CN108911417A - 饮用水净化系统 - Google Patents

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程克虎
陈清
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Abstract

本发明涉及一种饮用水净化系统，包括依水流流向依次设置的预处理池、与所述预处理池连通的表流净水池、与所述表流净水池连通的沉水池以及与所述沉水池连通的包含过滤膜层的过滤池，所述预处理池中添加有絮凝剂，所述表流净水池中添加有硝化细菌并设有曝气设备，所述沉水池中添加有反硝化细菌。上述净水系统将生态处理和膜法过滤技术相结合，大大的提高了饮用水的品质，净化后的水质指标满足GB5749‑2006的标准。

Description

饮用水净化系统
技术领域
本发明涉及饮用水净化领域，特别是涉及一种饮用水净化系统。
背景技术
水污染问题已成为许多国家和地区共同面临的政治、社会、经济和重要科学技术问题，对于发展中国家，形势更加严峻。据统计，我国内陆82％的江河、湖泊已受到不同程度的污染，传统自来水生产是把河水、湖水、井水、泉水等源水经过混凝、沉淀、过滤、消毒净水等工艺流程，把源水中的藻类、腐殖质、泥沙、细菌病毒等去除干净，生产成饮用水。但是随着源水污染的日益加重，一方面传统工艺已无法满足净化要求，不能有效消除水中污染物，不能满足饮用水水质国家标准；另一方面传统工艺采用大量药剂，其投资和运行维护费用高。
发明内容
基于此，有必要针对传统净水过程无法有效去除水中污染物的问题，提供一种可以有效去除水中污染物、净化后的水可以达到国家标准的饮用水净化系统。
一种饮用水净化系统，包括依水流流向依次设置的预处理池、与所述预处理池连通的表流净水池、与所述表流净水池连通的沉水池以及与所述沉水池连通的包含过滤膜层的过滤池，所述预处理池中添加有絮凝剂，所述表流净水池中添加有硝化细菌，所述表流净水池内设有曝气设备，所述沉水池中添加有反硝化细菌。
上述净水系统将生态处理和膜法过滤技术相结合，大大的提高了饮用水的品质，净化后的水质指标满足GB5749-2006的标准。
在其中一个实施例中，所述预处理池的池壁上方还设置有土工布层。
在其中一个实施例中，所述滤膜层包括陶瓷过滤层和超滤膜过滤层，水流依次经过陶瓷过滤层和超滤膜过滤层。
在其中一个实施例中，所述超滤膜过滤层为孔径为0.025μm-0.030μm微孔超滤膜。
在其中一个实施例中，所述絮凝剂为聚合体絮凝剂。
在其中一个实施例中，所述聚合体絮凝剂为聚丙烯酸、聚丙烯腈和聚丙烯酸钠中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述表流净水池中还包括漂浮于水体表面的种植床，所述种植床包括种植床体以及开设在所述种植床体上的种植孔，所述种植孔内种植有挺水植物。
在其中一个实施例中，所述曝气设备为位于所述表流净水池中的曝气机。
在其中一个实施例中，所述沉水池中包含除氧设备以及沉水植物。
附图说明
图1为本发明一实施例饮用水净化系统及水源的结构示意图。
图2为本发明一实施例种植床的俯视图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1-图2所示，本发明一实施例为一种饮用水净化系统，包括依水流流向依次设置的预处理池110、与所述预处理池110连通的表流净水池112、与所述表流净水池112连通的沉水池114以及与所述沉水池114连通的包含过滤膜层的过滤池116。
首先，引水泵(图中未示出)将源水410通过引水渠211引入预处理池110中。源水是指河水、湖水、井水、泉水等微污染水质(地表水IV类以下水质)。源水中含有大量的固体悬浮物、大分子有机颗粒及少量泥沙。
其中，预处理池110中添加有絮凝剂，主要作用是通过絮凝反应去除水中固体悬浮物和大分子有机颗粒。
在一优选地实施方式中，所述絮凝剂为聚合体絮凝剂。优选地，所述聚合体絮凝剂为聚丙烯酸、聚丙烯腈和聚丙烯酸钠中的至少一种。上述多种絮凝剂组合使用去除水中固体悬浮物和大分子有机颗粒的效果更好。
在一优选地实施方式中，源水先经过所述预处理池110的池壁上方设置的土工布层1101。其中，土工布层1101可去掉大颗粒的污染物。例如源水中携带的少量泥沙。
在一优选地实施方式中，所述预处理池110中添加有苦草、狐尾藻、羊草、睡莲和芦苇中至少一种植物。可以有效吸附泥沙，增强净化效果，此外，还具有景观效果。
发明人发现，源水因受到环境污染、污水排放等原因，水体中富集大量的氮氨、总磷等有机物。本发明采用生物法进行硝化、反硝化反应去除氮磷有机物。其中，硝化反应需要在好氧环境下，将NH4 +转化为NO3 -，硝化过程选用自养型硝酸菌进行硝化，硝化细菌对环境要求相对严苛，生长率低，需要足够的氧气。反硝化反应需要在无氧条件下进行，将NO3 -转化成N2排放入大气中。严格控制不同阶段溶解氧的浓度，可以大大提高对氮氨的去除效果。总磷污染物的去除一部分可利用好氧菌对有机磷或者偏磷进行硝化分解，另一部分可被水体中微生物、植物吸收除去。
其中，表流净水池112中添加有硝化细菌并设有曝气设备1121。主要作用是在该池中自养型硝酸菌的作用下将NH4 +转化为NO3 -。
在一优选的实施方式中，所述硝化细菌为硝化单胞菌。
在一优选的实施方式中，曝气设备1121工作时，表流净水池112的水中溶氧量浓度控制在不小于4mg/L。
在一优选的实施方式中，所述表流净水池112中还包括漂浮于水体表面的种植床1122，所述种植床1122包括种植床体1123以及开设在所述种植床体1123上的种植孔1124，所述种植孔1124内种植有挺水植物。挺水植物的叶面进行光合作用，将产生的氧气通过根茎输送至水体中，进一步提高水体的溶氧量。更优选地，种植床1122通过缆绳与表流净水池112连接。
在一优选的实施方式中，表流净水池112的高度为1.0m-1.5m,此高度更利于挺水植物进行光合作用。
在一优选的实施方式中，所述曝气设备1121为位于所述表流净水池112中的曝气机。通过促使水在池中上下流动以增强水体的富氧量。此外，曝气机还可以增强水体的富营养化的防治能力。
优选地，曝气机数量为14-18台，单台曝气机的有效功率为200W，有效流量为26-30m3>min。更利于增强水体的富氧量。当上述曝气机同时工作时，表流净水池112的水中溶氧量浓度为6mg/L-8mg/L。更优选地，所述曝气机为太阳能曝气机。当让15台太能能曝气机同时工作时，表流净水池112的水中溶氧量浓度为10mg/L。
其中，所述沉水池114主要作用是在反硝化细菌的作用下将NO3 -转化成N2。从而彻底除去水体中氮氨有机物。
在一优选的实施方式中，所述反硝化细菌为反硝化杆菌。
在一优选的实施方式中，所述沉水池114中包含除氧设备1141以及沉水植物(图中未示出)。
在一优选的实施方式中，除氧设备1141为海绵铁除氧器，它采用专门生产的活性海绵铁过滤式(直接还原铁)来去除水中溶解氧，海绵铁过滤式主要成分是铁，其疏松多孔的内部结构，提供的比表面积是普通铁屑的5-10万倍，可使水中的氧与铁发生迅速彻底的氧化反应，使沉水池114中溶解氧量稳定在0.05mg/L以下。此外，该设备可以在水体温度较低的环境下除氧，且除氧效果好。优选地，海绵铁除氧器为10-12台。
在一优选的实施方式中，沉水植物为金鱼藻、轮叶黑藻、鸭舌草多种组合。不仅可以消耗掉水体中的氧，而且可以净化水体，利于快速构建稳定的生态系统。
其中，所述滤膜过滤池116中包含滤膜层1161。主要作用是对水质进行进一步过滤，以去除水体中的细菌、寄生虫等微生物，符合饮用水的标准。
在一优选的实施方式中，所述滤膜层1161包括陶瓷过滤层1162和超滤膜过滤层1163，水流自下而上依次经过陶瓷过滤层1162和超滤膜过滤层1163，然后从滤膜过滤池116的上端排出符合GB5749-2006标准的饮用水。
陶瓷过滤层1162，其中，陶瓷过滤层1162采用陶瓷滤芯作为过滤核心，陶瓷滤芯是用硅藻土经成型、高温烧结而制成的，其净化原理与活性炭类似，但过滤效果好、寿命长。可有效滤除水中的部分细菌及寄生虫等微生物。滤芯易于再生，可经常用毛刷涮洗或更换。
超滤膜过滤层1163，可以包含一层或多层超滤膜，在一定的压力下，当液体流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而水中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，从而实现对原水的净化、分离和浓缩的目的。其孔径只允许水分子、水中的有益矿物质和微量元素通过，而最小细菌的体积都在0.03微米以上，因此细菌以及比细菌体积大得多的微生物、泥沙、大分子有机物等都能被超滤膜截留下来，从而起到净化作用。
在一优选的实施方式中，所述超滤膜过滤层1163为孔径为0.025μm-0.027μm微孔超滤膜，截留效果更好。
上述净水系统将生态处理和膜法过滤技术相结合，大大的提高了饮用水的品质，净化后的水质指标满足GB5749-2006的标准。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种饮用水净化系统，其特征在于，包括依水流流向依次设置的预处理池、与所述预处理池连通的表流净水池、与所述表流净水池连通的沉水池以及与所述沉水池连通的包含过滤膜层的过滤池，所述预处理池中添加有絮凝剂，所述表流净水池中添加有硝化细菌，所述表流净水池内设有曝气设备，所述沉水池中添加有反硝化细菌。
2.根据权利要求1所述的饮用水净化系统，其特征在于，所述预处理池的池壁上方还设置有土工布层。
3.根据权利要求1所述的饮用水净化系统，其特征在于，所述滤膜层包括陶瓷过滤层和超滤膜过滤层，水流依次经过陶瓷过滤层和超滤膜过滤层。
4.根据权利要求3所述的饮用水净化系统，其特征在于，所述超滤膜过滤层为孔径为0.025μm-0.030μm微孔超滤膜。
5.根据权利要求1所述的饮用水净化系统，其特征在于，所述絮凝剂为聚合体絮凝剂。
6.根据权利要求1所述的饮用水净化系统，其特征在于，所述聚合体絮凝剂为聚丙烯酸、聚丙烯腈和聚丙烯酸钠中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的饮用水净化系统，其特征在于，所述表流净水池中还包括漂浮于水体表面的种植床，所述种植床包括种植床体以及开设在所述种植床体上的种植孔，所述种植孔内种植有挺水植物。
8.根据权利要求1所述的饮用水净化系统，其特征在于，所述曝气设备为位于所述表流净水池中的曝气机。
9.根据权利要求1所述的饮用水净化系统，其特征在于，所述沉水池中包含除氧设备以及沉水植物。
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