專利名稱：一種飲用水處理設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種飲用水處理工藝及設備，特別是涉及一種基于O3-BAC水處理エ藝的飲用水處理設備。
背景技術：
O3-BAC (臭氧-生物活性炭)深度處理工藝是國內外研究較多的給水處理技術。O3-BACエ藝是將活性炭物理化學吸附、 臭氧化學氧化、生物氧化降解及臭氧滅菌消毒四種技術集成為一體的エ藝。從20世紀60年代開始，歐洲ー些國家就利用生物活性炭技術來處理飲用水，并取得良好的效果。德國杜塞爾多夫水處理廠首先采用臭氧-生物活性炭技術，我國自20世紀80年代開始研究O3-BACエ藝，目前全國多個地區(qū)均已有水廠運行。O3-BACエ藝的一般エ藝流程為取水一預臭氧接觸處理一混凝沉淀一砂過濾一后臭氧接觸處理一炭過濾一消毒一供水。該エ藝主要由兩部分組成臭氧氧化和生物活性炭的物理吸附、生物降解。臭氧具有極強的氧化能力，其在水中的氧化還原電位僅次于氟。利用臭氧的氧化作用，初步氧化分解水中的一部分簡單的有機物及其還原性物質，使之變?yōu)镃O2和H2O,以降低生物活性炭濾池的有機負荷，提高活性炭處理能力。顆?；钚蕴繕O其豐富的微孔體積和巨大的比表面積，使其具有良好的吸附性能。而水中溶解雜質溶質分子的憎水性和活性炭對溶質分子的靜電吸附、物理化學吸附以及生物吸附的聯合作用，使活性炭對多種分子量大而極性小的有機有害物質、金屬、非金屬、色、嗅、味、酚類、表面活性剤、不易溶解的碳氫化合物以及各種農藥去除效果明顯。但對極性溶劑和分子量小的有機氯化物吸附較差，而且需要頻繁再生、費用較高。顆?；钚蕴坑质俏⑸锷L的載體，但必須以水中充足的溶解氧作為好氧微生物著床、生長、繁殖的必要條件?；钚蕴勘砻婕拔⒖仔纬傻奈⑸锬ねㄟ^生物降解作用，可進ー步降解在活性炭表面及微孔富集的有機物，從而降低了活性炭的吸附飽和度，延長了其使用壽命。因其生物活性炭是通過界面吸附作用實現水質凈化的目的。臭氧和活性炭吸附聯合使用，除可保持各自的優(yōu)勢外，臭氧對大分子的開鏈作用與充氧作用，為活性炭提供了更易吸附的小分子物質和產生生物活性炭作用的溶解氧，而臭氧化可能產生的有害物質，則可被活性炭吸附并降解，這使臭氧一生物活性炭吸附エ藝相得益彰。O3-BAC深度處理工藝對有機物、NH4+-N、N02__N等的去除效果良好，出水水質可達到《飲用凈水水質標準》(CJ94-1999)。但是，該エ藝對NH4+-N的去除效果隨季節(jié)變化而波動很大，例如文獻《杭州市南星水廠O3-BACエ藝的運行效果分析》(中國給水排水，第22卷第17期)中指出，其所使用的O3-BACエ藝在每年的11月份至次年的2月份對NH4+-N的去除率只有61-79. 89%，而在其他時間對NH4+-N的去除率均可達97%以上。這主要是由于冬季氣溫低，生物活性炭上微生物的活性弱，而進入3月份后，隨著氣溫的上升則微生物逐漸恢復其活動能力，對C、N、P等營養(yǎng)物質的需求増加，對NH4+-N的去除率也隨之提高。
實用新型內容鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種飲用水處理設備，該設備可適用于不同季節(jié)，適用于各種微污染原水，可以解決現有技術中存在的上述技術問題。為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供了一種基于O3-BAC水處理工藝的飲用水處理設備，包括相連接的臭氧-活性炭處理系統和超濾膜過濾系統，所述臭氧-活性炭處理系統包括依次連接的預臭氧接觸柱、混凝沉淀器、石英砂過濾器、精細過濾器、后臭氧接觸柱和活性炭過濾器；所述活性炭過濾器和所述超濾膜過濾系統相連接。優(yōu)選地，所述混凝沉淀器為斜管混凝沉淀器。優(yōu)選地，所述混凝沉淀器的前面還連接有混凝劑投加系統。更優(yōu)選地，所述混凝沉淀器與所述混凝劑投加系統之間還設有靜態(tài)混合器。優(yōu)選地，還包括臭氧發(fā)生裝置，所述臭氧發(fā)生裝置與所述預臭氧接觸柱和后臭氧接觸柱的底部連接。優(yōu)選地，還包括臭氧消除器，所述臭氧消除器與所述預臭氧接觸柱和后臭氧接觸柱的頂部連接。優(yōu)選地，所述超濾膜過濾系統包括依次串聯的保安過濾器、增壓泵和超濾膜組件。更優(yōu)地，所述保安過濾器的前面還連接有阻垢劑投加系統。更優(yōu)地，所述超濾膜組件由多級超濾膜串聯而成，每一級超濾膜的輸出端還通過一個閥門與出水管相連。更優(yōu)地，還包括一套清洗管路與所述超濾膜過濾系統相連接。優(yōu)選地，還包括一個出水槽與超濾膜過濾系統的出水管相連接，出水槽內設有液位傳感器和余氯傳感器。更優(yōu)選地，還包括次氯酸鈉投加系統，所述次氯酸鈉投加系統與所述出水槽相連接。更優(yōu)選地，還包括次氯酸鈉投加系統，所述次氯酸鈉投加系統與預臭氧接觸柱的進水管相連接。更優(yōu)地，所述飲用水處理一體化設備集成在一個集裝箱內。如上所述，本實用新型所述提供的飲用水處理設備，具有以下有益效果本實用新型基于O3-BAC水處理工藝，通過對各工藝參數的精確控制，出水可滿足飲用凈水的水質標準(CJ94—1999)，能夠對濁度、色度、臭和味、氨、亞硝酸鹽、有機物、有機鹵化物等進行有效的去除，真正達到優(yōu)質健康引用水標準，并且該設備不受季節(jié)因素限制，適用于不同季節(jié)。同時，本實用新型所提供的飲用水處理設備可集成在一個集裝箱內，移動方便、成本較低、適合多種動力(電源、發(fā)電機等)，是城市分質供水很有競爭力的一體化設備，為具有較高健康需求的人群提供優(yōu)質的飲用水。同時也可以作為停電、自然災害、飲用水水源污染等突發(fā)事件發(fā)生時的應急設備。

圖I顯示為本實用新型O3-BAC水處理工藝的流程圖。圖2顯示為本實用新型一種實施例的水處理設備組成示意圖。[0024]元件標號說明I取水泵2臭氧-活性炭處理系統21預臭氧接觸柱22混凝沉淀器23石英砂過濾器24精細過濾器 25后臭氧接觸柱26活性炭過濾器27混凝劑投加系統3超濾膜過濾系統31阻垢劑投加系統32保安過濾器33電磁閥34增壓泵35第一級超濾膜36第二級超濾膜37第三級超濾膜38最后ー級超濾膜39截止閥41臭氧發(fā)生裝置42臭氧消除器5靜態(tài)混合器61,62次氯酸鈉投加系統7出水管8清洗管路81清洗槽9出水槽91高液位傳感器92余氯傳感器93低液位傳感器
具體實施方式
以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的具體實施方式
加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本實用新型的精神下進行各種修飾或改變。如圖I、圖2所示，本實用新型提供的ー種飲用水處理設備包括相連接的臭氧-活性炭處理系統2和超濾膜過濾系統3。臭氧-活性炭處理系統2包括依次連接的預臭氧接觸柱21、混凝沉淀器22、石英砂過濾器23、精細過濾器24、后臭氧接觸柱25和活性炭過濾器26。其中，臭氧-活性炭處理系統2的水源可由取水泵I共給，取水泵I可以從河、湖、渠、溝等淡水源中取水。預臭氧接觸柱21和后臭氧接觸柱25的臭氧氣源可以使用成品純液態(tài)氧、現場用空氣制備純氣態(tài)氧或直接利用空氣。為提高臭氧濃度，節(jié)省能耗，降低設備及管道尺寸，本實用新型將臭氧發(fā)生裝置41與預臭氧接觸柱21和后臭氧接觸柱25的底部連接，通過臭氧發(fā)生裝置41利用空氣現場 制備臭氧。本實用新型還包括一混凝劑投加系統27，其通過靜態(tài)混合氣連接于混凝沉淀器22的進水管道上。混凝劑投加系統27投加的混凝劑可選用由硫酸亞鐵和水玻璃制備獲得的PFSS。混凝沉淀器22優(yōu)選使用斜管混凝沉淀器。超濾膜過濾系統3包括依次串聯的阻垢劑投加系統31、保安過濾器32、電磁閥33、增壓泵34和超濾膜組件。其中超濾膜組件由多級超濾膜串聯而成，第一級超濾膜35的輸出端連接第二級超濾膜36，第二級超濾膜36的輸出端連接第三級超濾膜37……最后一級超濾膜38的輸出端連接出水管7，另外，每一級超濾膜35、36、37的輸出端還分別通過一個截止閥與出水管7相連。這樣通過控制每個截止閥39的開關狀態(tài)，就可以形成不同的超濾膜串聯級數，根據原水水質的不同，可以采用一級膜過濾、兩級膜過濾或多級膜過濾，以保證出水水質。阻垢劑投加系統31向水中投加阻垢劑，可以防止超濾膜結垢，延長超濾膜的使用壽命。為了對超濾膜過濾系統3進行定期清洗，本實施例還設置了一套清洗管路8與超濾膜過濾系統3相連接。清洗管路8可以從出水管7取清潔水對超濾膜進行清洗，也可以設置一個儲存清潔水的清洗桶81與清洗管路8相連接，清洗管路8與超濾膜過濾系統3的連接位置在電磁閥33和增壓泵34之間，當關閉電磁閥33時，打開清洗管路8，利用增壓泵34吸取清潔水對增壓泵34和超濾膜組件進行清洗。在本實施例中，還設置了相連接的次氯酸鈉投加系統62和出水槽9，次氯酸鈉投加系統62和出水槽9之間還設有靜態(tài)混合器5。超濾膜過濾系統3的出水管7與出水槽9相連接，出水槽9內設有高、低液位傳感器91、93和余氯傳感器92，根據出水槽內的液位，控制系統可以自動控制泵的運轉，根據出水中的余氯量，控制ClO2的投加量。進一步的，在本實施例中，還可以包括與預臭氧接觸柱22的進水管相連接的次氯酸鈉投加系統61，用于對進入臭氧-活性炭處理系統2中的原水進行預氧化。此外，在本實施例中，還可以設置與預臭氧接觸柱21和后臭氧接觸柱25的頂部連接的臭氧消除器42，用于收集預臭氧接觸柱21和后臭氧接觸柱25排出的剩余臭氧，并將其分解成對環(huán)境無害的氧氣。上述飲用水處理設備可以集成在一個標準集裝箱內，可以搭載在集裝箱卡車上，形成一個移動式一體化飲用水處理設備。當設備啟動后，原水先通過次氯酸鈉消毒后，再進入臭氧-活性炭處理系統2。在臭氧-活性炭處理系統2中，原水依次經過預臭氧接觸柱21、混凝沉淀器22、石英砂過濾器23、精細過濾器24、后臭氧接觸柱25和活性炭過濾器26進行處理。其中預臭氧接觸柱21中臭氧投加量為I. 5mg/L,接觸時間為3min。預臭氧接觸柱可以初步氧化分解水中的一部分簡單的有機物及其還原性物質，使之變?yōu)镃O2和H2O,以降低生物活性炭濾池的有機負荷，提高活性炭處理能力；同時臭氧具備助凝作用，有利于混凝沉淀。混凝劑PFSS經混凝劑投加系統27加入預臭氧接觸柱21的出水管道中，并經靜態(tài)混合器5充分混合后進入混凝沉淀器22中，應用沉淀作用去除水中懸浮物，將混凝沉淀器22出ロ水濁度降至2NTU以內。優(yōu)選的，混凝沉淀器22可采用斜管沉淀器，容器中加設斜管，可以大大提高沉淀效率，縮短沉淀時間，減小沉淀池體積。本實用新型中使用的混凝劑PFSS是用硫酸亞鐵和水玻璃制備獲得的，與硫酸亞鐵相比，具有更寬的pH適應范圍和優(yōu)良的混凝沉降性能。當用硅鐵摩爾比為I: f 2:1的PFSS處理濁度為20. 5NTU的高嶺土水時，在PFSS投加的質量濃度為O. 75mg/L、pH值大于7的條件下，可使水濁度降低到2NTU以下，其混凝性能遠優(yōu)于硫酸亞鐵等傳統混凝劑，而且沒有類似鋁鹽的有害物質殘留在飲用水中?；炷恋砥?2出水進入石英砂過濾器23內過濾，水流速度控制在8_10m/h左右；石英砂過濾器23內裝填I. 5米厚度的粒徑為O. 8-1. Omm均質石英砂，利用石英砂作為過濾介質，有效的截留除去水中的懸浮物、有機物、膠質顆粒、微生物、氯、嗅味及部分重金屬離子等，最終達到降低水濁度、浄化水質效果，本階段可以將石英砂過濾器23出口水濁度降至INTU以內。石英砂過濾器23的出水進入精細過濾器24內進ー步過濾；精細過濾器24內裝填I米厚度的粒徑為O. 3-0. 5mm的石英砂，利用更細的石英砂作為過濾介質，經過上述處理出水濁度已經可以達到O. 3NTU以下。精細過濾器24出水進入后臭氧接觸柱25中與臭氧接觸，臭氧投加量為
I.0-2. Omg/L，接觸時間為3min。后臭氧接觸柱25中設有混合裝置使臭氧與水充分接觸。可去除水中的余氯，殺菌、消毒、去味、去除重金屬，防止致癌物質三氯甲烷的生成，增加水中含氧量?？刂坪蟪粞踅佑|柱25出水中平均余臭氧濃度保持在O. 05mg/L左右，因為后臭氧觸柱25出水的余臭氧濃度在一定程度上會影響后續(xù)生物活性炭的處理效果。若其濃度太低，無法有效發(fā)揮活性炭的處理能力；而濃度過高，一般性余臭氧濃度達到O. 2mg/L以上，則對于活性炭后續(xù)處理非常不利，會慢慢導致其中微生物的死亡。后臭氧觸柱25出水進入活性炭過濾器26過濾，活性炭柱濾速8m/h，炭層接觸時間為IOmin左右，并控制進水的氨氮濃度為O. 77mg/L,以利于活性炭柱的掛膜。活性炭過濾器26內還設有曝氣裝置，控制曝氣氣水比為O. 75?；钚蕴窟^濾器25內的水力負荷為9-llm3/m2.h，最佳水力負荷值為10m3/m2. h，其中裝填的活性炭選自上海活性炭廠，具體規(guī)格如下
要技術指標
水分「比表而積|_5典吸附值Γ苯《 附 T強度「密度I すI灰分F
つFH信權度
%ι Γ/βms/g ■ mg/g% ■ e/mL% ■■
<10 [ >H00 l_ >800 [ 120 Γ >95 ] 0—45-0.55 ] 4-11 [ <8 Γ 40 H經過臭氧-活性炭處理系統2處理的原水進入超濾膜過濾系統3，超濾膜過濾系統3里配備了ー套增壓泵。系統中的自控儀器氧化還原電位計、酸堿度、傳感器、流量計、壓カ表、取樣裝置，保證整個系統的智能反饋和有效監(jiān)控。制備的可飲用水被放入有液位控制的出水槽前進行最后一次ニ氧化氯消毒，ニ氧化氯循環(huán)消毒加藥系統將自動保持出水是安全的和新鮮的。臭氧-活性炭處理系統2的出水在進入超濾膜過濾系統3之前，還通過阻垢劑投加系統31加入阻垢劑。所述阻垢劑可選用Bell300超濾專用清洗劑，其是美國貝爾公司(Bell)生產的膜保護清洗產品，堿性液體配方，用以去除PP、PVC及PVDF等膜表面的微生物污染、有機物膠體、污泥和其它顆粒沉積，具有強滲透和分散功能；定期使該清洗劑對膜進行常規(guī)維護性清洗，可以極大改善整個超濾膜系統的工作性能。Bell300超濾專用清洗劑的理化性能如下
權利要求1.ー種飲用水處理設備，其特征在于包括相連接的臭氧-活性炭處理系統和超濾膜過濾系統，所述臭氧-活性炭處理系統包括依次連接的預臭氧接觸柱、混凝沉淀器、石英砂過濾器、精細過濾器、后臭氧接觸柱和活性炭過濾器；所述活性炭過濾器和所述超濾膜過濾系統相連接。
2.如權利要求I所述的飲用水處理設備，其特征在于所述混凝沉淀器為斜管混凝沉淀器；所述混凝沉淀器的前面還連接有混凝劑投加系統。
3.如權利要求2所述的飲用水處理設備，其特征在于所述混凝沉淀器與所述混凝劑投加系統之間還設有靜態(tài)混合器。
4.如權利要求I所述的飲用水處理設備，其特征在于還包括臭氧發(fā)生裝置和臭氧消除器，所述臭氧發(fā)生裝置與所述預臭氧接觸柱和后臭氧接觸柱的底部連接；所述臭氧消除器與所述預臭氧接觸柱和后臭氧接觸柱的頂部連接。
5.如權利要求1-4中任一所述的飲用水處理設備，其特征在于所述超濾膜過濾系統包括依次串聯的保安過濾器、增壓泵和超濾膜組件。
6.如權利要求5所述的飲用水處理設備，其特征在于所述保安過濾器的前面還連接有阻垢劑投加系統。
7.如權利要求I所述的飲用水處理設備，其特征在于還包括一個出水槽與超濾膜過濾系統的出水管相連接，出水槽內設有液位傳感器和余氯傳感器。
8.如權利要求7所述的飲用水處理設備，其特征在于還包括次氯酸鈉投加系統，所述次氯酸鈉投加系統與所述出水槽相連接。
9.如權利要求I所述的飲用水處理設備，其特征在于還包括次氯酸鈉投加系統，所述次氯酸鈉投加系統與預臭氧接觸柱的進水管相連接。
10.如權利要求1-4或6-9中任一所述的飲用水處理設備，其特征在于所述飲用水處理一體化設備集成在一個集裝箱內。
專利摘要本實用新型提供了一種飲用水處理設備，包括相連接的臭氧-活性炭處理系統和超濾膜過濾系統，所述臭氧-活性炭處理系統包括依次連接的預臭氧接觸柱、混凝沉淀器、石英砂過濾器、精細過濾器、后臭氧接觸柱和活性炭過濾器；所述活性炭過濾器和所述超濾膜過濾系統相連接。該設備不受季節(jié)因素限制，適用于不同季節(jié)。此外，該設備可集成在一個集裝箱內，移動方便、成本較低、適合多種動力(電源、發(fā)電機等)，是城市分質供水很有競爭力的一體化設備，為具有較高健康需求的人群提供優(yōu)質的飲用水。同時也可以作為停電、自然災害、飲用水水源污染等突發(fā)事件發(fā)生時的應急設備。
文檔編號C02F9/04GK202643477SQ20122025773
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月1日 優(yōu)先權日2012年6月1日
發(fā)明者董鄭回, 于凱麗 申請人:上海穆特環(huán)?？萍加邢薰?br>