本發(fā)明涉及市政給水處理領域，尤其涉及一種市政給水深度處理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

中國人均水資源擁有量僅為世界平均水平的四分之一。我國水資源短缺情況較為嚴重，根據(jù)聯(lián)合國2008年數(shù)據(jù)，我國擁有全世界21％的人口，但只占水資源總量的6％，人均水資源量僅為世界人均水平四分之一左右，是全球人均水資源最貧乏的國家之一。

隨著工業(yè)發(fā)展、城鎮(zhèn)化提速以及人口數(shù)量的膨脹，我國面臨著十分嚴峻的環(huán)境形勢。全國主要流域的I～III類水質(zhì)斷面占64.2％，劣V類占17.2％，其中，海河流域為重度污染，黃河、淮河、遼河流域為中度污染。湖泊(水庫)富營養(yǎng)化問題仍然突出，56個湖(庫)的營養(yǎng)狀態(tài)監(jiān)測顯示，中度富營養(yǎng)的3個，占5.2％；輕度富營養(yǎng)的10個，占17.2％。

作為市政取水的重要來源，地下水以及地表水污染的風險在加大，目前有些地區(qū)自來水的處理技術(shù)依然沿用一百年前的傳統(tǒng)工藝即“混凝沉淀-過濾-消毒-凈化”。經(jīng)過一百年的世紀洗禮，當代的水質(zhì)現(xiàn)狀與一百年前的水已經(jīng)截然不同了。傳統(tǒng)水處理工藝對降低渾濁度、去除水中懸浮物有較好的凈化消毒作用，但不能徹底去除有機污染物、農(nóng)藥、環(huán)境內(nèi)分泌干擾物和藻毒素，致使出廠水時有檢出、甚至超標。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種市政給水深度處理系統(tǒng)及方法，通過物理處理、化學處理與膜分離技術(shù)相結(jié)合，發(fā)揮各自優(yōu)勢，去除水體中污染物，生產(chǎn)出合格的生活飲用水。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明實施例提供一種市政給水深度處理系統(tǒng)，包括：

依次連接的混凝沉淀單元、中間水池、超濾裝置、超濾產(chǎn)水池、反滲透裝置和混合消毒單元；

所述混凝沉淀單元設有進水管；

所述混凝沉淀單元由順次連接的混凝池和沉淀池構(gòu)成，所述混凝池內(nèi)設有混合攪拌器，所述沉淀池內(nèi)設有圓形擾流板，該混凝沉淀單元的出水端設置直連至所述混合消毒單元的勾兌水供應管；

第一加藥裝置，與所述混凝沉淀單元連接；

第二加藥裝置，與所述反滲透裝置連接；

第三加藥裝置，與所述混合消毒單元連接；

所述混合消毒單元設有出水管。

本發(fā)明實施例還提供一種市政給水深度處理方法，采用本發(fā)明所述的深度處理系統(tǒng)，包括以下步驟：

所處理的受污染來水進入所述處理系統(tǒng)的絮凝沉淀池進行物化預處理，通過向絮凝沉淀池內(nèi)投加的絮凝藥劑，降低水中懸浮物、部分硬度、膠體以及有機物含量；

所述絮凝沉淀池的出水，經(jīng)過超濾裝置過濾，去除水體中的懸浮物、膠體和病毒類污染物；超濾裝置的部分超濾產(chǎn)水通過超濾產(chǎn)水池和增壓泵進入反滲透裝置脫除溶解鹽,并將除鹽的鹽水與超濾產(chǎn)水混合；

反滲透裝置的出水進入混合消毒單元通過加入的殺菌劑和氯消毒劑消毒殺菌后，出水作為產(chǎn)品水輸出。

由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例提供的深度處理系統(tǒng)，通過物理處理、化學處理與膜分離技術(shù)相結(jié)合，發(fā)揮各自優(yōu)勢，達到去除水體中污染物，生產(chǎn)出合格的生活飲用水。上述方法采用有效的組合處理工藝以及膜裝置設計，提高水資源利用率，對市政給水深度處理提供技術(shù)支持，具有良好的經(jīng)濟效益與社會效益，市場前景廣闊。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的深度處理系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合本發(fā)明的具體內(nèi)容，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種市政給水深度處理系統(tǒng)，是一種以膜分離技術(shù)為核心，將物化處理與多種膜分離技術(shù)進行組合并對膜裝置優(yōu)化設計的對地表水或地下水進行深度處理的系統(tǒng)，能最終達到生活飲用水標準并提高系統(tǒng)綜合回收率，該系統(tǒng)包括：

依次連接的混凝沉淀單元1、中間水池2、超濾裝置3、超濾產(chǎn)水池4、反滲透裝置5和混合消毒單元6；

所述混凝沉淀單元設有進水管A，所述混凝沉淀單元內(nèi)設有擾流板，該混凝沉淀單元的出水端設置直連至所述混合消毒單元的勾兌水供應管7；

絮凝劑加藥裝置8，與所述混凝沉淀單元連接；

阻垢劑加藥裝置9，與所述反滲透裝置連接；

殺菌劑裝置和氯消毒加藥裝置10，與所述混合消毒單元連接；

所述混合消毒單元設有出水管B。

上述深度處理系統(tǒng)中，反滲透裝置采用三段式反滲透裝置，該三段式反滲透裝置的反滲透濃水經(jīng)管路和循環(huán)泵回連至該三段式反滲透裝置的第三段膜元件進水口。

上述深度處理系統(tǒng)中，超濾裝置采用外壓式中空纖維膜元件的錯流過濾超濾裝置，該超濾裝置的錯流水回流至該超濾裝置進水端。

上述深度處理系統(tǒng)中，混合消毒單元設有超濾出水與反滲透產(chǎn)水混合口，作為該混合消毒單元的進水口。

上述深度處理系統(tǒng)中，超濾產(chǎn)水池內(nèi)設有增壓泵。

上述深度處理系統(tǒng)還包括：。

超濾清洗裝置，與所述超濾裝置連接；

反滲透清洗裝置，與所述反滲透裝置連接。

上述深度處理系統(tǒng)中，超濾清洗裝置由超濾清洗泵、超濾清洗水箱、次氯酸鈉加藥裝置、電加熱器、自動閥門、監(jiān)控儀表和控制裝置連接而成。該超濾清洗裝置可采用常用的超濾清洗裝置。

本發(fā)明實施例還提供一種市政給水深度處理方法，采用上述的深度處理系統(tǒng)，包括以下步驟：

所處理的受污染來水進入所述處理系統(tǒng)的絮凝沉淀池進行物化預處理，通過向絮凝沉淀池內(nèi)投加的絮凝藥劑，降低水中懸浮物、部分硬度、膠體以及有機物含量；

所述絮凝沉淀池的出水，經(jīng)過超濾裝置過濾，去除水體中的懸浮物、膠體和病毒類污染物；超濾裝置的部分超濾產(chǎn)水通過超濾產(chǎn)水池和增壓泵進入反滲透裝置脫除溶解鹽,并將除鹽的鹽水與超濾產(chǎn)水混合；

反滲透裝置的出水進入混合消毒單元通過加入的殺菌劑和氯消毒劑消毒殺菌后，出水作為產(chǎn)品水輸出。

本發(fā)明由作為預處理單元的混凝沉淀單元、作為膜分離單元的超濾裝置、超濾產(chǎn)水池和反滲透裝置、三個加藥單元及混合消毒單元組成，該處理系統(tǒng)的處理方法包括以下步驟：

受污染的來水含有膠體、懸浮物、溶解鹽、重金屬離子及病菌等有害成分,需進行預處理。

首先將受污染來水送入物化處理單元，該單元主要裝置為絮凝沉淀池，通過投加絮凝藥劑降低懸浮物以及部分硬度、膠體及有機物含量。

經(jīng)過物化預處理后的出水，首先經(jīng)過超濾裝置過濾，進一步去除水體中的懸浮物、膠體、病毒等污染物。部分超濾產(chǎn)水通過增壓泵進入反滲透系統(tǒng)進一步脫除溶解鹽,將除鹽水與超濾產(chǎn)水混合，使得最終供水無機鹽含量優(yōu)于生活飲用水標準要求。

通過對反滲透裝置進行優(yōu)化，降低反滲透濃水排水量，提高系統(tǒng)回收率。

本發(fā)明的加藥單元包括：投加在預處理系統(tǒng)的絮凝劑加藥裝置，投加在反滲透裝置的阻垢劑裝置、殺菌劑裝置和投加在最終出水的氯消毒裝置。

本發(fā)明清洗單元包括：用于清洗超濾膜元件的超濾清洗裝置和用于清洗反滲透膜元件的膜清洗裝置。

本發(fā)明的優(yōu)點為：

(1)通過優(yōu)化設計的絮凝沉淀池，使水體流動與藥劑充分混合，節(jié)約藥劑的使用，提高出水水質(zhì)。

(2)超濾裝置及反滲透裝置均采用壓力作為分離動力，設備運行穩(wěn)定可靠，自動化程度高。

(3)通過采用優(yōu)化設計的三段式反滲透裝置，減少反滲透濃水排放，增強膜系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，提高系統(tǒng)綜合回收率。

(4)加藥單元能根據(jù)監(jiān)控儀表自動調(diào)節(jié)加藥量，節(jié)省運行費用。

(5)超濾裝置和反滲透裝置設備緊湊，節(jié)約占地，降低投資費用。

(6)該深度處理系統(tǒng)可以針對不同水質(zhì)靈活調(diào)整運行參數(shù)，出水水質(zhì)優(yōu)于生活飲用水標準。

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例作進一步地詳細描述。

如圖1所示，本實施例的深度處理系統(tǒng)處理市政給水時，在作為預處理單元的混凝沉淀單元，將配置的絮凝藥劑通過投加裝置進入作為混合區(qū)的混凝池內(nèi)，通過前混合攪拌器使藥液與受污染來水充分混合，通過設置沉淀池進水調(diào)節(jié)堰板，調(diào)節(jié)沉淀池進水口水位高度與沉淀池池深比大于0.4。通過沉淀池內(nèi)設置圓弧形擾流板，改變沉淀池內(nèi)流態(tài)不均的現(xiàn)象。經(jīng)過充分反應降低懸浮物含量，同時部分去處水體中的膠體、硬度。

經(jīng)過預處理后的產(chǎn)水進中間水池，通過提升泵進入超濾裝置過濾，超濾采用外壓式中空纖維膜元件，裝置采用錯流過濾的形式運行，產(chǎn)水進入超濾產(chǎn)水池。超濾濃水通過管道進入系統(tǒng)總進水，利用沉淀排泥去除濃水側(cè)懸浮物、膠體以及病毒等污染物。

大部分超濾產(chǎn)水進入作為最終產(chǎn)水池的混合消毒單元，小部分超濾產(chǎn)水通過提升泵進入反滲透裝置過濾，經(jīng)過多級預處理后可以確保作為膜脫鹽單元的反滲透裝置穩(wěn)定運行。同時反滲透裝置采用多段設計，將反滲透濃水通過裝置內(nèi)管路循環(huán)，使裝置回收率達到85％。反滲透產(chǎn)水進入作為最終產(chǎn)水池的混合消毒單元。

在作為最終產(chǎn)水池的混合消毒單元內(nèi)兩路水源進行充分混合并加氯消毒，使得最終產(chǎn)水低于生活飲用水標準中各項指標，同時滿足出水余氯含量要求作為產(chǎn)品水輸出。

為保證膜裝置的運行穩(wěn)定與脫鹽效果，因此需要投加相應藥劑。對于超濾裝置，利用壓縮空氣擦洗與水反洗相結(jié)合的工藝恢復超濾膜元件產(chǎn)水量。對于反滲透裝置，需要對進水監(jiān)控ph、ORP、溫度等指標，在運行期間根據(jù)進水量及氧化還原電位指標投加阻垢劑、還原劑以及殺菌劑。

反滲透裝置采用優(yōu)化的三段式設計，通過裝置內(nèi)設循環(huán)泵，將反滲透濃水與三段進水混合，通過調(diào)整回流比例優(yōu)化膜殼內(nèi)進水流態(tài)，既提高了段間膜元件表面流態(tài)，又提高綜合回收率。

對于超濾裝置的運行，通常采用40～60min為一個運行周期。在運行周期里包括了產(chǎn)水、反洗、空氣擦洗、正洗等步驟，每個步驟的持續(xù)時間可根據(jù)運行狀況調(diào)整。

對于反滲透裝置的運行，通常采用連續(xù)運行。通過變頻器調(diào)節(jié)給水泵供水量保證膜裝置處于恒流運行。膜裝置在開機前需用產(chǎn)水連續(xù)沖洗，沖洗時間約為3～5min，目的是排除設備內(nèi)存積水及可能進入的空氣。膜裝置停機之前需用反滲透產(chǎn)水連續(xù)沖洗，時間控制在5～10min，目的是將裝置內(nèi)濃水完全置換。

在反滲透裝置前設置保安過濾器，內(nèi)裝過濾精度為5μm的濾芯，用于保護異常情況出現(xiàn)顆粒物導致膜元件損傷。

當超濾裝置產(chǎn)水量下降或跨膜壓差達到膜元件標準值時，需要運行超濾清洗裝置。超濾清洗裝置主要由超濾清洗泵、超濾清洗水箱、次氯酸鈉加藥裝置、電加熱器、自動閥門及監(jiān)控儀表組成。清洗采用自控程序完成配藥、藥液循環(huán)清洗、藥液排放、沖洗等步序，最終實現(xiàn)超濾裝置恢復運行。

當反滲透裝置產(chǎn)水量下降或段間壓差達到膜元件標準值時，需要運行化學清洗裝置?；瘜W清洗裝置主要由化學清洗清洗泵、化學清洗清洗水箱、化學清洗清洗保安過濾器、電加熱器、手動閥門及監(jiān)控儀表組成。清洗采用人工配藥、藥液循環(huán)清洗、藥液排放、沖洗等步序，最終實現(xiàn)反滲透裝置恢復運行。

本發(fā)明的處理系統(tǒng)，更加穩(wěn)定、高效、安全的提供飲用水對現(xiàn)代社會具有極為重要的意義。將物化處理工藝與膜分離技術(shù)相結(jié)合，通過系統(tǒng)優(yōu)化與設備設計，實現(xiàn)回收率高、運行費用低、系統(tǒng)運行穩(wěn)定的特點，幫助市政給水達到安全可靠的目標。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。