[發明專利]一種去除飲用水中微量有機物的超濾-粉末活性炭吸附組合凈化裝置

有效

• 申請號: 201310383393.4
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103466819A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 劉成;陳衛;汪晨倩;王杰
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C02F9/02
• 分類號: C02F9/02;C02F1/28;C02F1/44;C02F101/30
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 沈振濤

技術領域

本發明屬于水處理領域，特別涉及一種去除飲用水中微量有機物的超濾-粉末活性炭吸附組合凈方法。

背景技術

有機污染特別是微量有機物的污染是目前我國部分城市飲用水源所必須面對的問題之一，有機污染物除腐殖酸等天然有機物外，還包括內分泌干擾物、持久性有機污染物（POPs）、多環芳烴、多氯聯苯、藻類代謝產物、藥物與個人護理品（PPCPs）等。有機污染物特別是微量有機污染物會嚴重影響飲用水的水質安全，因此如何經濟、高效、安全的去除原水中的有機污染物是目前飲用水處理領域關注的熱點。目前水廠實際生產中多通過采用強化常規處理以及增設預處理、深度處理等方式來改善有機物的去除效果，其中深度處理以臭氧-生物、超濾組合工藝為兩種最主要的應用形式。

超濾組合工藝以超濾膜過濾為主，復合預氧化、活性炭吸附、磁性離子交換樹脂預處理等對有機物具有較好去除效果的工藝，且以活性炭最為常用。超濾過濾與活性炭吸附的組合一般采用在原水中投加粉末活性炭，而超濾用于沉淀或者過濾工藝后來進行最終的處理。此種組合形式雖然可以在一定程度上強化有機物的去除效果，但粉末活性炭為單次使用，其吸附容量利用率非常低，由此帶來的是使用費用較高，大部分水廠難以承受其成本；浸沒式超濾膜的出現可以更大程度的利用粉末活性炭的吸附容量，多通過在膜池內投加，但整個處理過程為典型的完全混合狀態，缺乏基本的濃度驅動能力，致使處理效率相對較低，其應用效果與粉末活性炭使用量直接相關，仍不能滿足水廠的應用要求；針對部分水體氨氮含量較高的特點，超濾與粉狀生物活性炭工藝的組合使用可在一定程度上改善氨氮的去除效果，但對有機物尤其是微量有機物的去除效果難以滿足要求，此外還存在微生物及其代謝產物的風險。因此，迫切需要一種能夠有效去除水中微量有機物的新型超濾-粉末活性炭吸附組合工藝形式，以達到經濟、高效地去除水中微量有機物的目的。

發明內容

發明目的：為了克服現有超濾組合工藝對水中微量有機物去除效果相對較差、處理成本相對較高的缺陷，本發明的第一目的是提供一種去除飲用水中微量有機物的超濾-粉末活性炭吸附組合凈化裝置，本發明的第二目的是提供利用上述組合凈化裝置去除飲用水中微量有機物的超濾-粉末活性炭吸附組合凈化方法。

技術方案：本發明提供的一種去除飲用水中微量有機物的超濾-粉末活性炭吸附組合凈化裝置，包括活性炭吸附反應器（1）、超濾膜池（2）、水泵（3）、回流管（4）、回流泵（5）、活性炭投加裝置（6）；所述活性炭吸附反應器（1）為分格式反應器，且分格數為2個以上，其出水口與超濾膜池（2）的進水口連接；所述超濾膜池（2）內設有超濾膜組件（7）；所述水泵（3）設于超濾膜池（2）的出水管上；所述回流管（4）一端與超濾膜池（2）連接、另一端與活性炭吸附反應器（1）的進水管連接；所述回流泵（5）設于回流管（4）上；所述活性炭投加裝置（6）設于超濾膜池（2）頂部。

作為優選，所述活性炭吸附反應器（1）的各分格內水流均采用上向流運行方式，各分格沿反應器長度方向的尺寸在5m以下，長寬比為（1-2）：1，各分格內有效水深在3m以上。

作為另一種優選，所述活性炭吸附反應器（1）的相鄰分格之間設有整流槽（8），整流槽（8）內水流速度控制在1m/s以上。

作為另一種優選，所述活性炭吸附反應器（1）的分格內設置依次連接的水平軸式攪拌裝置（9）、離合器（10）和驅動電機（11）。

作為另一種優選，所述活性炭吸附反應器（1）的各分格底部設有傾斜底板（12），其坡度在5%以上。

作為另一種優選，所述超濾膜池（2）底部設有曝氣裝置（13），所述曝氣裝置（13）設于超濾膜組件（7）下方；所述曝氣裝置（13）為穿孔板，其孔徑為2-5mm。

作為另一種優選，所述超濾膜池（2）內的超濾膜組件（7）為簾式超濾膜組件。

本發明提供還提供了一種去除飲用水中微量有機物的超濾-粉末活性炭吸附組合凈化方法，包括以下步驟：

（1）將待處理水通入組合凈化裝置內；通過活性炭投加裝置連續將粉末活性炭投入超濾膜池內，使粉末活性炭與待處理水在超濾膜池內混合；同時，利用水泵抽吸，使超濾膜池內的水通過超濾膜濾出；通過調節進水量和出水量控制超濾膜池內粉末活性炭濃度至200-800mg/L；

（2）利用回流泵抽吸，使超濾膜池內混有粉末活性炭的水回流至活性炭吸附反應器中與進水混合進行吸附反應；

（3）按步驟（1）和（2）連續運行，至反沖洗周期后進行反沖洗，同時排出部分活性炭；