CN101863577A - 滤池反冲洗水回收处理方法及其膜滤系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滤池反冲洗水回收处理方法及其膜滤系统。所述滤池反冲洗水回收处理方法包括：第一步、预处理过程，第二步、膜滤过程，第三步、消毒过程。一种膜滤系统，所述系统利用潜水泵把反冲洗水泵入进水罐，由进水泵从进水罐取水，送入膜组件进行过滤处理；经过滤后清水的一部分进入反洗水罐中参与反洗过程并由反洗水泵反向泵入膜组件，并通过设置在膜组件的料液入口端的压力罐和空压机鼓入压缩空气，对膜组件清洗。本发明不仅提高了水厂滤池反冲洗水回用的水质安全性，而且减少了回收水直接回用到水厂主工艺安全风险的影响。反冲洗水的回收率达95％；且提高了水厂滤池反冲洗水回用的水质安全性，降低了主工艺的净水负荷。

Description

滤池反冲洗水回收处理方法及其膜滤系统

技术领域

本发明涉及一种滤池反冲洗水回收处理领域。具体涉及一种滤池反冲洗水回收处理方法及其膜滤系统。

背景技术

随着城市建设和环境保护事业的不断发展，供水厂所排出的生产废水对环境的污染越来越引起人们的关注。不断增长的水资源压力使得水厂生产废水回用成为主流。供水厂排泥水处理在国内起步较晚，因此目前我国地表水厂拥有排泥水处理与回收再利用设施的还不足5％，新建水厂都趋向于增设回收设施。在净水厂中废水再生回用节约了淡水资源，具有保护环境的显著优点。

供水厂反冲洗水约占水厂产水量的1％-5％，回收处理这部分水具有节约水资源和保护环境的双重意义。目前国内设有回收工艺的水厂通常将反冲洗水直接回收至水厂前端，并与水厂原水混合后处理，这种做法对水厂主流程会产生冲击负荷，同时由于回收池上清液中仍含有较多有机物、微生物及重金属，因此存在水质安全风险。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种可以有效提高滤池反冲洗水回用的水质安全性并降低主工艺的净水负荷的滤池反冲洗水回收处理方法及其膜滤系统。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案为：滤池反冲洗水回收处理方法，所述滤池反冲洗水回收处理方法依次包括：

第一步.预处理过程：去除滤池反冲洗水的浊度和颗粒；

第二步.膜滤过程：利用微滤膜或超滤膜进一步拦截颗粒物和微生物；

第三步.消毒过程：采用紫外线消毒。

根据本发明的一优选技术方案：在所述第一步前，进一步包括在滤池反冲洗水中添加混凝剂的过程，所述混凝剂为聚合氯化铝，投量为10～50mg/L，混凝时间≤30min。

根据本发明的一优选技术方案：所述第二步的过滤程序采用错流过滤方式；所述错流方式是将待处理液的一部分过滤，而另一部分则进行回流，回流部分形成浓水；回流部分的待处理液在膜组件里沿着膜表面流动，形成切向流速，同时由于透过膜的水在膜组件流道内与膜表面形成垂直向的流速，与切向流速形成紊流或过渡流态。

根据本发明的一优选技术方案：所述第二步进一步包括：气水双洗程序和/或大水量反洗程序；所述气水双洗程序利用反洗泵从产水罐抽取产水，反向泵入膜组件，与此同时，在膜组件的料液入口端鼓入压缩空气，以对膜表面进行震荡清洗，使膜纤维相互摩擦，冲洗所产生的污物从排污口排出；所述大水量反洗程序利用反洗泵，用不同的水流量浸泡冲洗膜纤维，污物从排污口排出。

根据本发明的一优选技术方案：所述第三步采用紫外线的紫外通量为10～95mJ/cm²。

根据本发明的一优选技术方案：所述第三步采用紫外线的波长为240～290nm。

为了解决现有技术问题，本发明还提供了一种膜滤系统，包括反洗水泵、反洗水罐，膜组件、潜水泵、进水罐及进水泵；潜水泵设于滤池内，所述系统利用潜水泵把反冲洗水泵入进水罐，由进水泵从进水罐取水，送入膜组件进行过滤处理；经过滤后清水的一部分进入反洗水罐中参与反洗过程并由反洗水泵反向泵入膜组件，对膜组件进行清洗。

根据本发明的一优选技术方案：膜组件的料液入口端设有压力罐和空压机，在反冲洗过程中，同时利用压力罐和空压机向膜组件鼓入压缩空气，在膜的表面反复震动，对膜组件进行清洗。

根据本发明的一优选技术方案：于所述反洗水泵与膜组件的通路上设有加药罐，所述加药罐端口处设有加药泵。

根据本发明的一优选技术方案：膜组件的膜的孔径小于0.2μm。

本发明技术中滤池反冲洗水回收处理方法出水水质稳定，可直接回用到清水池或深度处理工艺前端，不仅提高了水厂滤池反冲洗水回用的水质安全性，而且减少了回收水直接回用到水厂主工艺安全风险的影响。反冲洗水的回收率可达95％；而且提高了水厂滤池反冲洗水回用的水质安全性，降低了主工艺的净水负荷。

附图说明

图1是膜滤系统工艺流程简图；

图2是产水流量与跨膜压力的变化情况；

图3是各类病原微生物灭活率为4log所需的紫外通量(mJ/cm²)。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行说明：

本发明所述滤池反冲洗水回收处理方法，包括A：预处理过程、B：膜滤过程、C：消毒过程。

所述A：预处理过程的目的是为了去除颗粒物，减少进入后续单元中污染物的负荷。其既可用于间歇回收方式也可用于连续回收方式，较为常用的方法为沉淀法、微砂辅助沉淀法或者气浮法。预处理过程可以单独使用，但当单独使用沉淀效果不佳时，可在预处理时添加混凝剂，其目的是有助于提高分离效果。实践证明，预处理运用得当，可获得满意的浊度和颗粒去除率，包括两虫。本发明优选混凝剂为聚合氯化铝，其投放量为10-50mg/L，混凝时间不超过30min；

其中，预处理的方法可采用沉淀法、微砂辅助沉淀法或者气浮单元法，其中预处理过程的时间可以根据进水情况和处理设施的容积进行控制，获得满意的浊度和颗粒去除率，包括两虫、消毒副产物前驱物质等污染物也能被去除。根据不同地区，不同水厂和不同的水质情况，适宜的处理工艺也可能各不相同，但一般情况下，沉淀法主要应用平流式沉淀池、澄清池、泻湖、斜板(管)沉淀池等等；微砂辅助沉淀法，往往用于没有足够空间建平流沉淀池而又需要澄清的场合，通过添加微砂辅助沉淀过程的进行，微砂可分离并重复使用。气浮法是空气以微气泡的形式释放出来，将密度接近于水的固体或液体污染物微粒粘附在气泡上，上浮至水面的方法。

B过程所述的膜滤过程如图1所示。图中，1-潜水泵，2-进水罐，3-进水泵，4-气动阀，5-压力罐，6-空压机，7-加药罐，8-加药泵，9-反洗水泵，10-反洗水罐，11-电磁流量计，12-流量计，13-膜组件。

膜滤过程分为过滤过程和反洗过程。其中，过滤方式采用错流过滤方式，即将待处理液的一部分过滤，而另一部分则进行回流，回流部分就形成了浓水。回流部分的待处理液在膜组件13里沿着膜表面流动，形成切向流速，同时由于透过膜的水在膜组件13流道内与膜表面形成垂直向的流速，通常会与切向流速形成紊流或过渡流态。反洗过程通过依次采用气水双洗、大流量水反洗和排污过程实现。最好过滤20分钟后开始反洗过程。反洗过程中的气水双洗和大流量水反洗这两种反洗流程为：1)气水双洗程序进行过程中，反洗水泵9从反洗水罐10抽取产水，反向泵入膜组件13。与此同时，通过设置在在膜组件13的料液入口端的压力罐5和空压机6鼓入压缩空气，以对膜表面进行震荡清洗，使膜纤维相互摩擦，冲洗所产生的污物(如液体与空气)就从排污口排出。2)大水量反洗程序沿用气水双洗程序中所使用的反洗水泵9，在控制系统的协调下转换阀门的开启与关闭，用不同的水流量浸泡冲洗膜纤维。污物还是从排污口排出。

本发明所提供的一种膜滤系统的工作流程为：潜水泵1把反冲洗水泵入进水罐2，进水泵3再从进水罐2取水，送入膜组件13进行过滤。反冲洗水在膜组件13内被分成两股，一股为浓水，将延管道回流到进水罐2中，而另一股则通过膜丝成为产水进入反洗水罐10中。清水的一部分将参与到反洗系统中，由设置在反洗水罐10处的反洗水泵9反向泵入膜组件13，用于对膜组件13的清洗。所述膜组件13可以采用膜的孔径一般小于0.2μm的微滤膜或超滤膜，即可充分发挥其截留作用，实现对颗粒物和微生物的拦截。

膜滤系统的跨膜压力和产水流量较稳定，维持在12.2～13.2m³/hr之间，跨膜压力维持在0.06MPa左右。具体产水流量和跨膜压力的波动如图2所示。在经过预处理之后的膜滤机组基本上可以保持较稳定的运行状态，膜组件的跨膜压力和产水流量波动不大。

实践证明，整个过程中膜滤出水的水质较好，浊度小于0.1NTU；高锰酸盐指数在1.0mg/L左右；细菌总数10³～10⁷CUF/ml的膜滤进水，出水维持在小于3CFU/ml；贾第虫及隐孢子虫被完全去除。

c步骤所述紫外消毒过程。所用紫外光波长集中在240-290nm的范围内。由于紫外线消毒单元对悬浮物和浊度没有显著的去除效果，而膜滤能对SS进行有效的去除，因此，紫外线消毒单元应用在膜滤单元之后可以有效地对细菌等微生物进行灭活，对于来自砂滤池和炭滤池的反冲洗水的回用更有意义。紫外线消毒对水中一些顽固的有害微生物，如隐性孢子菌(Cryptosporidium)、蓝氏贾地鞭毛虫(Giardia lamblia)、军团菌(Legionella pneumophila)、沙门氏菌(Salmonella spp.)等，具有良好的灭活效果，如图3所示。

本发明所述系统的运行成本主要由四部分组成——电耗、药剂费用、膜更换费用和紫外线灯更换费用组成。经过综合测算后电耗、药剂费用、膜更换费用和紫外线灯更换费用，试验运行成本为吨水0.50元人民币，相对于实际工程应用中的运行成本，这是偏高的。以水源水0.80元/吨计算，排泥水水量有2000～3000m³/d，通过本发明所提供方法对反冲洗水回收处理，在降低净水安全风险的同时，水回收率按95％计，((0.8×0.97×3000-0.50×3000)×365＝28.5万元/年)，每年可节约28.5万元/年且以上，节水和创收效果显著，所带来的环境效益和社会效益更是巨大。

实践证明，尽管膜过滤工艺运行成本要高，但出水水质稳定，可直接回用到清水池或深度处理工艺前端，不仅提高了水厂滤池反冲洗水回用的水质安全性，而且减少了回用对水厂主工艺的影响，并降低了综合运行成本。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.滤池反冲洗水回收处理方法，其特征在于：所述滤池反冲洗水回收处理方法依次包括：

A.预处理过程：去除滤池反冲洗水的浊度和颗粒；

B.膜滤过程：利用微滤膜或超滤膜进一步拦截颗粒物和微生物；

C.消毒过程：采用紫外线消毒。

2.根据权利要求1所述的滤池反冲洗水回收处理方法，其特征在于：在所述A过程前，进一步包括在滤池反冲洗水中添加混凝剂的过程，所述混凝剂为聚合氯化铝，投量为10～50mg/L，混凝时间≤30min。

3.根据权利要求1所述的滤池反冲洗水回收处理方法，其特征在于：所述B过程的过滤程序采用错流过滤方式；所述错流方式是将待处理液的一部分过滤，而另一部分则进行回流，回流部分形成浓水；回流部分的待处理液在膜组件里沿着膜表面流动，形成切向流速，同时由于透过膜的水在膜组件流道内与膜表面形成垂直向的流速，与切向流速形成紊流或过渡流态。

4.根据权利要求1所述的滤池反冲洗水回收处理方法，其特征在于：所述B过程进一步包括：气水双洗程序和/或大水量反洗程序；所述气水双洗程序利用反洗泵从产水罐抽取产水，反向泵入膜组件，与此同时，在膜组件的料液入口端鼓入压缩空气，以对膜表面进行震荡清洗，使膜纤维相互摩擦，冲洗所产生的污物从排污口排出；所述大水量反洗程序利用反洗泵，用不同的水流量浸泡冲洗膜纤维，污物从排污口排出。

5.根据权利要求1所述的滤池反冲洗水回收处理方法，其特征在于：所述C过程采用紫外线的紫外通量为10～95mJ/cm²。

6.根据权利要求1所述的滤池反冲洗水回收处理方法，其特征在于：所述C过程采用紫外线的波长为240～290nm。

7.一种膜滤系统，其特征在于：所述膜滤系统包括反洗水泵(9)、反洗水罐(10)，膜组件(13)、潜水泵(1)、进水罐(2)及进水泵(3)；潜水泵(1)设于滤池内，所述系统利用潜水泵(1)把反冲洗水泵入进水罐(2)，由进水泵(3)从进水罐(2)取水，送入膜组件(13)进行过滤处理；经过滤后清水的一部分进入反洗水罐(10)中参与反洗过程并由反洗水泵(9)反向泵入膜组件(13)，对膜组件(13)进行清洗。

8.根据权利要求7所述的膜滤系统，其特征是：所述膜组件(13)的料液入口端设有压力罐(5)和空压机(6)，在反冲洗过程中，同时利用压力罐(5)和空压机(6)向膜组件(13)鼓入压缩空气，在膜的表面反复震动，对膜组件(13)进行清洗。

9.根据权利要求7所述的膜滤系统，其特征在于：于所述反洗水泵(9)与膜组件(13)的通路上设有加药罐(7)，所述加药罐(7)端口处设有加药泵(8)。

10.根据权利要求7所述的膜滤系统，其特征在于：所述膜组件(13)的膜的孔径小于0.2μm。

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