[發明專利]一種超濾凈水系統及其應用

在審

• 申請號: 201710736285.9
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107500430A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 郭友峰;郭濤;侯鵬亮;劉東明
• 申請（專利權）人: 江蘇亞峰科技集團有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04
• 代理公司: 南京常青藤知識產權代理有限公司32286
• 代理人: 毛洪梅

技術領域

本發明涉及水處理系統，具體涉及一種生產飲用水的超濾凈水系統。

背景技術

超濾是一種加壓膜分離技術，即在一定的壓力下，使小分子溶質和溶劑穿過一定孔徑的特制的薄膜，而使大分子溶質不能透過，留在膜的一邊，從而使大分子物質得到了部分的純化。超濾原理也是一種膜分離過程原理，超濾利用一種壓力活性膜，在外界推動力(壓力)作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對較高的物質，而水和小的溶質顆粒透過膜的分離過程。通過膜表面的微孔篩選可截留分子量較大的物質。當被處理水借助于外界壓力的作用以一定的流速通過膜表面時，水分子和分子量小于300—500的溶質透過膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于篩分作用被截留，從而使水得到凈化。也就是說，當水通過超濾膜后，可將水中含有的大部分膠體硅除去，同時可去除大量的有機物。

利用超濾生產飲用水的優勢明顯，超濾直接過濾原水對濁度的去除率很高，并且去除效果穩定，原水濁度的變化對出水水質沒有明顯影響；采用物理截留的方法對水體中污染物質進行有效截留，可以減少消毒劑的使用，從而減少消毒副產品的產生；同時，超濾工藝流程短，能源節約，低壓運行，裝置占地面積小。

超濾對飲用水的多種水質指標都有較好的保證效果，但由于水體中的溶解性有機物的分子量范圍分布廣，與超濾模孔徑接近等原因，不易被超濾去除，而水源中的有毒化學物質對人體健康有嚴重威脅，限制了超濾對出水效果的保障能力；另一方面，許多研究認為有機物是造成超濾膜污染的主要原因，所謂污染是指被處理液中的微粒、膠體粒子、有機物和微生物等大分子溶質與膜產生物理化學作用或機械作用而引起在膜表面或模孔內吸附、沉淀使模孔變小或堵塞，長期運行后會導致膜進水壓力升高，膜通量下降，從而增加運行成本，嚴重時會縮短膜的使用壽命，增加水處理成本。

在實際應用中，由于對水中污染物質的良好截流效果，超濾通常被作為凈水處理工藝的最后處理單元。為了降低超濾膜污染的速度，同時降低超濾出水的有機物的風險，通常將超濾和一些預處理措施組合作為水廠的深度處理工藝。例如對超濾膜進水利用聚氯化鋁進行混凝預處理，沉后水中的礬花絮體及其攜帶的污染物質，具有致密粘稠的特性，吸附在膜絲表面，從而減少有機污染物和膜的直接接觸，能夠一定程度上減緩膜污染的速度，但是長久下來，也易對水體環境中的各種污染物進行富集，物理反沖洗難以將其沖洗干凈，最終將不利于超濾膜的長期穩定運行。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種新的超濾系統，在水體進行超濾前添加預處理操作，提高水體質量，保障超濾膜的長期穩定運行。同時，本發明還提供了運用該超濾凈水系統處理水體的操作工藝。

本發明公開一種超濾凈水系統，包括依次通過管道連接的混凝池、沉淀池、吸附裝置以及超濾裝置，其中超濾裝置包括進水管、超濾管、濃水管和凈水管，其中進水管連接超濾管的進水口，濃水管連接超濾管的濃水出口，凈水管連接超濾管的凈水出口，在濃水管出口設置三通閥，三通閥的出口分別連通混凝池和污水排放處。

對超濾膜進水進行混凝預處理后，絮體通過接觸碰撞，吸附水中的懸浮液、有機物和膠體，并在重力作用下沉淀分離，再利用活性炭的強吸附性對小分子有機物以及部分未能完全沉淀的礬花絮體進行吸附去除，能夠有效降低超濾膜的運行負荷，尤其是有機物的負荷，達到減緩膜污染速度的效果。同時，本發明在濃水管出口設置三通閥，三通閥的出口分別連通混凝池和污水排放處，在超濾過程中比膜孔大的溶質及溶質被截留，隨水流排出，成為濃水，如果將濃水直接排除造成水資源的大量浪費，此時將濃水通入混凝池重新對水體進行提純，節約水資源；在對超濾管進行清洗時，將清洗液通入污水排放處。

在上述組合的基礎上，本發明還進行了優化還包括臭氧發生器，所述臭氧發生器連通沉淀池。在超濾前引入臭氧有助于進一步提高膜通量、提高有機物去除率，減緩膜污染的速度，改變水體中污染物的特性。臭氧能夠直接降解有機物，減少進入活性炭池中的有機負荷：一方面把大分子有機物降解為小分子有機物，改變水中有機物的分子量分布，提高水中有機物的可生化性，從而有利于強化后續活性炭工藝對于中小分子量有機物的吸附降解：最后一個作用就是為后續活性炭工藝充氧有利于活性炭好氧微生物的生長。

進一步地，上述超濾管有若干根且并排設置，所述進水管設有與超濾管數量對應的排出道連通所有超濾管的進水口，所述濃水管連通所有超濾管的濃水出口，所述凈水管連通所有超濾管的凈水出口。將超濾管設為獨立的并聯短管，有利于超濾管的清洗，同時方便維修更換。