CN110921925A - 压力臭氧结合超滤和活性炭过滤的净水系统及其工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及压力臭氧结合超滤和活性炭过滤的净水系统包括原水泵、机械格栅预过滤器、增压泵、臭氧加注设备、臭氧发生器、臭氧微泡发生器、超滤膜组件、臭氧反应罐、加药装置、清水池及清水泵；本发明工艺利用中等浓度的臭氧氧化来抑制藻类活性，可以避免藻毒素的释放，利用超滤膜优异的过滤截留性能可以100％去除原水中的藻类、细菌和“两虫”。本发明利用压力差产生的臭氧微泡能实时清洗超滤膜表面，避免其被细菌玷污，大大减少了化学在线清洗的频率，延长了超滤膜的使用寿命。本发明中超滤膜产水后再通过臭氧发生器注入臭氧实现后置臭氧化，充分氧化去除水中残余的小分子有机物，包括土嗅素及醛类物质，大幅提升产水的口感和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及水处理领域，尤其涉及压力臭氧结合超滤和活性炭过滤的净水系统及其工艺。
背景技术
目前，传统的净水工艺为混凝沉淀过滤工艺，其仅适合优质水源，但对于高藻、高浊及高耗氧量的“三高”水源无能为力，且会产生如下问题：
(一)气浮和混凝沉淀除藻效率很难达到90％以上；
由于混凝剂和部分藻类表面不亲和，达不到混凝效果，部分藻类既不能沉淀也无法上浮，这部分藻类对后续工艺易产生不利影响，例如导致滤池板结，产水发臭和耗氧量增加等。
(二)气浮除藻的电耗和运行费用高；
其中溶气泵需要高压将8％左右的水循环，再加上空压机的高耗能，使总运行费用增加0.05元/吨。
(三)气浮除藻产生臭气，含有H2S,NH3和硫醇类物质对人体健康有较大影响。
(四)单纯的超滤膜过滤容易被藻类和细菌沾污，需要频繁的化学在线清洗。导致产水率下降，含化学试剂污水排放增加，以及缩短超滤膜寿命。
发明内容
本申请人针对上述现有问题，进行了研究改进，提供一种压力臭氧结合超滤和活性炭过滤的净水系统及其工艺，其能利用臭氧氧化抑制藻类活性，但不溶解藻类的细胞膜避免藻毒素的释放，利用超滤膜能100％除去原水中的藻类、细菌饿“两虫”。
本发明所采用的技术方案如下：
压力臭氧结合超滤和活性炭过滤的净水系统包括原水泵、机械格栅预过滤器、增压泵、臭氧加注设备、臭氧发生器、臭氧微泡发生器、超滤膜组件、臭氧反应罐、加药装置、清水池及清水泵；所述原水泵的进口通过管路与外部原水源连通，所述原水泵的出口通过管路与机械格栅预过滤器的进口连通，所述机械格栅预过滤器的出口形成第一支路和第二支路，第一支路顺序连接增压泵及臭氧加注设备并与第二支路汇总后连接臭氧微泡发生器的进口，所述臭氧微泡发生器的出口通过管路与超滤膜组件连接，所述超滤膜组件的排污口通过管路连接废水排放口，所述超滤膜组件的回水口通过回水管与连接原水泵进口的管路连通，所述超滤膜组件的产水口通过管路连接臭氧反应罐，所述臭氧反应罐的出口还通过管路与清水池的进口连接，所述清水池的出口连接清水泵，所述清水泵通过管路与供水管网连通；还包括臭氧发生器，所述臭氧发生器的一端出口通过管路与臭氧加注设备的进口连接，所述臭氧发生器的另一端出口与第二臭氧反应罐与超滤膜组件之间的管路连通。
利用压力臭氧结合超滤和活性炭过滤的净水系统进行净水的工艺，包括以下步骤：
第一步：通过原水泵将原水源中的原水引入机械格栅预过滤器中进行预过滤大颗粒；
第二步：10％～40％的预过滤水通过增压泵进入臭氧加注设备，吸入臭氧发生器产生的臭氧，该臭氧含量为0.5～2.5ppm，使臭氧和与过滤水混合形成混合原水，60％～90％的预过滤水不增压直接和混合原水混合；
第三步：第二步中完全混合均匀的混合原水及预过滤水进入臭氧微泡发生器产生大量微气泡形成含臭氧微泡水；
第四步：含臭氧微泡水进入超滤膜组件，反冲洗水通过管路从废水排放口排出，膜浓水通过回水管回至原水管路中混合再次利用；
第五步：超滤膜产水再次注入从臭氧发生器中产生的臭氧，该臭氧含量为1～6ppm，然后进入臭氧反应罐停留1～10分钟，压力设为0.5～2kg；
第六步：臭氧反应罐产水经过加药装置补氯后进入清水池；
第七步：清水泵将饮用水从清水池中向供水管网打入。
其进一步技术方案在于：
在第二步中增压泵增压的压力为5～8kg；
所述机械格栅预过滤器的过滤精度在100um～400um；
所述臭氧发生器为管式臭氧发生器或板式臭氧发生器中的任意一种，所述臭氧发生器的臭氧浓度不小于5％，压力不小于0.5kg；
所述臭氧加注设备为文丘里吸入式结构或溶气泵吸入式结构。
本发明的有益效果如下：
本发明工艺利用中等浓度(小于2.5ppm)的臭氧氧化来抑制藻类活性，可以避免藻毒素的释放，利用超滤膜优异的过滤截留性能可以100％去除原水中的藻类、细菌和“两虫”。本发明利用压力差产生的臭氧微泡能实时清洗超滤膜表面，避免其被细菌玷污，大大减少了化学在线清洗的频率，延长了超滤膜的使用寿命。
本发明中超滤膜产水后再通过臭氧发生器注入臭氧实现后置臭氧化，充分氧化去除水中残余的小分子有机物，包括土嗅素，2-甲基异莰醇，硫醇类物质以及醛类物质，大幅提升产水的口感和安全性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中：1、原水泵；2、机械格栅预过滤器；3、第一支路；4、第二支路；5、增压泵；6、臭氧加注设备；7、臭氧发生器；8、臭氧微泡发生器；9、废水排放口；10、超滤膜组件；11、臭氧反应罐；12、回水管；13、加药装置；14、清水池；15、清水泵。
具体实施方式
下面说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，压力臭氧结合超滤和活性炭过滤的净水系统，包括原水泵1、机械格栅预过滤器2、增压泵5、臭氧加注设备6、臭氧发生器7、臭氧微泡发生器8、超滤膜组件10、臭氧反应罐11、加药装置13、清水池14及清水泵1。
如图1所示，原水泵1的进口通过管路与外部原水源连通，原水泵1的出口通过管路与机械格栅预过滤器2的进口连通，机械格栅预过滤器2的出口形成第一支路3和第二支路4，第一支路3顺序连接增压泵5及臭氧加注设备6并与第二支路4汇总后连接臭氧微泡发生器8的进口，臭氧加注设备6为文丘里吸入式结构或溶气泵吸入式结构。臭氧微泡发生器8的出口通过管路与超滤膜组件10连接，超滤膜组件10的排污口通过管路连接废水排放口9，超滤膜组件10的回水口通过回水管12与连接原水泵1进口的管路连通，超滤膜组件10的产水口通过管路连接臭氧反应罐11，臭氧反应罐11的出口还通过管路与清水池14的进口连接，清水池14的出口连接清水泵15，清水泵15通过管路与供水管网连通；还包括臭氧发生器7，臭氧发生器7的一端出口通过管路与臭氧加注设备6的进口连接，臭氧发生器7的另一端出口与第二臭氧反应罐11与超滤膜组件10之间的管路连通。
利用压力臭氧结合超滤和活性炭过滤的净水系统进行净水的工艺，包括以下步骤：
第一步：通过原水泵1从原水源(湖泊、河流)中的原水抽取并加压2～4kg后引入机械格栅预过滤器2中进行预过滤大颗粒；机械格栅预过滤器的过滤精度在100um～400um，从而保护下游的臭氧加注设备6和超滤膜组件10不受大颗粒物的刮伤。
第二步：10％～40％的预过滤水通过增压泵5加压至5～8kg后进入臭氧加注设备6，本实施例中臭氧加注设备采用文丘里吸入式结构，在文丘里的喉管处形成低气压并吸入臭氧发生器7产生的臭氧，臭氧发生器7为管式臭氧发生器或板式臭氧发生器中的任意一种，臭氧发生器7的臭氧浓度不小于5％，压力不小于0.5kg。该臭氧含量为0.5～2.5ppm，使臭氧和与过滤水混合形成混合原水，60％～90％的预过滤水不增压直接和混合原水混合。
第三步：第二步中完全混合均匀的混合原水及预过滤水进入臭氧微泡发生器8中降压至0.5～3kg产生大量微气泡形成含臭氧微泡水，未溶解的游离气体从臭氧微泡发生器8上端的排气阀排出。还可以设置去尾气破坏器7来分解残余臭氧，并将尾气排出大气。
第四步：含臭氧微泡水进入超滤膜组件10，超滤膜组件10采用强氧化超滤膜，反冲洗水通过管路从废水排放口9排出，膜浓水通过回水管12回至原水管路中混合再次利用，膜浓水中也具有一定含量的臭氧，因此不需要人工额外投放臭氧，大大节约了成本。
第五步：超滤膜产水再次注入从臭氧发生器7中产生的臭氧，该臭氧含量为1～6ppm，然后进入臭氧反应罐停留1～10分钟，压力设为0.5～2kg；
第六步：臭氧反应罐11产水经过加药装置补氯(次氯酸钠)后进入清水池；
第七步：清水泵将饮用水从清水池中向供水管网打入。
本发明工艺利用中等浓度(小于2.5ppm)的臭氧氧化来抑制藻类活性，可以避免藻毒素的释放，利用超滤膜优异的过滤截留性能可以100％去除原水中的藻类、细菌和“两虫”。本发明利用压力差产生的臭氧微泡能实时清洗超滤膜表面，避免其被细菌玷污，大大减少了化学在线清洗的频率，延长了超滤膜的使用寿命。
本发明中超滤膜产水后再通过臭氧发生器注入臭氧实现后置臭氧化，充分氧化去除水中残余的小分子有机物，包括土嗅素，2-甲基异莰醇，硫醇类物质以及醛类物质，大幅提升产水的口感和安全性。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。
Claims (6)
1.压力臭氧结合超滤和活性炭过滤的净水系统，其特征在于：包括原水泵(1)、机械格栅预过滤器(2)、增压泵(5)、臭氧加注设备(6)、臭氧发生器(7)、臭氧微泡发生器(8)、超滤膜组件(10)、臭氧反应罐(11)、加药装置(13)、清水池(14)及清水泵(15)；所述原水泵(1)的进口通过管路与外部原水源连通，所述原水泵(1)的出口通过管路与机械格栅预过滤器(2)的进口连通，所述机械格栅预过滤器(2)的出口形成第一支路(3)和第二支路(4)，第一支路(3)顺序连接增压泵(5)及臭氧加注设备(6)并与第二支路(4)汇总后连接臭氧微泡发生器(8)的进口，所述臭氧微泡发生器(8)的出口通过管路与超滤膜组件(10)连接，所述超滤膜组件(10)的排污口通过管路连接废水排放口(9)，所述超滤膜组件(10)的回水口通过回水管(12)与连接原水泵(1)进口的管路连通，所述超滤膜组件(10)的产水口通过管路连接臭氧反应罐(11)，所述臭氧反应罐(11)的出口还通过管路与清水池(14)的进口连接，所述清水池(14)的出口连接清水泵(15)，所述清水泵(15)通过管路与供水管网连通；还包括臭氧发生器(7)，所述臭氧发生器(7)的一端出口通过管路与臭氧加注设备(6)的进口连接，所述臭氧发生器(7)的另一端出口与第二臭氧反应罐(11)与超滤膜组件(10)之间的管路连通。
2.利用权利要求1所述压力臭氧结合超滤和活性炭过滤的净水系统进行净水的工艺，其特征在于包括以下步骤：
第一步：通过原水泵将原水源中的原水引入机械格栅预过滤器中进行预过滤大颗粒；
第二步：10％～40％的预过滤水通过增压泵进入臭氧加注设备，吸入臭氧发生器产生的臭氧，该臭氧含量为0.5～2.5ppm，使臭氧和与过滤水混合形成混合原水，60％～90％的预过滤水不增压直接和混合原水混合；
第三步：第二步中完全混合均匀的混合原水及预过滤水进入臭氧微泡发生器产生大量微气泡形成含臭氧微泡水；
第四步：含臭氧微泡水进入超滤膜组件，反冲洗水通过管路从废水排放口排出，膜浓水通过回水管回至原水管路中混合再次利用；
第五步：超滤膜产水再次注入从臭氧发生器中产生的臭氧，该臭氧含量为1～6ppm，然后进入臭氧反应罐停留1～10分钟，压力设为0.5～2kg；
第六步：臭氧反应罐产水经过加药装置补氯后进入清水池；
第七步：清水泵将饮用水从清水池中向供水管网打入。
3.如权利要求2所述压力臭氧结合超滤和活性炭过滤的净水系统进行净水的工艺，其特征在于：在第二步中增压泵增压的压力为5～8kg。
4.如权利要求2所述压力臭氧结合超滤和活性炭过滤的净水系统进行净水的工艺，其特征在于：所述机械格栅预过滤器的过滤精度在100um～400um。
5.如权利要求2所述压力臭氧结合超滤和活性炭过滤的净水系统进行净水的工艺，其特征在于：所述臭氧发生器(7)为管式臭氧发生器或板式臭氧发生器中的任意一种，所述臭氧发生器(7)的臭氧浓度不小于5％，压力不小于0.5kg。
6.如权利要求2所述压力臭氧结合超滤和活性炭过滤的净水系统进行净水的工艺，其特征在于：所述臭氧加注设备为文丘里吸入式结构或溶气泵吸入式结构。
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