申请日2012.06.14
公开(公告)日2012.10.03
IPC分类号C02F9/04; C02F9/08; C02F1/32; C02F1/28; C02F1/44; C02F1/78
摘要
本发明是一种饮用净水处理工艺，其核心为“臭氧——活性炭——纳滤膜”工艺。原水经过臭氧、活性炭等前处理系统，纳滤膜深度处理系统，再经过臭氧杀菌等后处理系统，成为符合国家标准的饮用净水供给用户饮用。臭氧对水中大分子有机物进行氧化，提高活性炭的吸附效率。活性炭对余氯和CODMn(有机污染物)有很好的去除效果。纳滤膜去除浊度(悬浮颗粒)、CODMn、TDS(无机离子)、余氯、细菌等各种对人体有害的物质，进行水质软化，同时保留对人体有益的微量元素和矿物质。目前城市水体严重污染危及居民饮水安全，本发明对水质进行深度处理和净化，通过成套设备和分质供水管道输送到小区、学校和公共场所，解决居民生活饮水安全问题。
权利要求书
1.一种净水处理工艺，其核心技术为“臭氧——活性炭——纳滤膜”工艺。
2.本发明的特征在于：利用“臭氧——活性炭——纳滤膜”组合系统，发 挥各组件的效能，可有效地去除水中的有机污染物(CODMn)、浊度(悬浮颗粒)、 重金属及总溶解性固体(TDS)、余氯及细菌等各种对人体有害的物质，各组件 取长补短、共同作用，使最后出水水质达到国家饮用净水标准要求。
3.本发明的特征在于：采用纳滤膜作为深度处理核心组件，进行水质软化 的同时还可以保留对人体有益的微量元素和矿物质。
4.本发明的特征在于：经过“臭氧——活性炭——纳滤膜”工艺深度处理 后的净水，通过专用的分质供水管网供给用户饮用，管网中未饮用的水根据水 质情况再次经过杀菌后循环回流到成品水箱。
说明书
臭氧——活性炭——纳滤膜净水处理工艺
技术领域
本发明涉及饮用水处理工艺技术领域。
背景技术
随着工业的迅速发展，人工合成化合物的种类已达几千万种，与此同时大量含有各种有毒、有害的工业废水、生活污水未经处理或只经简单处理便排入天然水体，直接或间接造成了饮用水水源的污染，此外还有农田径流、大气沉降等非点源污染，致使水源污染日益加剧，其中以有机污染最为严重，现在饮用水水质问题已成为当今世界面临的普遍性问题，通过流行病学研究和对污染物质毒理学的验证，发现很多物质与居民发病率具有很大相关性，从而引起了人们对饮用水的卫生性与安全性的极大重视。我国目前在饮用水深度净化领域中作了大量的应用及研究工作，国家颁布了《饮用净水水质标准》、《供水行业2000年技术进步发展规划》等作为评价饮用水水质的依据。
广州市从八十年代末期以来，水体受到越来越严重的有机污染，从1999年检测的水源水质指标情况，形势相当严峻，很多水厂的水源水质已达不到国家规定GB3838-88《地面水环境质量标准》中II、III饮用水水源标准。特别以珠江广州河段为水源的水厂，由于水源污染严重，许多水源已远低于V类水源水质标准。为解决居民生活饮水问题，确保百姓饮水卫生与安全，分质供水将成为城市供水发展的方向，但要在大市区范围统一实施分质供水，由于工程投资大，运行成本很高，工程周期长，也是远水难解近渴。较为可行的方法是采用先进的组合技术，以中、小型成套设备为处理单位，管道进户，为小区提供优质饮用水。
若饮用净水处理采用反渗透膜技术，这种工艺几乎可以去除水中一切物质，包括悬浮物、胶体、溶解性有机物、无机盐、细菌、微生物等，把对人体有益的矿物质也完全去除了。作为提供优质健康的饮用水，这种工艺是不提倡的。
发明内容
本发明是为了提供一种健康科学的饮用净水处理工艺：“臭氧——活性炭——纳滤膜”工艺。
具体工艺流程图参见图1。
本发明的技术方案是：用臭氧氧化水中大分子有机物，提高炭吸附效率， 再经过活性炭(炭滤器)、保安过滤器等前处理系统进行初步处理，再经过纳滤膜(NF主机)深度处理系统，及精密过滤器后处理系统，成为符合国家标准的饮用净水，通过专用的分质供水管网供给用户饮用。管网中未饮用的水根据水质情况再次经过紫外线杀菌后循环回流到成品水箱，或直接回流到中间水箱重新处理。
原水一般采用市政自来水。各级组件的主要作用如下：
主要的实验数据如下：
1)各处理单元对浊度的去除效果参见图2。
浊度是水中悬浮颗粒的一种表征，它既是饮用水的感官形状指标，同时在水的微生物安全方面也具有重要意义。目前，我国饮用净水水质标准(CJ94-1999)中规定浊度的限值为1NTU。
由图2可知，原水的浊度为0.5NTU，经过炭滤后降为0.1NTU，去除率为80%，说明炭滤对浊度的去除效果很好。经过纳滤后浊度进一步降为0.03NTU。整套工艺对浊度的总去除率为94%。由此可知，虽然原水的浊度已经很低，但 深度净化工艺仍然对水中产生浊度的剩余物质有很高的去除率，说明经过深度净化，水质在感官方面完全达到了优良的标准。
2)各工艺单元出水对CODMn的去除效果参见图3。
有关研究对自来水做色-质联机分析发现，水中含有苯及其同系物、酚类、酰胺、脂肪烃等有机物多达百种，含量微小，不易做到单项定量检测，因此采用CODMn这一综合指标代表水中有机物的量。
由图3可知，水中的有机污染物经臭氧氧化分解后，由活性炭吸附，CODMn的去除率很高，达80%。纳滤出水中的CODMn进一步减少，总去除率为99%。
3)各工艺单元出水对TDS的去除效果参见图4。
饮用水的TDS(总溶解性固体)在某种程度上相当于矿化度，它由水中所有无机离子构成。一般主要包括K、Ca、Mg、Na等生命元素及阴离子，也包括某些有害金属元素及化合物。由于在pH5～9范围内，电导率和TDS含量大致成正比。因此，通过测定电导率来反映水中总溶解性固体的含量。
由图4可知，炭滤对电导率几乎没有去除效果，而纳滤脱盐效果明显，去除率达93.8%。
4)各处理单元对余氯的去除效果参见图5。
自来水中的余氯含量很高，经过活性炭过滤后余氯含量显著减少，说明活性炭对余氯去除效果明显，有利于保证后续膜工艺进水对余氯的要求。纳滤膜对余氯进一步进行去除，总的去除率在95%以上。
5)各处理单元对细菌总数的去除效果
自来水中的余氯含量很高，因此原水中的细菌总数很少。经过活性炭脱氯后，细菌总数增加。这是由于生长在活性炭表面的细菌依靠有机物繁殖而增多的缘故。纳滤(NE)，其截留分子量在80-1000的范围内，孔径为几纳米，过滤精度达到0.001um级，而最小细菌的尺寸约为0.3um左右，因此纳滤膜能100%地截留去除细菌。
结论：
活性炭对原水中的余氯和CODMn(有机污染物)有很好的去除效果。
纳滤膜可以去除浊度(悬浮颗粒)、CODMn(有机污染物)、TDS(无机离子)、余氯、细菌等各种对人体有害的物质，进行水质软化，同时还可以保留对人体有益的微量元素和矿物质。
