混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于水處理工藝方法，尤其是涉及混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法。水處理的步驟包括混凝沉淀步驟，再絮凝步驟，超濾步驟等。本發(fā)明提供的混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法，有效地提高了對有機物的去除效果，其去除率達到50%～70%，其中溶解性有機物去除率達到40%～60%；同時由于有機物的高效去除，能夠有效控制并降低膜污染，延長了超濾膜設備的化學清洗周期從而大大延長超濾膜設備的使用壽命，進而減輕水處理工藝的運行管理難度并降低制水成本。
【專利說明】混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理工藝方法，尤其是涉及混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法。
【背景技術】
[0002]由于工業(yè)化的迅速發(fā)展以及城市化規(guī)模的不斷擴大，生活飲用水源受污染的現(xiàn)狀日益嚴峻，水中有機物污染不容忽視。以去除懸浮物和膠體為主的傳統(tǒng)處理工藝(混凝-沉淀-過濾系統(tǒng))對水中有機物的去除效能有限。在水源受到污染的同時，飲用水水質標準不斷提高。近年來，各國水質標準也在不斷提高。我國也于2006年12月發(fā)布了經過修訂的《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-2006)并逐步實施。與舊的標準相比，水質指標數量有了大幅度的增加，檢測指標從35項增至106項，特別是有機化合物的指標從5項增加至53項，同時對一些嚴重影響人體健康的指標限值也更加嚴格。針對水質標準的嚴格要求，現(xiàn)有水廠的常規(guī)處理工藝難以保證穩(wěn)定達標，引進新技術改進水處理工藝迫在眉睫。
[0003]在眾多的新型水處理工藝中，超濾工藝由于具有不需要添加化學藥劑、去除的污染物范圍廣、運行可靠、易于實現(xiàn)自動控制等優(yōu)點，成為完善常規(guī)給水處理工藝最有前景工藝之一。超濾膜基本能夠將原水中的細菌、病毒、兩蟲、藻類以及水生生物全部去除，被認為是保證飲用水微生物安全性的最有效技術。近年來，超濾工藝已成為給水處理領域的熱點技術之一，除在北美、日本等地大規(guī)模應用外，也已經在國內的臺灣高雄水廠、東營南郊水廠、無錫中橋水廠等投入使用。但是超濾膜不能有效去除有機物，尤其對溶解性有機物去除效率很低，因此必須采用有效的超濾膜前預處理工藝以強化水中有機有機物的去除。
[0004]目前常用的涉及超濾膜的水處理工藝主要有:(1)原水一混凝一超濾一消毒；(2)原水一混凝一沉淀一超濾一消毒；(3)原水一混凝一沉淀一活性炭一超濾一消毒；(4)原水一混凝一沉淀一臭氧一生物活性一膜分離一消毒。(I)和(2)工藝雖然因為在膜之前進行了混凝、沉淀而減輕了膜負荷，可以起到部分控制膜污染引起的跨膜差壓上升的作用，但這兩種工藝只能部分去除水中有機物尤其是對溶解性有機物去除效果較差。(3)和(4)工藝雖然處理水水質和膜污染控制效果比(I)和(2)工藝顯著提高，但系統(tǒng)復雜，流程過長，投資高且運行管理難度較大。因此需要提出一種能夠經濟有效的去除水中有機物并保證超濾膜穩(wěn)定運行的水處理方法。
[0005]

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明針對上述不足提供了一種混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法。
[0007]本發(fā)明采用如下技術方案:
本發(fā)明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超濾的水處理方法，處理水的裝置包括混合設備、絮凝池、沉淀池、再絮凝設 備、超濾膜設備，混合設備與絮凝池相連，絮凝池與沉淀池相連，沉淀池與再絮凝設備相連，再絮凝設備與超濾膜設備相連。待處理水經過第一次混凝后形成了大量的絮體，再經過沉淀處理后，去除了部分有機物和大部分懸浮物及膠體。向經過混凝-沉淀處理后的出水中投加一定的混凝劑，利用水中殘存的懸浮物和膠體作為絮凝核心進行第二次脫穩(wěn)、凝聚從而形成微小絮體(即再絮凝)并與水中的有機物結合，然后利用超濾膜優(yōu)良的截留性能將與有機物結合的絮體截留，從而進一步去除有機物并同時去除殘存的懸浮物和膠體。
[0008]本發(fā)明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法，其處理水的步驟如下:
1)、混凝沉淀步驟:待處理水投加混凝劑后進入混合設備，混合后的水進入絮凝池絮凝，絮凝后的水進入沉淀池進行沉淀；
2)、再絮凝步驟:將上述步驟I)混凝沉淀處理后的出水再次投加混凝劑后送入再絮凝設備；
3)、超濾步驟:上述步驟2)再絮凝處理后的出水送入超濾膜設備進行過濾。
[0009]4)、將上述步驟3)中超濾膜設備處理后的水送入清水池，消毒之后進入配水管網。
[0010]本發(fā)明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法，混凝步驟中的混合設備可以為管式靜態(tài)混合器或擴散混合器或機械混合池或其它可以實現(xiàn)混凝劑與水快速均勻混合作用的設備。
[0011]本發(fā)明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法，混凝步驟中的絮凝池可以為網格絮凝池或折板絮凝池或隔板絮凝池或機械絮凝池； 本發(fā)明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法，沉淀池可以為平流式沉淀池或斜管沉淀池或斜板沉淀池。
[0012]本發(fā)明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法，其中混凝-沉淀步驟也可采用集混凝和沉淀功能于一體的澄清池代替，包括機械攪拌澄清池或水力循環(huán)澄清池或脈沖澄清池或懸浮澄清池等。
[0013]本發(fā)明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法，其中再絮凝過程通過向經過混凝-沉淀處理后的出水中投加混凝劑然后經過再絮凝設備實現(xiàn)。
[0014]本發(fā)明混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法，超濾膜設備可以為內壓式超濾膜設備也可以為外壓式超濾膜設備。
[0015]本發(fā)明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法，其在再絮凝設備前投加的混凝劑可以為硫酸鋁或聚合氯化鋁或三氯化鐵或聚合硫酸鐵，優(yōu)化的混凝劑投加量為 5~15mg/L。
[0016]本發(fā)明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法，其中再絮凝設備由混合設備和絮凝設備兩個部分組成。
[0017]本發(fā)明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法，再絮凝設備中的混合設備一般采用管式靜態(tài)混合器，也可采用擴散混合器或孔板混合器或機械混合池或其它可以實現(xiàn)混凝劑與水快速均勻混合作用的設備。
[0018]本發(fā)明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法，再絮凝設備中的絮凝設備一般為機械絮凝池，也可以為網格絮凝池或折板絮凝池或隔板絮凝池；優(yōu)化的絮凝時間為f3min，優(yōu)化的絮凝強度以速度梯度衡量為ΙδΙΟ?m1。
[0019]本發(fā)明所述的混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法，特別當超濾設備采用浸入式外壓超濾膜設備時，當超濾膜膜池可以起到與絮凝設備相當的絮凝作用時，可以省去再絮凝過程中的絮凝設備，從而簡化水處理工藝流程。
[0020]有益效果
本發(fā)明提供的混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法，有效地提高了對有機物的去除效果，其去除率達到50%~70%，其中溶解性有機物去除率達到40%~60% ;同時由于有機物的高效去除，能夠有效控制并降低膜污染，延長了超濾膜設備的化學清洗周期從而大大延長超濾膜設備的使用壽命，進而減輕水處理工藝的運行管理難度并降低制水成本。
[0021]本發(fā)明可應用于各類地表水及微污染水源水的處理領域。本發(fā)明提供的混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法可用于新建水廠，也可應用于原有水廠的改造、擴建，具有較高的經濟效益。
[0022]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1內壓式超濾膜設備工藝流程圖；
圖2是浸入式外壓超濾膜設備工藝流程圖。 [0024]
【具體實施方式】
[0025]下面結合具體實施例對本發(fā)明進一步詳細說明:
一種混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法，該方法具體涉及下述順序的步驟:
(I)混凝
采用液體硫酸鋁作為混凝劑，采用隔膜計量泵向原水投加硫酸鋁，投加硫酸鋁后的水進入管式靜態(tài)混合器進行其與原水的快速混合，經過混合后水進行入折板絮凝池進行絮凝，形成可沉降的絮凝體。硫酸鋁的投加量應根據原水水量及水質進行調節(jié)，并且應使得后續(xù)沉淀池出水濁度為1~3NTU，一般情況下混凝劑投加量l(T30mg/L。折板絮凝池絮凝時間為15min，平均速度梯度為32s'
[0026](2)沉淀
經步驟I)后絮凝池出水進入斜管沉淀池，絮凝體在重力作用下得以沉降到沉淀池底部，從而去除水中部分有機物以及大部分的懸浮物和顆粒物。沉淀池出水濁度控制在I~3NTU，排泥周期為6h，沉淀池表面負荷為6.2m3/(m2.h)。
[0027](3)再絮凝
a.在本實施例中，再絮凝后所接的為浸入式外壓超濾膜系統(tǒng)，由于水流在膜池內的流動可以達到與絮凝設備相當的絮凝作用，故本實施例中省去再絮凝設備中的絮凝設備。采用隔膜計量泵向步驟2)出水中投加硫酸鋁后進入管式靜態(tài)混合器，完成硫酸鋁與水的快速均勻混合。經過混合后的水進入外壓式超濾膜膜池，利用水流在膜池內的流動完成再絮凝過程。在本實施例中，再絮凝過程中硫酸鋁的投加量為6mg/L。
[0028]b.在本實施例中，再絮凝后所接的為內壓式超濾膜系統(tǒng)，再絮凝設施為管式靜態(tài)混合器和機械絮凝池。采用隔膜計量泵向步驟2)出水中投加硫酸鋁后進入管式靜態(tài)混合器，完成硫酸鋁與水的快速均勻混合。經過混合后的水進入機械絮凝池，絮凝時間3min，絮凝強度以速度梯度衡量為15s—1，在機械絮凝池中完成再絮凝過程，經過再絮凝后的水進入內壓式超濾膜。在本實施例中，再絮凝過程中硫酸鋁的投加量為6mg/L。
[0029](4)超濾
a.本實施例中所采用的超濾膜設備為浸沒式外壓中空纖維超濾膜組件。超濾膜通量為30L/(m2*h)，超濾膜運行周期為60min。超濾膜的反沖洗方式為:首先曝氣擦洗40秒，曝氣強度為18 m3/ (m2.h);然后進行氣水聯(lián)合沖洗,沖洗時間為60s,曝氣強度為18m3/ (m2.h)，水沖洗強度為60L/(m2 *h)。
[0030]b.本施例中所采用的超濾膜設備為內壓式中空纖維超濾膜組件。超濾膜通量為20L/(m2*h)，超濾膜運行周期為90min。超濾膜的反沖洗包括上反洗和下反洗兩個步驟。上反洗:一般采用超濾產水作為反沖水，由組件產水口進入，濃水出口流出。此時入水口關閉，水流方向與產水時相反。通過反洗可以把膜孔和膜表面中殘留的污染物帶出膜組件。此過程反向透過膜表面的水從膜管頂部排出，對頂部膜表面的沖洗效果較好。上反洗時間為10秒，水沖洗強度為60L/(m2 -h)。下反洗:該過程反向透過膜表面的水從膜管底部排出，對底部膜表面的沖洗效果較好。下反洗時間30秒，水沖洗強度為60L/(m2*h)。
[0031 ] 本發(fā)明的混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法與其它常見的超濾組合工藝處理效果對比:
【權利要求】
1.混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法，處理水的裝置包括混合設備，絮凝池，沉淀池，再絮凝設備，超濾膜設備；混合設備與絮凝池相連，絮凝池與沉淀池相連，沉淀池與再絮凝設備相連，再絮凝設備與超濾膜設備相連；其特征在于水處理的步驟如下: 1)、混凝沉淀步驟:待處理水投加混凝劑后進入混合設備，混合后的水進入絮凝池絮凝，絮凝后的水進入沉淀池進行固液分分離； 2)、再絮凝步驟:將上述步驟I)混凝沉淀處理后的出水再次投加混凝劑后送入再絮凝設備； 3)、超濾步驟:上述步驟2)處理后的出水送入超濾膜設備中進行過濾； 4)、將上述步驟3)中超濾膜設備處理后的水送入清水池，消毒之后進入配水管網。
2.根據權利要求1所述的混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法，其特征在于:再絮凝過程通過向混凝-沉淀后的出水中投加混凝劑后經過再絮凝設備實現(xiàn)。
3.根據權利要求1所述的混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法，其特征在于:超濾膜設備可以為內壓式超濾膜設備或外壓式超濾膜設備。
4.根據權利要求2所述的混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法，其特征在于:在再絮凝過程中投加的混凝劑為硫酸鋁或聚合氯化鋁或三氯化鐵或聚合硫酸鐵，其投加量一般為5~15mg/L。
5.根據權利要求2所述的混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法，其特征在于:再絮凝過程中混合設備采用管式靜態(tài)混合器或采用擴散混合器或孔板混合器或機械混合池。
6.根據權利要求2所述的混凝-沉淀-再絮凝-超濾聯(lián)用的水處理方法，所述的絮凝設備為機械絮凝池，或網格絮凝池或折板絮凝池或隔板絮凝池；絮凝時間一般采用f3min，絮凝強度以速度梯度衡量為1510s—1。
【文檔編號】C02F1/44GK103896431SQ201410102865
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權日:2014年3月20日
【發(fā)明者】陶輝, 陳連生, 陳衛(wèi), 王倫, 馮博, 李文君, 徐峰, 徐春燕 申請人:河海大學