CN110963602A - 强化有机物和致病微生物去除的给水厂反冲洗水回用系统 - Google Patents

强化有机物和致病微生物去除的给水厂反冲洗水回用系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于水处理技术领域,具体为一种强化有机物和致病微生物去除的给水厂反冲洗水回用系统。本发明系统包括斜板浓缩池、超滤池、紫外高级氧化池和污泥脱水间;通过斜板浓缩池前投加阴离子聚丙烯酰胺强化对悬浮固体和胶体物质的去除;通过超滤池中设置浸没式中空纤维超滤膜,截留水中的悬浮固体、有机物和致病微生物;通过紫外线照射ClO产生的Cl·、ClO·、HO·等自由基将水中剩余的小分子量有机物氧化去除;出水可达到饮用水标准。斜板浓缩池底部浓缩污泥可直接进污泥脱水间,脱水滤液回流至调节池,泥饼外运。本发明系统占地面积小、出水水质好,无污染,可实现水厂反冲洗水安全回用,对城市给水厂反冲洗水的回用具有重要意义。

Description

强化有机物和致病微生物去除的给水厂反冲洗水回用系统
技术领域
本发明属于水处理技术领域,具体涉及一种强化有机物和致病微生物去除的给水厂反冲洗水回用系统。
技术背景
目前国内外给水厂制水工艺普遍为混凝-沉淀-过滤-消毒,而随着水污染的加重,部分给水厂对其制水工艺进行了升级改造,加入深度处理。无论常规处理工艺亦或是深度处理工艺,其过滤模块目前在国内外使用最多的均为砂滤池,只是不同水厂在池型上有所不同。砂滤池在使用周期到达后即需要进行反冲洗以保证其过滤功能,因此会产生大量的反冲洗废水,反冲洗废水量可达整个水厂制水量的2%-8%。长期以来反冲洗废水均直接排放,但随着水污染的加重及水资源的紧张,近年来反冲洗水的回用已受到密切关注。20世纪末和21世纪初对反冲洗水的回用主要为不经处理直接回用,研究发现回用20%的反冲洗水不会导致水厂出水浊度、金属离子和DOC的超标。但随着运行和研究的深入发现部分水厂由于生产工艺的差别,直接回用会导致消毒副产物、两虫和致病微生物的增加。因此反冲洗水的直接回用已被逐步淘汰。
反冲洗水中主要污染物为固体颗粒、胶体物质、溶解性有机物和致病微生物,根据其水质特点,已有水厂使用混凝-沉淀和混凝-沉淀-膜过滤等工艺处理反冲洗水并对其进行回用。混凝可以去除固体颗粒、胶体物质和大分子量的有机物,超滤膜也可去除水中剩余的固体颗粒、有机物和致病微生物等,但小分子量有机物、致病微生物和病毒却难以去除。基于Cl·、ClO·和HO·等自由基的高级氧化技术已有较多研究,紫外线照射ClO-产生的Cl·、ClO·、HO·等自由基将水中剩余的小分子量的有机物氧化去除,同时紫外线还可杀灭水中的细菌、病毒等致病微生物;在照射盲区,水中的Cl·、ClO·、HO·等自由基也可对细菌、病毒等致病微生物进行有效的杀灭。因此,本发明基于混凝、超滤和高级氧化技术原理,采用絮凝-超滤-紫外高级氧化工艺对给水厂滤池反冲洗水进行处理,其出水水质好,占地面积小,运行简单,无污染性废水排放。因此,本发明十分符合我国给水厂生产废水处理中的节能环保、无污染、实现近零排放的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对悬浮固体、有机物和致病微生物去除能力强、环保无污染的给水厂反冲洗水回用系统。
本发明设计的一种强化有机物和致病微生物去除的给水厂反冲洗水回用系统,是针对高浊度、高有机物和高微生物的给水厂反冲洗水回用处理,包括通过投加阴离子絮凝剂增强固体颗粒的去除,通过超滤膜组件实现大分子有机物、固体颗粒和致病微生物的去除,通过紫外线照射ClO-产生Cl·、ClO·、HO·等自由基快速分解小分子有机物、杀灭致病微生物和病毒等,进一步保证出水水质安全性。
本发明设计的一种强化有机物和致病微生物去除的给水厂反冲洗水回用系统,包括:
用于收集和调节给水厂反冲洗水的调节池1;
设置于调节池1后的斜板浓缩池3,通过潜水泵2将反冲洗水抽至斜板浓缩池3,并于潜污泵2后管道中投加高分子絮凝剂;
设置于斜板浓缩池3后的超滤池4,超滤池4中间设置有浸没式中空纤维超滤膜组件5;浸没式中空纤维超滤膜组件5通过轴流泵6加压抽滤出水,并于泵后管道中投加NaClO溶液;
设置于超滤池4后的紫外高级氧化池7,紫外高级氧化池7中设置有紫外灯管8;
用于污泥脱水的污泥脱水间10。
本发明提供的强化有机物和致病微生物去除的给水厂反冲洗水回用系统,其工作流程为:城市给水厂反冲洗水进入调节池1,在调节池1进行水量调节后由潜水泵2抽入斜板浓缩池3底部,并于潜水泵2泵后管道中投加阴离子PAM,在此发生絮凝沉淀过程;斜板浓缩池3出水重力流至超滤池4,超滤池4中设有浸没式中空纤维膜组件5,发生过滤过程;超滤出水由轴流泵6抽至紫外高级氧化池7,并于轴流泵6后管道中投加NaClO溶液,紫外高级氧化池7中设有紫外灯管8,在此发生氧化反应和消毒作用;紫外高级氧化池7最终出水可达到饮用水标准。斜板浓缩池3底部浓缩污泥通过潜污泵9直接泵入污泥脱水间10进行脱水,脱水滤液回流至排泥水调节池1,泥饼外运。整套工艺出水水质好,占地面积小,无污染,可实现水厂反冲洗水安全回用。
本发明中,阴离子PAM和NaClO溶液投加量可控制在0.5-1.5mg/L和5-15mg/L,优选投加浓度为0.8-1.2 mg/L和8-12 mg/L,最优投加浓度为1.0 mg/L和10 mg/L;紫外灯功率为1吨/h水量10-15W,最优功率为1吨/h水量12W,试验表明,此时浊度、有机物和致病微生物去除效果良好,出水水质较好。
本发明中,所述的斜板浓缩池3中发生絮凝沉淀过程,具体为反冲洗水经调节池水量调节后进入斜板浓缩池,管道中投加的PAM经管道混合后,于斜板浓缩池中发生絮凝作用,各颗粒间通过絮凝、吸附架桥等作用形成较大的颗粒和絮体,部分有机物也会吸附在颗粒和絮体表面,随着颗粒和絮体在斜板区域被去除。经PAM絮凝后,斜板浓缩池出水浊度基本维持在1 NTU以下。
本发明中,所述的浸没式中空纤维膜组件5主要起到过滤作用,经过斜板浓缩池3后的水重力流至超滤池4,有机物、致病微生物在此被有效拦截。
本发明中,所述的紫外高级氧化池6中发生氧化反应和消毒过程,具体为在高级氧化池6中紫外线照射ClO-产生的Cl·、ClO·、HO·等自由基将水中剩余的小分子量的有机物氧化去除,同时紫外线可有效杀灭水中的细菌、病毒等致病微生物;在照射盲区,水中的Cl·、ClO·、HO·等自由基也可对细菌、病毒等致病微生物进行有效的杀灭,出水也可保证具有一定余氯。
本发明中,污泥脱水过程主要为斜板浓缩池3底部污泥浓度高,可通过潜污泵9直接进污泥脱水间10进行脱水,脱水滤液回流至调节池1,泥饼外运。
有益效果:本发明以廉价的阴离子PAM为絮凝剂,可实现反冲洗水中固体颗粒快速有效的去除,通过超滤膜组件实现大分子有机物和致病微生物的去除,通过紫外和NaClO的结合,有效去除超滤难以去除的小分子有机物和病毒等。可应用于给水厂反冲洗水的回用处理,与传统反冲洗水处理工艺相比,本发明污染少、出水水质好、工艺简单、可实现反冲洗水的回用、减少了出水消毒副产物的生成、保证出水生物安全性,对城市给水厂反冲洗水的回用具有重要意义。
附图说明
图1是本发明一种强化有机物和致病微生物去除的给水厂反冲洗水回用系统流程图。
图中标号:1为调节池,2为潜水泵,3为斜板浓缩池,4为超滤池,5为超滤膜组件,6为轴流泵,7为紫外高级氧化池,8为紫外灯管,9为潜污泵,10为污泥脱水间。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的描述:
如附图所示,本发明为一种强化有机物和致病微生物去除的给水厂反冲洗水回用系统,包括调节池1,潜水泵2,斜板浓缩池3,超滤池4,超滤膜组件5,轴流泵6,紫外高级氧化池7,紫外灯管8,潜污泵9,污泥脱水间10。反冲洗水经调节池1调节水量后由潜水泵2抽入斜板浓缩池3底部,并于潜水泵2泵后管道中投加0.5-1.5mg/L阴离子PAM进行絮凝沉淀;斜板浓缩池3出水重力流至超滤池4,通过浸没式中空纤维超滤膜5截留悬浮颗粒、有机物和致病微生物;超滤出水由轴流泵6抽至紫外高级氧化池7,并于轴流泵6后管道中投加5-15mg/LNaClO溶液,紫外高级氧化池7中设有紫外灯管8,在此发生氧化反应和消毒作用;紫外高级氧化池7最终出水可达到饮用水标准。斜板浓缩池3底部浓缩污泥通过潜污泵9直接泵入污泥脱水间10进行脱水,脱水滤液回流至排泥水调节池1,泥饼外运。

Claims (5)

1.一种强化有机物和致病微生物去除的给水厂反冲洗水回用系统,特征在于,通过投加阴离子絮凝剂增强固体颗粒的去除,通过超滤膜组件实现大分子有机物、固体颗粒和致病微生物的去除,通过紫外线照射ClO-产生Cl·、ClO·、HO·等自由基快速分解小分子有机物、杀灭致病微生物和病毒等,进一步保证出水水质安全性,系统包括:
用于收集和调节给水厂反冲洗水的调节池;
设置于调节池后的斜板浓缩池,通过潜水泵将反冲洗水抽至斜板浓缩池,并于潜污泵后管道中投加高分子絮凝剂;
设置于斜板浓缩池后的超滤池,超滤池中间设置有浸没式中空纤维超滤膜组件;浸没式中空纤维超滤膜组件通过轴流泵加压抽滤出水,并于泵后管道中投加NaClO溶液;
设置于超滤池后的紫外高级氧化池,紫外高级氧化池中设置有紫外灯管;
用于污泥脱水的污泥脱水间。
2.根据权利要求1所述的强化有机物和致病微生物去除的给水厂反冲洗水回用系统,其特征在于,其工作流程为:城市给水厂反冲洗水进入调节池,在调节池进行水量调节后由潜水泵抽入斜板浓缩池底部,并于潜水泵后管道中投加阴离子PAM,在此发生絮凝沉淀过程;斜板浓缩池出水重力流至超滤池,超滤池中设有浸没式中空纤维超滤膜组件,发生过滤过程;超滤出水由轴流泵抽至紫外高级氧化池,并于轴流泵后管道中投加NaClO溶液,紫外高级氧化池中设有紫外灯管,在此发生氧化反应和消毒过程;紫外高级氧化池最终出水可达到饮用水标准;斜板浓缩池底部浓缩污泥通过潜污泵直接泵入污泥脱水间进行脱水,脱水滤液回流至调节池,泥饼外运。
3.根据权利要求1所述的强化有机物和致病微生物去除的给水厂反冲洗水回用系统,其特征在于,投加的阴离子PAM浓度为0.5-1.5mg/L。
4.根据权利要求1所述的强化有机物和致病微生物去除的给水厂反冲洗水回用系统,其特征在于,投加的NaClO溶液浓度为5-15mg/L。
5.根据权利要求1所述的强化有机物和致病微生物去除的给水厂反冲洗水回用系统,其特征在于,紫外高级氧化池中的紫外灯管功率为1吨/h水量10-15W。
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