CN112830609A - 一种饮用水净化系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种饮用水净化系统及方法，预处理单元通过进水管路与水库相连，预处理单元通过管路与活性炭过滤装置相连，活性炭过滤装置的出水管与紫外线杀菌设备的进水口相连，紫外线杀菌设备的出水管路与超滤装置的进水口相连通，超滤装置的出水管与反渗透装置的进水口相连，反渗透装置的出水管与混合消毒单元的进水口相连，混合消毒单元的出水管与市政饮用水管网相连。本发明的有益效果是通过活性炭吸附和膜分离技术相结合，发挥各自优势，去除水中污染物，解决人们应急状态下的河水问题，该系统实施范围广，适应性强。
Description
技术领域
本发明涉及饮用水处理技术领域，更具体地说涉及一种饮用水净化系统及方法。
背景技术
我国是一个干旱缺水严重的国家。全国拥有水资源2.8万亿立方米，但人均占有水资源2300立方米，只有世界平均水平的四分之一。水资源在地区上分布极不均匀，约有80％以上分布在长江流域及以南地区。中国城市缺水现象始于70年代末，到1995年，全国620多座城市中有近320座城市缺水，严重缺水的有110多座。而工业和城市污水大量任意排放，又使水质污染日趋严重，全国主要江河湖库的水质已受到不同程度污染，符合标准的可供水源急剧减少。
水是生命之源，是地球上一切生物维持生命的必要条件之一。当水体受到人为因素或自然因素的影响而使水质发生改变时，将影响水的正常和有效利用，并使生态环境遭到破坏，甚至危害人体健康。因此，在我国经济建设不断发展的同时，做好环境保护工作防止水体污染，采用和推广先进、可行的饮用水处理技术，提高饮用水质量，对保护人民健康和发展经济具有重要意义。
目前自来水的处理技术依然沿用一百年前的传统工艺即“混凝沉淀-过滤-消毒-净化”，将江河水或地下水简单加工成可饮用水。经过一百年的世纪洗礼，当代的水质现状与一百年前的水已经截然不同了，传统的水处理工艺对降低浑浊度，去除水中悬浮物有较好的净化消毒作用，但对目前以有机污染为主的微污染，则不能彻底去除有机污染物、农药、环境内分泌干扰物和藻毒素，致使出厂水时有检出，甚至超标。特别是当面对管网陈旧、污染等问题时，在一定程度上抹杀了自来水部门为水质所做的一切努力。据中国疾病控制中心对全国35个城市调查表明，出厂水经管网在应急状态下输送到用户自来水龙头，自来水水质合格率下降20％左右。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种饮用水净化系统及方法，通过活性炭吸附和膜分离技术相结合，发挥各自优势，去除水中污染物，解决人们应急状态下的河水问题，该系统实施范围广，适应性强。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现。
一种饮用水净化系统，包括预处理单元、活性炭过滤装置、紫外线杀菌设备、超滤装置、反渗透装置和混合消毒单元，
预处理单元，包括混凝池和沉淀池，用于向进入预处理单元的水库水中投放絮凝剂并混合，然后再送入沉淀池使水中的杂质发生沉淀，以提高水质；
活性炭过滤装置，利用活性炭将水中的余氯、胶体、有机物、重金属以及放射性物质进行吸附以去除；
紫外线杀菌设备，用于对水中的微生物，尤其是致病菌等进行紫外线杀菌；
超滤装置，利用加压膜分离技术有效地去除水中的微粒、胶体、细菌、热源和有机物，进一步提升饮用水的水质；
反渗透装置，包括第一级反渗透膜过滤器和第二级反渗透膜过滤器，通过两级反渗透膜过滤器使较高浓度的水变为低浓度水，同时，将工业污染物、重金属、细菌、病毒等大量混入水中的杂质全部隔离，从而达到饮用规定的理化指标及卫生标准；
混合消毒单元，在饮用水送至送水管网前，再次对应用水进行杀菌消毒作业。
预处理单元通过进水管路与水库相连，预处理单元通过管路与活性炭过滤装置相连，活性炭过滤装置的出水管与紫外线杀菌设备的进水口相连，紫外线杀菌设备的出水管路与超滤装置的进水口相连通，超滤装置的出水管与反渗透装置的进水口相连，反渗透装置的出水管与混合消毒单元的进水口相连，混合消毒单元的出水管与市政饮用水管网相连。
混凝池内设置有混合搅拌器,沉淀池内设置有圆形扰流板,预处理单元还包括混凝投加装置、絮凝投加装置、次氯酸钠投加装置和折板反应斜板沉淀装置，水库水进入混凝池后，混凝投加装置、絮凝投加装置、次氯酸钠投加装置依次向沉淀池内添加混凝药剂，混合完成后，水被送入沉淀池，水受到沉淀池内的圆形扰流板和折板反应斜板沉淀装置的双重作用，使得水中的沉淀物被沉淀完全。
超滤装置采用外压式中空纤维膜元件的错流过滤超滤装置，在超滤装置内还设置有超滤清洗装置，用于对超滤装置的膜元件进行清洗作业。
反渗透装置内设置有反渗透循环泵，用于将反渗透浓水与进水进行混合，通过调整回流比例优化膜壳内进水流态，既提高了段间膜元件表面流态，又提高综合回收率。
反渗透装置还设置有化学清洗装置，用于对反渗透装置的膜元件进行清洗，以恢复其正常运行。
混合消毒单元的进水口为超滤出水与反渗透产水混合口，即超滤装置的出水管能够直接与混合消毒单元的进水口相连，或者超滤装置的出水管先与反渗透装置的进水口相连，反渗透装置的出水管再与混合消毒单元的进水口相连。
一种饮用水净化方法，按照下述步骤进行：
步骤1，将絮凝药剂通过混凝投加装置、絮凝投加装置和次氯酸钠投加装置加入混凝池内，通过混合搅拌器使絮凝药剂与水库水充分混合，然后将混合后的水通过管路送至沉淀池内，通过调节沉淀池的进水调节堰板，调节沉淀池进水口水位高度与沉淀池池深比大于0.5，沉淀池内的圆弧形扰流板和折板反应斜板沉淀装置，改变沉淀池内流态不均的现象，经过充分反应降低悬浮物含量，同时部分去处水体中的胶体、硬度，得到经过预处理后的水；
步骤2，将经过预处理后的水依次送入活性炭过滤装置和紫外线杀菌设备，再通过提升泵将水送入超滤装置以过滤，得到超滤后的水；
步骤3，将超滤后的水通过提升泵送入反渗透装置，经过第一级反渗透膜过滤器和第二级反渗透膜过滤器处理以将反渗透浓水与进水进行混合，得到反渗透后的水；
步骤4，将反渗透后的水送入混合消毒单元，进行最终的消毒后，即可送入送水管网。
本发明的有益效果为：通过优化设计的絮凝沉淀池，使水体流动与药剂充分混合，节约药剂的使用，提高出水水质；超滤装置及反渗透装置均采用压力作为分离动力，设备运行稳定可靠，自动化程度高；通过采用优化设计的两级式反渗透装置，减少反渗透浓水排放，增强膜系统的安全稳定运行，提高系统综合回收率；超滤装置和反渗透装置设备紧凑，节约占地，降低投资费用；该系统可以灵活调整运行参数，出水水质优于生活饮用水标准。
附图说明
图1是本发明的饮用水净化系统示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例一
一种饮用水净化系统，包括预处理单元、活性炭过滤装置、紫外线杀菌设备、超滤装置、反渗透装置和混合消毒单元，
预处理单元，包括混凝池和沉淀池，用于向进入预处理单元的水库水中投放絮凝剂并混合，然后再送入沉淀池使水中的杂质发生沉淀，以提高水质；
活性炭过滤装置，利用活性炭将水中的余氯、胶体、有机物、重金属以及放射性物质进行吸附以去除；
紫外线杀菌设备，用于对水中的微生物，尤其是致病菌等进行紫外线杀菌；
超滤装置，利用加压膜分离技术有效地去除水中的微粒、胶体、细菌、热源和有机物，进一步提升饮用水的水质；
反渗透装置，包括第一级反渗透膜过滤器和第二级反渗透膜过滤器，通过两级反渗透膜过滤器使较高浓度的水变为低浓度水，同时，将工业污染物、重金属、细菌、病毒等大量混入水中的杂质全部隔离，从而达到饮用规定的理化指标及卫生标准；
混合消毒单元，在饮用水送至送水管网前，再次对应用水进行杀菌消毒作业。
预处理单元通过进水管路与水库相连，预处理单元通过管路与活性炭过滤装置相连，活性炭过滤装置的出水管与紫外线杀菌设备的进水口相连，紫外线杀菌设备的出水管路与超滤装置的进水口相连通，超滤装置的出水管与反渗透装置的进水口相连，反渗透装置的出水管与混合消毒单元的进水口相连，混合消毒单元的出水管与市政饮用水管网相连。
实施例二
在实施例一的基础上，混凝池内设置有混合搅拌器,沉淀池内设置有圆形扰流板,预处理单元还包括混凝投加装置、絮凝投加装置、次氯酸钠投加装置和折板反应斜板沉淀装置，水库水进入混凝池后，混凝投加装置、絮凝投加装置、次氯酸钠投加装置依次向沉淀池内添加混凝药剂，混合完成后，水被送入沉淀池，水受到沉淀池内的圆形扰流板和折板反应斜板沉淀装置的双重作用，使得水中的沉淀物被沉淀完全。
超滤装置采用外压式中空纤维膜元件的错流过滤超滤装置，在超滤装置内还设置有超滤清洗装置，用于对超滤装置的膜元件进行清洗作业。
反渗透装置内设置有反渗透循环泵，用于将反渗透浓水与进水进行混合，通过调整回流比例优化膜壳内进水流态，既提高了段间膜元件表面流态，又提高综合回收率。
反渗透装置还设置有化学清洗装置，用于对反渗透装置的膜元件进行清洗，以恢复其正常运行。
混合消毒单元的进水口为超滤出水与反渗透产水混合口，即超滤装置的出水管能够直接与混合消毒单元的进水口相连，或者超滤装置的出水管先与反渗透装置的进水口相连，反渗透装置的出水管再与混合消毒单元的进水口相连。
实施例三
一种饮用水净化方法，按照下述步骤进行：
步骤1，将絮凝药剂通过混凝投加装置、絮凝投加装置和次氯酸钠投加装置加入混凝池内，通过混合搅拌器使絮凝药剂与水库水充分混合，然后将混合后的水通过管路送至沉淀池内，通过调节沉淀池的进水调节堰板，调节沉淀池进水口水位高度与沉淀池池深比大于0.5，沉淀池内的圆弧形扰流板和折板反应斜板沉淀装置，改变沉淀池内流态不均的现象，经过充分反应降低悬浮物含量，同时部分去处水体中的胶体、硬度，得到经过预处理后的水；
步骤2，将经过预处理后的水依次送入活性炭过滤装置和紫外线杀菌设备，再通过提升泵将水送入超滤装置以过滤，得到超滤后的水；
步骤3，将超滤后的水通过提升泵送入反渗透装置，经过第一级反渗透膜过滤器和第二级反渗透膜过滤器处理以将反渗透浓水与进水进行混合，得到反渗透后的水；
步骤4，将反渗透后的水送入混合消毒单元，进行最终的消毒后，即可送入送水管网。
对于超滤装置的运行，通常采用一为一个运行周期，在运行周期里包括了产水、反洗、空气擦洗、正洗等步骤，每个步骤的持续时间可根据运行状况调整，满足应急时要求。
对于反渗透装置的运行，通常采用连续运行，通过变频器调节给水泵供水量保证膜装置处于恒流运行，膜装置在开机前需用产水连续冲洗，冲洗时间约为一，目的是排除设备内存积水及可能进入的空气。膜装置停机之前需用反渗透产水连续冲洗，时间控制在一，目的是将装置内浓水完全置换。
当超滤装置产水量下降或跨膜压差达到膜元件标准值时，需要运行超滤清洗装置。超滤清洗装置主要由超滤清洗泵、超滤清洗水箱、次氯酸钠加药装置、电加热器、自动阀门及监控仪表组成。清洗采用自控程序完成配药、药液循环清洗、药液排放、冲洗等步序，最终实现超滤装置恢复运行。
当反渗透装置产水量下降或段间压差达到膜元件标准值时，需要运行化学清洗装置。化学清洗装置主要由化学清洗清洗泵、化学清洗清洗水箱、电加热器、手动阀门及监控仪表组成。清洗采用人工配药、药液循环清洗、药液排放、冲洗等步序，最终实现反渗透装置恢复运行。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种饮用水净化系统，其特征在于：包括预处理单元、活性炭过滤装置、紫外线杀菌设备、超滤装置、反渗透装置和混合消毒单元，
预处理单元，包括混凝池和沉淀池，用于向进入预处理单元的水库水中投放絮凝剂并混合，然后再送入沉淀池使水中的杂质发生沉淀，以提高水质；
活性炭过滤装置，利用活性炭将水中的余氯、胶体、有机物、重金属以及放射性物质进行吸附以去除；
紫外线杀菌设备，用于对水中的微生物，尤其是致病菌等进行紫外线杀菌；
超滤装置，利用加压膜分离技术有效地去除水中的微粒、胶体、细菌、热源和有机物，进一步提升饮用水的水质；
反渗透装置，包括第一级反渗透膜过滤器和第二级反渗透膜过滤器，通过两级反渗透膜过滤器使较高浓度的水变为低浓度水，同时，将工业污染物、重金属、细菌、病毒等大量混入水中的杂质全部隔离，从而达到饮用规定的理化指标及卫生标准；
混合消毒单元，在饮用水送至送水管网前，再次对应用水进行杀菌消毒作业。
2.根据权利要求1所述的一种饮用水净化系统，其特征在于：预处理单元通过进水管路与水库相连，预处理单元通过管路与活性炭过滤装置相连，活性炭过滤装置的出水管与紫外线杀菌设备的进水口相连，紫外线杀菌设备的出水管路与超滤装置的进水口相连通，超滤装置的出水管与反渗透装置的进水口相连，反渗透装置的出水管与混合消毒单元的进水口相连，混合消毒单元的出水管与市政饮用水管网相连。
3.根据权利要求2所述的一种饮用水净化系统，其特征在于：混凝池内设置有混合搅拌器,沉淀池内设置有圆形扰流板,预处理单元还包括混凝投加装置、絮凝投加装置、次氯酸钠投加装置和折板反应斜板沉淀装置，水库水进入混凝池后，混凝投加装置、絮凝投加装置、次氯酸钠投加装置依次向沉淀池内添加混凝药剂，混合完成后，水被送入沉淀池，水受到沉淀池内的圆形扰流板和折板反应斜板沉淀装置的双重作用，使得水中的沉淀物被沉淀完全。
4.根据权利要求2所述的一种饮用水净化系统，其特征在于：超滤装置采用外压式中空纤维膜元件的错流过滤超滤装置，在超滤装置内还设置有超滤清洗装置，用于对超滤装置的膜元件进行清洗作业。
5.根据权利要求2所述的一种饮用水净化系统，其特征在于：反渗透装置内设置有反渗透循环泵，用于将反渗透浓水与进水进行混合，通过调整回流比例优化膜壳内进水流态，既提高了段间膜元件表面流态，又提高综合回收率。
6.根据权利要求2所述的一种饮用水净化系统，其特征在于：反渗透装置还设置有化学清洗装置，用于对反渗透装置的膜元件进行清洗，以恢复其正常运行。
7.根据权利要求2所述的一种饮用水净化系统，其特征在于：混合消毒单元的进水口为超滤出水与反渗透产水混合口，即超滤装置的出水管能够直接与混合消毒单元的进水口相连，或者超滤装置的出水管先与反渗透装置的进水口相连，反渗透装置的出水管再与混合消毒单元的进水口相连。
8.基于权利要求1-7任一所述的一种饮用水净化系统的净化方法，其特征在于：按照下述步骤进行：
步骤1，将絮凝药剂通过混凝投加装置、絮凝投加装置和次氯酸钠投加装置加入混凝池内，通过混合搅拌器使絮凝药剂与水库水充分混合，然后将混合后的水通过管路送至沉淀池内，通过调节沉淀池的进水调节堰板，调节沉淀池进水口水位高度与沉淀池池深比大于0.5，沉淀池内的圆弧形扰流板和折板反应斜板沉淀装置，改变沉淀池内流态不均的现象，经过充分反应降低悬浮物含量，同时部分去处水体中的胶体、硬度，得到经过预处理后的水；
步骤2，将经过预处理后的水依次送入活性炭过滤装置和紫外线杀菌设备，再通过提升泵将水送入超滤装置以过滤，得到超滤后的水；
步骤3，将超滤后的水通过提升泵送入反渗透装置，经过第一级反渗透膜过滤器和第二级反渗透膜过滤器处理以将反渗透浓水与进水进行混合，得到反渗透后的水；
步骤4，将反渗透后的水送入混合消毒单元，进行最终的消毒后，即可送入送水管网。
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|---|---|---|---|---|
| CN114772814A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-07-22 | 青岛理工大学 | 复合预处理并联合超滤反渗透的污水处理方法及系统 |
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