申请日2010.05.13
公开(公告)日2010.09.01
IPC分类号C02F9/14
摘要
集吸附、降解、气浮、膜分离于一体的水处理装置及方法，本发明涉及一种饮用水处理装置及方法。本发明为解决现有饮用水处理采用浸没式膜生物反应器进行水处理时，导致膜污染严重的问题。装置：内室装在外室中，超滤膜组件装在内室中，环形水槽位于内室的上方，空气释放器设置在外室底部，内室通过连接管与净水箱连接。方法：一、向外室中投放粉末活性炭;二、进入环形水槽内的水源水从环形水槽溢出，空气释放器释放的高压气流使粉末活性炭得到循环，微小气泡循环至内室上端将水源水中的藻类物质及浮渣气浮除掉;三、内室中的粉末活性炭上升形成气、固、液三相流并经超滤膜组件过滤后产生净水进入净水箱中。本发明用于含高藻的微污染源水的处理。
权利要求书
1.一种集吸附、降解、气浮、膜分离于一体的水处理装置，所述装置包括外室(1)和提升泵(14)，其特征在于：所述装置还包括内室(2)、超滤膜组件(3)、一级导流件(4)、二级导流件(5)、三级导流件(6)、四级导流件(7)、空气释放器(8)、环形水槽(9)、空压机(10)、双向抽吸泵(12)、净水箱(13)、连接管(15)、排泥管(16)、三个浮渣收集槽(17)和三个挡流墙(18)，内室(2)设置在外室(1)的内腔中心，超滤膜组件(3)设置在内室(2)中，环形水槽(9)固装在外室(1)的内腔，且环形水槽(9)位于内室(2)上端面的上方，一级导流件(4)为锥形，一级导流件(4)设置在内室(2)的上方，且一级导流件(4)的锥形底面朝向内室(2)，二级导流件(5)、三级导流件(6)和四级导流件(7)均为锥筒形，二级导流件(5)和四级导流件(7)由上至下依次固装在内室(2)的外壁上，且二级导流件(5)和四级导流件(7)的大径一端的锥口朝下，三级导流件(6)位于二级导流件(5)与四级导流件(7)之间，且三级导流件(6)固装在外室(1)的内壁上，三级导流件(6)的小径一端的锥口朝下，空气释放器(8)设置在外室(1)的底部，且空气释放器(8)与内室(2)底部的进水口(2-1)正对，空气释放器(8)的进气端通过管路与空压机(10)连接，与环形水槽(9)对应的外室(1)的侧壁上设有进水口(1-2)，提升泵(14)通过管路与进水口(1-2)连接，连接管(15)的输入端通至内室(2)中并与超滤膜组件(3)连接，连接管(15)的输出端与双向抽吸泵(12)的输入端连接，双向抽吸泵(12)的输出端通过管路与净水箱(13)连接，排泥管(16)与外室(1)底部的排泥口(1-1)连接，三个挡流墙(18)均布设置在环形水槽(9)中，三个浮渣收集槽(17)均布设置在环形水槽(9)的下方，且三个浮渣收集槽(17)与三个挡流墙(18)一一对应。
2.根据权利要求1所述集吸附、降解、气浮、膜分离于一体的水处理装置，其特征在于：所述装置还包括压力传感器(11)，压力传感器(11)设置在连接管(15)上。
3.一种利用权利要求1所述装置实现集吸附、降解、气浮、膜分离于一体的水处理方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：步骤一、先向外室(1)与内室(2)之间的腔体中投放浓度为0.5g/L～4g/L的粉末活性炭;步骤二、水库的水源水经提升泵(14)提升至进水口(1-2)进入环形水槽(9)内，环形水槽(9)内的水源水满后从环形水槽(9)的上端溢出，同时，空压机(10)和空气释放器8不断向内室(2)中释放0.2MPa～0.6Mpa的高压气流，高压气流使粉末活性炭得到循环，高压气流在冲刷超滤膜组件(3)表面产生剪切力的同时向水体充氧并形成气泡，气泡循环至内室(2)上端与一级导流件(4)之间的缝隙处时与水源水充分接触并释放出微小气泡，微小气泡将水源水中的藻类物质及浮渣气浮除掉，气浮除去的藻类物质及浮渣被浮渣收集槽(17)收集，被去除藻类物质及浮渣的水源水在重力作用下向下沉降并与粉末活性炭充分接触，二级导流件(5)、三级导流件(6)、四级导流件(7)控制了粉末活性炭在外室(1)中的停留时间，被去除藻类物质及浮渣的水源水中的部分有机物及氨氮被生物降解;步骤三、高压气流带动内室(2)中的粉末活性炭上升并在内室(2)的腔体中形成气、液、固三相流，该三相流经超滤膜组件(3)过滤后产生净水经连接管(15)和双向抽吸泵(12)进入净水箱(13)中。
4.根据权利要求4所述集吸附、降解、气浮、膜分离于一体的水处理方法，其特征在于：步骤三中所述超滤膜组件(3)中的超滤膜为有机中空纤维膜，运行通量为20L/m2·h～30L/m2·h，运行压力为0.15MPa～0.06MPa，反冲洗强度为40L/m2·h～100L/m2·h，反冲洗周期为30分钟～120分钟，反冲洗时间30秒～90秒。
说明书
集吸附、降解、气浮、膜分离于一体的水处理装置及方法
技术领域
本发明涉及一种饮用水处理装置及方法。
背景技术
随着经济的快速发展，越来越多的地表水受到城市污水、工业废水等的污染，地表水体富营养化程度增大，传统的水处理工艺已经不能满足现行的水质标准及使用要求。
浸没式膜生物反应器(SubmergedMembraneBioreactor，SMBR)结合了传统活性污泥法和膜分离技术的优点，可以实现较高的污泥停留时间和较短的水力停留时间，能达到很好的固液分离，保证膜的出水浊度，可以达到高效除氨氮、除藻的效果，是一种有效应对微污染原水的水处理方法。由于活性污泥的高浓度、胞外聚合物在膜表面的积累容易引起膜生物反应器中膜污染，须对所使用的膜进行频繁冲洗或化学清洗，导致操作复杂和运行成本高。
发明内容
本发明的目的是为解决现有饮用水处理采用浸没式膜生物反应器进行水处理，膜污染现象严重，需对膜进行频繁冲洗或化学清洗，导致操作复杂、运行成本高的问题，提供一种集吸附、降解、气浮、膜分离于一体的水处理装置及方法。
本发明的装置包括外室、内室、超滤膜组件、一级导流件、二级导流件、三级导流件、四级导流件、空气释放器、环形水槽、空压机、双向抽吸泵、净水箱、提升泵、连接管、排泥管、三个浮渣收集槽和三个挡流墙，内室设置在外室的内腔中心，超滤膜组件设置在内室中，环形水槽固装在外室的内腔，且环形水槽位于内室上端面的上方，一级导流件为锥形，一级导流件设置在内室的上方，且一级导流件的锥形底面朝向内室，二级导流件、三级导流件和四级导流件均为锥筒形，二级导流件和四级导流件由上至下依次固装在内室的外壁上，且二级导流件和四级导流件的大径一端的锥口朝下，三级导流件位于二级导流件与四级导流件之间，且三级导流件固装在外室的内壁上，三级导流件的小径一端的锥口朝下，空气释放器设置在外室的底部，且空气释放器与内室底部的进水口正对，空气释放器的进气端通过管路与空压机连接，与环形水槽对应的外室的侧壁上设有进水口，提升泵通过管路与进水口连接，连接管的输入端通至内室中并与超滤膜组件连接，连接管的输出端与双向抽吸泵的输入端连接，双向抽吸泵的输出端通过管路与净水箱连接，排泥管与外室底部的排泥口连接，三个挡流墙均布设置在环形水槽中，三个浮渣收集槽均布设置在环形水槽的下方，且三个浮渣收集槽与三个挡流墙一一对应。
本发明的方法是通过以下步骤实现的：步骤一、先向外室与内室之间的腔体中投放浓度为0.5g/L～4g/L的粉末活性炭;步骤二、水库的水源水经提升泵提升至进水口进入环形水槽内，环形水槽内的水源水满后从环形水槽的上端溢出，同时，空压机和空气释放器不断向内室中释放0.2MPa～0.6Mpa的高压气流，高压气流使粉末活性炭得到循环，高压气流在冲刷超滤膜组件表面产生剪切力的同时向水体充氧并形成气泡，气泡循环至内室上端与一级导流件之间的缝隙处时与水源水充分接触并释放出微小气泡，微小气泡将水源水中的藻类物质及浮渣气浮除掉，气浮除去的藻类物质及浮渣被浮渣收集槽收集，被去除藻类物质及浮渣的水源水在重力作用下向下沉降并与粉末活性炭充分接触，二级导流件、三级导流件、四级导流件控制了粉末活性炭在外室中的停留时间，被去除藻类物质及浮渣的水源水中的部分有机物及氨氮被生物降解;步骤三、高压气流带动内室中的粉末活性炭上升并在内室的腔体中形成气、液、固三相流，该三相流经超滤膜组件过滤后产生净水经连接管和双向抽吸泵进入净水箱中。
本发明的有益效果是：一、本发明的高压气体的提升作用起到了气浮除藻的功效，可有效应对高藻水进行处理，抑制藻对膜的污染;足够的污泥停留时间保证了粉末活性炭对污染物的吸附及微生物的降解功能，能够去除常规水处理工艺无法去除的小分子有机物、可生物降解有机物及部分人工合成有机物，同时减少了污泥排放量，减少了二次污染，整个水处理过程中无需添加任何水处理化学药剂，属绿色水处理工艺，不产生任何化学性质的副产物，操作简单、运行成本低。二、本发明高压气体的提升作用，不仅保证了粉末活性炭的循环使用，同时在内室形成气、液、固三相流，在膜表面形成了有力的冲洗作用，可防止污泥饼的形成及部分有机物(如疏水性有机物)在膜表面的沉积或嵌入，从而减轻了膜污染，延长膜使用寿命。