申请日2019.12.04
公开(公告)日2020.02.28
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及并公开了一种分散式饮用水深度处理方法，包括1)高位原水经格栅过滤，自由落差进入原水分流装置，依据浊度自动分流;2)低浊度水进入浸没式超滤膜装置净化处理，高浊度水先作降浊度预处理，再进入超滤处理;3)超滤产水进入产水箱，利用高度落差自流进入用户。本发明还公布了实现上述方法的装置。本发明的一种分散式饮用水深度处理方法及装置，利用农村地理高度落差优势取水，原水分流装置对不同水质进行分流，对不同的水质进行针对性处理，出水水质高而稳定，也保障了超滤膜系统的长期稳定性，为设备的运行节省能耗，降低处理费用，将困扰多年的农村饮用水问题得以解决。
权利要求书
1.一种分散式饮用水深度处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)高位原水经格栅过滤，过滤水自由落差自流进入原水分流装置，依据过滤水的浊度自动分流;
2)低于预设浊度值的分流水进入浸没式超滤膜装置净化处理，高于预设浊度值的分流水先进入絮凝斜管沉淀池作降浊度预处理，之后进入浸没式超滤膜装置净化处理;
3)步骤2)的超滤产水进入产水箱，利用高度落差自流进入用户。
2.根据权利要求1所述的一种分散式饮用水深度处理方法，其特征在于： 步骤1)所述的依据过滤水的浊度自动分流包括浊度测量和自动阀门分流。
3.根据权利要求1所述的一种分散式饮用水深度处理方法，其特征在于： 步骤2)所述预设的浊度值为30-50NTU。
4.根据权利要求1所述的一种分散式饮用水深度处理方法，其特征在于：步骤2)所述降浊度预处理包括絮凝和沉淀，其中絮凝时间为10~30min，沉淀水力停留时间20~40min。
5.根据权利要求1所述的一种分散式饮用水深度处理方法，其特征在于：步骤2)浸没式超滤膜装置净化处理采用虹吸产水或泵抽吸产水。
6.一种分散式饮用水深度处理装置，包括依次连接的取水装置(1)、浸没式超滤膜处理装置(4)、加药供水装置(5)，其特征在于：在取水装置(1)、浸没式超滤膜处理装置(4)之间还设置有原水分流装置(2)和絮凝斜管沉淀池(3)，取水装置(1)的出口与原水分流装置(2)进口连接，原水分流装置(2)的两路出口一路连接到絮凝斜管沉淀池(3)的进口，另一路连接到浸没式超滤膜处理装置(4)的第一进口，絮凝斜管沉淀池(3)的出口连接到浸没式超滤膜处理装置(4)的第二进口。
7.根据权利要求6所述的一种分散式饮用水深度处理装置，其特征在于：所述的取水装置(1)包括依次连接的蓄水池(6)和出水格栅(7)，原水分流装置(2)包括依次连接的进水浊度仪(8)和自动阀门(9)。
8.根据权利要求6所述的一种分散式饮用水深度处理装置，其特征在于：所述的絮凝斜管沉淀池(3)依次设置絮凝池和沉淀池，絮凝池依次设置为第一絮凝区(17)、第二絮凝区(18)和第三絮凝区(19)，沉淀池从下到上设置为污泥区(20)、布水区(21)、沉淀区(22)、澄清区(23)，第三絮凝区(19)设有排水口与布水区(21)相通，污泥区(20)内设有污泥浓度计(24)，三个絮凝区(17、18、19)与污泥区(20)底部均设置有排泥设施。
9.根据权利要求6所述的一种分散式饮用水深度处理装置，其特征在于：所述的浸没式超滤膜处理装置(4)包含浸没式超滤膜池(10)、排污装置(11)、曝气装置(12)、清洗加药装置(13)和反洗装置(14)，浸没式超滤膜池(10)的排污口与排污装置(11)的进口相连，浸没式超滤膜池(10)的进气口与曝气装置(12)相连，浸没式超滤膜池(10)的出水口与反洗装置(14)的进水口相连，清洗加药装置(13)的出药口与反洗装置(14)相连。
10.根据权利要求9所述的一种分散式饮用水深度处理装置，其特征在于：还包括产水汇集管(27)、出水虹吸管(28)、产水泵(29)、出水虹吸阀(30)、出水虹吸破坏阀(31)和产水箱(32)，产水汇集管(27)连接到浸没式超滤膜池(10)的产水口，出水虹吸管(28)与产水汇集管(27)连通，出水虹吸管(28)上设置有产水泵(29)和出水虹吸阀(30)，出水虹吸管(28)深入到产水箱(32)的底部，反洗装置(14)包括反洗管(33)、反洗泵(34)，反洗管(33)一端与产水箱(32)连接，另一端连接到出水虹吸管(28)，出水虹吸破坏阀(31)设置在反洗管(33)上。
11.根据权利要求6所述的一种分散式饮用水深度处理装置，其特征在于：还包括程序控制中心(25)、远程控制系统(26)，所述程序控制中心(25)与原水分流装置(2)、絮凝斜管沉淀池(3)、浸没式超滤膜处理装置(4)和加药供水装置(5)、远程控制系统(26)连接，远程控制系统(26)与集中控制平台或手机APP连接。
说明书
一种分散式饮用水深度处理方法及装置
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种分散式饮用水深度处理方法及装置。
背景技术
目前，全国正在实施“农村饮用水达标提标行动”。农村现有净化设施大部分以混凝沉淀、砂滤、无阀滤池等为主，水处理工艺简单，下雨天时，设备出水浑浊，化学药剂投加量大，设施陈旧，无应对水质波动措施，无法保障安全供水。
农村用水量一般为30~300吨/天，以村为单位建站，数量庞大，地理位置分散，城镇自来水厂管网无法延伸到这些地方，长期缺乏专业管理人员，设施闲置、报废率居高不下。雨季，泥沙增加，出现黄水;夏季，微生物繁殖、藻类爆发，出现臭水。
南方的农村饮用水水质状况调查结果表明，农村饮用水取水水源水质总体良好，出厂水和末梢水水质合格率较低，浊度、微生物指标超标是影响农村饮用水安全的主要因素。所以设置处理工艺时，主要针对浊度、微生物的去除，絮凝斜管沉淀池可以去除大部分浊度、浸没式超滤膜可以截留住微生物和小颗粒物质。
目前市场上有做单村水厂的企业，将山上的水源引入山下，储存在水池中，进水需要动力设施提供，工艺设计简单，没有考虑农村下雨天遇到高浊度浑水问题，单一的超滤膜处理设备，进水波动较大，不能稳定运行，设备运行过程中出现故障，也不能及时反馈信息，村民就会停水。
针对上述问题，有必要开发一种适用于农村无人值守、全自动化控制、低能耗的饮用水处理水厂，操作简单，运行成本低，对水中的浊度和微生物有良好的去除效果，保障饮用水卫生安全。
申请号为201810271820.2、201820425970.X专利公开了对农村饮用水处理方法和装置，显然对农村饮用水处理方式不合理，此种设备无法稳定长时间运行，无法抵抗下雨天高负荷浊度的原水，同时进水和供水都需要动力设备提供，运行能耗高，不经济实用。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种针对不同水质，均能稳定有效地去除水中的浊度、微生物，出水水质高而稳定，且进水和供水无需动力设备，能耗低，运行稳定的分散式饮用水深度处理方法及装置。
为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：
一种分散式饮用水深度处理方法，包括如下步骤：
1)高位原水经格栅过滤，过滤水自由落差自流进入原水分流装置，依据过滤水的浊度自动分流;采用格栅过滤可对原水中携带的树叶、杂草、大颗粒物质进行截留，防止管道堵塞，利用高度落差优势进水，无需安装进水泵，节省能耗，也免去繁杂的日常维护。依据过滤水的浊度自动分流可将不同浊度的水进行不同的处理，维护整个水处理过程的稳定性和有效性。
2)低于预设浊度值的分流水进入浸没式超滤膜装置净化处理，高于预设浊度值的分流水先进入絮凝斜管沉淀池作降浊度预处理，之后进入浸没式超滤膜装置净化处理;浊度高的原水如果格栅过滤后直接进入浸没式超滤膜处理装置，水体中的悬浮物和胶体会堵塞超滤膜丝表面的孔径，如果要恢复产水通量，则需要对膜表面进行频繁的化学清洗，将会大大缩短膜使用寿命。设计絮凝斜管沉淀池可以将大部分格栅过滤水浊度沉降去除，低浊度水进入浸没式超滤膜装置处理，减轻膜处理负荷，延长使用周期，提供稳定出水，特别适用于频繁、长时间下雨地区。
3)步骤2)的超滤产水进入产水箱，利用高度落差自流进入用户。利用农村地理高度差供水，无需供水泵供水，节省能耗。
作为优选，步骤1)所述的依据过滤水的浊度自动分流包括浊度测量和自动阀门分流。浊度测量后根据不同浊度控制自动阀门的两个出水口的一个打开，另一个关闭，自动化程度高，控制可靠。
作为优选，步骤2)所述预设的浊度值为30-50NTU。该预设浊度值既能达到稳定优质供水，又能避免不必要的絮凝沉淀，节约成本。
作为优选，步骤2)所述降浊度预处理包括絮凝和沉淀，其中絮凝时间为10~30min，沉淀水力停留时间20~40min。絮凝剂在絮凝区充分混合均匀，形成大颗粒矾花，在沉淀区将大部分悬浮物沉降去除，浊度减小，保证进入浸没式超滤膜装置中水的负荷降低。
作为优选，步骤2)所述的浸没式超滤膜装置使用的中空纤维膜过滤精度0.01~0.1um;中空纤维膜对浊度、颗粒物、微生物的截留效果是很高的，可以保证出水浊度小于0.2NTU，完全满足生活饮用水卫生标准。
作为优选，步骤2)浸没式超滤膜装置净化处理采用虹吸产水或泵抽吸产水。虹吸产水方式可以节省产水泵的长时间运行，运行能耗降低大大降低。运行时间长，反洗时间短，提高了系统水回收率。
一种分散式饮用水深度处理装置，包括依次连接的取水装置、浸没式超滤膜处理装置、加药供水装置，在取水装置、浸没式超滤膜处理装置之间还设置有原水分流装置和絮凝斜管沉淀池，取水装置的出口与原水分流装置进口连接，原水分流装置的两路出口一路连接到絮凝斜管沉淀池的进口，另一路连接到浸没式超滤膜处理装置的第一进口，絮凝斜管沉淀池的出口连接到浸没式超滤膜处理装置的第二进口。原水分流装置和絮凝斜管沉淀池将浊度高的进水分流后单独进行预处理降低浊度后再进入后续超滤处理，降低超滤装置运行负荷，保证整个装置稳定运行。
作为优选，所述的所述的取水装置包括依次连接的蓄水池和出水格栅，原水分流装置包括依次连接的进水浊度仪和自动阀门。蓄水池为高位蓄水池，重力落差自流，节省能耗。
作为优选，所述的絮凝斜管沉淀池依次设置絮凝池和沉淀池，絮凝池依次设置为第一絮凝区、第二絮凝区和第三絮凝区，沉淀池从下到上设置为污泥区、布水区、沉淀区、澄清区，第三絮凝区设有排水口与布水区相通，污泥区内设有污泥浓度计，三个絮凝区与污泥区底部均设置有排泥设施。三个絮凝区可分别采用通向折板絮凝、异向折板絮凝、平板絮凝，污泥区内污泥浓度根据预设值进行智能控制排泥措施，逐步絮凝排泥，充分沉淀澄清，浊度降低，效果显著。
作为优选，所述的浸没式超滤膜处理装置包含浸没式超滤膜池、排污装置、曝气装置、清洗加药装置和反洗装置，浸没式超滤膜池的排污口与排污装置的进口相连，浸没式超滤膜池的进气口与曝气装置相连，浸没式超滤膜池的出水口与反洗装置的进水口相连，清洗加药装置的出药口与反洗装置相连。曝气装置产生压缩空气通入超滤膜池内，超滤膜池底部产生大量均匀气泡对膜池内的超滤膜进行冲刷，使超滤膜丝之间相互抖动摩擦，剥离膜表面附着的胶体、悬浮物等，维护超滤膜丝表面清洁，稳定运行。超滤膜的产水和化学清洗药剂通过反洗装置和清洗加药装置进入超滤膜丝内部，进行反向冲洗和浸泡，对膜表面的污染物进行去除，恢复产水通量，稳定运行。
作为优选，还包括产水汇集管、出水虹吸管、产水泵、出水虹吸阀、出水虹吸破坏阀和产水箱，产水汇集管连接到浸没式超滤膜池的产水口，出水虹吸管与产水汇集管连通，出水虹吸管上设置有产水泵和出水虹吸阀，出水虹吸管深入到产水箱的底部，反洗装置包括反洗管、反洗泵，反洗管一端与产水箱连接，另一端连接到出水虹吸管，出水虹吸破坏阀设置在反洗管上。产水泵泵上少量产水，之后由出水虹吸管配合出水虹吸阀对浸没式超滤膜提供负压，使膜池中的水依次进入产水汇集管、出水虹吸管进入产水箱，当出水虹吸破坏阀开启，空气进入出水虹吸管，负压消失，则停止产水。利用虹吸原理进行产水，可以节约能耗。当然也可以不使用虹吸产水，利用产水泵抽吸产水，功率可以控制。
作为优选，还包括程序控制中心、远程控制系统，所述程序控制中心与原水分流装置、絮凝斜管沉淀池、浸没式超滤膜处理装置和加药供水装置、远程控制系统连接，远程控制系统与集中控制平台或手机APP连接。设备上所有的仪表数据都可通过程序控制中心上传到远程控制系统，当出现故障时，集中控制平台或手机APP上会接收到设备状况信息，实现无人值守模式。
本发明的一种分散式饮用水深度处理方法及装置，利用农村地理高度落差优势取水，原水分流装置对不同水质进行分流，对不同的水质进行针对性处理，出水水质高而稳定，也保障了超滤膜系统的长期稳定性，为设备的运行节省能耗，降低处理费用，将困扰多年的农村饮用水问题得以解决。（发明人洪海云;何启越;柏金标;毛宁;包进锋）
