CN1468815A - 一种管道直供饮用净水的生产方法及其系统 - Google Patents

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肖贤明
李胜军
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Abstract

本发明提供一种管道直供饮用净水的生产方法及其系统。其净化水处理工艺包括：砂滤处理，活性碳过滤处理，软水器处理，微滤器处理，精滤器处理，再将经精滤器处理后的水增压后通过纳滤膜过滤和反渗透膜过滤进行复合处理，最后经过紫外光照射和加氯组合杀菌工艺，从而达到管道直供的饮用净水水质标准。本发明的工艺和系统装置适应于不同类型的水源，尤其是高TDS、高TOC水源水，处理后的净化水能保存适量的生命元素，水质好且经济上可行。

Description

一种管道直供饮用净水的生产方法及其系统
技术领域
本发明涉及饮用净水的生产方法及其设备系统。
背景技术
随着人们生活水平的提高，对饮水质量要求越来越高，自来水厂现有水处理工艺技术难以生产较高标准的饮用水。开展饮水深度处理技术研究以生产较高质量的直饮水则成为发展趋势。目前，直饮水生产一般采用膜过滤。常用有三种膜：反渗透膜，纳滤及超滤。这三种膜对微量有毒、有害物质的去除效果存在较大差异，使用条件也不同。超滤膜对无机物质不能去除，只能去除分子量大于500的有机物，一般适应于有机污染程度中等、硬度较低水源水的深度处理。纳滤膜对有机物、无机物均有一定去除率，但对矿化度较高的水，因TDS去除率不高，难获得口感较好的饮水。反渗透膜对有机与无机物均具有较高去除率，一般无机盐类去除率均在99％以上，一般水源水经其净化后的净化水属于纯水范畴，水呈弱酸性，水口感不好，用户对这种水难以接受。根据近年来对世界各国优质地下水或地表水的一项调查，它们在水质方面具有一些共同的特点：(1)有机污染浓度低，TOC一般小于0.10ppm；(2)含有一定矿物质，如K、Ca、Na、Mg等生命元素，TDS一般在30～80ppm，有毒重金属及放射性核素含量低，一般Cd+AS+Cr+U+Tl+Be+Pb+Hg含量不到5ppb；(3)水呈弱碱性，pH值在7.0～7.6之间；(4)水中溶解氧含量较高，并含有少量CO2气体。这些优质天然水正是饮水深度处理的发展方向。我国某些地区的自来水及地下水的特征是：水矿化度高，TDS一般在450～300ppm；含有一些有毒重金属；水硬度较大，总硬度在150～250ppm；水中有机污染较高，TOC高达2～3ppm。这类水源水如何处理成优质饮用水净水，目前的水处理工艺与设备均较难实现。
发明内容
本发明的目的是提出一种管道直供饮用净水的生产方法及其系统，这种工艺适应于不同类型的水源，尤其是高TDS、高TOC水源水，处理后的净化水能保存适量的生命元素，水质好且经济上可行。
本发明的管道直供饮用净水的生产方法，通过以下工艺流程对自来水进行净化处理：
(1)、通过砂滤处理，
(2)、通过活性碳过滤处理，
(3)、通过软水器处理，
(4)、通过微滤器处理，
(5)、通过精滤器处理，
(6)、将经精滤器处理后的水增压后通过纳滤膜过滤和反渗透膜过滤进行复合处理，所说的复合处理过程是：调节一部分水输入纳滤膜过滤，另一部分水输入反渗透膜过滤；经纳滤膜过滤后的浓水再输入反渗透膜过滤，净化水则输出到下一工序；经反渗透膜过滤后的浓水向外出排出，净化水与上述纳滤膜过滤所输出的净化水合并进入下一工序，
(7)、对上步所合并输出的净化水杀菌处理后流入储水桶。
在上述工艺流程(6)中，纳滤膜过滤的工作压力可调节在80～120Psi范围，其净化水的输出量可控制在2～3加仑/分钟；反渗透膜过滤的工作压力可调节在120～180Psi范围，其净化水的输出量可控制在4～6加仑/分钟。
在上述工艺流程(7)中，可采用紫外光照射和加氯组合杀菌工艺。
根据本发明的管道直供饮用净水的生产方法而设计的管道直供饮用净水的生产系统，其结构由进水增压泵、砂滤器、活性碳过滤器、软水器、微滤器、精滤器、高压泵、纳滤膜过滤器、反渗透膜过滤器、紫外杀菌装置、加氯装置和净水储水装置组成，待处理水由进水增压泵增压后，依次经砂滤器、活性碳过滤器、软水器、微滤器、精滤器过滤后，由精滤器输出的过滤水经高压泵增压后分成两路，一路经流量控制阀门、流量计和压力计输入纳滤膜过滤器，由纳滤膜过滤器浓水输出端输出的浓水输入反渗透膜过滤器的进水端口，由高压泵输出的另一路过滤水也同时输入反渗透膜过滤器和的进水端口，反渗透膜过滤器的浓水输出端口接有压力计、流量计和流量控制阀门，由纳滤膜过滤器净水输出端口输出的净水和由反渗透膜过滤器的净水输出端口输出的净水合并后输入紫外杀菌装置杀菌处理，再输入加氯装置加氯杀菌处理后输入净水储水装置。
本发明的优点与效果是：
1、去污能力强，对有机污染物的去除率达98％以上，对无机污染物的去除率在90％以上；
2、在去除有机与无机污染物的同时，能保存适量的生命元素，并可将其控制在较理想的水平，达到优质饮水标准；
3、由于综合了纳滤膜与反渗透膜的优点，去污能力强且水的回收率可高达85％；
4、能有效降低净化水的生产成本，节省能耗。
附图说明
图1为本发明管道直供饮用净水的生产的流程图；
图2为本发明管道直供饮用净水的生产系统的实施装置示意图。
具体实施方案
本实施方案如图2所示，该系统装置包括以下主要部件：进水阀门1、增压泵2、砂滤器3、活性碳过滤器4、软水器5、微滤器6、精滤器7、高压泵8、纳滤膜过滤器9、反渗透膜过滤器10和11、紫外杀菌装置20、加氯装置21和净水储水装置22。系统首先按进水阀门1、增压泵2、砂滤器3、活性碳过滤器4、软水器5、微滤器6、精滤器7、高压泵8的顺序依次连接，高压泵8的出水端分两路，一路先后经流量控制阀门14、流量计13和压力计接到纳滤膜过滤器9的进水端，纳滤膜过滤器9的浓水输出端接到反渗透膜过滤器的进水端口，反渗透膜过滤器10和11由高压泵输出的另一路过滤水也同时输入反渗透膜过滤器和的进水端口，反渗透膜过滤器由并联的反渗透膜过滤器10和11构成，纳滤膜过滤器9的净水输出端与反渗透膜过滤器10和11的净水输出端相连并通过输水管道连接到紫外杀菌装置20的进水端，反渗透膜过滤器11的浓水输出端口通过压力计16、流量计17和流量控制阀门18连接浓水输出管19，紫外杀菌装置20的出水端连接到加氯装置21的进水端，加氯装置21的出水端连接入净水储水装置22。净水储水装置22中的净水由加压泵23再经流量控制阀门24输送到用户使用。本系统装置中，砂滤器3采用美国Am Pacific公司制造的，型号为S-1465的砂滤器产品；活性碳过滤器4采用美国Am Pacific公司制造的，型号为A-1465的活性碳过滤器产品；软水器5采用美国Am Pacific公司制造的，型号为SF-1465的软水器产品；微滤器6为20um过滤器；精滤器7为5um过滤器；纳滤膜过滤器9使用的NF膜元件为Dow ChmicalFilmtec卷式复合膜，反渗透膜过滤器使用的RO膜为Filmtec复合膜。
本发明净水的生产流程如图1所示。系统装置的操作过程如下：打开进水阀门1，起动增压泵2，将水流量控制在9-10加仑/分钟，压力3-4Kg/cm2；水经砂滤器3，支除水中悬浮物，再经过活性碳过滤器4，去除水中部分有机物及余氯；再经软水器5处理后，把水的总硬度控制在50-80ppm；然后水再经微滤器6和精滤器7处理后进一步降低水中的ppm悬浮物含量；再通过高压泵8将水压提高到12Kg/cm2，进入纳滤膜过滤和反渗透膜过滤，调节流量控制阀门14与18，将进入纳滤膜的压力控制在100Psi，产水量为2.5加仑/分钟；调节流量控制阀门18将反渗透膜工作压力控制在150Psi，产水量为5加仑/分钟；经上述膜系统过滤后的净化水经紫外杀菌装置20与加氯装置21组合杀菌工艺充分杀菌(将Cl2的投加量控制在0.1ppm)，然后把水输入净水储水装置22，净水储水装置22中的净水即可由加压泵23增压后经流量控制阀门24输送到用户使用。
用本实施例装置对水质特征为：TDS为320ppm，TOC为2.53ppm，总VOCs为15.3ppb，总硬度253ppm，有毒金属元素Pb+Hg+Cr+Cd+Be+As为12.38ppb的有机与无机污染均较严重的水源水进行处理，处理后净化水的的水质达到以下指标：TDS为53ppm，TOC为0.08ppm，总VOCs小于0.18ppb，总硬度25ppm，细菌及大肠菌群均为零，有毒金属元素Pb+Hg+Cr+Cd+Be+As小于1.0ppb。水质达到我国饮用净水水质标准，城建部2000年城市进步I类水质标准，欧共体饮水标准，美国饮水MCL标准。水质甘甜可口，可直接生饮。本系统的净化水回收率高达85％。

Claims (4)

1.一种管道直供饮用净水的生产方法，其特征在于通过以下工艺流程对自来水进行净化处理：
(1)、通过砂滤处理，
(2)、通过活性碳过滤处理，
(3)、通过软水器处理，
(4)、通过微滤器处理，
(5)、通过精滤器处理，
(6)、将经精滤器处理后的水增压后通过纳滤膜过滤和反渗透膜过滤进行复合处理，所说的复合处理过程是：调节一部分水输入纳滤膜过滤，另一部分水输入反渗透膜过滤；经纳滤膜过滤后的浓水再输入反渗透膜过滤，净化水则输出到下一工序；经反渗透膜过滤后的浓水向外出排出，净化水与上述纳滤膜过滤所输出的净化水合并进入下一工序，
(7)、对上步所合并输出的净化水杀菌处理后流入储水桶。
2.根据权利要求1所述的管道直供饮用净水的生产方法，其特征在于工艺流程(6)中，调节纳滤膜过滤的工作压力为80～120Psi，其净化水的输出量为2～3加仑/分钟；调节反渗透膜过滤的工作压力为120～180Psi，其净化水的输出量为4～6加仑/分钟。
3.根据权利要求1所述的管道直供饮用净水的生产方法，其特征在于工艺流程(7)中，采用紫外光照射和加氯组合杀菌工艺。
4.一种应用权利要求1所述方法生产管道直供饮用净水的系统，其特征在于系统由进水增压泵(2)、砂滤器(3)、活性碳过滤器(4)、软水器(5)、微滤器(6)、精滤器(7)、高压泵(8)、纳滤膜过滤器(9)、反渗透膜过滤器(10、11)、紫外杀菌装置(20)、加氯装置(21)和净水储水装置(22)组成，待处理水由进水增压泵(2)增压后，依次经砂滤器(3)、活性碳过滤器(4)、软水器(5)、微滤器(6)、精滤器(7)过滤后，由精滤器(7)输出的过滤水经高压泵(8)增压后分成两路，一路经流量控制阀门(14)、流量计(13)和压力计(12)输入纳滤膜过滤器(9)，由纳滤膜过滤器(9)浓水输出端输出的浓水输入反渗透膜过滤器(10)和(11)的进水端口，由高压泵(8)输出的另一路过滤水也同时输入反渗透膜过滤器(10、11)的进水端口，反渗透膜过滤器的浓水输出端口接有压力计(16)、流量计(17)和流量控制阀门(18)，由纳滤膜过滤器(9)净水输出端口输出的净水和由反渗透膜过滤器(10、11)的净水输出端口输出的净水合并后输入紫外杀菌装置(20)杀菌处理，再输入加氯装置(21)加氯杀菌处理后输入净水储水装置(22)。
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