CN103408161A

CN103408161A - 一种净水厂浓缩液回流/超滤组合工艺

Info

Publication number: CN103408161A
Application number: CN2013103228886A
Authority: CN
Inventors: 李星; 刘永旺; 杨艳玲; 任家炜; 陈楠
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2013-07-29
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2013-11-27

Abstract

本发明涉及一种净水厂浓缩液回流/超滤组合工艺，其特征在于：原水依次进入如下水处理构筑物：混凝池、沉淀池以及超滤膜膜池；将超滤膜膜池内浓缩液回流至前处理混凝池；浓缩液回流方式为连续回流，回流量=系统流量*浓缩液体积分数；浓缩液体积分数选择范围为1/100 ~1/1000；当沉后水浊度大于3 NTU，浓缩液体积分数选择1/100~1/200，如果沉后水浊度小于1NTU，浓缩液体积分数选择1/800~1/1000；如果沉后水浊度为1~3NTU，浓缩液体积分数选择1/200~1/800。该工艺能够有效降低生产过程操作复杂性，充分利用浓缩液，提高产水率；同时，回流液中大量颗粒物可以有效增加混凝过程中胶体的有效碰撞，提高混凝效果。

Description

一种净水厂浓缩液回流/超滤组合工艺

技术领域

本发明属于水处理领域，特别涉及一种净水厂的超滤膜深度处理工艺，具体是净水厂的混凝-沉淀-浓缩液回流/超滤组合工艺。

背景技术

随着地表水水质日益恶化以及饮用水水质标准的不断提高，传统水处理工艺已经无法满足人们对饮用水水质的要求。以超滤为核心的膜分离工艺以占地面积小、出水水质稳定、易于自动控制、无二次污染等优点备受关注，被称作第三代城市饮用水净化工艺核心技术。目前，国内已建成数座超滤膜水厂。在水厂工艺改造过程中，通常将超滤工艺添加到沉淀池后或砂滤池后。国内首座十万吨超滤膜水厂-东营南郊水厂将超滤置于砂滤之后，用滤池出水作为超滤膜进水。有研究表明，与滤后水相比沉后水中颗粒粒径更大，在超滤过程中形成的滤饼层更为疏松，在反冲洗时更容易从膜表面脱落。因此，将超滤工艺置于沉淀池后成为一种重要的超滤工艺组合方式，该方式在科研和应用中逐渐得到重视。

由于沉后水中颗粒物含量较高，在超滤组合工艺运行过程中，超滤膜膜池内粒径大于超滤膜孔径的胶体、颗粒物和有机物会随着过滤体积的增加浓度逐渐提高，膜池内污染物浓度过高会增加浓差极化阻力，加快膜污染速率，其中胶体颗粒会形成致密的滤饼层而增大膜阻力，提高运行成本。虽然反冲洗可以将膜表面粘附不牢固的污染物冲洗掉，但是依然无法有效降低膜池内污染物浓度，当膜池内污染物浓度过高时，需要将膜池内浓缩液排放。排放浓缩液过程中，首先需要降低膜池内液位，然后再将液位升高至设计高度，期间易将超滤膜干化；排放过程增加了工人操作复杂性；同时，膜池内浓缩液排放也造成水量浪费，降低了系统产水率。因此，亟待发明一种浓缩液回流工艺来提高产水率，增加系统运行稳定性。

发明内容：

针对目前净水厂超滤组合工艺在运行过程中膜池内浓缩液直接排放的问题，本发明提供了一种成本低廉、运行简单、效果明显的浓缩液回流工艺，通过回流设置提高超滤组合工艺运行稳定性，同时，回流浓缩液经过混凝沉淀处理后再次进入超滤膜膜池，提高了系统产水率。回流液中大量颗粒物可以有效增加混凝过程中混合阶段胶体的有效碰撞，提高混凝过程中混凝效果，增加对水中污染物的去除效果。

一种净水厂浓缩液回流/超滤组合工艺，其特征在于，原水依次进入如下水处理构筑物：混凝池、沉淀池以及超滤膜膜池；将超滤膜膜池内浓缩液回流至前处理混凝池；浓缩液回流方式为连续回流，回流量=系统流量*浓缩液体积分数；浓缩液体积分数选择范围为1/100 ~1/1000；当沉后水浊度大于3 NTU，浓缩液体积分数选择1/100~1/200，如果沉后水浊度小于1NTU，浓缩液体积分数选择1/800~1/1000；如果沉后水浊度为1~3NTU，浓缩液体积分数选择1/200~1/800。

本发明的主要技术内容在于：采用浓缩液回流/超滤组合工艺，将超滤膜膜池内的浓缩液采用回流泵回流至前处理混凝阶段，回流量由浓缩液体积分数（浓缩液体积与原液体体积比）以及系统流量决定。一方面，在超滤膜膜池内胶体和颗粒物浓度随着过滤体积的增加浓度逐渐提高，膜池内污染物浓度过高会增加浓差极化阻力，加快膜污染速率，需要定期停止运行，排放膜池内浓缩液，采用浓缩液回流工艺运行时，系统可以连续运行而提高系统运行稳定性，降低操作复杂性；将浓缩液回流至混凝阶段，充分利用水资源，提高了系统产水率。另一方面，回流的浓缩液中含有大量颗粒物，其中粒径较大的颗粒物可以作为絮凝核心，在混凝过程中强化混凝，提高混凝过程中絮凝效果，增加絮体粒径而提高沉降性能，提高水中浊度物质和有机污染物去除效果，减轻后续超滤工艺膜污染压力。

本发明所采用的混凝/沉淀/浓缩液回流-超滤组合工艺与混凝/沉淀/超滤组合工艺相比，混凝效果更好，进入超滤膜膜池水中浊度物质与有机物含量更低，产水更加稳定，系统产水量更高。

附图说明：

图1是该发明浓缩液回流/超滤组合工艺示意图

具体实施方式：

下面举一实例说明本发明的具体实施方式，但本发明的权力要求范围并不局限于此。

实施例1：

本实施例中，采用混凝-沉淀-超滤组合工艺处理微污染水，原水浊度为3.16NTU，UV₂₅₄为0.059，DOC为4.68mg/L。混凝阶段采用隔板混合池，混凝剂采用聚合氯化铝投加量为20mg/L（以商品质量计），沉淀阶段采用斜管沉淀池，超滤膜面积为0.100m²，膜通量为40L/(m².h)，膜池体积为0.4L，系统流量为4L/h，膜池内水力停留时间为10min。无浓缩液回流时，此时沉后水浊度为0.86NTU，UV₂₅₄为0.029，DOC为2.70mg/L，膜池中沉后水浓缩液体积分数选择1/1000，浓缩膜池浓缩液每隔100h将膜池内浓缩液排空，此时系统产水率为99.9%（不考虑沉淀池排泥）。采用浓缩液回流-超滤组合工艺时，采用蠕动泵将膜池内浓缩液连续回流至混合阶段，回流量为0.004L/h，此时，沉后水浊度降低至0.79NTU，UV₂₅₄为0.027，DOC为2.55mg/L，浊度物质以及有机物去除效果明显提高，系统连续运行且无需定期排放膜池内浓缩液，系统产水率提高至100%（不考虑沉淀池排泥）。系统操作复杂性明显减低。

实施例2：

本实施例中，采用混凝-沉淀-超滤组合工艺处理微污染水，原水浊度为12.80NTU，UV₂₅₄为0.089，DOC为7.13mg/L。混凝阶段采用隔板混合池，混凝剂采用聚合氯化铝投加量为35mg/L（以商品质量计），沉淀阶段采用斜管沉淀池，超滤膜面积为0.100m²，膜通量为40L/(m².h)，膜池体积为0.4L，系统流量为4L/h，膜池内水力停留时间为10min，。无浓缩液回流时，此时沉后水浊度为3.24NTU，UV₂₅₄为0.059，DOC为5.27mg/L，膜池中沉后水浓缩液体积分数选择1/100，浓缩膜池浓缩液每隔10h将膜池内浓缩液排空，此时系统产水率为99.0%（不考虑沉淀池排泥）。采用浓缩液回流-超滤组合工艺时，采用蠕动泵将膜池内浓缩液连续回流至混合阶段，回流量为0.04L/h，此时，沉后水浊度为2.40NTU，UV₂₅₄为0.053，DOC为4.97mg/L，浊度物质以及有机物去除效果明显提高，系统连续运行且无需定期排放膜池内浓缩液，系统产水率提高至100%（不考虑沉淀池排泥）。系统操作复杂性明显减低。

实施例3：

本实施例中，采用混凝-沉淀-超滤组合工艺处理微污染水，原水浊度为6.50NTU，UV₂₅₄为0.063，DOC为5.63mg/L。混凝阶段采用隔板混合池，混凝剂采用聚合氯化铝投加量为25mg/L（以商品质量计），沉淀阶段采用斜管沉淀池，超滤膜面积为0.100m²，膜通量为40L/(m².h)，膜池体积为0.4L，系统流量为4L/h，膜池内水力停留时间为10min，。无浓缩液回流时，此时沉后水浊度为1.84NTU，UV₂₅₄为0.042，DOC为3.27mg/L，膜池中沉后水浓缩液体积分数选择1/500，浓缩膜池浓缩液每隔50h将膜池内浓缩液排空，此时系统产水率为99.8%（不考虑沉淀池排泥）。采用浓缩液回流-超滤组合工艺时，采用蠕动泵将膜池内浓缩液连续回流至混合阶段，回流量为0.008L/h，此时，沉后水浊度为1.60NTU，UV₂₅₄为0.040，DOC为3.07mg/L，浊度物质以及有机物去除效果明显提高，系统连续运行且无需定期排放膜池内浓缩液，系统产水率提高至100%（不考虑沉淀池排泥）。系统操作复杂性明显减低。

Claims

1.一种净水厂浓缩液回流/超滤组合工艺，其特征在于：原水依次进入如下水处理构筑物：混凝池、沉淀池以及超滤膜膜池；将超滤膜膜池内浓缩液回流至前处理混凝池；浓缩液回流方式为连续回流，回流量=系统流量*浓缩液体积分数；浓缩液体积分数选择范围为1/100 ~1/1000；当沉后水浊度大于3 NTU，浓缩液体积分数选择1/100~1/200，如果沉后水浊度小于1NTU，浓缩液体积分数选择1/800~1/1000；如果沉后水浊度为1~3NTU，浓缩液体积分数选择1/200~1/800。