申请日2010.04.28
公开(公告)日2010.11.03
IPC分类号C02F1/52; C02F9/02
摘要
本发明涉及净水处理设备及方法，包括原水储蓄槽、瞬间混合器、二段凝集池、倾斜板沉淀池、膜过滤流入原水槽、加压式精密过滤器、回流槽、处理水槽、回流排出水回收槽、流路变换装置、孔隙控制型纤维丝过滤器、淤泥排出水槽和控制盘，根据原水水质因子控制流路变换装置，将回流排出水回收槽的流出水供给到孔隙控制型纤维丝过滤器或原水储蓄槽，并监测凝集剂注入量、第一搅拌机及第二搅拌机的搅拌强度、加压式精密过滤器的运转状态及药品注入量。通过进行前期处理除去原水的混浊物及溶解的有机物，减少凝集剂使用量和淤泥副产物的产生量，维持更简洁的设施规模，加压式精密过滤器能除去耐氯性病原性微生物、藻类等，孔隙控制型纤维丝过滤器对加压式精密过滤器的回流排出水进行回收。
摘要附图
权利要求书
1.一种净水处理设备，该净水处理设备利用了以凝集-倾斜板沉淀池作为前期处理的加压式精密过滤器和用于提高回收率的孔隙控制型纤维丝过滤器，其特征在于，所述净水处理设备包括：
原水储蓄槽，该原水储蓄槽能够稳定流入的原水水位，维持一定的原水量;
瞬间混合器，该瞬间混合器使从所述原水储蓄槽流出的流出水中包含的污染物质与投入的凝集剂反应，通过电中和以及吸附生成细微絮状物;
二段凝集池，该二段凝集池内部具有第一搅拌机，使从所述瞬间混合器流出的流出水中包含的细微絮状物生长，使絮状物生长到能够进行过滤及沉淀的大小;
倾斜板沉淀池，该倾斜板沉淀池设置有倾斜板，该倾斜板能够通过表面负荷率及涡流进行分离并附着有鳍板，所述倾斜板沉淀池能够沉淀从所述二段凝集池流出的流出水中包含的絮状物，只排出上清水;
膜过滤流入原水槽，该膜过滤流入原水槽能够稳定从所述倾斜板沉淀池流出的流出水的水位，维持一定的流出水量;
加压式精密过滤器，该加压式精密过滤器接收从所述膜过滤流入原水槽流出的流出水，进行过滤后，排出膜过滤生产水，并将循环水回送到所述瞬间混合器的前端;
回流槽，该回流槽能够稳定从所述加压式精密过滤器流出的膜过滤生产水的水位，维持一定的流出水量，并向所述加压式精密过滤器提供回流水;
处理水槽，该处理水槽能够稳定从所述回流槽流出的流出水的水位，维持一定的流出水量，并排出到净水厂的净水池;
回流排出水回收槽，该回流排出水回收槽具有第二搅拌机，能够回收所述加压式精密过滤器排出的回流排出水，还能够防止回流排出水中包含的淤泥沉淀;
流路变换装置，该流路变换装置能够根据外部控制，通过第一排管、第二排管选择性地供给所述回流排出水回收槽的流出水;
孔隙控制型纤维丝过滤器，该孔隙控制型纤维丝过滤器通过所述流路变换装置的第一排管从所述回流排出水回收槽接收回流排出水，进行过滤后，将纤维丝过滤水回送到所述瞬间混合器的前端;
淤泥排出水槽，该淤泥排出水槽用于排出所述孔隙控制型纤维丝过滤器排出的回流排出水及所述倾斜板沉淀池排出的淤泥;以及
控制盘，该控制盘根据所述原水储蓄槽的原水水质因子对所述流路变换装置进行控制，将所述回流排出水回收槽的流出水供给到所述孔隙控制型纤维丝过滤器或回送到所述原水储蓄槽，并对注入到所述瞬间混合器的凝集剂的注入量、所述二段凝集池的第一搅拌机和所述回流排出水回收槽的第二搅拌机的搅拌强度、所述加压式精密过滤器的运转状态及药品注入量进行监测。
2.根据权利要求1所述的净水处理设备，其特征在于，所述瞬间混合器包括：
在线测试仪，该在线测试仪对所述原水储蓄槽中的原水的流量、压力、水温、pH值、浑浊度、叶绿素-a含量等原水水质因子进行实时测试;
凝集剂投入控制器，该凝集剂投入控制器利用通过所述在线测试仪测量的原水水质因子来预测膜污染状态，该凝集剂投入控制器根据原水水质因子中对膜过滤造成过滤阻碍的主要水质因子的基准值来控制凝集剂的投入量;
凝集剂投入器，该凝集剂投入器根据所述凝集剂投入控制器的控制向所述瞬间混合器投入凝集剂。
3.根据权利要求2所述的净水处理设备，其特征在于，所述主要水质因子的基准值分别为：温度5℃，浑浊度≥25NTU，藻类个体数≥10,000cnt/mL。
4.根据权利要求1所述的净水处理设备，其特征在于，所述加压式精密过滤器包括：
测量传感器，该测量传感器对所述加压式精密过滤器的隔膜间压力差、流量、处理水浑浊度、处理水粒子数进行测量;
化学洗涤控制器，该化学洗涤控制器利用所述测量传感器测量的值算出加压式膜过滤洗涤效率，在膜过滤洗涤效率低于设定值时对所述加压式精密过滤器进行化学洗涤;
化学洗涤器，该化学洗涤器根据所述化学洗涤控制器的控制向所述加压式精密过滤器投入药品，进行化学洗涤。
5.根据权利要求2所述的净水处理设备，其特征在于，所述流路变换装置包括：
第一电子阀，该第一电子阀设置在所述第一排管上，根据所述控制盘的控制进行开关，将从所述回流排出水回收槽排出的回流排出水供给到所述孔隙控制型纤维丝过滤器;
第二电子阀，该第二电子阀设置在所述第二排管上，根据所述控制盘的控制进行开关，将从所述回流排出水回收槽排出的回流排出水回送到所述瞬间混合器的前端。
6.根据权利要求5所述的净水处理设备，其特征在于，所述控制盘对所述在线测试仪测量的原水水质因子进行实时测试，在温度、浑浊度、藻类个体数高于设定值时，打开所述第一电子阀，将从所述回流排出水回收槽排出的回流排出水供给到所述孔隙控制型纤维丝过滤器。
7.根据权利要求6所述的净水处理设备，其特征在于，所述控制盘的温度、浑浊度、藻类个体数的设定值分别为：温度5℃;浑浊度≥25NTU;藻类个体数≥10,000cnt/mL。
8.根据权利要求1所述的净水处理设备，其特征在于，所述原水储蓄槽作为粉末活性炭接触槽使用。
9.一种净水处理方法，该净水处理方法利用了以凝集-倾斜板沉淀池作为前期处理的加压式精密过滤器和用于提高回收率的孔隙控制型纤维丝过滤器，其特征在于，所述净水处理方法使用了权利要求1所述的净水处理设备，所述净水处理方法包括：
细微絮状物形成工序，在瞬间混合器中，使从原水储蓄槽流出的流出水中包含的污染物质与投入的凝集剂反应，通过电中和以及吸附生成细微絮状物;
絮状物生长工序，在二段凝集池中，使从所述瞬间混合器流出的流出水中包含的细微絮状物生长，使絮状物生长到能够进行过滤及沉淀的大小;
沉淀工序，在倾斜板沉淀池中，对所述二段凝集池流出的流出水中包含的絮状物进行沉淀，只排出上清水;
一次过滤工序，将从所述倾斜板沉淀池流出的流出水供给到所述加压式精密过滤器，排出膜过滤生产水，并将循环水回送到所述瞬间混合器的前端;
二次过滤工序，根据所述原水储蓄槽中原水水质因子，将从所述孔隙控制型纤维丝过滤器排出的回流排出水供给到所述孔隙控制型纤维丝过滤器，经过过滤后回送到所述瞬间混合器前端或直接回送到所述瞬间混合器的前端;以及
淤泥排出工序，排出所述孔隙控制型纤维丝过滤器排出的回流排出水及所述倾斜板沉淀池排出的淤泥。
10.根据权利要求9所述的净水处理方法，其特征在于，所述净水处理方法对各工序进行实时监测。
11.根据权利要求9所述的净水处理方法，其特征在于，在所述二次过滤工序中，对原水测量的水质因子进行实时监测，如果水温、浑浊度、藻类个体数超过设定值，就将从所述回流排出水回收槽排出的回流排出水供给到所述孔隙控制型纤维丝过滤器。
12.根据权利要求11所述的净水处理方法，其特征在于，所述二次过滤工序的温度、浑浊度、藻类个体数的设定值分别为：温度5℃，浑浊度≥25NTU，藻类个体数≥10,000cnt/mL。
说明书
一种净水处理设备及方法
技术领域
本发明关于净水处理设备及方法，详细的，所涉及的净水处理设备及方法通过瞬间混合器、二段凝集槽、倾斜板沉淀池进行前期处理，减轻加压式精密过滤器的污染负荷，并利用孔隙控制型纤维丝过滤器回收加压式精密过滤器排出的回流排出水，从而提高回收率地利用了以凝集-倾斜板沉淀池作为前期处理的加压式精密过滤器和用于提高回收率的孔隙控制型纤维丝过滤器。
背景技术
由于地球变暖、工业化及人口增长造成的水资源不足、发达国家的水基础设施老化及发展中国家的工业化进程造成的水质恶化等问题，全世界的关心焦点都集中在水资源上。预期，世界水资源相关产业将保持年均5%的稳定增长，并在2010年达到3千亿美元的市场规模，水资源市场的结构变化及增长的加速化、开放化和国际化正在迅速进行。各国水资源相关企业已积极进入以中国为中心的发展中国家市场，占领了先机，对此，韩国水资源相关企业也迫切需要开辟新市场，但是，由于上、下水道设施及服务业领域进入壁垒太高，很难顺利进行。特别是，为了与已率先抢占市场的水资源相关企业竞争，就需要规模的经济化、技术的高度化及专业化、服务效率化以及确保能够提供全面解决方案(Total Solution)的技术力等多种战略。
就国内水资源市场而言，由于面临饮用水水质标准的强化、饮用水新规范的形成、以往水处理工序的处理效率有限及设施老化、需要服务的专业经营方式等多种问题，亟待开发出能够在现有技术上衔接在未来具有新增长空间的技术的下一代环保型水处理技术，其中一种就是开发利用滤膜的净水处理系统。
膜过滤技术通过明确的孔隙大小，能够有效去除所要除去的物质，特别是，由于对病原性微生物具有显著的去除能力，可以根据原水特性，仅通过单一的膜过滤工序就可以代替以往的混合、凝集、沉淀、沙滤等工序。
另外，隔膜的模块化、程序化、成套化使设施的设置、改良及增设变得容易，而且缩短了施工周期，与单一水处理工序的结合也变得容易。另外，即使在小规模净水厂或村庄上水道等缺乏专业人力的地方也能够实现膜过滤系统的自动化及无人操作，能够实现综合运营管理。
不仅如此，使用膜过滤技术，还具有占地面积最小、凝集剂投入量减少、淤泥发生量降低、能源使用合理及处理速度高速等优点，可谓是技术集约型的下一代环保型水处理工序。
但是，由于流入韩国国内净水厂的水源具有浑浊度高、水温低及藻类个体数多等特性，因此，在这种流入水条件恶劣的情况下能够有效运营利用膜过滤技术的净水处理工序的技术还很薄弱。
另外，从确保水资源层面考虑，为了提高回收率，采用了多种处理方法，但仍需进一步开展对符合国内情况的排水处理技术的研究。
发明内容
本发明为解决所述问题而提出，其目的是，提供一种净水处理设备及方法，其中，通过瞬间混合器、二段凝集槽、倾斜板沉淀池进行前期处理，除去原水的浑浊物及溶解的有机物，相比以往的标准净水处理工序，能够减少凝集剂使用量，并减少淤泥副产物的产生量，在减少隔膜流入负荷的同时，以维持比以往标准净水处理工序更加简洁的设施规模的方式利用了以凝集-倾斜板沉淀池作为前期处理的加压式精密过滤器和用于提高回收率的孔隙控制型纤维丝过滤器。
本发明目的还在于，提供一种净水处理设备及方法，其中，通过使用孔隙大小一定的加压式精密过滤器，能够有效除去粒子性物质、隐孢子虫及贾第鞭毛虫等耐氯性病原性微生物、藻类等，从而以能够稳定生产饮用水的方式利用了以凝集-倾斜板沉淀池作为前期处理的加压式精密过滤器和用于提高回收率的孔隙控制型纤维丝过滤器。
本发明目的还在于，提供一种净水处理设备及方法，其中，通过使用孔隙控制型纤维丝过滤器对加压式精密过滤器排出的回流排出水进行回收，以能够使回收率最大化、保护水资源的方式利用了以凝集-倾斜板沉淀池作为前期处理的加压式精密过滤器和用于提高回收率的孔隙控制型纤维丝过滤器。
本发明目的还在于，提供一种净水处理设备及方法，其中，通过对各工序进行持续监测，以能够对系统运营状态进行实时管理的方式利用了以凝集-倾斜板沉淀池作为前期处理的加压式精密过滤器和用于提高回收率的孔隙控制型纤维丝过滤器。
为达到所述目的，本发明特点是，包括：原水储蓄槽，能够稳定流入的原水水位，维持一定的原水量;瞬间混合器，使从所述原水储蓄槽流出的流出水中包含的污染物质与投入的凝集剂反应，通过电中和以及吸附生成细微絮状物(Micro Floc);二段凝集池，内部具有第一搅拌机，使从所述瞬间混合器流出的流出水中包含的细微絮状物生长，使絮状物生长到能够进行过滤及沉淀的大小;倾斜板沉淀池，设置能够通过表面负荷率及涡流进行分离的附着有鳍板(fin)的倾斜板，能够沉淀从所述二段凝集池流出的流出水中包含的絮状物，只排出上清水;膜过滤流入原水槽，能够稳定从所述倾斜板沉淀池流出的流出水水位，维持一定的流出水量;加压式精密过滤器，接收从所述膜过滤流入原水槽流出的流出水，进行过滤后，排出膜过滤生产水，并将循环水回送到所述瞬间混合器前端;回流槽，能够稳定从所述加压式精密过滤器流出的膜过滤生产水的水位，维持一定的流出水量，并向所述加压式精密过滤器提供回流水;处理水槽，能够稳定从所述回流槽流出的流出水水位，维持一定的流出水量，并排出到净水厂的净水池;回流排出水回收槽，具有第二搅拌机，能够从所述回收加压式精密过滤器排出的回流排出水，还能够防止回流排出水中包含的淤泥沉淀;流路变换装置，能够根据外部控制，通过第一排管、第二排管选择性地供给所述回流排出水回收槽的流出水;孔隙控制型纤维丝过滤器，通过所述流路变换装置的第一排管，从所述回流排出水回收槽接收回流排出水，进行过滤后，将纤维丝过滤水回送到原水储蓄槽;淤泥排出水槽，用于排出从所述孔隙控制型纤维丝过滤器排出的回流排出水及从所述倾斜板沉淀池排出的排泥;以及控制盘，根据所述原水储蓄槽的原水水质因子对所述流路变换装置进行控制，将所述回流排出水回收槽的流出水供给到所述孔隙控制型纤维丝过滤器或回送到所述原水储蓄槽，并对注入到所述瞬间混合器的凝集剂的注入量、所述二段凝集池的第一搅拌机及所述回流排出水回收槽的第二搅拌机的搅拌强度、所述加压式精密过滤器的运转状态及药品注入量进行监测。
所述瞬间混合器包括：在线测试仪，对所述原水储蓄槽中原水的流量、压力、水温、pH值、浑浊度、叶绿素-a含量等原水水质因子进行实时测试;凝集剂投入控制器，利用通过所述在线测试仪测量的原水水质因子，预测膜的污染状态，根据原水水质因子中对膜过滤造成过滤阻碍的主要水质因子的基准值控制凝集剂的投入量;以及凝集剂投入器，根据所述凝集剂投入控制器的控制向所述瞬间混合器投入凝集剂。
另外，所述主要水质因子的基准值分别为：温度5℃，浑浊度≥25NTU，藻类个体数≥10,000cnt/mL。
另外，所述加压式精密过滤器包括：测量传感器，对所述加压式精密过滤器的隔膜间压力差、流量、处理水浑浊度、处理水粒子数进行测量;化学洗涤控制器，利用所述测量传感器测量的值算出加压式膜过滤洗涤效率，如果膜过滤洗涤效率低于设定值，则对加压式精密过滤器进行化学洗涤;以及化学洗涤器，根据所述化学洗涤控制器的控制向所述加压式精密过滤器投入药品，进行化学洗涤。
另外，所述流路变换装置包括：第一电子阀，设置在所述第一排管上，根据所述控制盘的控制进行开关，将从所述回流排出水回收槽排出的回流排出水供给到所述孔隙控制型纤维丝过滤器;第二电子阀，设置在所述第二排管上，根据所述控制盘的控制进行开关，将从所述回流排出水回收槽排出的回流排出水回送到所述瞬间混合器的前端。
另外，所述控制盘对所述在线测试仪测量的原水水质因子进行实时测试，在温度、浑浊度、藻类个体数高于设定值时，打开所述第一电子阀，将从所述回流排出水回收槽排出的回流排出水供给到所述孔隙控制型纤维丝过滤器。
另外，所述控制盘的温度、浑浊度、藻类个体数的设定值分别为：温度5℃，浑浊度≥25NTU，藻类个体数≥10,000cnt/mL。
另外，所述原水储蓄槽还作为粉末活性炭接触槽使用。
本发明另一个特点是，所述净水处理方法使用了所述利用了以凝集-倾斜板沉淀池作为前期处理的加压式精密过滤器和用于提高回收率的孔隙控制型纤维丝过滤器的净水处理设备，该方法包括：细微絮状物形成工序，在瞬间混合器中，使从原水储蓄槽流出的流出水中包含的污染物质与投入的凝集剂反应，通过电中和以及吸附生成细微絮状物;絮状物生长工序，在二段凝集池中，使从所述瞬间混合器流出的流出水中包含的细微絮状物生长，使絮状物生长到能够进行过滤及沉淀的大小;沉淀工序，在倾斜板沉淀池中，对所述二段凝集池流出的流出水中包含的絮状物进行沉淀，只排出上清水;一次过滤工序，将从所述倾斜板沉淀池流出的流出水供给到加压式精密过滤器，排出膜过滤生产水，并将循环水回送到瞬间混合器的前端;二次过滤工序，根据所述原水储蓄槽中原水水质因子，将从所述孔隙控制型纤维丝过滤器排出的回流排出水供给到孔隙控制型纤维丝过滤器，经过过滤后回送到所述瞬间混合器的前端或直接回送到所述瞬间混合器的前端;以及淤泥排出工序，排出从所述孔隙控制型纤维丝过滤器排出的回流排出水以及从所述倾斜板沉淀池排出的淤泥。
另外，所述利用了以凝集-倾斜板沉淀池作为前期处理的加压式精密过滤器和用于提高回收率的孔隙控制型纤维丝过滤器的净水处理方法，对各工序进行实时监测。
另外，在所述二次过滤工序中，对原水测量的水质因子进行实时监测，如果水温、浑浊度、藻类个体数超过设定值，就将从所述回流排出水回收槽排出的回流排出水供给到所述孔隙控制型纤维丝过滤器。
另外，所述二次过滤工序的温度、浑浊度、藻类个体数的设定值分别为：温度5℃;浑浊度≥25NTU;藻类个体数≥10,000cnt/mL。
本发明涉及的净水处理设备及方法利用了加压式精密过滤器和用于提高回收率的孔隙控制型纤维丝过滤器，采用由混合-二段凝集-倾斜板沉淀池组成的前期处理装置，相比以往标准净水处理工序能够减少凝集剂的使用量，减少药品消耗量，并减少淤泥副产物的产生量。
另外，本发明利用相比以往标准净水处理工序中实施的药品注入率对照表或通过Jar-Test(瓶杯试验)进行的凝集注入方式更为精密且有效的水质连续监测设备控制凝集剂的注入量，能够提高凝集效率，同时减少凝集剂的注入量。
另外，本发明针对原水水质变动采用可变运转方式，相比以往沙滤方式，能够更加有效地去除混浊物、藻类、隐孢子虫及贾第鞭毛虫等耐消毒性病原性微生物，提高自来水的可信度，并在后续消毒工序中仅使用少量氯气，就能够降低消毒副产物。
另外，本发明利用能够处理回流排出水的空隙控制型纤维丝过滤器，将回收率维持在99%以上，能够确保水资源，并通过对膜过滤前期处理及膜过滤工序的运转状态进行持续监测及管理，在净水厂为工作人员提供便利。
