CN104445691A - 一种循环粉末活性炭和超滤组合的水处理***及其应用 - Google Patents

一种循环粉末活性炭和超滤组合的水处理***及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种循环粉末活性炭和超滤组合的水处理***及其应用，***包括：粉末活性炭投加单元、粉末活性炭接触沉淀单元、浸没式超滤装置、产水泵、曝气风机、回流泵、反洗泵和产水箱，粉末活性炭投加单元与粉末活性炭接触沉淀单元相连接，粉末活性炭接触沉淀单元与浸没式超滤装置相连接，浸没式超滤装置底部与粉末活性炭接触沉淀单元相连接，浸没式超滤装置与产水箱相连接，产水箱与浸没式超滤装置相连接，曝气风机通过管道与浸没式超滤装置相连接。本发明将粉末活性炭对小分子有机物的吸附作用和超滤膜对大分子有机物及细菌等病原微生物的筛分作用很好地结合，大大提高了有机物的去除率。使产水具有水质优、制水成本低、设备投资省等优点。

Description

一种循环粉末活性炭和超滤组合的水处理***及其应用
技术领域
本发明涉及一种水处理方法及其***，特别涉及一种循环粉末活性炭和超滤组合的水处理***及其应用。可广泛用于自来水厂提标改造、微污染地表水治理或工业循环水处理等。
背景技术
当前，我国95％的自来水厂仍然在采用常规工艺流程，即“沉淀——加药反应、混凝沉淀——过滤(依次为活性炭、石英沙、卵石)——消毒(液氯)——输配水”。
在饮用水源不断受到污染的情况下，按照常规方法处理，CODMn只能去除30％左右，无法达到小于3mg/L的新国标；此外，常规工艺还缺乏去除有机物的氧化与吸附技术。对自来水厂而言，因为水源持续恶化，迫使许多水厂不断加大液氯的用量。余氯残留也会对人体造成危害；即便液氯投放再多，这种“沉淀加消毒”的工艺，也只对细菌和微生物起作用，虽可杜绝传染病，但对有机物、化学物质无能为力。
粉末活性炭是活性炭的一种，具有良好的吸附性能，化学稳定性好，可耐强酸强碱，能经受水浸、高温。粉末活性炭在处理自来水改善水质中是一种非常有效的方法，其运转方法灵敏，费用低价，结果分明。粉末活性炭在处理水中突发嗅味、工业污染物方面有很好的应用。
与传统处理工艺相比，超滤技术可以有效地将原水中的大分子、胶体、蛋白质、微粒等去除，且当不使用化学或紫外消毒时，超滤对病毒仍有很好的去除效果，从而可以降低后续消毒加氯量，减小消毒副产物的生成量，同时保障了出水的微生物安全性和化学安全性。
2013年07月24日公开的，发明专利号为201310111649.6，发明名称为“一种净水厂粉末活性炭回流/超滤组合工艺”的中国发明专利，公开了一种净水厂粉末活性炭回流/超滤组合工艺，它是将粉末活性炭投加至超滤膜池，同时将超滤膜池内经过一定停留时间的粉末活性炭采用回流泵以一定回流比回流至前处理混凝阶段。该专利技术直接将粉末活性炭投加至超滤膜池，停留时间短，活性炭不能充分吸附有机物；而且剩余粉末活性炭直接回流至混凝沉淀与悬浮物、胶体等污染物一起沉淀处理，使粉末活性炭无法得到再生利用。
因此，提供一种更有效率的循环粉末活性炭和超滤组合的水处理***及其应用就成为该技术领域急需解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种能将粉末活性炭对低分子有机物的吸附作用和超滤膜对大分子有机物及细菌等病原微生物的筛分作用很好地结合在一起，大大提高有机物的去除率的循环粉末活性炭和超滤组合的水处理***。
本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：
一种循环粉末活性炭和超滤组合的水处理***，其特征在于：包括粉末活性炭投加单元、粉末活性炭接触沉淀单元、浸没式超滤装置、产水泵、曝气风机、回流泵、反洗泵和产水箱，所述粉末活性炭投加单元通过管道与所述粉末活性炭接触沉淀单元相连接，所述粉末活性炭接触沉淀单元通过管道与浸没式超滤装置相连接，所述浸没式超滤装置底部通过回流泵和管道与所述粉末活性炭接触沉淀单元相连接，所述浸没式超滤装置通过产水泵和管道与产水箱相连接，所述产水箱通过反洗泵和管道与所述浸没式超滤装置相连接，所述曝气风机通过管道与所述浸没式超滤装置相连接。
一种优选技术方案，其特征在于：所述粉末活性炭投加单元包括粉末活性炭配置箱和投加泵，二者通过管道***相连接。
一种优选技术方案，其特征在于：所述粉末活性炭接触沉淀单元包括粉末活性炭混合分离池，搅拌装置和排放装置。
一种优选技术方案，其特征在于：所述排放装置为重力排放装置。
一种优选技术方案，其特征在于：所述重力排放装置即在粉末活性炭混合分离池底部设有圆锥形的排放口，依靠饱和活性炭的比重比新加入活性炭略大原理，通过重力作用浓缩至池底并排出。
本发明专利的另一目的是提供一种上述循环粉末活性炭和超滤组合的水处理***用于水处理的方法。
本发明专利的上述目的是通过以下技术方案达到的：
一种循环粉末活性炭和超滤组合的水处理方法，其步骤如下：
(1)来自自来水厂混凝沉淀或初步过滤后的水经粉末活性炭投加单元投加一定量粉末活性炭后，首先进入粉末活性炭接触沉淀单元，通过慢速搅拌使活性炭与污水充分混合并吸附水中小分子有机物，在粉末活性炭接触沉淀单元中，由于饱和活性炭的比重比新加入的活性炭略大，通过重力作用浓缩至粉末活性炭接触沉淀单元底部并排除；
(2)污水与活性炭的混合液从粉末活性炭接触沉淀单元流出后，进入浸没式超滤装置中，通过超滤膜的筛分作用进行炭水分离，超滤在截留粉末活性炭的同时，也将污水中的绝大部分颗粒、悬浮物、大分子有机物、细菌等污染物有效去除，从而得到净水；
(3)浸没式超滤装置出水经过产水泵进入产水箱，浸没式超滤装置中截留的炭水混合液通过回流泵回流至粉末活性炭接触沉淀单元；
(4)浸没式超滤装置需要定期反洗，反洗时产水箱内的产水通过反洗泵回到浸没式超滤装置，对超滤膜进行水反洗，同时利用曝气风机对超滤膜表面进行气擦洗。
一种优选技术方案，其特征在于：所述粉末活性炭投加单元包括粉末活性炭配置箱和投加泵，二者通过管道***相连接。
一种优选技术方案，其特征在于：所述粉末活性炭接触沉淀单元包括粉末活性炭混合分离池，搅拌装置和排放装置。
一种优选技术方案，其特征在于：所述排放装置为重力排放装置。
一种优选技术方案，其特征在于：所述重力排放装置即在粉末活性炭混合分离池底部设有圆锥形的排放口，依靠饱和活性炭的比重比新加入活性炭略大原理，通过重力作用浓缩至池底并排出。
一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤(1)中所述的粉末活性炭接触沉淀单元中，活性炭接触和分离排放集中在一个反应池中进行。
本发明的优点是：
本发明将粉末活性炭和超滤膜过滤完美的结合在一起，综合了粉末活性炭对小分子有机物的吸附作用和超滤膜对大分子有机物及细菌等病原微生物的筛分作用，大大提高了有机物的去除率。使产水具有水质优、制水成本低、设备投资省等优点。
本发明先将粉末活性炭在粉末活性炭混合分离池中混合，之后污水与粉末活性炭的混合液再进入浸没式膜池中进行分离，增加粉末活性炭与污水的接触时间，提高了出水水质；同时在粉末活性炭混合分离池中利用重力作用将饱和炭分离，使得饱和炭回收再生再利用成为可能。
下面通过附图和具体实施方式对本发明做进一步说明，但并非意味着对本发明保护范围的限制。
附图说明
图1为本发明的循环粉末活性炭和超滤组合的水处理***的结构示意图。
附图标记说明：
1  粉末活性炭投加单元            2  粉末活性炭混合分离单元
3  曝气风机                      4  浸没式超滤装置
5  产水泵                        6  产水箱
7  反洗泵                        8  回流泵
具体实施方式
除非特别说明，本发明专利申请中所用装置或设备均为本领域通用的装置或设备；所用的方法为本领域通用的方法。
如图1所示，为本发明一种循环粉末活性炭和超滤组合的水处理***的结构示意图。图中1为粉末活性炭投加单元，2为粉末活性炭混合分离单元，3为曝气风机，4为浸没式超滤装置，5为产水泵，6为产水箱，7为反洗泵，8为回流泵。
本发明循环粉末活性炭和超滤组合的水处理***包括粉末活性炭投加单元1、粉末活性炭接触沉淀单元2、浸没式超滤装置3、产水泵5、曝气风机3、回流泵8、反洗泵7和产水箱6，粉末活性炭投加单元1通过管道与粉末活性炭接触沉淀单元2相连接，粉末活性炭接触沉淀单元2通过管道与浸没式超滤装置3相连接，浸没式超滤装置3底部通过回流泵8和管道与粉末活性炭接触沉淀单元2相连接，浸没式超滤装置3通过产水泵5和管道与产水箱6相连接，产水箱6通过反洗泵7和管道与浸没式超滤装置3相连接，曝气风机3通过管道与浸没式超滤装置3相连接。粉末活性炭投加单元1包括粉末活性炭配置箱和投加泵，二者通过管道***相连接。粉末活性炭接触沉淀单元2包括粉末活性炭混合分离池、搅拌装置和排放装置。所述排放装置为重力排放装置，该重力排放装置在粉末活性炭混合分离池底部设有圆锥形的排放口，依靠饱和活性炭的比重比新加入活性炭略大原理，通过重力作用浓缩至池底并排出。
本发明的循环粉末活性炭和超滤组合的水处理***的应用方法包括如下步骤：
(1)来自自来水厂混凝沉淀或初步过滤后的污水经过粉末活性炭投加单元1投加一定量的粉末活性炭，所述粉末活性炭投加单元1包括粉末活性炭配置箱和投加泵，二者通过管道***相连接。经投加粉末活性炭的待处理污水首先进入粉末活性炭混合分离单元2，所述粉末活性炭混合分离单元2包括粉末活性炭混合分离池，位于粉末活性炭混合分离池内部的搅拌器和位于粉末活性炭混合分离池底部的排放装置，通过慢速搅拌使粉末活性炭与污水充分混合并吸附水中小分子有机物，在粉末活性炭混合分离池中，由于饱和活性炭比新加入的活性炭的比重大，通过重力作用浓缩至粉末活性炭混合分离池底部并排除，所述粉末活性炭混合分离池底为圆锥状，并设有排放口(即重力排放装置)。
(2)污水与活性炭的混合液从粉末活性炭混合分离池流出后，进入浸没式超滤装置4中，通过曝气风机3的曝气，使活性炭粉末与污水充分混合，再利用超滤膜的筛分作用进行炭水分离，超滤膜在截留粉末活性炭的同时，也将污水中的绝大部分颗粒、悬浮物、大分子有机物、细菌等污染物有效去除，从而得到净水。
(3)浸没式超滤装置4中的出水经过产水泵5进入产水箱6；浸没式超滤装置4中的炭水混合液通过回流泵8回流至粉末活性炭混合分离池。
(4)超滤膜需要定期进行反洗，反洗时产水箱6内的产水通过反洗泵7回到浸没式超滤***4，对超滤膜进行反洗，同时利用曝气风机对超滤膜表面进行气擦洗。
本发明将粉末活性炭和超滤膜过滤完美的结合在一起，综合了粉末活性炭对小分子有机物的吸附作用和超滤膜对大分子有机物及细菌等病原微生物的筛分作用，大大提高了有机物的去除率。使产水具有水质优、制水成本低、设备投资省等优点。
本发明先将粉末活性炭在粉末活性炭混合分离池中混合，之后污水与粉末活性炭的混合液再进入浸没式膜池中进行分离，增加粉末活性炭与污水的接触时间，提高了出水水质；同时在粉末活性炭混合分离池中利用重力作用将饱和炭分离，使得饱和炭回收再生再利用成为可能。

Claims (10)

1.一种循环粉末活性炭和超滤组合的水处理***，其特征在于：包括粉末活性炭投加单元、粉末活性炭接触沉淀单元、浸没式超滤装置、产水泵、曝气风机、回流泵、反洗泵和产水箱，所述粉末活性炭投加单元通过管道与所述粉末活性炭接触沉淀单元相连接，所述粉末活性炭接触沉淀单元通过管道与所述浸没式超滤装置相连接，所述浸没式超滤装置底部通过回流泵和管道与所述粉末活性炭接触沉淀单元相连接，所述浸没式超滤装置通过产水泵和管道与产水箱相连接，所述产水箱通过反洗泵和管道与所述浸没式超滤装置相连接，所述曝气风机通过管道与所述浸没式超滤装置相连接。
2.如权利要求1所述的循环粉末活性炭和超滤组合的水处理***，其特征在于：所述粉末活性炭投加单元包括粉末活性炭配置箱和投加泵，二者通过管道***相连接。
3.如权利要求1所述的循环粉末活性炭和超滤组合的水处理***，其特征在于：所述粉末活性炭接触沉淀单元包括粉末活性炭混合分离池、搅拌装置和排放装置。
4.如权利要求3所述的循环粉末活性炭和超滤组合的水处理***，其特征在于：所述排放装置为重力排放装置。
5.如权利要求4所述的循环粉末活性炭的超滤组合的水处理***，其特征在于：所述重力排放装置为在所述粉末活性炭混合分离池的底部设置圆锥形的排放口。
6.一种权利要求1-5中任一项所述循环粉末活性炭和超滤组合的水处理***的应用方法，其步骤如下：
(1)来自自来水厂混凝沉淀或初步过滤后的水经粉末活性炭投加单元投加一定量粉末活性炭后，首先进入粉末活性炭接触沉淀单元，通过慢速搅拌使活性炭与污水充分混合并吸附水中小分子有机物，在粉末活性炭接触沉淀单元中，由于饱和活性炭的比重比新加入的活性炭略大，通过重力作用浓缩至粉末活性炭接触沉淀单元底部并排除；
(2)污水与活性炭的混合液从粉末活性炭接触沉淀单元流出后，进入浸没式超滤装置中，通过超滤膜的筛分作用进行炭水分离，超滤在截留粉末活性炭的同时，也将污水中的绝大部分颗粒、悬浮物、大分子有机物、细菌等污染物有效去除，从而得到净水；
(3)浸没式超滤装置出水经过产水泵进入产水箱，浸没式超滤装置中截留的炭水混合液通过回流泵回流至粉末活性炭接触沉淀单元；
(4)浸没式超滤装置需要定期反洗，反洗时产水箱内的产水通过反洗泵回到浸没式超滤装置，对超滤膜进行水反洗，同时利用曝气风机对超滤膜表面进行气擦洗。
7.如权利要求6所述的循环粉末活性炭和超滤组合的水处理***的应用方法，其特征在于：所述粉末活性炭投加单元包括粉末活性炭配置箱和投加泵，二者通过管道***相连接。
8.如权利要求6所述的循环粉末活性炭和超滤组合的水处理***的应用方法，其特征在于：所述粉末活性炭接触沉淀单元包括粉末活性炭混合分离池、搅拌装置和排放装置。
9.如权利要求8所述的循环粉末活性炭和超滤组合的水处理***的应用方法，其特征在于：所述排放装置为重力排放装置，该重力装置为在所述粉末活性炭混合分离池的底部设置圆锥形的排放口。
10.如权利要求6所述的循环粉末活性炭和超滤组合的水处理***的应用方法，其特征在于：所述的粉末活性炭接触沉淀单元中，活性炭接触和分离和排放集中在一个反应池中进行。
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