的下部连通；曝滤连接管上设置有加压泵，在出水区与加压泵之间的曝滤连接管上还连通有混凝剂投加装置；超滤膜装置为柱状外压式膜组件，其顶部通过出水管与清水池连通。本实用新型具有水质净化效果好、系统稳定性高、使用寿命长等优点。
【专利说明】
一种微污染水源水净化系统
技术领域
[0001]本实用新型属于水处理技术领域，具体涉及一种微污染水源水净化系统。【背景技术】
[0002]中国是一个中度缺水的国家，同时面临着资源性缺水、水质性缺水、工程性缺水。 面对形式严峻的水环境，部分水厂尤其是城镇农村水厂面临着不得不选择微污染水体作为水源水的困境。
[0003]面对微污染水源水和日益严格的饮用水卫生标准，常规净水工艺显得力不从心。 常规净水工艺对悬浮物、胶体颗粒和细菌等具有较好的处理效果，但对于氨氮和有机污染物含量较高的微污染水源水则处理效果有限，难以保证出水水质的安全稳定。目前国内大多数水厂采用折点氯化的方法来控制出厂水中的氨氮浓度，但由此产生的大量有机卤化物又导致水质安全性下降。
[0004]膜技术被誉为21世纪最有前途的水处理技术之一，以超滤膜技术为核心的工艺作为微污染地表水处理的一项新技术引起了人们的广泛关注。超滤膜能有效截留水中颗粒物，使出水浊度降低至0.1NTU以下，并能去除大分子有机物及绝大部分藻类、水蚤、红虫、 蓝氏贾第虫和隐孢子虫、细菌甚至病毒等微生物。但是，单独超滤对溶解性有机物的去除能力有限，特别是对小分子有机物和氨氮等污染物成分的去除能力有限。现有的以超滤膜技术为核心的组合工艺难以解决有机物、重金属等污染物对膜的污染问题。一方面，严重的膜污染缩短了超滤膜的使用寿命;另一方面，为了清除膜污染需要频发的化学清洗，增加了水厂的运行管理费用。膜污染问题一直阻碍着超滤膜的广泛应用。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种水质净化效果好、系统稳定性高、使用寿命长且造价低的微污染水源水净化系统。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0007]—种微污染水源水净化系统，包括原水池、曝气生物滤池、超滤膜装置和清水池； 所述的原水池通过进水管与曝气生物滤池连通，所述的进水管上设置有用于将水栗入所述曝气生物滤池的原水栗，在所述原水栗与所述原水池之间的进水管上连通有高锰酸钾溶液投加装置;所述的曝气生物滤池中设置有填料层，填料层上、下部的曝气生物滤池分别构成出水区和进水曝气区；所述的进水曝气区与所述的进水管连通;所述的进水曝气区还连通有用于通入氧气的曝气装置;所述的出水区通过曝滤连接管与所述超滤膜装置的下部连通;所述的曝滤连接管上设置有加压栗，在所述出水区与所述加压栗之间的曝滤连接管上还连通有混凝剂投加装置;所述超滤膜装置为柱状外压式膜组件;该超滤膜装置顶部通过出水管与所述的清水池连通。
[0008]进一步，在所述的曝滤连接管上连通有中间水箱，该中间水箱将所述的曝滤连接管分为曝生排水管和超滤进水管;所述中间水箱的上部通过所述曝生排水管与所述出水区连通，所述中间水箱的下部通过所述超滤进水管与所述超滤膜装置的下部连通;所述的加压栗设置在所述超滤进水管上，所述的混凝剂投加装置连通于所述加压栗与所述中间水箱之间的所述超滤进水管上。
[0009]进一步，所述曝气装置为曝气鼓风机，该曝气鼓风机通过管道与所述的进水曝气区连通。
[0010]进一步，所述的清水池与所述的进水曝气区之间还连通有曝生反冲洗管，该曝生反冲洗管上设置有曝气生物池反冲洗栗，用于将清水池中的水栗入所述曝气生物滤池以进行反冲洗。
[0011]进一步，所述的清水池与所述的超滤膜装置下部之间还连通有超滤反冲洗管，该超滤反冲洗管上设置有超滤反冲洗栗，用于将清水池中的水栗入所述超滤膜装置以进行反冲洗;所述的超滤膜装置的底部连通有鼓风机。
[0012]进一步，所述填料层的填料为陶粒或沸石。
[0013]进一步，所述的超滤膜装置为外压式;所述的超滤膜的材料为聚偏氟乙烯，其公称孔径为0.01微米，单位膜通量为30?100 L/m2.h。[〇〇14]进一步，所述的进水管、出水管、曝生排水管、超滤进水管、曝生反冲洗管和超滤反冲洗管上均设置有阀门。
[0015]与现有的技术相比，本实用新型具有如下有益效果:
[0016]1、本实用新型将曝气生物滤池和超滤有机结合，由于曝气生物滤池对原水悬浮物和浊度的截留，即使在原水浊度较高的情况下超滤膜系统也能稳定运行;克服了超滤膜不能有效去除小分子有机物和氨氮的缺点，缓解膜污染问题;可以解决生物处理带来的出水微生物风险。[〇〇17]2、利用高锰酸钾预氧化，改善原水可生化性，从而提高曝气生物滤池对有机物、氨氮的去除效果，使整个系统有能力应对季节性高污染水源水；同时改善混凝效果，提高超滤膜对污染物的去除。选用高锰酸钾作为预氧化剂，避免了臭氧预氧化产生溴酸盐、氯预氧化衍生“三致”产物带来的风险。
[0018]3、本实用新型采用在线混凝技术，明显提高了超滤膜对氨氮、有机物的去除效果， 同时不必建设混凝反应池和沉淀池，工程造价低，占地面积小。
[0019]4、本实用新型采用柱状外压超滤膜装置，有效提高单位膜通量，降低了初始投资； 柱式组件更换方便，便于运行管理;此外，柱式膜组件更加降低了颗粒物和微生物泄漏风险。
[0020]5、化学预氧化、生物预处理与混凝联合预处理工艺互补互助，大大减轻对超滤膜的污染，大大降低了物理清洗和化学清洗的频率，使系统能够维持在一个较高的比流量下长期稳定运行;能够有效应对原水浊度、有机物和氨氮等污染物的突变，抗冲击能力强。【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的结构示意图。[〇〇22]附图中:1—原水池；11—进水管；12—原水栗；13—高锰酸钾溶液投加装置;2—曝气生物滤池;20—填料层;21—出水区；22—进水曝气区；23—曝生排水管；24—曝气鼓风机;3—超滤膜装置;30—加压栗;31 —超滤进水管;32—混凝剂投加装置;33—出水管;4 一中间水箱;5—清水池;61—曝生反冲洗管;62—曝气生物池反冲洗栗;63—超滤反冲洗管； 64—超滤反冲洗栗;65—鼓风机。【具体实施方式】
[0023]下面结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0024]—种微污染水源水净化系统，包括原水池1、曝气生物滤池2、超滤膜装置3和清水池5;所述的原水池1通过进水管11与曝气生物滤池2连通，所述的进水管11上设置有用于将水栗入所述曝气生物滤池2的原水栗12,在所述原水栗12与所述原水池1之间的进水管11上连通有高锰酸钾溶液投加装置13;所述的曝气生物滤池2中设置有填料层20,填料层20上、 下部的曝气生物滤池2分别构成出水区21和进水曝气区22;所述的进水曝气区22与所述的进水管11连通;所述的进水曝气区22还连通有用于通入氧气的曝气装置;所述的出水区21 通过曝滤连接管与所述超滤膜装置3的下部连通;所述的曝滤连接管上设置有加压栗30，在所述出水区21与所述加压栗30之间的曝滤连接管上还连通有混凝剂投加装置32;所述超滤膜装置3为柱状外压式膜组件;该超滤膜装置3的顶部通过出水管33与所述的清水池5连通。
[0025]在实际使用中，将微污染水源水引入原水池1作为原水，原水在原水栗12作用下进入进水管11中，在加入的高锰酸钾溶液的氧化作用下进行预氧化，从而改善原水可生化性以提高曝气生物滤池2对有机物、氨氮的去除效果，使整个系统有能力应对季节性高污染水源水。经过预氧化的原水流入曝气生物滤池2,曝气生物滤池2对其中的部分有机物进行生物分解的同时，将其中的悬浮物截留下来，初步去除浊度，以保证在原水浊度较高的情况下超滤膜系统的稳定运行，有效克服了超滤膜不能有效去除小分子有机物和氨氮的缺点，缓解膜污染问题。然后将经生物处理的水在加压栗30的作用下流向超滤膜装置3,在管道中与混凝剂(絮凝剂)充分混合产生絮凝反应，不去除矾花，直接进入超滤膜进行过滤，充分利用其对颗粒物和微生物的过滤作用，以解决生物处理带来的出水微生物风险。
[0026]另外，为了节省成本，本实用新型所述的高锰酸钾溶液投加装置13和混凝剂投加装置32均可为底部开口罐体，在开口处设置连接管与主管道连通，为了控制加药量，还应当在连接管上设置控制阀门和流量计。
[0027]作为优化，在所述的曝滤连接管上连通有中间水箱4,该中间水箱4将所述的曝滤连接管分为曝生排水管23和超滤进水管31;所述中间水箱4的上部通过所述曝生排水管23 与所述出水区21连通，所述中间水箱4的下部通过所述超滤进水管31与所述超滤膜装置3的下部连通;所述的加压栗30设置在所述超滤进水管31上，所述的混凝剂投加装置32连通于所述加压栗30与所述中间水箱4之间的所述超滤进水管31上。增加中间水箱4,中间水箱4保持水位恒定，以控制超滤膜装置3进水流量稳定，以保证超滤膜装置3的正常运行。[〇〇28]作为优化，所述曝气装置为曝气鼓风机24,该曝气鼓风机24通过管道与所述的进水曝气区22连通。曝气装置采用价格较为低廉的鼓风机能有效地降低成本。
[0029]作为优化，所述的清水池5与所述的进水曝气区22之间还连通有曝生反冲洗管61， 该曝生反冲洗管61上设置有曝气生物池反冲洗栗6，用于将清水池5中的水栗入所述曝气生物滤池2以进行反冲洗。适时地用清水对曝气生物滤池2进行反冲洗能有效地清除淤积的杂质，提高系统的运行稳定性，保证出水水质。
[0030]作为优化，所述的清水池5与所述的超滤膜装置3下部之间还连通有超滤反冲洗管63,该超滤反冲洗管63上设置有超滤反冲洗栗64,所述的超滤膜装置3的底部连通有鼓风机 65。每隔30?60min开启超滤反冲洗栗64和鼓风机65,利用清水和空气对超滤膜装置3进行气水反冲洗能有效地清除淤积的杂质，能延长超滤膜的使用寿命，提高系统的运行稳定性， 保证出水水质。[〇〇31]作为优化，所述填料层20的填料为陶粒或沸石，这些材料的孔隙率和比表面积适中，有利于具有净水作用的菌群生长并形成生物膜。
[0032]作为优化，所述的超滤膜装置3为外压式;所述的超滤膜的材料为聚偏氟乙烯，其公称孔径为0.01微米，单位膜通量为30?100 L/m2.h。
[0033]作为优化，所述的混凝剂投加装置32中装有的混凝剂为聚合氯化铝或聚合氯化铝铁。混凝剂采用这些常用的高效絮凝剂，可以有效地去除杂质，达到良好的净水效果。[〇〇34]作为优化，所述的进水管11、出水管33、曝生排水管23、超滤进水管31、曝生反冲洗管61和超滤反冲洗管63上均设置有阀门，用于止流或控制系统中各部分的水量。
[0035]本实用新型将化学预氧化、生物反应、滤料截留、微絮凝与超滤膜有机结合，协同作用处理微污染水体，各扬其所长避其所短，从而有效地提高的系统整体运行的稳定性、延长了使用寿命，有效地保证了出水水质。
[0036]本实用新型的上述实施例仅仅是为说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
【主权项】
1.一种微污染水源水净化系统，其特征在于，包括原水池、曝气生物滤池、超滤膜装置 和清水池;所述的原水池通过进水管与曝气生物滤池连通，所述的进水管上设置有用于将 水栗入所述曝气生物滤池的原水栗，在所述原水栗与所述原水池之间的进水管上连通有高 锰酸钾溶液投加装置；所述的曝气生物滤池中设置有填料层，填料层上、下部的曝气生物滤池分别构成出水 区和进水曝气区；所述的进水曝气区与所述的进水管连通;所述的进水曝气区还连通有用 于通入氧气的曝气装置;所述的出水区通过曝滤连接管与所述超滤膜装置的下部连通;所 述的曝滤连接管上设置有加压栗，在所述出水区与所述加压栗之间的曝滤连接管上还连通 有混凝剂投加装置；所述超滤膜装置为柱状外压式膜组件;该超滤膜装置顶部通过出水管与所述的清水池 连通。2.根据权利要求1所述的微污染水源水净化系统，其特征在于，在所述的曝滤连接管上 连通有中间水箱，该中间水箱将所述的曝滤连接管分为曝生排水管和超滤进水管;所述中 间水箱的上部通过所述曝生排水管与所述出水区连通，所述中间水箱的下部通过所述超滤 进水管与所述超滤膜装置的下部连通;所述的加压栗设置在所述超滤进水管上，所述的混 凝剂投加装置连通于所述加压栗与所述中间水箱之间的所述超滤进水管上。3.根据权利要求1所述的微污染水源水净化系统，其特征在于，所述曝气装置为曝气鼓 风机，该曝气鼓风机通过管道与所述的进水曝气区连通。4.根据权利要求2所述的微污染水源水净化系统，其特征在于，所述的清水池与所述的 进水曝气区之间还连通有曝生反冲洗管，该曝生反冲洗管上设置有曝气生物池反冲洗栗， 用于将清水池中的水栗入所述曝气生物滤池以进行反冲洗。5.根据权利要求4所述的微污染水源水净化系统，其特征在于，所述的清水池与所述的 超滤膜装置下部之间还连通有超滤反冲洗管，该超滤反冲洗管上设置有超滤反冲洗栗，用 于将清水池中的水栗入所述超滤膜装置以进行反冲洗;所述的超滤膜装置的底部连通有鼓 风机。6.根据权利要求1所述的微污染水源水净化系统，其特征在于，所述填料层的填料为陶 粒或沸石。7.根据权利要求1所述的微污染水源水净化系统，其特征在于，所述的超滤膜装置为外 压式;所述的超滤膜的材料为聚偏氟乙烯，其公称孔径为0.01微米，单位膜通量为30?100 L/m2.h〇8.根据权利要求7所述的微污染水源水净化系统，其特征在于，所述的进水管、出水管、 曝生排水管、超滤进水管、曝生反冲洗管和超滤反冲洗管上均设置有阀门。
【文档编号】C02F9/14GK205603429SQ201620431673
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】郭劲松, 黄光丁, 何靖, 郑茜, 陈猷鹏
【申请人】中国科学院重庆绿色智能技术研究院