CN101549931B

CN101549931B - 一种饮用水的处理工艺

Info

Publication number: CN101549931B
Application number: CN2009100272170A
Authority: CN
Inventors: 任洪强; 陆继来; 丁丽丽; 邹晓玲; 阮晓红
Original assignee: Nanjing University
Current assignee: Nanjing University
Priority date: 2009-05-25
Filing date: 2009-05-25
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2029-05-25
Also published as: CN101549931A

Abstract

本发明公开了一种饮用水的处理工艺，即地表水依次经过滤布转盘过滤器、人工湿地、中间水池和超滤四道处理单元后达到饮用水标准。本发明方法只有三个处理环节，管理维护更为简便，本发明不仅适用于饮用水的处理，同时也适用于工业生产用水的制备或者低污染水的净化。

Description

一种饮用水的处理工艺

技术领域

本发明涉及一种饮用水的处理工艺。

背景技术

饮用水水质与人体健康息息相关。过去因为水源比较清洁，污染较小，水工作者主要的任务是去除水中浊度与细菌病毒。随着经济的发展，我国的水源遭到了不同程度的污染，而且污染成分越来越复杂，已经不是我国自来水厂现有常规处理工艺(混凝、沉淀、过滤和消毒)所能去除的，增加必要的预处理工艺才能制取卫生、安全的饮用水，确保居民身体健康。

现有的微污染水处理工艺一般都在传统饮用水处理工艺(混凝、沉淀、过滤和消毒)上叠加生物接触氧化、活性炭吸附、臭氧氧化等工艺进行处理，流程较长，化学药剂消耗量大，运行成本高，经济性差。新型膜分离技术最近引起了人们的中试，如吕锡武等提出了一种“跌水曝气生物预处理-超滤组合饮用水净化方法”(ZL200610023790.0)，利用生物预处理去除水中的低分子有机物和氨氮，并将其转化为微生物细胞固体，然后通过膜技术去除水中的悬浮物、胶体和细菌。充分发挥了生物处理和膜技术的组合作用。但是该技术仍然存在两个不足，一是春夏季跌水曝气处理过程中容易滋生藻类，死亡藻类会增加了饮用水中溶解性污染物含量，而且不利于系统的正常运行。二是生物接触氧化和膜过滤对于难降解有机物净化效果不足，特别在如松花江事件的事故性污染情况下，对有毒有机物缺乏抵御能力。因此，开发一种流程简洁，低能耗，净化效果好，风险抵御能力强的饮用水处理工艺仍然是当前社会的迫切需求。

人工湿地传统上主要用于污水处理，其水质净化效果好，处理过程不需要动力和药剂消耗。其弱点在于长期运行情况下容易堵塞，影响正常运行。本发明拟将滤布过滤、人工湿地与膜技术结合，开发一种新型高效的饮用水处理工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种流程简单、能耗低、净化能力强且无需投加化学药剂的饮用水的处理工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种饮用水的处理工艺，其特征在于地表水依次经过滤布转盘过滤器、人工湿地、中间水池和超滤四道处理单元后达到饮用水标准。

其中，在地表水体内构建水厂的取水头部，在取水头部内设置滤布转盘过滤器，滤布转盘过滤器浸没于地表水水面以下，滤布转盘过滤器与人工湿地之间连有水泵，水泵通过滤布转盘过滤器抽取地表水提升进入人工湿地。所述滤布转盘过滤器的过滤速度为4～20m³/m².h。转盘过滤器反冲洗时，反冲洗出水直接返回地表水体。

其中，所述人工湿地为垂直流人工湿地。人工湿地的表面负荷在0.2～2m³/m².d之间，优选表面负荷为0.4～1.5m³/m².d。人工湿地的填料为石英砂、无烟煤、煤渣、沸石、砾石、陶粒和土壤中的一种或几种，优选填料为煤渣、沸石、砾石和陶粒中的一种或几种。人工湿地的填料中种植水生植物，优选种植芦苇、菖蒲和鸢尾中的一种或几种，最优选芦苇。在人工湿地植物和微生物的复合作用下得到净化，并通过湿地填料的过滤作用后出水悬浮物会进一步降低。

其中，所述中间水池，其水力停留时间为0.1～2h，优选0.2～0.5h。中间水池，可以与人工湿地合建，也可以与人工湿地分建。待中间水池均衡水量后，通过提升泵直接泵入超滤膜组件。

其中，所述超滤膜材质为聚乙烯、聚偏氟乙烯或者陶瓷膜，截留分子量为15万，超滤可以去除水中残余的少量悬浮物、胶体和细菌等，使超滤出水达到饮用水标准。超滤反洗水可返回人工湿地，也可直接排入地表水体。

有益效果：本发明与现有技术相比具有以下优点：

1)滤布转盘过滤器与取水头部合建，转盘过滤用抽吸泵可与一级泵站用泵合用，不新增设备和电耗。

2)滤布转盘过滤器与取水头部合建，滤布转盘过滤器反冲洗方便。反冲洗的含泥水可直接排回地表水体，解决的传统净水工艺污泥处理的麻烦。

3)滤布转盘过滤器处理出水SS＜10mg/L，出水悬浮物含量极低，解决了传统人工湿地长期运行过程中容易堵塞的问题。

4)人工湿地的植物吸收和湿地填料上的生物膜均对水中的有机物有着较好的净化作用。相比常规接触氧化工艺，人工湿地停留时间较长，水质净化效果更好。

5)人工湿地对突发性高浓度污染有一定的抵御能力。可以处理短时间内较高有机物浓度的污水。由于湿地填料(煤渣、沸石)等具有吸附功能，可以将水中的有毒难降解有机物吸附在填料表面，延长难降解有毒有机物与植物微生物的接触时间，从而提高了难降解有毒有机物的净化效率。某些难生化降解的有机毒物和重金属还可通过植物吸收去除。而一般生物接触氧化则不具备此处理能力。

6)人工湿地具有较好的过滤功能，相当于一个慢滤池。其过滤效果优于一般的过滤器。因此出水悬浮物浓度很低，对于后续超滤处理十分有利。可减少超滤的反冲洗周期，提高超滤膜组件的寿命。

7)整个系统无需使用化学药剂，不增加化学污染。没有传统工艺产生的污泥问题。

整个系统仅仅滤布转盘过滤器和超滤装置使用水泵，一共只有两级提升。能耗低，电耗省。

8)相比传统微污染水的生物接触氧化-预加氯-混凝-沉淀-过滤-消毒处理工艺而言，本发明只有三个处理环节，管理维护更为简便。

9)本发明不仅适用于饮用水的处理，同时也适用于工业生产用水的制备或者低污染水的净化。

具体实施方式：

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

以下实施例所使用的设备来源如下：

滤布转盘过滤器：浦华控股紫光环保有限公司，NTHA-18型；

超滤膜：美国海德能公司产，HYDRAcap60型中空纤维超滤膜。

实施例1：

地表水首先经滤布转盘过滤器过滤，控制滤速为8m/h左右。进水通过滤布过滤除去水中的悬浮物，然后在抽吸泵的作用下进入人工湿地。滤布过滤器在连续工作一段时间后进行反冲洗，反冲洗水回到地表水体。水源水在人工湿地内通过植物和微生物的复合净化作用，有机物得到生物降解或吸附截留在填料表面，使得氨氮和有机物得以去除，悬浮物浓度进一步降低。人工湿地的表面负荷取0.4m³/m².d，填料为煤渣和陶粒，填料中种植芦苇。人工湿地出水进入中间水池调节水量后进入超滤装置，中间水池的水力停留时间为0.5h。超滤工艺采用管式膜组件，截留分子量为15万，在错流过滤条件下，使水中的细菌和微生物残体得到进一步去除，整个系统的净化效果如下：

表1集成工艺净化效果(mg/L)

项目	进水	滤布过滤	人工湿地	超滤出水
					浊度	40	10	5	0.3
高锰酸盐指数	5	4.5	2.5	1.8
					氨氮	0.65	0.6	0.2	0.2
苯	0.05	0.05	0.005	0.004
					硝基苯	0.018	0.016	0.006	0.005

Claims

1.一种饮用水的处理工艺，其特征在于地表水依次经过滤布转盘过滤器、人工湿地、中间水池和超滤四道处理单元后达到饮用水标准；

其中，所述滤布转盘过滤器浸没于地表水水面以下，滤布转盘过滤器与人工湿地之间连有水泵，水泵通过滤布转盘过滤器抽取地表水进入人工湿地。

2.根据权利要求1所述的饮用水的处理工艺，其特征在于所述滤布转盘过滤器的过滤速度为4～20m³/m².h。

3.根据权利要求1所述的饮用水的处理工艺，其特征在于所述人工湿地为垂直流人工湿地。

4.根据权利要求3所述的饮用水的处理工艺，其特征在于所述人工湿地的表面负荷在0.2～2m³/m².d之间。

5.根据权利要求3所述的饮用水的处理工艺，其特征在于所述人工湿地的填料为石英砂、无烟煤、煤渣、沸石、砾石、陶粒和土壤中的一种或几种。

6.根据权利要求3所述的饮用水的处理工艺，其特征在于所述人工湿地的填料中种植水生植物。

7.根据权利要求6所述的饮用水的处理工艺，其特征在于所述人工湿地的填料中种植芦苇、菖蒲和鸢尾中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的饮用水的处理工艺，其特征在于所述中间水池，其水力停留时间为0.1～2h。

9.根据权利要求1所述的饮用水的处理工艺，其特征在于所述超滤膜材质为聚乙烯、聚偏氟乙烯或者陶瓷膜，截留分子量为15万。