[發明專利]一種人工濕地-混凝聯用預處理超濾給水處理系統及水處理方法

在審

• 申請號: 202011036863.6
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112093996A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 俞文正;徐磊
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F1/44;C02F1/52
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 張換君

一種人工濕地?混凝聯用預處理超濾給水處理系統及水處理方法，通過單級、多級串聯或多級并聯的人工濕地對飲用水原水進行深度預處理，降低水源水體中天然有機物(可溶性有機物及生物大分子物質)含量，從而有效降低膜孔堵塞，緩解超濾膜污染；人工濕地預處理能強化混凝處理過程，極大程度降低混凝劑所需量并提升后續膜工藝的膜通量及最終出水水質。該方法可結合當地水質及地形進行因地制宜的布局，并結合生態保護及景觀價值的雙重可持續發展理念，屬綠色凈水工藝，簡單易行，可為新建采用膜法工藝分質供水的水廠提供借鑒和技術支撐。

技術領域

本發明涉及給水處理領域，特別涉及一種人工濕地-混凝聯用預處理超濾給水處理系統及水處理方法。

背景技術

超濾，屬低壓膜分離技術，是一種介于微濾和納濾之間的膜分離過程，可有效去除水中的顆粒物、膠體、微生物及大分子有機物等。超濾系統由于其操作簡單、能耗較低且生產周期短，在飲用水凈化領域具備廣闊的應用前景。

提高超濾膜系統運行效率、強化超濾膜的抗污染能力及出水水質提升已成為近年來給水處理領域的研究熱點。相比超濾膜的改性及新型膜材料研發制備，優化常規凈水工藝流程是可最快進行工程化應用的改進方式。超濾膜的進水中有機污染物的含量及其特性(如有機物的分子量)均顯著影響著超濾過程。大量研究表明超濾單元進水中的生物大分子物質是造成超濾膜不可逆膜污染的最直接因素。此外，伴隨著超濾膜的長期運行，濾膜表面逐漸形成的生物膜及其上富集的微生物代謝產生所產生的胞外聚合物均會加速超濾膜污染，導致膜組件運行周期及使用壽命的降低。因此，如何降低膜濾單元的生物大分子含量及抑制超濾膜表面生物膜的生長，是提升超濾膜運行效率—提升水通量并緩解膜污染所面臨的重要問題。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種人工濕地-混凝聯用預處理超濾給水處理系統及水處理方法，采用人工濕地生物強化深度處理混凝聯用技術，并通過膜池濃水內回流工藝極大降低了進水生物大分子及可溶性有機物的含量。同時，由于膜池內部可同化有機碳的降低能一定程度上抑制超濾膜表面微生物的生長，進一步緩解超濾膜的膜污染問題，同時，水質得到提升。本發明提供一種高效的超濾膜抗污染性能工藝，可為新建采用膜法工藝分質供水的水廠提供借鑒和技術支撐。

本發明技術方案之一：提供一種人工濕地-混凝聯用預處理超濾給水處理系統，包括：人工濕地深度處理模塊，調節水池，混凝模塊，超濾模塊。

進一步的，所述人工濕地深度處理模塊包括單級、多級串聯或多級并聯的人工濕地模塊單元；多級串聯模式為人工濕地模塊單元A₁-A_n串聯，多級并聯模式為人工濕地模塊單元A₁-A_n、B₁-B_n……M₁-M_n并聯,具體運行模式可依據水質、水量及場地限制因地制宜的設計。

更進一步的，所述人工濕地深度處理模塊中的人工濕地處理單元選自人工濕地、人工快濾池和人工慢濾池中的一種或多種。

更進一步的，人工濕地還可以是強化型人工濕地。

本發明技術方案之二：提供一種利用上述人工濕地-混凝聯用預處理超濾給水處理系統進行水處理的方法，包括以下步驟：

原水進入人工濕地深度處理模塊的人工濕地模塊單元進行降解處理；降解處理后進入調節水池；再由調節水池進入混凝模塊進行混凝處理，進一步降低進水中的生物大分子及微生物含量；經混凝處理后的水進入超濾模塊進行膜濾處理，未濾過為濃水，濾過后得凈水，處理得到的凈水作為飲用水直接供給或經消毒步驟后供給終端用戶。

進一步的，人工濕地模塊單元的運行方式為潛流模式。

進一步的，所述降解處理為降解原水中的天然有機物，天然有機物包括可溶性有機物及生物大分子物質。