CN105036464B - 采用金属膜协同处理河流水源制备净水的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了采用金属膜协同处理河流水源制备净水的工艺，包括以下依次进行的工序：工序A：通过引水道沉降并初级过滤；工序B：通过金属膜生物反应器脱氮；工序C：通过多介质过滤器进行吸附除杂；工序D：通过多级金属微孔膜过滤器进行精密过滤；工序E：通过钛棒过滤器进行超精密过滤。本发明利用金属膜的特性协同其他组件去除河流水源中的泥沙，降低COD、BOD、NH3‑N、SS、金属粒子等含量，使处理后的水源达到Ⅲ类水质的标准；整套工艺主要采用吸附法和膜分离法处理河源水流，与化学方法相比可有效避免因使用化学药剂而造成的二次污染，与生物方法相比可有效控制生产效率，节能高效。

Description

采用金属膜协同处理河流水源制备净水的工艺

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体是指采用金属膜协同处理河流水源制备净水的工艺。

背景技术

我国水体污染问题十分突出。目前，常用的处理方法有化学处理法、物理处理法和生物处理法。

化学处理法是指通过投加药剂，发生化学反应去除水体中污染物的方法，通过化学反应可以产生新物质，达到将有毒物质转化为可利用物质的目的，常用方法有化学沉淀法、电解法、氧化还原法等。由于沉淀剂和环境条件的影响，沉淀法往往出水浓度达不到要求，需作进一步处理，且产生的大量污泥必须很好地处理与处置，否则会造成二次污染。而电解法不适于处理较低浓度的重金属废水。其化学法都不同程度地存在着成本高、能耗大、操作困难、易产生二次污染等缺点。

物理处理法是指通过吸附、浓缩、分离等手段去除水体中污染物的方法。常用方法有离子交换法、吸附法、膜分离法等。离子交换法虽处理容量大，可回收重金属资源，但离子交换剂易氧化失效，再生频繁，操作费用高。电渗析法在运行中会遇到电极极化、结垢和腐蚀等问题。随着新材料的开发，吸附法和膜分离法在水处理领域得到一定的应用空间。

生物处理法按照生物的种类不同，可分为植物处理、动物处理和微生物处理。生物法处理周期长，费用高，效率低，目前用于水处理并不成熟。

依照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中规定，地面水使用目的和保护目标，中国地面水分五大类：

Ⅰ类：主要适用于源头水，国家自然保护区；

Ⅱ类：主要适用于集中式生活饮用水、地表水源地一级保护区，珍稀水生生物栖息地，鱼虾类产卵场，仔稚幼鱼的索饵场等；

Ⅲ类：主要适用于集中式生活饮用水、地表水源地二级保护区，鱼虾类越冬、回游通道，水产养殖区等渔业水域及游泳区；

Ⅳ类：主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；

Ⅴ类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。

发明内容

本发明的目的在于设计出采用金属膜协同处理河流水源制备净水的工艺，利用金属膜的特性协同其他组件去除河流水源中的泥沙，降低COD、BOD、NH₃-N、SS、金属粒子等含量，使处理后的水源达到Ⅲ类水质的标准，整套工艺主要采用吸附法和膜分离法处理河源水流，与化学方法相比可有效避免因使用化学药剂而造成的二次污染，与生物方法相比可有效控制生产效率，节能高效。

本发明通过下述技术方案实现：采用金属膜协同处理河流水源制备净水的工艺，包括以下依次进行的工序：

工序A：通过引水道沉降并初级过滤；通过闸口与河流水源连接的引水道包括多级梯式的沉降槽和设置在沉降槽槽口的格栅，夹带大量泥沙的河流水流经引水道后被滤去大部分泥沙和体积较大的污染物后成为原水；

工序B：通过金属膜生物反应器脱氮；原水通过第一增压泵从金属膜生物反应器的底部进入，脱氮除杂后以第一滤水从金属膜生物反应器的顶部排出；

工序C：通过多介质过滤器进行吸附除杂；第一滤水通过第一提升泵从采用多介质滤料的多介质过滤器的顶部进入，进一步去除重金属粒子、悬浮物颗粒、可溶性油脂等污染物后以第二滤水从多介质过滤器的底部排出；

工序D：通过多级金属微孔膜过滤器进行精密过滤；第二滤水通过第二增压泵进入多级金属微孔膜过滤器，利用金属膜的吸附和截留作用，进一步去除金属粒子、小粒径悬浮物等污染物后成为清水；

工序E：通过钛棒过滤器进行超精密过滤；清水通过第二提升泵进入采用钛棒过滤芯的钛棒过滤器进行超精密过滤，微生物、细菌、病毒、大分子有机物等污染物被阻留在钛棒过滤芯外壁，滤液从钛棒过滤芯的内部汇集并排出，得到出水水质可达Ⅲ类的净水。

本发明工序B、工序D、工序E中均涉及金属膜组件，金属膜与有机膜相比，具有强度高、耐压能力强、孔隙率高、孔隙均匀、过滤阻力小、渗透性好；耐腐蚀能力强且不易锈蚀；反冲洗容易等优点。本发明利用金属膜的特性协同其他组件降低河流水源中的COD、BOD、NH₃-N、SS、金属粒子等含量，使处理后的水源达到Ⅲ类水质的标准；整套工艺主要采用吸附法和膜分离法处理河源水流，与化学方法相比可有效避免因使用化学药剂而造成的二次污染，与生物方法相比可有效控制生产效率，节能高效。

进一步地，所述工序A中的沉降槽包括多个连续且由高到低排列的沉降池，相邻沉降池之间通过溢流口连接，溢流口设置有倾斜向上且设置有棘齿的斜坡，斜坡顶端均安装格栅，格栅的孔径逐级减小；闸口打开后，河流水源自然流入引水道，泥沙经过沉降槽进行沉降，树枝、树叶、水草、包装袋等垃圾经过格栅被滤除。

夹杂泥沙的河流水源自然流入引水道，水源先进入第一沉降池，当第一沉降池满溢时水源溢流进第二沉降池，当第二沉降池满溢时水源溢流进第三沉降池，以此类推。水源逐次经过由高到低排列的沉降池，一方面，泥沙会在重力作用下会自然沉降；另一方面，泥沙在随着水源溢流的过程中受到沉降池池壁的阻拦也会发生沉降。

优化设计沉降池，相邻沉降池之间通过溢流口连接，溢流口设置有倾斜向上且设置有棘齿的斜坡。溢流水源经过设置棘齿的斜坡时受到摩擦阻力，夹带的泥沙会进一步沉降，一般情况下，越靠近原水出口的泥沙约细小。

进一步优化设计沉降池，斜坡顶端均安装格栅，格栅的孔径逐级减小，逐级滤除水面漂浮物。

进一步地，所述工序A包括提取沉降槽中的泥沙进行活性污泥的培养，活性污泥用于工序B中。

利用工序A中滤除的泥沙进行活性污泥的培养，对泥沙进行资源化的循环利用。河流的泥沙具有一定的来源，因而一条河流的泥沙就有一定的物质组成及较稳定的对污染物的吸附能力。研究指出，不同断面的泥沙对重金属污染物的吸附具有几乎相近的能力，根本原因就是泥沙的来源一致。一般情况下，泥沙颗粒越细，所含活性成分越多，物理吸附能力越强。可根据实际情况，提取不同阶段的泥沙进行活性污泥的培养。

进一步地，所述工序B中的金属膜生物反应器包括内置的不锈钢金属膜和设置在不锈钢金属膜正下方的曝气机，曝气机采用空气压缩机连续曝气，不锈钢金属膜的下方填充有活性污泥；所述第一增压泵间歇工作，原水间歇性的随气流从金属膜生物反应器的底端进入，在不锈钢金属膜的下方受曝气机的作用与活性污泥充分接触，再由下向上运动，大部分COD、BOD、NH₃-N和SS等被不锈钢金属膜截留，第一滤水从不锈钢金属膜的上端面渗出并从金属膜生物反应器的顶端排出。

所述工序B中用曝气机往水系中通入气体产生气泡，一是活性污泥会附着在气泡表面与水体充分接触，利于硝化菌和反硝化菌的生长，对氨氮的去除效果好；二是胶体颗粒会附着在气泡表面，这些胶体粒子可随气泡的上浮而实现将依附在粒子上的重金属离子加以分离；三是过滤过程中再膜面形成生物膜沉积层，从而实现了对致病微生物(细菌、病毒等)的去除。该方法具有如下优点：对小粒子的去除效果好，操作省时，费用低廉，在一定条件下，既可以有效脱氮除磷，又可以消除水系中的重金属污染并回收金属，还能避开某些重金属氢氧化物或碳酸盐过滤困难的问题。所述第一增压泵间歇工作，依靠空气和水流的搅动来减缓膜面污染，延长运行周期。

所述工序B中原水中微生物和悬浮物等大分子有机物不能通过不锈钢金属膜，对SS去除率达90％以上；用不锈钢金属膜代替二沉池，可在水力停留时间较短而污泥停留时间较长的工况下运行，COD的去除率高达95％以上，还可以去除一部分细菌、病毒等；不锈钢金属膜的截留作用使得增殖缓慢的硝化菌富集，有较高的氨氮去除率；活性污泥发生量少，出水水质稳定，结构简单，占地面积小，易于控制。

进一步地，所述工序B在常温下进行，连续曝气的流速控制在1-20m³/h，第一增压泵按抽吸与中断的时间比为1:3进行交替循环工作，间隔30-60d添加5％-10％的活性污泥。

进一步地，所述工序C中多介质过滤器采用活性炭、金刚砂的混合滤料进行过滤；所述第一滤水在第一提升泵的作用下从多介质过滤器的顶端进入，由上向下运动，重金属粒子、悬浮物颗粒、可溶性油脂等污染物被吸附或截留。

所述重金属粒子通常是指河流水源中较富集的Cu²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺、Cr⁶⁺、Hg²⁺，不同水域重金属粒子的成分不同，本发明主要针对绝大部分河流水域中重金属粒子含量范围符合Cu²⁺10-500mg/L；Zn²⁺10-300mg/L；Pb²⁺10-1000mg/L；Cd²⁺10-600mg/L；Cr⁶⁺10-20mg/L；Hg²⁺0.001-0.1mg/L的情况，如有特殊情况需另行处理。待处理水源中重金属粒子含量范围符合上述情况时，对所有重金属离子的去除效率均达到99％以上，如表1所示，符合Ⅲ类水质要求中对应的指标。

表1

本发明使用物理方法，借助活性炭和金刚砂混合滤料的吸附和过滤作用，有效去除重金属粒子、悬浮物颗粒、可溶性油脂等污染物。与化学处理法、生物处理法比较，既可以有效控制二次污染又便于操作，成本低、能耗小。

进一步地，所述工序C中包括分别取干燥的活性炭、金刚砂过100的目筛并以2:1-1:2的体积比混合均匀。

活性炭本身具有较好的吸附性，活性炭与金刚砂均匀混合后形成的滤料具有很好的过滤作用，可同时吸附并过滤。活性炭与金刚砂混合滤料的吸附、过滤机理为公知常识，且本发明的改进点也不在于此，故不再赘述。

进一步地，所述工序D中多级金属微孔膜过滤器包括依次串联的三级金属微孔膜，其滤径分别为10um、1um、0.1um；所述第二滤水依次经过三级金属微孔膜，逐级滤除金属粒子、小粒径悬浮物等污染物后变为清水排出。

所述金属微孔膜过滤器，一方面，用于过滤活性炭、金刚砂，活性炭、金刚砂的过滤率高达99.99％；另一方面，用于进一步过滤粒径较小的金属粒子、胶体杂质、悬浮物等，出水悬浮物质量浓度为0.760-0.780mg/L。

进一步地，所述工序E中钛棒过滤器采用0.45um或0.22um的钛棒过滤芯对清水进行超精密过滤后获得净水。

所述钛棒过滤芯的滤层有无数弯曲空隙孔道，错综迂回。微粒在孔道中因范德华扩引力在孔隙周围形成“架桥现象”使其形成具有间隙的坚固滤层，达到精密过滤或超精密过滤。

进一步地，所述工序B、工序C、工序D、工序E中均包括反洗，间隔6-24h反洗一次。

金属膜表面滤饼沉积是膜污染中最重要的影响因素。为了减缓膜污染，获得较高的膜渗透通量，进而节约能耗，可通过反洗减缓膜污染，延长膜工作时间。本发明中的反洗操作由PLC控制，直接将对应工序中排出的滤液用做反洗，反洗时的进液压力为0.1-0.5MPa，反洗时间为0.5-1.5h。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明利用金属膜的特性对河流水源中的污染物进行处理，出水水质可达Ⅲ类标准，工艺流程简单、占地面积小、节能高效。

(2)本发明借助金属膜，主要采用物理方法处理河流水源，相比较于化学方法或生物方法，可有效控制二次污染及生产成本。

(3)本发明中利用引水道对夹杂大量泥沙的河流水源进行泥沙分离，并将泥沙回用于水处理工艺，节约资源，提高经济效益。

附图说明

图1为本发明所述的工艺流程框图。

图2为本发明所述的工艺流程示意图。

图3为实施例12中所述的工艺流程示意图。

图4为引水道的结构示意图。

其中，1—引水道，11—闸口，12—沉降槽，13—格栅，14—斜坡，2—金属膜生物反应器，3—多介质过滤器，4—多级金属微孔膜过滤器，5—钛棒过滤器，101—第一增压泵，102—第一提升泵，103—第二增压泵，104—第二提升泵，105—防虹吸装置。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

采用金属膜协同处理河流水源制备净水的工艺，如图1所示，包括以下依次进行的工序：

工序A：通过引水道1沉降并初级过滤；通过闸口11与河流水源连接的引水道1包括多级梯式的沉降槽12和设置在沉降槽12槽口的格栅13，夹带大量泥沙的河流水流经引水道1后被滤去大部分泥沙和体积较大的污染物后成为原水；

工序B：通过金属膜生物反应器2脱氮；原水通过第一增压泵101从金属膜生物反应器2的底部进入，脱氮除杂后以第一滤水从金属膜生物反应器2的顶部排出；

工序C：通过多介质过滤器3进行吸附除杂；第一滤水通过第一提升泵102从采用多介质滤料的多介质过滤器3的顶部进入，进一步去除重金属粒子、悬浮物颗粒、可溶性油脂等污染物后以第二滤水从多介质过滤器3的底部排出；

工序D：通过多级金属微孔膜过滤器4进行精密过滤；第二滤水通过第二增压泵103进入多级金属微孔膜过滤器4，利用金属膜的吸附和截留作用，进一步去除金属粒子、小粒径悬浮物等污染物后成为清水；

工序E：通过钛棒过滤器5进行超精密过滤；清水通过第二提升泵104进入采用钛棒过滤芯的钛棒过滤器5进行超精密过滤，微生物、细菌、病毒、大分子有机物等污染物被阻留在钛棒过滤芯外壁，滤液从钛棒过滤芯的内部汇集并排出，得到出水水质可达Ⅲ类的净水。

实施例2：

本实施例在上述实施例的基础上进一步优化，如图4所示，进一步地，所述工序A中的沉降槽12包括多个连续且由高到低排列的沉降池，相邻沉降池之间通过溢流口连接，溢流口设置有倾斜向上且设置有棘齿的斜坡14，斜坡14顶端均安装格栅13，格栅13的孔径逐级减小；闸口11打开后，河流水源自然流入引水道1，泥沙经过沉降槽12进行沉降，树枝、树叶、水草、包装袋等垃圾经过格栅13被滤除。本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上进一步优化，进一步地，所述工序A包括提取沉降槽12中的泥沙进行活性污泥的培养，活性污泥用于工序B中。本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上进一步优化，进一步地，所述工序B中的金属膜生物反应器2包括内置的不锈钢金属膜和设置在不锈钢金属膜正下方的曝气机，曝气机采用空气压缩机连续曝气，不锈钢金属膜的下方填充有活性污泥；所述第一增压泵101间歇工作，原水间歇性的随气流从金属膜生物反应器2的底端进入，在不锈钢金属膜的下方受曝气机的作用与活性污泥充分接触，再由下向上运动，大部分COD、BOD、NH₃-N和SS等被不锈钢金属膜截留，第一滤水从不锈钢金属膜的上端面渗出并从金属膜生物反应器2的顶端排出。本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上进一步优化，进一步地，所述工序B在常温下进行，连续曝气的流速控制在1-20m³/h，第一增压泵101按抽吸与中断的时间比为1:3进行交替循环工作，间隔30-60d添加5％-10％的活性污泥。本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例的基础上进一步优化，进一步地，所述工序C中多介质过滤器3采用活性炭、金刚砂的混合滤料进行过滤；所述第一滤水在第一提升泵102的作用下从多介质过滤器3的顶端进入，由上向下运动，重金属粒子、悬浮物颗粒、可溶性油脂等污染物被吸附或截留。本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例7：

本实施例在上述实施例的基础上进一步优化，进一步地，所述工序C中包括分别取干燥的活性炭、金刚砂过100的目筛并以2:1-1:2的体积比混合均匀。本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例8：

本实施例在上述实施例的基础上进一步优化，进一步地，所述工序D中多级金属微孔膜过滤器4包括依次串联的三级金属微孔膜，其滤径分别为10um、1um、0.1um；所述第二滤水依次经过三级金属微孔膜，逐级滤除金属粒子、小粒径悬浮物等污染物后变为清水排出。本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例9：

本实施例在上述实施例的基础上进一步优化，进一步地，所述工序E中钛棒过滤器5采用0.45um或0.22um的钛棒过滤芯对清水进行超精密过滤后获得净水。本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例10：

本实施例在上述实施例的基础上进一步优化，进一步地，所述工序B、工序C、工序D、工序E中均包括反洗，间隔6-24h反洗一次。本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例11：

采用金属膜协同处理河流水源制备净水的工艺，包括以下依次进行的工序：

工序A：通过引水道1沉降并初级过滤；通过闸口11与河流水源连接的引水道1包括多级梯式的沉降槽12和设置在沉降槽12槽口的格栅13，夹带大量泥沙的河流水流经引水道1后被滤去大部分泥沙和体积较大的污染物后成为原水；

工序B：通过金属膜生物反应器2脱氮；原水通过第一增压泵101从金属膜生物反应器2的底部进入，脱氮除杂后以第一滤水从金属膜生物反应器2的顶部排出；

工序C：通过多介质过滤器3进行吸附除杂；第一滤水通过第一提升泵102从采用多介质滤料的多介质过滤器3的顶部进入，进一步去除重金属粒子、悬浮物颗粒、可溶性油脂等污染物后以第二滤水从多介质过滤器3的底部排出；

工序D：通过多级金属微孔膜过滤器4进行精密过滤；第二滤水通过第二增压泵103进入多级金属微孔膜过滤器4，利用金属膜的吸附和截留作用，进一步去除金属粒子、小粒径悬浮物等污染物后成为清水；

工序E：通过钛棒过滤器5进行超精密过滤；清水通过第二提升泵104进入采用钛棒过滤芯的钛棒过滤器5进行超精密过滤，微生物、细菌、病毒、大分子有机物等污染物被阻留在钛棒过滤芯外壁，滤液从钛棒过滤芯的内部汇集并排出，得到出水水质可达Ⅲ类的净水；

所述工序A中的沉降槽12包括多个连续且由高到低排列的沉降池，相邻沉降池之间通过溢流口连接，溢流口设置有倾斜向上且设置有棘齿的斜坡14，斜坡14顶端均安装格栅13，格栅13的孔径逐级减小；闸口11打开后，河流水源自然流入引水道1，泥沙经过沉降槽12进行沉降，树枝、树叶、水草、包装袋等垃圾经过格栅13被滤除；

所述工序B中的金属膜生物反应器2包括内置的不锈钢金属膜和设置在不锈钢金属膜正下方的曝气机，曝气机采用空气压缩机连续曝气，不锈钢金属膜的下方填充有活性污泥；所述第一增压泵101间歇工作，原水间歇性的随气流从金属膜生物反应器2的底端进入，在不锈钢金属膜的下方受曝气机的作用与活性污泥充分接触，再由下向上运动，大部分COD、BOD、NH₃-N和SS等被不锈钢金属膜截留，第一滤水从不锈钢金属膜的上端面渗出并从金属膜生物反应器2的顶端排出；

所述工序C中多介质过滤器3采用活性炭、金刚砂的混合滤料进行过滤；所述第一滤水在第一提升泵102的作用下从多介质过滤器3的顶端进入，由上向下运动，重金属粒子、悬浮物颗粒、可溶性油脂等污染物被吸附或截留；

所述工序D中多级金属微孔膜过滤器4包括依次串联的三级金属微孔膜，其滤径分别为10um、1um、0.1um；所述第二滤水依次经过三级金属微孔膜，逐级滤除金属粒子、小粒径悬浮物等污染物后变为清水排出；

所述工序E中钛棒过滤器5采用0.45um或0.22um的钛棒过滤芯对清水进行超精密过滤后获得净水。

如图2所示，引水道1、金属膜生物反应器2、多介质过滤器3、多级金属微孔膜过滤器4、钛棒过滤器5依次连接。

实施例12：

本实施例在实施例11的基础上做进一步优化，如图3所示，引水道1、金属膜生物反应器2、多介质过滤器3、多级金属微孔膜过滤器4、钛棒过滤器5依次连接，所述引水道1与金属膜生物反应器2之间、金属膜生物反应器2与多介质过滤器3之间、多介质过滤器3与多级金属微孔膜过滤器4之间、多级金属微孔膜过滤器4与钛棒过滤器5之间均设置有防虹吸装置105。所述防虹吸装置105为防虹吸阀门，在阀体的侧面设有补气孔，补气孔设置带有加强边的封水胶片以将其封闭，从而构成一单向打开的补气通道，保证水流沿单一方向流动。

以多介质过滤器3与多级金属微孔膜过滤器4之间设置防虹吸装置105为例，遇到突然停机等情况时，多级金属微孔膜过滤器4反向抽水至多介质过滤器3，出现局部真空，而在阀体内形成负压时，补气孔会自动打开使阀体内部与大气相通，防止产生虹吸现象。引入防虹吸装置105，提高了出现停机对设备的保护。

实施例13：

采用金属膜协同处理河流水源制备净水的工艺，包括以下依次进行的工序：

工序A：通过引水道1沉降并初级过滤；通过闸口11与河流水源连接的引水道1包括多级梯式的沉降槽12和设置在沉降槽12槽口的格栅13，夹带大量泥沙的河流水流经引水道1后被滤去大部分泥沙和体积较大的污染物后成为原水；

工序B：通过金属膜生物反应器2脱氮；原水通过第一增压泵101从金属膜生物反应器2的底部进入，脱氮除杂后以第一滤水从金属膜生物反应器2的顶部排出；

工序C：通过多介质过滤器3进行吸附除杂；第一滤水通过第一提升泵102从采用多介质滤料的多介质过滤器3的顶部进入，进一步去除重金属粒子、悬浮物颗粒、可溶性油脂等污染物后以第二滤水从多介质过滤器3的底部排出；

工序D：通过多级金属微孔膜过滤器4进行精密过滤；第二滤水通过第二增压泵103进入多级金属微孔膜过滤器4，利用金属膜的吸附和截留作用，进一步去除金属粒子、小粒径悬浮物等污染物后成为清水；

工序E：通过钛棒过滤器5进行超精密过滤；清水通过第二提升泵104进入采用钛棒过滤芯的钛棒过滤器5进行超精密过滤，微生物、细菌、病毒、大分子有机物等污染物被阻留在钛棒过滤芯外壁，滤液从钛棒过滤芯的内部汇集并排出，得到出水水质可达Ⅲ类的净水；

所述工序A中的沉降槽12包括多个连续且由高到低排列的沉降池，相邻沉降池之间通过溢流口连接，溢流口设置有倾斜向上且设置有棘齿的斜坡14，斜坡14顶端均安装格栅13，格栅13的孔径逐级减小；闸口11打开后，河流水源自然流入引水道1，泥沙经过沉降槽12进行沉降，树枝、树叶、水草、包装袋等垃圾经过格栅13被滤除；所述工序A包括提取沉降槽12中的泥沙进行活性污泥的培养，活性污泥用于工序B中；

所述工序B中的金属膜生物反应器2包括内置的不锈钢金属膜和设置在不锈钢金属膜正下方的曝气机，曝气机采用空气压缩机连续曝气，不锈钢金属膜的下方填充有活性污泥；所述第一增压泵101间歇工作，原水间歇性的随气流从金属膜生物反应器2的底端进入，在不锈钢金属膜的下方受曝气机的作用与活性污泥充分接触，再由下向上运动，大部分COD、BOD、NH₃-N和SS等被不锈钢金属膜截留，第一滤水从不锈钢金属膜的上端面渗出并从金属膜生物反应器2的顶端排出；所述工序B在常温下进行，连续曝气的流速控制在1-20m³/h，第一增压泵101按抽吸与中断的时间比为1:3进行交替循环工作，间隔30-60d添加5％-10％的活性污泥；

所述工序C中多介质过滤器3采用活性炭、金刚砂的混合滤料进行过滤；所述第一滤水在第一提升泵102的作用下从多介质过滤器3的顶端进入，由上向下运动，重金属粒子、悬浮物颗粒、可溶性油脂等污染物被吸附或截留；所述工序C中包括分别取干燥的活性炭、金刚砂过100的目筛并以2:1-1:2的体积比混合均匀；

所述工序D中多级金属微孔膜过滤器4包括依次串联的三级金属微孔膜，其滤径分别为10um、1um、0.1um；所述第二滤水依次经过三级金属微孔膜，逐级滤除金属粒子、小粒径悬浮物等污染物后变为清水排出；

所述工序E中钛棒过滤器5采用0.45um或0.22um的钛棒过滤芯对清水进行超精密过滤后获得净水；

所述工序B、工序C、工序D、工序E中均包括反洗，间隔6-24h反洗一次。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.采用金属膜协同处理河流水源制备净水的工艺，其特征在于，包括以下依次进行的工序：

工序A：通过引水道（1）沉降并初级过滤；通过闸口（11）与河流水源连接的引水道（1）包括多级梯式的沉降槽（12）和设置在沉降槽（12）槽口的格栅（13），夹带大量泥沙的河流水流经引水道（1）后被滤去大部分泥沙和体积较大的污染物后成为原水；

工序B：通过金属膜生物反应器（2）脱氮；原水通过第一增压泵（101）从金属膜生物反应器（2）的底部进入，脱氮除杂后以第一滤水从金属膜生物反应器（2）的顶部排出；

工序C：通过多介质过滤器（3）进行吸附除杂；第一滤水通过第一提升泵（102）从采用多介质滤料的多介质过滤器（3）的顶部进入，进一步去除重金属粒子、悬浮物颗粒、可溶性油脂污染物后以第二滤水从多介质过滤器（3）的底部排出；

工序D：通过多级金属微孔膜过滤器（4）进行精密过滤；第二滤水通过第二增压泵（103）进入多级金属微孔膜过滤器（4），利用金属膜的吸附和截留作用，进一步去除金属粒子、小粒径悬浮物污染物后成为清水；

工序E：通过钛棒过滤器（5）进行超精密过滤；清水通过第二提升泵（104）进入采用钛棒过滤芯的钛棒过滤器（5）进行超精密过滤，微生物、细菌、病毒、大分子有机物污染物被阻留在钛棒过滤芯外壁，滤液从钛棒过滤芯的内部汇集并排出，得到出水水质可达Ⅲ类的净水。

2.根据权利要求1所述的采用金属膜协同处理河流水源制备净水的工艺，其特征在于：所述工序A中的沉降槽（12）包括多个连续且由高到低排列的沉降池，相邻沉降池之间通过溢流口连接，溢流口设置有倾斜向上且设置有棘齿的斜坡（14），斜坡（14）顶端均安装格栅（13），格栅（13）的孔径逐级减小；闸口（11）打开后，河流水源自然流入引水道（1），泥沙经过沉降槽（12）进行沉降，树枝、树叶、水草、包装袋垃圾经过格栅（13）被滤除。

3.根据权利要求2所述的采用金属膜协同处理河流水源制备净水的工艺，其特征在于：所述工序A包括提取沉降槽（12）中的泥沙进行活性污泥的培养，活性污泥用于工序B中。

4.根据权利要求1所述的采用金属膜协同处理河流水源制备净水的工艺，其特征在于：所述工序B中的金属膜生物反应器（2）包括内置的不锈钢金属膜和设置在不锈钢金属膜正下方的曝气机，曝气机采用空气压缩机连续曝气，不锈钢金属膜的下方填充有活性污泥；所述第一增压泵（101）间歇工作，原水间歇性的随气流从金属膜生物反应器（2）的底端进入，在不锈钢金属膜的下方受曝气机的作用与活性污泥充分接触，再由下向上运动，大部分COD、BOD、NH₃-N和SS被不锈钢金属膜截留，第一滤水从不锈钢金属膜的上端面渗出并从金属膜生物反应器（2）的顶端排出。

5.根据权利要求4所述的采用金属膜协同处理河流水源制备净水的工艺，其特征在于：所述工序B在常温下进行，连续曝气的流速控制在1-20m³/h，第一增压泵（101）按抽吸与中断的时间比为1:3进行交替循环工作，间隔30-60d添加体积比为5%-10%的活性污泥。

6.根据权利要求1所述的采用金属膜协同处理河流水源制备净水的工艺，其特征在于：所述工序C中多介质过滤器（3）采用活性炭、金刚砂的混合滤料进行过滤；所述第一滤水在第一提升泵（102）的作用下从多介质过滤器（3）的顶端进入，由上向下运动，重金属粒子、悬浮物颗粒、可溶性油脂污染物被吸附或截留。

7.根据权利要求6所述的采用金属膜协同处理河流水源制备净水的工艺，其特征在于：所述工序C中包括分别取干燥的活性炭、金刚砂过100的目筛并以2:1-1:2的体积比混合均匀。

8.根据权利要求1所述的采用金属膜协同处理河流水源制备净水的工艺，其特征在于：所述工序D中多级金属微孔膜过滤器（4）包括依次串联的三级金属微孔膜，其滤径分别为10um、1um、0.1um；所述第二滤水依次经过三级金属微孔膜，逐级滤除金属粒子、小粒径悬浮物污染物后变为清水排出。

9.根据权利要求8所述的采用金属膜协同处理河流水源制备净水的工艺，其特征在于：所述工序E中钛棒过滤器（5）采用0.45um或0.22um的钛棒过滤芯对清水进行超精密过滤后获得净水。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的采用金属膜协同处理河流水源制备净水的工艺，其特征在于：所述工序B、工序C、工序D、工序E中均包括反洗，间隔6-24h反洗一次。