專利名稱：濾池反沖洗水回收處理方法及其膜濾系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種濾池反沖洗水回收處理領(lǐng)域。具體涉及一種濾池反沖洗水回收處 理方法及其膜濾系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著城市建設(shè)和環(huán)境保護(hù)事業(yè)的不斷發(fā)展，供水廠所排出的生產(chǎn)廢水對(duì)環(huán)境的污 染越來越引起人們的關(guān)注。不斷增長的水資源壓力使得水廠生產(chǎn)廢水回用成為主流。供水 廠排泥水處理在國內(nèi)起步較晚，因此目前我國地表水廠擁有排泥水處理與回收再利用設(shè)施 的還不足5%，新建水廠都趨向于增設(shè)回收設(shè)施。在凈水廠中廢水再生回用節(jié)約了淡水資 源，具有保護(hù)環(huán)境的顯著優(yōu)點(diǎn)。供水廠反沖洗水約占水廠產(chǎn)水量的_5%，回收處理這部分水具有節(jié)約水資源 和保護(hù)環(huán)境的雙重意義。目前國內(nèi)設(shè)有回收工藝的水廠通常將反沖洗水直接回收至水廠前 端，并與水廠原水混合后處理，這種做法對(duì)水廠主流程會(huì)產(chǎn)生沖擊負(fù)荷，同時(shí)由于回收池上 清液中仍含有較多有機(jī)物、微生物及重金屬，因此存在水質(zhì)安全風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供一種可以有效提高濾池反沖洗 水回用的水質(zhì)安全性并降低主工藝的凈水負(fù)荷的濾池反沖洗水回收處理方法及其膜濾系 統(tǒng)。本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為濾池反沖洗水回收處理方法，所 述濾池反沖洗水回收處理方法依次包括第一步.預(yù)處理過程去除濾池反沖洗水的濁度和顆粒；第二步.膜濾過程利用微濾膜或超濾膜進(jìn)一步攔截顆粒物和微生物；第三步.消毒過程采用紫外線消毒。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案在所述第一步前，進(jìn)一步包括在濾池反沖洗水中 添加混凝劑的過程，所述混凝劑為聚合氯化鋁，投量為10 50mg/L，混凝時(shí)間彡30min。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述第二步的過濾程序采用錯(cuò)流過濾方式；所述 錯(cuò)流方式是將待處理液的一部分過濾，而另一部分則進(jìn)行回流，回流部分形成濃水；回流部 分的待處理液在膜組件里沿著膜表面流動(dòng)，形成切向流速，同時(shí)由于透過膜的水在膜組件 流道內(nèi)與膜表面形成垂直向的流速，與切向流速形成紊流或過渡流態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述第二步進(jìn)一步包括氣水雙洗程序和/或大 水量反洗程序；所述氣水雙洗程序利用反洗泵從產(chǎn)水罐抽取產(chǎn)水，反向泵入膜組件，與此同 時(shí)，在膜組件的料液入口端鼓入壓縮空氣，以對(duì)膜表面進(jìn)行震蕩清洗，使膜纖維相互摩擦， 沖洗所產(chǎn)生的污物從排污口排出；所述大水量反洗程序利用反洗泵，用不同的水流量浸泡 沖洗膜纖維，污物從排污口排出。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述第三步采用紫外線的紫外通量為10 95mJ/
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cm 。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述第三步采用紫外線的波長為240 290nm。為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種膜濾系統(tǒng)，包括反洗水泵、反洗水 罐，膜組件、潛水泵、進(jìn)水罐及進(jìn)水泵；潛水泵設(shè)于濾池內(nèi)，所述系統(tǒng)利用潛水泵把反沖洗水 泵入進(jìn)水罐，由進(jìn)水泵從進(jìn)水罐取水，送入膜組件進(jìn)行過濾處理；經(jīng)過濾后清水的一部分進(jìn) 入反洗水罐中參與反洗過程并由反洗水泵反向泵入膜組件，對(duì)膜組件進(jìn)行清洗。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案膜組件的料液入口端設(shè)有壓力罐和空壓機(jī)，在反 沖洗過程中，同時(shí)利用壓力罐和空壓機(jī)向膜組件鼓入壓縮空氣，在膜的表面反復(fù)震動(dòng)，對(duì)膜 組件進(jìn)行清洗。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案于所述反洗水泵與膜組件的通路上設(shè)有加藥罐， 所述加藥罐端口處設(shè)有加藥泵。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案膜組件的膜的孔徑小于0. 2 y m。本發(fā)明技術(shù)中濾池反沖洗水回收處理方法出水水質(zhì)穩(wěn)定，可直接回用到清水池或 深度處理工藝前端，不僅提高了水廠濾池反沖洗水回用的水質(zhì)安全性，而且減少了回收水 直接回用到水廠主工藝安全風(fēng)險(xiǎn)的影響。反沖洗水的回收率可達(dá)95% ；而且提高了水廠濾 池反沖洗水回用的水質(zhì)安全性，降低了主工藝的凈水負(fù)荷。


圖1是膜濾系統(tǒng)工藝流程簡圖；圖2是產(chǎn)水流量與跨膜壓力的變化情況；圖3是各類病原微生物滅活率為41og所需的紫外通量(mj/cm2)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明本發(fā)明所述濾池反沖洗水回收處理方法，包括A 預(yù)處理過程、B 膜濾過程、C 消 毒過程。所述A 預(yù)處理過程的目的是為了去除顆粒物，減少進(jìn)入后續(xù)單元中污染物的負(fù) 荷。其既可用于間歇回收方式也可用于連續(xù)回收方式，較為常用的方法為沉淀法、微砂輔助 沉淀法或者氣浮法。預(yù)處理過程可以單獨(dú)使用，但當(dāng)單獨(dú)使用沉淀效果不佳時(shí)，可在預(yù)處理 時(shí)添加混凝劑，其目的是有助于提高分離效果。實(shí)踐證明，預(yù)處理運(yùn)用得當(dāng)，可獲得滿意的 濁度和顆粒去除率，包括兩蟲。本發(fā)明優(yōu)選混凝劑為聚合氯化鋁，其投放量為10-50mg/L，混 凝時(shí)間不超過30min ；其中，預(yù)處理的方法可采用沉淀法、微砂輔助沉淀法或者氣浮單元法，其中預(yù)處理 過程的時(shí)間可以根據(jù)進(jìn)水情況和處理設(shè)施的容積進(jìn)行控制，獲得滿意的濁度和顆粒去除 率，包括兩蟲、消毒副產(chǎn)物前驅(qū)物質(zhì)等污染物也能被去除。根據(jù)不同地區(qū)，不同水廠和不同 的水質(zhì)情況，適宜的處理工藝也可能各不相同，但一般情況下，沉淀法主要應(yīng)用平流式沉淀 池、澄清池、瀉湖、斜板(管)沉淀池等等；微砂輔助沉淀法，往往用于沒有足夠空間建平流 沉淀池而又需要澄清的場合，通過添加微砂輔助沉淀過程的進(jìn)行，微砂可分離并重復(fù)使用。 氣浮法是空氣以微氣泡的形式釋放出來，將密度接近于水的固體或液體污染物微粒粘附在氣泡上，上浮至水面的方法。B過程所述的膜濾過程如圖1所示。圖中，1-潛水泵，2-進(jìn)水罐，3-進(jìn)水泵，4-氣 動(dòng)閥，5-壓力罐，6-空壓機(jī)，7-加藥罐，8-加藥泵，9-反洗水泵，10-反洗水罐，11-電磁流量 計(jì)，12-流量計(jì)，13-膜組件。
膜濾過程分為過濾過程和反洗過程。其中，過濾方式采用錯(cuò)流過濾方式，即將待處 理液的一部分過濾，而另一部分則進(jìn)行回流，回流部分就形成了濃水?；亓鞑糠值拇幚硪?在膜組件13里沿著膜表面流動(dòng)，形成切向流速，同時(shí)由于透過膜的水在膜組件13流道內(nèi)與 膜表面形成垂直向的流速，通常會(huì)與切向流速形成紊流或過渡流態(tài)。反洗過程通過依次采 用氣水雙洗、大流量水反洗和排污過程實(shí)現(xiàn)。最好過濾20分鐘后開始反洗過程。反洗過程 中的氣水雙洗和大流量水反洗這兩種反洗流程為1)氣水雙洗程序進(jìn)行過程中，反洗水泵 9從反洗水罐10抽取產(chǎn)水，反向泵入膜組件13。與此同時(shí)，通過設(shè)置在在膜組件13的料液 入口端的壓力罐5和空壓機(jī)6鼓入壓縮空氣，以對(duì)膜表面進(jìn)行震蕩清洗，使膜纖維相互摩 擦，沖洗所產(chǎn)生的污物(如液體與空氣)就從排污口排出。2)大水量反洗程序沿用氣水雙 洗程序中所使用的反洗水泵9，在控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)下轉(zhuǎn)換閥門的開啟與關(guān)閉，用不同的水流 量浸泡沖洗膜纖維。污物還是從排污口排出。本發(fā)明所提供的一種膜濾系統(tǒng)的工作流程為潛水泵1把反沖洗水泵入進(jìn)水罐2， 進(jìn)水泵3再從進(jìn)水罐2取水，送入膜組件13進(jìn)行過濾。反沖洗水在膜組件13內(nèi)被分成兩 股，一股為濃水，將延管道回流到進(jìn)水罐2中，而另一股則通過膜絲成為產(chǎn)水進(jìn)入反洗水罐 10中。清水的一部分將參與到反洗系統(tǒng)中，由設(shè)置在反洗水罐10處的反洗水泵9反向泵 入膜組件13，用于對(duì)膜組件13的清洗。所述膜組件13可以采用膜的孔徑一般小于0. 2μπι 的微濾膜或超濾膜，即可充分發(fā)揮其截留作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)顆粒物和微生物的攔截。膜濾系統(tǒng)的跨膜壓力和產(chǎn)水流量較穩(wěn)定，維持在12. 2 13. 2m3/hr之間，跨膜壓 力維持在0.06MPa左右。具體產(chǎn)水流量和跨膜壓力的波動(dòng)如圖2所示。在經(jīng)過預(yù)處理之后 的膜濾機(jī)組基本上可以保持較穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，膜組件的跨膜壓力和產(chǎn)水流量波動(dòng)不大。實(shí)踐證明，整個(gè)過程中膜濾出水的水質(zhì)較好，濁度小于0. INTU ；高錳酸鹽指數(shù)在 1. Omg/L左右；細(xì)菌總數(shù)IO3 107CUF/ml的膜濾進(jìn)水，出水維持在小于3CFU/ml ；賈第蟲及 隱孢子蟲被完全去除。c步驟所述紫外消毒過程。所用紫外光波長集中在240-290nm的范圍內(nèi)。由于紫外 線消毒單元對(duì)懸浮物和濁度沒有顯著的去除效果，而膜濾能對(duì)SS進(jìn)行有效的去除，因此， 紫外線消毒單元應(yīng)用在膜濾單元之后可以有效地對(duì)細(xì)菌等微生物進(jìn)行滅活，對(duì)于來自砂濾 池和炭濾池的反沖洗水的回用更有意義。紫外線消毒對(duì)水中一些頑固的有害微生物，如隱 性孢子菌(Cryptosporidium)、藍(lán)氏賈地鞭毛蟲(Giardia lamblia)、軍團(tuán)菌(Legionella pneumophila)、沙門氏菌(Salmonella spp.)等，具有良好的滅活效果，如圖3所示。本發(fā)明所述系統(tǒng)的運(yùn)行成本主要由四部分組成——電耗、藥劑費(fèi)用、膜更換費(fèi) 用和紫外線燈更換費(fèi)用組成。經(jīng)過綜合測算后電耗、藥劑費(fèi)用、膜更換費(fèi)用和紫外線燈 更換費(fèi)用，試驗(yàn)運(yùn)行成本為噸水0. 50元人民幣，相對(duì)于實(shí)際工程應(yīng)用中的運(yùn)行成本， 這是偏高的。以水源水0. 80元/噸計(jì)算，排泥水水量有2000 3000m3/d，通過本發(fā) 明所提供方法對(duì)反沖洗水回收處理，在降低凈水安全風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，水回收率按95%計(jì)， ((0. 8 X 0. 97 X 3000-0. 50 X 3000) X 365 = 28. 5 萬元 / 年)，每年可節(jié)約 28. 5 萬元 / 年且以上，節(jié)水和創(chuàng)收效果顯著，所帶來的環(huán)境效益和社會(huì)效益更是巨大。實(shí)踐證明，盡管膜過濾工藝運(yùn)行成本要高，但出水水質(zhì)穩(wěn)定，可直接回用到清水池 或深度處理工藝前端，不僅提高了水廠濾池反沖洗水回用的水質(zhì)安全性，而且減少了回用 對(duì)水廠主工藝的影響，并降低了綜合運(yùn)行成本。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選技術(shù)方案對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
濾池反沖洗水回收處理方法，其特征在于所述濾池反沖洗水回收處理方法依次包括A.預(yù)處理過程去除濾池反沖洗水的濁度和顆粒；B.膜濾過程利用微濾膜或超濾膜進(jìn)一步攔截顆粒物和微生物；C.消毒過程采用紫外線消毒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾池反沖洗水回收處理方法，其特征在于在所述A過程前， 進(jìn)一步包括在濾池反沖洗水中添加混凝劑的過程，所述混凝劑為聚合氯化鋁，投量為10 50mg/L，混凝時(shí)間彡30min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾池反沖洗水回收處理方法，其特征在于所述B過程的過 濾程序采用錯(cuò)流過濾方式；所述錯(cuò)流方式是將待處理液的一部分過濾，而另一部分則進(jìn)行 回流，回流部分形成濃水；回流部分的待處理液在膜組件里沿著膜表面流動(dòng)，形成切向流 速，同時(shí)由于透過膜的水在膜組件流道內(nèi)與膜表面形成垂直向的流速，與切向流速形成紊 流或過渡流態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾池反沖洗水回收處理方法，其特征在于所述B過程進(jìn)一 步包括氣水雙洗程序和/或大水量反洗程序；所述氣水雙洗程序利用反洗泵從產(chǎn)水罐抽 取產(chǎn)水，反向泵入膜組件，與此同時(shí)，在膜組件的料液入口端鼓入壓縮空氣，以對(duì)膜表面進(jìn) 行震蕩清洗，使膜纖維相互摩擦，沖洗所產(chǎn)生的污物從排污口排出；所述大水量反洗程序利 用反洗泵，用不同的水流量浸泡沖洗膜纖維，污物從排污口排出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾池反沖洗水回收處理方法，其特征在于所述C過程采用 紫外線的紫外通量為10 95mJ/cm2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾池反沖洗水回收處理方法，其特征在于所述C過程采用 紫外線的波長為240 290nm。
7.一種膜濾系統(tǒng)，其特征在于所述膜濾系統(tǒng)包括反洗水泵(9)、反洗水罐(10)，膜組 件(13)、潛水泵(1)、進(jìn)水罐(2)及進(jìn)水泵(3)；潛水泵(1)設(shè)于濾池內(nèi)，所述系統(tǒng)利用潛水 泵(1)把反沖洗水泵入進(jìn)水罐(2)，由進(jìn)水泵(3)從進(jìn)水罐(2)取水，送入膜組件(13)進(jìn) 行過濾處理；經(jīng)過濾后清水的一部分進(jìn)入反洗水罐(10)中參與反洗過程并由反洗水泵(9) 反向泵入膜組件(13)，對(duì)膜組件(13)進(jìn)行清洗。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的膜濾系統(tǒng)，其特征是所述膜組件(13)的料液入口端設(shè)有壓 力罐(5)和空壓機(jī)(6)，在反沖洗過程中，同時(shí)利用壓力罐(5)和空壓機(jī)(6)向膜組件(13) 鼓入壓縮空氣，在膜的表面反復(fù)震動(dòng)，對(duì)膜組件(13)進(jìn)行清洗。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的膜濾系統(tǒng)，其特征在于于所述反洗水泵(9)與膜組件(13) 的通路上設(shè)有加藥罐(7)，所述加藥罐(7)端口處設(shè)有加藥泵(8)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的膜濾系統(tǒng)，其特征在于所述膜組件(13)的膜的孔徑小于 0. 2 li m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種濾池反沖洗水回收處理方法及其膜濾系統(tǒng)。所述濾池反沖洗水回收處理方法包括第一步、預(yù)處理過程，第二步、膜濾過程，第三步、消毒過程。一種膜濾系統(tǒng)，所述系統(tǒng)利用潛水泵把反沖洗水泵入進(jìn)水罐，由進(jìn)水泵從進(jìn)水罐取水，送入膜組件進(jìn)行過濾處理；經(jīng)過濾后清水的一部分進(jìn)入反洗水罐中參與反洗過程并由反洗水泵反向泵入膜組件，并通過設(shè)置在膜組件的料液入口端的壓力罐和空壓機(jī)鼓入壓縮空氣，對(duì)膜組件清洗。本發(fā)明不僅提高了水廠濾池反沖洗水回用的水質(zhì)安全性，而且減少了回收水直接回用到水廠主工藝安全風(fēng)險(xiǎn)的影響。反沖洗水的回收率達(dá)95％；且提高了水廠濾池反沖洗水回用的水質(zhì)安全性，降低了主工藝的凈水負(fù)荷。
文檔編號(hào)C02F9/08GK101863577SQ201010186949
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者劉茜, 尤作亮, 張金松, 楊海燕, 范愛麗, 陳益清 申請(qǐng)人:深圳市水務(wù)(集團(tuán))有限公司