[發明專利]超濾膜混凝/吸附/生物反應器一體化水深度處理方法及其裝置

無效

• 申請號: 200810063897.7
• 申請日: 2008-01-23
• 公開（公告）號: CN101219846A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 李圭白;田家宇;梁恒;李星;陳杰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F1/28;C02F1/52;C02F3/12;B01D61/14;B01D65/02
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司
• 代理人: 吳振剛

技術領域

本發明屬于水處理技術，特別是涉及一種飲用水深度凈化技術，具體是超濾膜混凝/吸附/生物反應器一體化飲用水深度處理方法及其裝置。

背景技術

由于長期以來水源保護未受到足夠的重視，飲用水源普遍受到氮、磷和有機物等的污染，在飲用水中發現了種類眾多的對人體有毒害的微量有機污染物，如致癌、致畸、致突變物質等和氯化消毒副產物。這使得常規飲用水處理工藝，如混凝、沉淀、過濾、消毒處理工藝受到嚴峻的挑戰，其出水越來越難以滿足飲用水水質標準的要求。在這樣的背景下，研究與開發新型高效的飲用水深度凈化工藝具有重要的現實意義。隨著水質檢測技術的發展，又發現了許多新的水質問題，如賈第蟲和隱孢子蟲兩蟲問題，水蚤、紅蟲問題，水的生物穩定性問題、高氨氮含量問題等等。為此，包括我國在內的世界各國都對飲用水制訂了更嚴格的水質衛生標準。曾為保障飲用水水質起到重要貢獻的臭氧-顆粒活性炭處理工藝對于上述的水質問題，已不能取得令人滿意的處理效果。例如對“兩蟲”、水蚤、藻類都不能100％地去除，對高氨氮含量，氨氮含量＞2～3mg/l難于降到水質標準0.5mg/1的要求等等。此外，臭氧氧化能生成溴酸鹽、甲醛等對人體有較嚴重毒害作用的副產物，使臭氧的廣泛使用受到質疑；還有研究指出，顆粒活性炭的出水中細菌含量顯著增多、細菌抗氯性增強，隨水流出的細微炭粒會對后續消毒效果產生不利影響。在這個背景下，有待于研發出比臭氧-顆粒活性炭更安全有效的飲用水深度處理工藝。

目前，在飲用水處理領域，超濾技術受到了極大的關注。超濾能有效的去除水中顆粒物，使出水濁度降低至0.1NTU以下，并能去除大分子有機污染物，幾乎100％的截留兩蟲、水蚤、紅蟲、藻類、細菌甚至病毒等微生物。但是單獨超濾對水中溶解性有機物的去除能力非常有限，尤其是小分子量、易生物降解有機物，超濾幾乎不能去除。而這部分小分子量有機物卻會引起水的生物穩定性問題，造成細菌在管網內二次繁殖，惡化水質。同時超濾對于氮、磷也無法去除。

發明內容

本發明的目的在于研發一種便于工程應用、運行成本低廉、并能顯著提高水質的飲用水深度處理工藝及裝置。即超濾膜混凝/吸附/生物反應器一體化水深度處理方法及其裝置。

本發明處理方法是，將混凝、吸附和生物反應有機地結合，置于同一反應池內完成。待處理的原水通過恒位水箱進入超濾膜混凝/吸附/生物反應器，反應器內的活性污泥微生物對進水中的氨氮和小分子量有機物進行生物降解處理；該反應器內水力停留時間在10～30min范圍內，污泥停留時間一般在5d～30d范圍內；同時，由混凝劑投加系統向超濾膜混凝/吸附/生物反應器內投加混凝劑以去除大分子量有機物和磷，混凝劑可以是硫酸鋁、聚合氯化鋁、氯化鐵、聚合硫酸鐵或其它各種可用于飲用水生產的混凝劑中的一種，也可以是上述混凝劑與聚丙烯酰胺等助凝劑的同時投加；由吸附劑投加系統向超濾膜混凝/吸附/生物反應器內投加吸附劑以去除中等分子量有機物，吸附劑可以是粉末活性炭，也可以是各種其他吸附劑；反應器內安裝有浸沒式超濾膜組件，其材質可是聚偏氟乙烯或聚氯乙烯或其它超濾膜，膜孔徑應在在0.01μm～0.1μm范圍內，組件形式可以是中空纖維式，也可以是平板式；通過抽吸泵控制超濾膜抽吸壓力在10kPa～50kPa范圍內，膜通量在5L/m²·h～50L/m²·h范圍內；反應器底部設有穿孔曝氣管，通過反應器外的空氣泵向反應器內進行曝氣，為生物反應提供溶解氧，并進行攪拌混合與膜絲清洗，氣水比在5∶1～20∶1范圍內；反應器底部設有排泥閥和排泥管，定期向反應器外排放剩余污泥；為保證膜通量定期對超濾膜組件進行反沖洗，采用超濾膜出水，通過反沖洗泵完成，反沖周期視超濾膜組件的抽吸壓力與膜通量而定；超濾膜組件反沖洗時關閉超濾膜出水閥門，同時開啟超濾反沖洗閥門，由超濾反沖洗管路系統對超濾膜組件進行反沖洗。