CN111285505A - 一种水库水的处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水库水的处理工艺，该处理工艺包括：将水库水流经管道混合器，与管道混合器内注入的絮凝剂进行混合，混合后一同通入一体化净水器中，进行絮凝反应、沉淀和过滤，得到处理水I；将处理水I通入中间水池中静置，再泵入活性炭过滤器内进行吸附处理，得到处理水II；将处理水II通入超滤设备中进行过滤处理，再进入清水池中，经消毒处理后，得到出水。本发明处理工艺将一体化净水器、中间水池、活性炭过滤器、超滤设备和清水池五个处理单元结合起来，有效处理水库水中的悬浮颗粒、浊度、色度、细菌以及难去除的由植物腐败分解或者微生物代谢产生的有机污染物，使出水达到生活饮用水标准。

Description

一种水库水的处理工艺
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种水库水的处理工艺。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对饮用水的水质要求也逐步提高。目前，生活饮用水大部分来自于地表水。水库是积蓄了大量水资源的人工湖，通常在河道上建坝，拦蓄河水，该水的浊度相对较低，含有少量重金属离子，该水有机物含量较高，主要有烷烃、不饱和类烃、苯系物和杂环类化合物，这些有机物大部分由植物腐败分解产生或者微生物代谢产生。
常规的水处理工艺主要有混凝、絮凝、沉淀、过滤、消毒等工艺，通过投加药剂和物理沉淀、过滤等方式去除原水中的悬浮颗粒、浊度和色度，杀灭水中大部分的有害病原微生物，而原水经过常规处理后，水中有机污染物去除了大部分，但还不能确保水质达标。因此，需要深度处理进一步去除有机污染物。
一体化净水器是集絮凝、反应、沉淀、过滤为一体的重力式净水设备，从净水机理出发，采用了一系列先进高效、安全可靠的新工艺、新材料，整体结构紧凑，体积小，运行性能稳定，能适应原水浊度变化大，且管理简单，无需人员操作且能达到全自动运行，减少了空间、人力资源，能有效将水中细小颗粒杂质截留下来，从而使原水得到进一步的澄清和净化，把水的浊度降低，过滤还可使水中的有机物质、细菌、病毒等随着浊度的降低而被部分去除。
活性炭吸附是深度处理中成熟有效的方法之一，活性炭不仅能吸附去除水中的有机物，还可以去除水中的色、嗅、味、微量重金属、合成洗涤剂、放射性物质，也可以利用活性炭吸附工艺进行脱氮等。
此外，超滤膜处理技术是单纯的绿色物理分离技术，被称为“第三代饮用水净化工艺”，其能够有效解决第一代和第二代工艺中存在的化学安全性和微生物安全性问题，是目前饮用水净化领域中的主流先进技术，100％的去除细菌，且对贾第虫、隐孢子虫的去除率高，能有效保障饮水微生物安全。出水水质稳定，抗冲击负荷能力强。暴雨、洪涝等自然灾害导致原水水质大幅度波动时，超滤膜能够保证出水水质的稳定。
发明内容
针对于水库水含有较多细菌、悬浮物和有机污染物的问题，本发明提供了一种水库水的处理工艺，该处理工艺将一体化净水器、中间水池、活性炭过滤器、超滤设备和清水池五个处理单元结合起来，能够有效处理水库水中的悬浮颗粒、浊度、色度、细菌以及难去除的由植物腐败分解或者微生物代谢产生的有机污染物，使出水达到生活饮用水标准。
具体技术方案如下：
一种水库水的处理工艺，包括以下步骤：
(1)将水库水流经管道混合器，与管道混合器内注入的絮凝剂进行混合，混合后一同通入一体化净水器中，进行絮凝反应、沉淀和过滤，得到处理水I；
(2)将处理水I通入中间水池中静置，再泵入活性炭过滤器内进行吸附处理，得到处理水II；
(3)将处理水II通入超滤设备中进行过滤处理，再进入清水池中，经消毒处理后，得到出水。
本发明以出水达到生活饮用水为标准，处理水库水。采用一体化净水器进行混合、絮凝、沉淀、过滤的步骤，将水中细小颗粒杂质截留下来，从而使原水(即待处理的水库水)得到进一步的澄清和净化，降低水的浊度，过滤还可使水中的有机物质、细菌、病毒等随着浊度的降低而被部分去除；随后，水进入中间水池，经提升泵提升至活性炭过滤器，去除水中的色、嗅、味和剩余的重金属离子，然后水经过超滤设备进行过滤，进一步除去悬浮物和微生物，最后加氯消毒。经该工艺处理水库水后，出水水质好，达到了生活饮用水标准。
进一步地，步骤(1)中，所述絮凝剂为聚合氯化铝，投加量为10-50g/m3；所述一体化净水器的处理量为30-100m3/h。
进一步地，步骤(1)中，所述一体化净水器由絮凝沉淀池和过滤池两部分组成；一体化净水器设有与管道混合器连通的进水口以及与中间水池连通的出水口；
所述絮凝沉淀池由下至上依次设有排泥区、絮凝沉淀区、配水区、斜管沉降区和清水区；所述配水区与所述进水口的位置相对应；所述斜管沉降区内设有间隔且倾斜设置的导流斜管；与所述清水区相对应的池壁上设有与过滤池连通的过滤进水管。
进一步地，所述过滤池内由下至上依次设有集水区、过滤区和净水区；所述过滤区内填装有滤料，过滤区与净水区之间设有用于阻挡水流向上的隔板；所述过滤进水管由所述絮凝沉淀池的清水区直接伸入至过滤区内，所述集水区内设有过滤出水管，过滤出水管由集水区穿过过滤区直接伸入至净水区内；所述净水区通过管路与中间水池连通。
进一步地，所述隔板为人字形，隔板的顶部设有与反冲洗水管连通的冲洗口，所述反冲洗水管上设有阀门。
进一步地，步骤(1)中，所述絮凝沉淀区内采用上下翻腾式竖井网格反应方式进行絮凝沉淀；所述斜管沉降区内的导流斜管的长度为600mm-1200mm，倾斜角度为30-70°。
进一步地，步骤(1)中，所述过滤区内填装的滤料为石英砂，滤料的粒径为0.5-1.2mm，滤料的厚度为500-1000mm。
进一步地，步骤(2)中，所述中间水池的水力停留时间为1-3小时；所述活性炭过滤器的处理水量为0-20m3/h，活性炭填料的密度为0.2-1g/m3，过滤速度为5-15m/h。
进一步地，步骤(3)中，所述超滤设备中采用内压式超滤膜组件进行膜过滤，选用PVC合金作为超滤膜材料，膜孔径为0.01μm，单组膜面积为720m2，膜过滤通量为50-200L/m2·h。
进一步地，步骤(3)中，所述消毒处理采用二氧化氯作为消毒剂，投加量为1-2g/m3，清水池的水力停留时间为3-6小时。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明处理工艺将一体化净水器、中间水池、活性炭过滤器、超滤设备和清水池五个处理单元结合起来，有效处理水库水中的悬浮颗粒、浊度、色度、细菌以及难去除的由植物腐败分解或者微生物代谢产生的有机污染物，使出水达到生活饮用水标准。
附图说明
图1为本发明水库水处理工艺所采用的五个主要处理单元的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，以下列举的仅是本发明的具体实施例，但本发明的保护范围不仅限于此。
实施例1
如图1所示，本发明提供的水库水处理工艺共涉及五个主要处理设备，分别是：一体化净水器1、中间水池2、活性炭过滤器3、超滤设备4和清水池5；在一体化净水器1的上游管路上还接有管道混合器6。
其中，管道混合器6上设有加药入口61，用于加入絮凝剂，原水(即待处理的水库水)先经过管路上的管道混合器6与絮凝剂混合，再通过进水口11进入一体化净水器1内。
一体化净水器1由絮凝沉淀池12和过滤池13两部分组成；一体化净水器1设有与管道混合器6连通的进水口11以及与中间水池连通的出水口14；絮凝沉淀池12由下至上依次设有排泥区121、絮凝沉淀区122、配水区123、斜管沉降区124和清水区125；配水区123与进水口11的位置相对应；斜管沉降区124内设有间隔且倾斜设置的导流斜管；与清水区125相对应的池壁上设有与过滤池13连通的过滤进水管131。絮凝沉淀区122内采用上下翻腾式竖井网格反应方式进行絮凝沉淀；斜管沉降区124内的导流斜管的长度为600mm-1200mm，倾斜角度为30-70°。沉淀的污泥通过重力排泥，排泥采用电动阀定时自动排泥。
过滤池13内由下至上依次设有集水区132、过滤区133和净水区134；过滤区133内填装有滤料，过滤区133与净水区134之间设有用于阻挡水流向上的隔板135；过滤进水管131由絮凝沉淀池12的清水区125直接伸入至过滤区133内，集水区132内设有过滤出水管131，过滤出水管136由集水区132穿过过滤区133直接伸入至净水区134内；净水区134通过管路136与中间水池2连通。隔板135为人字形，隔板135的顶部设有与反冲洗水管138连通的冲洗口137，反冲洗水管138上设有阀门。过滤区133内填装的滤料为石英砂，滤料的粒径为0.5-1.2mm，滤料的厚度为500-1000mm。
中间水池2内装有提升泵，将中间水池2内的水抽入活性炭过滤器3内，活性炭过滤器3内的活性炭填料的密度为0.2-1g/m3。超滤设备以超滤膜组件为核心在同一机架内整合了产水系统、冲洗系统和自动控制系统。超滤设备4中采用内压式超滤膜组件进行膜过滤，选用PVC合金作为超滤膜材料，膜孔径为0.01μm，单组膜面积为720m2。超滤设备4通过管路清水池5连通，在连通的管路上还设有加氯口，用于对清水池内的水进行消毒，从而得到最终达到饮用水标准的出水。
上述水库水处理工艺的流程如下：
(1)水库水通过管道混合器进入一体化净水器，絮凝剂聚合氯化铝由计量泵输送至管道混合器内，混合器通过自身结构的剪切、搅拌作用，使药液和原水充分混合，然后进入一体化净水器内；
(2)含有药液的原水首先进入一体化净水器的配水区，进行均匀布水，水流速度降低，并缓慢进入絮凝沉淀区进行彻底的絮凝反应，原水中的细小颗粒及浊度在药剂的作用下凝结成矾花，在斜管沉降区内导流斜管的导流作用下，被推到底部的排泥区(即排泥斗)内，而通过导流斜管澄清后的水则由上部的清水区通过过滤进水管溢入过滤区内；
(3)过滤进水管流出的水通过过滤区进行过滤，水中未沉淀的矾花被滤料层拦截、过滤，使水中细小颗粒杂质截留下来，从而使原水得到进一步的澄清和净化，降低水的浊度，过滤还可使水中的有机物质、细菌、病毒等随着浊度的降低而被部分去除。过滤后的清水则汇集至底部的集水区，并由过滤出水管返至过滤池顶部的净水区，自流出水，通过管路进入中间水池；
在一体化净水器运行过程中，由于絮体在过滤区中不断被截留，使过滤区水头损失值增加，当达到0.5kg/cm2的水头损失值时，过滤器就自动进行反冲洗，反冲洗强度为15L/㎡.s，清洗5分钟，清除截留在滤料在的杂质，使过滤区恢复净水机能，保持一体化净水器的正常运行；
(4)随后一体化净水器的出水进入中间水池，中间水池的水经提升泵抽提进入活性炭过滤器，经过填料密度为0.5g/m3的活性炭的吸附，以去除水中的色、嗅、味、残余的金属离子与部分有机污染物。由于该出水仍存在一定量的微生物和悬浮物，因此出水进入超滤设备，进一步去除水中的悬浮物、细菌微生物。由于存在膜污染的情况，因此超滤膜组件需要膜在线清洗系统，通过次氯酸钠清洗去除污染物对膜孔的污染；超滤设备以超滤膜组件为核心在同一机架内整合了产水系统、冲洗系统和自动控制系统。膜组件采用内压式超滤膜组件，以PVC作为合金作为膜材料，膜孔径为0.01um，单组膜面积为720m2，对膜进行定期反洗，三天为一个周期，清洗2分钟，反洗流量为120m3/h，当跨膜压差大于120kPa时，使用1000ppm浓度次氯酸钠清洗膜30分钟，以减轻超滤膜的污染，保证超滤膜的长期使用稳定性。同时设备配备相应的自动清洗单元、自控单元、管路、阀门、压力表，形成自动控制系统。由于超滤膜的小孔径使其能有效阻止各种悬浮物和细菌，保证了出水的良好水质。
(5)最后，超滤出水进入清水池，二氧化氯消毒，以避免用水二次污染，最终获得达到饮用水标准的出水。
本实施例还提供了利用上文所述处理设备及结构对水库水进行处理的工艺，具体步骤如下：
(1)将水库水流经管道混合器，与管道混合器内注入的絮凝剂进行混合，混合后一同通入一体化净水器中，进行絮凝反应、沉淀和过滤，得到处理水I；
其中，水库水原水的水质如下：总大肠菌群＝60CFU/100mL，菌落数量＝245CFU/100mL，贾第鞭毛虫＝3个/10L,隐孢子虫＝4个/10L，浊度＝8NTU，CODMn(以O2计)＝8mg/L。
絮凝剂为聚合氯化铝，投加量为40g/m3；一体化净水器的处理量为50m3/h；斜管沉降区内的导流斜管的长度为800mm，倾斜角度为45°；滤料的粒径为0.8mm，滤料的厚度为800mm。
(2)将处理水I通入中间水池中静置，再泵入活性炭过滤器内进行吸附处理，得到处理水II；
其中，中间水池的水力停留时间为1.5小时；活性炭过滤器的处理水量为12m3/h，活性炭填料的密度为0.8g/m3，过滤速度为10m/h。
(3)将处理水II通入超滤设备中进行过滤处理，再进入清水池中，经消毒处理后，得到出水；
其中，膜过滤通量为100L/m2·h；消毒剂的投加量为1.5g/m3，清水池的水力停留时间为5小时。
经检测，出水无臭味，味无异臭、异味，无肉眼可见物，总大肠菌群无检出，菌落数量＝10CFU/100Ml，贾第鞭毛虫＝0个/10L,隐孢子虫＝0个/10L，浊度＝0.2NTU，CODMn(以O2计)＝1.2mg/L，色度＝7。
实施例2
本实施例还提供了利用实施例1相同处理设备及结构对水库水进行处理的工艺，具体步骤如下：
(1)将水库水流经管道混合器，与管道混合器内注入的絮凝剂进行混合，混合后一同通入一体化净水器中，进行絮凝反应、沉淀和过滤，得到处理水I；
其中，水库水原水的水质如下：总大肠菌群＝30CFU/100mL，菌落数量＝213CFU/100mL，贾第鞭毛虫＝4个/10L,隐孢子虫＝2个/10L，浊度＝5NTU，CODMn(以O2计)＝15mg/L。
絮凝剂为聚合氯化铝，投加量为25g/m3；一体化净水器的处理量为70m3/h；斜管沉降区内的导流斜管的长度为1000mm，倾斜角度为60°；滤料的粒径为0.5mm，滤料的厚度为600mm。
(2)将处理水I通入中间水池中静置，再泵入活性炭过滤器内进行吸附处理，得到处理水II；
其中，中间水池的水力停留时间为2小时；活性炭过滤器的处理水量为14m3/h，活性炭填料的密度为0.5g/m3，过滤速度为12m/h。
(3)将处理水II通入超滤设备中进行过滤处理，再进入清水池中，经消毒处理后，得到出水；
其中，膜过滤通量为140L/m2·h；消毒剂的投加量为1.8g/m3，清水池的水力停留时间为4小时。
经检测，出水无臭味，味无异臭、异味，无肉眼可见物，总大肠菌群无检出，菌落数量＝12CFU/100mL，贾第鞭毛虫＝0个/10L,隐孢子虫＝0个/10L，浊度＝0.2NTU，CODMn(以O2计)＝0.8mg/L，色度＝8。
实施例3
本实施例还提供了利用实施例1相同处理设备及结构对水库水进行处理的工艺，具体步骤如下：
(1)将水库水流经管道混合器，与管道混合器内注入的絮凝剂进行混合，混合后一同通入一体化净水器中，进行絮凝反应、沉淀和过滤，得到处理水I；
其中，水库水原水的水质如下：总大肠菌群＝75CFU/100mL，菌落数量＝321CFU/100mL，贾第鞭毛虫＝5个/10L,隐孢子虫＝6个/10L，浊度＝9NTU，CODMn(以O2计)＝20mg/L。
凝剂为聚合氯化铝，投加量为15g/m3；一体化净水器的处理量为30m3/h；斜管沉降区内的导流斜管的长度为700mm，倾斜角度为50°；滤料的粒径为0.4mm，滤料的厚度为600mm。
(2)将处理水I通入中间水池中静置，再泵入活性炭过滤器内进行吸附处理，得到处理水II；
其中，中间水池的水力停留时间为3小时；活性炭过滤器的处理水量为8m3/h，活性炭填料的密度为0.7g/m3，过滤速度为6m/h。
(3)将处理水II通入超滤设备中进行过滤处理，再进入清水池中，经消毒处理后，得到出水；
其中，膜过滤通量为70L/m2·h；消毒剂的投加量为1.2g/m3，清水池的水力停留时间为6小时。
经检测，出水无臭味，味无异臭、异味，无肉眼可见物，总大肠菌群无检出，菌落数量＝13CFU/100mL，贾第鞭毛虫＝0个/10L,隐孢子虫＝0个/10L，浊度＝0.1NTU，CODMn(以O2计)＝0.4mg/L，色度＝7。

Claims (10)

1.一种水库水的处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将水库水流经管道混合器，与管道混合器内注入的絮凝剂进行混合，混合后一同通入一体化净水器中，进行絮凝反应、沉淀和过滤，得到处理水I；
(2)将处理水I通入中间水池中静置，再泵入活性炭过滤器内进行吸附处理，得到处理水II；
(3)将处理水II通入超滤设备中进行过滤处理，再进入清水池中，经消毒处理后，得到出水。
2.如权利要求1所述的水库水的处理工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述絮凝剂为聚合氯化铝，投加量为10-50g/m3；所述一体化净水器的处理量为30-100m3/h。
3.如权利要求1所述的水库水的处理工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述一体化净水器由絮凝沉淀池和过滤池两部分组成；一体化净水器设有与管道混合器连通的进水口以及与中间水池连通的出水口；
所述絮凝沉淀池由下至上依次设有排泥区、絮凝沉淀区、配水区、斜管沉降区和清水区；所述配水区与所述进水口的位置相对应；所述斜管沉降区内设有间隔且倾斜设置的导流斜管；与所述清水区相对应的池壁上设有与过滤池连通的过滤进水管。
4.如权利要求3所述的水库水的处理工艺，其特征在于，所述过滤池内由下至上依次设有集水区、过滤区和净水区；所述过滤区内填装有滤料，过滤区与净水区之间设有用于阻挡水流向上的隔板；所述过滤进水管由所述絮凝沉淀池的清水区直接伸入至过滤区内，所述集水区内设有过滤出水管，过滤出水管由集水区穿过过滤区直接伸入至净水区内；所述净水区通过管路与中间水池连通。
5.如权利要求4所述的水库水的处理工艺，其特征在于，所述隔板为人字形，隔板的顶部设有与反冲洗水管连通的冲洗口，所述反冲洗水管上设有阀门。
6.如权利要求5所述的水库水的处理工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述絮凝沉淀区内采用上下翻腾式竖井网格反应方式进行絮凝沉淀；所述斜管沉降区内的导流斜管的长度为600mm-1200mm，倾斜角度为30-70°。
7.如权利要求5所述的水库水的处理工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述过滤区内填装的滤料为石英砂，滤料的粒径为0.5-1.2mm，滤料的厚度为500-1000mm。
8.如权利要求1所述的水库水的处理工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述中间水池的水力停留时间为1-3小时；所述活性炭过滤器的处理水量为0-20m3/h，活性炭填料的密度为0.2-1g/m3，过滤速度为5-15m/h。
9.如权利要求1所述的水库水的处理工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述超滤设备中采用内压式超滤膜组件进行膜过滤，选用PVC合金作为超滤膜材料，膜孔径为0.01μm，单组膜面积为720m2，膜过滤通量为50-200L/m2·h。
10.如权利要求1所述的水库水的处理工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述消毒处理采用二氧化氯作为消毒剂，投加量为1-2g/m3，清水池的水力停留时间为3-6小时。
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