CN103964645B - 一种一体化深度水处理装置 - Google Patents

Abstract

一种一体化深度水处理装置，它涉及一种深度水处理装置。它要解决现有饮用水一体化水处理装置存在适用水源范围窄、应急功能差、维护费用高、处理能力较低的问题。装置包括：混凝剂投加装置、自吸式增压泵、微絮凝装置、快滤装置、氧化系统、催化氧化系统、上向流生物滤池、负压膜过滤组件、抽吸泵、清水储水罐。本发明一体化深度水处理装置的设备及材料简单易得，适用于多类型水源，可移动，占地小，运行费用低，操作与维护便捷，并且可以根据水源水质变化选择不同的工艺组合模式运行，处理能力高效稳定；该装置可以满足边远偏僻地区、游牧散户等对饮用水净化的需求，解决水污染事故地区应急用水的难题，拓宽了一体化水处理装置的应用范围和人群。

Description

一种一体化深度水处理装置

技术领域

本发明涉及一种深度水处理装置。

背景技术

近年来，随着工农业的发展，地表水和地下水受污染程度日益严重，加之管网二次污染问题，使得用户终端出水难以满足国家对饮用水水质的相关标准的规定；远离城市供水管网的企业、居民以及游牧人群等用水水质更难以保证；水污染事故频发，如何应急保障微污染事故地区安全用水也值得研究。因此，发展具有高效、稳定、可移动特征的一体化深度水处理装置，可以有效的保障日常居民用水安全，满足偏远地区净化饮用水的需求，解决水污染事故地区应急用水的难题。

氧化和催化氧化技术在有机废水治理方面因为具有反应速度快、处理完全、无公害、适用范围广等优点逐渐成为了处理含有难降解有机物水源水的有效手段。氧化和催化氧化与生物过滤联用主要用于改善水质感官指标、控制藻类、氧化天然有机物、控制氯化消毒副产物、去除难降解有机物等，提高水中污染物的可生化性，有利于异养型微生物的大量繁殖，提高生物量及生物活性。生物过滤技术是在饮用水处理的应用实践中发展起来的，它采取先进行氧化处理，后经填料吸附，并利用填料表面的微生物对吸附的污染物进行生物降解作用，完成填料吸附功能的原位修复。生物膜上的一些异养微生物氧化分解水中的有机物，使水中的有机污染物得以去除，保证高效、稳定的出水水质。膜法水处理技术抗冲击负荷能力强，出水水质可靠，逐渐以其独特的优势在水处理工业中得到越来越广泛的应用。但是，在传统的膜过滤应用中，由于不能有效地预防膜污染，缺乏有效地膜清洗管理方法，造成膜通量持续下降，使得产水量难以维持恒定，系统电耗增加，膜系统的维护工作量增大且使用寿命降低，运行和维护成本高。

发明内容

本发明目的是为了解决现有饮用水一体化水处理装置存在适用水源范围窄、应急功能差、维护费用高、处理能力较低的问题，而提供一种一体化深度水处理装置。

一种一体化深度水处理装置它包括：混凝剂投加装置、自吸式增压泵、微絮凝装置、快滤装置、氧化系统、催化氧化系统、上向流生物滤池、负压膜过滤组件、抽吸泵、清水储水罐；所述自吸式增压泵的进水端连接混凝剂投加装置，自吸式增压泵的出水端连接微絮凝装置，所述微絮凝装置出水通过管道进入快滤装置，所述快滤装置出水由连接管道经过氧化系统和催化氧化系统进入上向流生物滤池，上向流生物滤池的出水经过负压膜过滤组件在抽吸泵的抽吸作用下产水，所述的抽吸泵出水端连接有清水储水罐；

所述混凝剂投加装置的出口设置有混凝剂投加计量器和具有不同投加量档位的混凝剂投加量调节旋钮；所述混凝剂投加装置的工作方式为在自吸式增压泵抽吸产生的负压作用下实现混凝剂的连续投加；

所述氧化系统和催化氧化系统位于快滤装置与上向流生物滤池之间；

所述上向流生物滤池中有填料，填料为颗粒活性炭、无烟煤、沸石、人造沸石、人造生物陶瓷材料、大孔吸附树脂、轻质火山岩、软性纤维填料、木炭、竹炭、碳纤维、硅藻土、高岭土、粉末活性炭或食品级无烟煤；

所述负压膜过滤组件为超滤膜、微滤膜或纳滤膜；

所述快滤装置和上向流生物滤池的顶部上部设置有溢流、排渣管道；

所述快滤装置、上向流生物滤池、负压膜过滤组件分别连接有反冲水泵，使用清水储水罐中存水进行反冲；所述快滤装置和上向流生物滤池根据产水量决定反冲洗频率；

所述上向流生物滤池和负压膜过滤组件均为可自行拆卸式密封；

所述负压膜过滤组件根据跨膜压差变化决定反冲洗频率；清水储水罐设置有浮球开关，控制整套处理系统自动启停，清水储水罐外接净水出水阀门。

本发明与现有一体化水处理装置相比，具有如下优点和有益效果：

1、氧化系统与催化氧化系统的引入，有效解决了水中难降解有机物的去除问题，实现进水的深度处理，拓宽了一体化可移动水处理装置的适用范围，增强水处理工艺选择的灵活性。

2、氧化系统和催化氧化系统与生物滤池联用，对嗅味、微量有机物、溶解性有机物等的去除作用增强，明显提高了出水水质，显著提高装置的处理效果。

3、将上向流生物滤池与膜过滤系统耦合，有效控制一体化水处理装置对空间的需求，确保了出水水质安全，同时降低了对空间的需求，简化了水处理系统，自动化程度高，操作简单，运行稳定。

4、实现了过滤系统和膜分离系统的分隔布置方式，并且均为可拆式密封方式，便于用户自己维护保养；过滤系统中的填料简单易得，选择具有多样性，亦可以根据水质选择填料填充方式。

本发明一体化深度水处理装置的设备及材料简单易得，适用于多类型水源，可移动，占地小，运行费用低，操作与维护便捷，并且可以根据水源水质变化选择不同的工艺组合模式运行，处理能力高效稳定；该装置可以满足边远偏僻地区、游牧散户等对饮用水净化的需求，解决水污染事故地区应急用水的难题，拓宽了一体化水处理装置的应用范围和人群。

附图说明

图1为具体实施方式一中一体化深度水处理装置的剖面示意图，其中1表示混凝剂投加装置，2表示自吸式增压泵，3表示微絮凝装置，4表示快滤装置，5表示氧化系统，6表示催化氧化系统，7表示上向流生物滤池，8表示负压膜过滤组件，9表示抽吸泵，10表示清水储水罐，21表示计量器；

图2为具体实施方式一中一体化深度水处理装置的平面示意图，其中2表示自吸式增压泵，3表示微絮凝装置，4表示快滤装置，5表示氧化系统，6表示催化氧化系统，7表示上向流生物滤池，8表示负压膜过滤组件，9表示抽吸泵，10清水表示储水罐。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：结合图1所示，本实施方式一种一体化深度水处理装置它包括：混凝剂投加装置1、自吸式增压泵2、微絮凝装置3、快滤装置4、氧化系统5、催化氧化系统6、上向流生物滤池7、负压膜过滤组件8、抽吸泵9、清水储水罐10；所述自吸式增压泵2的进水端连接混凝剂投加装置1，自吸式增压泵2的出水端连接微絮凝装置3，所述微絮凝装置3出水通过管道进入快滤装置4，所述快滤装置4出水由连接管道经过氧化系统5和催化氧化系统6进入上向流生物滤池7，上向流生物滤池7的出水经过负压膜过滤组件8在抽吸泵9的抽吸作用下产水，所述的抽吸泵9出水端连接有清水储水罐10。

本实施方式中一种一体化深度水处理装置与其它一体化水处理装置的区别在于增设了氧化系统5和催化氧化系统6的深度处理模式，以及采用上向流生物滤池7和负压膜过滤组件8的分离模式，其原水可以为自来水、雨水、地下水、微污染的地表水、微污染的天然湖泊水或微污染的天然河水。

本实施方式中一种一体化深度水处理装置可根据水源水特征选择性的组合絮凝系统(自吸式增压泵2、微絮凝装置3、快滤装置4)、氧化系统(氧化系统5、催化氧化系统6)和过滤系统(上向流生物滤池7、负压膜过滤组件8)。

本实施方式中氧化系统使后续滤池进水中污染物的可生化性得到提高，同时使得后续生物滤池进水中溶解氧浓度也得到提高，促使生物相更加复杂稳定、生物量和生物活性得到大幅度提高，从而提高了出水水质。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述混凝剂投加装置1的出口设置有混凝剂投加计量器21和具有不同投加量档位的混凝剂投加量调节旋钮。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述混凝剂投加装置1的工作方式为在自吸式增压泵2抽吸作用下产生的负压来实现混凝剂的连续投加。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述氧化系统5和催化氧化系统6位于快滤装置4与上向流生物滤池7之间。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述上向流生物滤池7中有填料，填料为颗粒活性炭、无烟煤、沸石、人造沸石、人造生物陶瓷材料、大孔吸附树脂、轻质火山岩、软性纤维填料、木炭、竹炭、碳纤维、硅藻土、高岭土、粉末活性炭或食品级无烟煤。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述负压膜过滤组件8为超滤膜、微滤膜或纳滤膜。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述快滤装置4和上向流生物滤池7的顶部设置有溢流、排渣管道。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述快滤装置4、上向流生物滤池7、负压膜过滤组件8分别连接有反冲水泵，使用清水储水罐10中存水进行反冲。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

本实施方式所述快滤装置4和上向流生物滤池7根据产水量决定反冲洗频率。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述上向流生物滤池7和负压膜过滤组件8均为可自行拆卸式密封。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述负压膜过滤组件8根据跨膜压差变化决定反冲洗频率；清水储水罐10设置有浮球开关，控制整套处理系统自动启停，清水储水罐外接净水出水阀门。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述氧化系统为：臭氧氧化、过氧化氢氧化、过硫酸盐氧化、二氧化氯氧化、高猛酸盐氧化、高锰酸盐复合药剂氧化中的一种或几种的组合。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所催化氧化系统为：臭氧与过氧化氢联用、臭氧与紫外联用、臭氧与铁盐联用、臭氧与锰盐联用、过硫酸盐与过氧化氢联用、过硫酸盐与锰联用、过硫酸盐与铁盐联用、过硫酸盐与碳材料或活性炭联用、过硫酸盐与紫外联用、过硫酸盐与臭氧联用、过硫酸盐与超声联用、过硫酸盐与微波联用、过硫酸盐与二氧化氯联用，紫外与超声联用、紫外与过氧化氢联用、紫外与氯联用中的一种或几种的组合。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

采用以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例中所采用一种一体化深度水处理装置，结合图1所示，它包括：混凝剂投加装置1、自吸式增压泵2、微絮凝装置3、快滤装置4、氧化系统5、催化氧化系统6、上向流生物滤池7、负压膜过滤组件8、抽吸泵9、清水储水罐10；所述自吸式增压泵2的进水端连接混凝剂投加装置1，自吸式增压泵2的出水端连接微絮凝装置3，所述微絮凝装置3出水通过管道进入快滤装置4，所述快滤装置4出水由连接管道经过氧化系统5和催化氧化系统6进入上向流生物滤池7，上向流生物滤池7的出水经过负压膜过滤组件8在抽吸泵9的抽吸作用下产水，所述的抽吸泵9出水端连接有清水储水罐10；

所述混凝剂投加装置1的出口设置有混凝剂投加计量器21和具有不同投加量档位的混凝剂投加量调节旋钮；所述混凝剂投加装置1的工作方式为在自吸式增压泵2抽吸产生的负压作用下实现混凝剂的连续投加；

所述混凝剂投加装置1的工作方式为在自吸式增压泵2抽吸作用下产生的负压来实现混凝剂的连续投加；

所述氧化系统和催化氧化系统位于快滤装置与上向流生物滤池之间；

所述快滤装置4和上向流生物滤池7的顶部上部设置有溢流、排渣管道；

所述快滤装置4、上向流生物滤池7、负压膜过滤组件8分别连接有反冲水泵，使用清水储水罐10中存水进行反冲；所述上向流生物滤池7根据产水量决定反冲洗频率；

所述上向流生物滤池7和负压膜过滤组件8均为可自行拆卸式密封；

所述负压膜过滤组件8根据跨膜压差变化决定反冲洗频率；清水储水罐10设置有浮球开关，控制整套处理系统自动启停，清水储水罐外接净水出水阀门。

实施例1：

采用上述一种一体化深度水处理装置，以自来水为原水，原水耗氧量为2.26毫克/升、2.56毫克/升或2.02毫克/升，水温9摄氏度，在自来水压力作用下，经由前端装置和管道，直接进入氧化系统5和催化氧化系统6，经由管道连接进上向流生物滤池7，设计生物接触氧化时间为20分钟，出水经负压膜过滤组件8过滤；所述氧化系统5为臭氧氧化系统；所述催化氧化系统6为臭氧与紫外联用；所述上向流生物滤池7的填料为颗粒活性炭；所述负压膜过滤组件8为超滤膜中的陶瓷超滤膜。出水耗氧量见表1，可见处理效果好。

表1

进水耗氧量	出水耗氧量
		2.26毫克/升	1.04毫克/升
2.56毫克/升	1.26毫克/升
		2.02毫克/升	1.18毫克/升

实施例2：

采用上述一种一体化深度水处理装置，以自来水为原水，莠去津浓度为39.20纳克/升、34.29纳克/升或46.80纳克/升，水温9摄氏度，在自来水压力作用下，经由前端装置和管道，直接进入氧化系统5和催化氧化系统6，经由管道连接进上向流生物滤池7，设计生物接触氧化时间为20分钟，出水经负压膜过滤组件8过滤；所述氧化系统5为臭氧氧化系统；所述催化氧化系统6为臭氧与铁盐联用；所述上向流生物滤池7的填料为颗粒活性炭；所述负压膜过滤组件8为超滤膜中的陶瓷超滤膜。出水莠去津浓度见表2，可见处理效果好。

表2

原水莠去津浓度	出水莠去津浓度
		39.20纳克/升	1.18纳克/升
34.29纳克/升	1.25纳克/升
		46.80纳克/升	1.21纳克/升

实施例3：

采用上述一种一体化深度水处理装置，以某河水为水源，原水中2,4-滴浓度为0.49微克/升、0.72微克/升或0.65微克/升，水温为11摄氏度的原水，混凝剂投加量为40mg/L，臭氧投加量为1.5mg/L，采用过氧化氢催化臭氧氧化，工艺充氧量为25～45毫克/升的水进入填料为粉末活性炭的上向流生物滤池7，生物滤池有效接触时间为20分钟，由陶瓷超滤膜系统抽吸出水。

在此条件下，出水2,4-滴浓度大大降低，并且水质稳定，提高了水质质量。

本实施例的原水与出水中的2,4-滴浓度见表3：

表3

原水2，4-滴浓度	出水2，4-滴浓度
		0.49微克/升	0.004微克/升
0.72微克/升	0.005微克/升
		0.65微克/升	0.004微克/升

实施例4：

采用上述一种一体化深度水处理装置，以某河水为水源，原水嗅味等级分别为4+级，5+级，5级，水温为11摄氏度的原水，混凝剂投加量为40mg/L，臭氧投加量为1.5mg/L，采用过氧化氢催化臭氧氧化，工艺充氧量为25～45毫克/升的水进入填料为粉末活性炭的上向流生物滤池7，生物滤池有效接触时间为20分钟，由陶瓷超滤膜系统抽吸出水。

在此条件下，出水嗅味等级低1级，并且出水水质稳定，提高了饮用水水质质量，能够满足绝大多数对嗅味敏感的人群的需求。

本实施例的原水与出水中的嗅味等级见表4：

表4

原水嗅味等级	出水嗅味等级
		4+级	<0+级
5+级	<1-级
		5级	<1-级

Claims (3)

1.一种一体化深度水处理装置，其特征在于它包括：混凝剂投加装置(1)、自吸式增压泵(2)、微絮凝装置(3)、快滤装置(4)、氧化系统(5)、催化氧化系统(6)、上向流生物滤池(7)、负压膜过滤组件(8)、抽吸泵(9)、清水储水罐(10)；所述自吸式增压泵(2)的进水端连接混凝剂投加装置(1)，自吸式增压泵(2)的出水端连接微絮凝装置(3)，所述微絮凝装置(3)出水通过管道进入快滤装置(4)，所述快滤装置(4)出水由连接管道经过氧化系统(5)和催化氧化系统(6)进入上向流生物滤池(7)，上向流生物滤池(7)的出水经过负压膜过滤组件(8)在抽吸泵(9)的抽吸作用下产水，所述的抽吸泵(9)出水端连接有清水储水罐(10)；

所述混凝剂投加装置(1)的出口设置有混凝剂投加计量器(21)和具有不同投加量档位的混凝剂投加量调节旋钮；

所述混凝剂投加装置(1)的工作方式为在自吸式增压泵(2)抽吸作用下产生的负压来实现混凝剂的连续投加；

所述氧化系统(5)和催化氧化系统(6)位于快滤装置(4)与上向流生物滤池(7)之间；

所述负压膜过滤组件(8)为超滤膜、微滤膜或纳滤膜；

所述快滤装置(4)和上向流生物滤池(7)的顶部设置有溢流、排渣管道；

所述上向流生物滤池(7)和负压膜过滤组件(8)均为可自行拆卸式密封。

2.根据权利要求1所述的一种一体化深度水处理装置，其特征在于所述快滤装置(4)、上向流生物滤池(7)、负压膜过滤组件(8)分别连接有反冲水泵，使用清水储水罐(10)中存水进行反冲。

3.根据权利要求1所述的一种一体化深度水处理装置，其特征在于所述负压膜过滤组件(8)根据跨膜压差变化决定反冲洗频率；清水储水罐(10)设置有浮球开关，控制整套处理系统自动启停，清水储水罐(10)外接净水出水阀门。