申请日2019.12.10
公开(公告)日2020.04.07
IPC分类号C02F9/04; C02F1/52; C02F1/44; C02F101/20; C02F101/30
摘要
本发明属于水处理技术领域，具体为一种给水厂反冲洗废水处理回用系统。本发明针对高污染物给水厂反冲洗废水回用处理，主要包括反冲洗水调节池、混凝池、超滤处理池、纳滤处理池和膜处理污水收集池;通过超滤处理池的中空纤维超滤膜组件去除悬浮固体、胶体物质、有机物、致病微生物等;通过纳滤膜处理池中的纳滤膜组件，进一步截留水中的悬浮固体、有机物和致病微生物，减少出水微生物指标和铁、锰等重金属，保证出水安全性;超滤膜和纳滤膜处理浓水进入污水收集池进行统一处理和排放。本发明工艺简单、流程清晰、出水水质好，可直接回用至水厂制水工艺原水配水井;本发明对城市给水厂反冲洗废水处理回收具有重要意义。
权利要求书
1.一种给水厂反冲洗废水处理回用系统，其特征在于，包括：
用于收集和调节给水厂反冲洗废水的反冲洗水调节池(1);
设置于反冲洗水调节池(1)后的絮凝池(5);
潜污泵(2)、加药泵(3)、药箱(4);潜污泵(2)用于将反冲洗水抽至絮凝池(5)，并在进水管道中通过加药泵(3)将药箱(4)中的絮凝剂添加到絮凝池(5);
设置于絮凝池(5)后的超滤膜池(6)，超滤膜池(6)中间设置有浸没式中空超滤膜组件，浸没式中空超滤膜组件通过潜水轴流泵加压抽滤出水;
用于承接超滤膜池出水和纳滤膜池进水的中间水箱(7);
设置于中间水箱(7)后的纳滤膜池(8)，纳滤膜池(8)中间设置有浸没式中空纳滤膜组件，浸没式中空超滤膜组件通过潜水轴流泵加压抽滤出水;
用于收集超滤膜和纳滤膜处理产生的浓水的污水收集池(10);
用于超滤膜和纳滤膜反冲洗的反冲洗水箱(11)。
2.根据权利要求1所述的给水厂反冲洗废水处理回用系统，其特征在于，处理回用流程为：给水厂反冲洗废水进入调节池(1)，在调节池(1)进行水量调节后，通过潜污泵(2)将反冲洗水抽至絮凝池(5)，并在进水管道中通过加药泵(3)将药箱(4)中的聚硫氯化铝絮凝剂添加到絮凝池(5)，发生混凝过程，产生大量矾花;絮凝池(5)出水重力流至超滤膜处理池(6);超滤膜池(6)中的浸没式中空超滤膜组件完成超滤膜过滤过程后，通过潜水轴流泵进行膜出水;超滤膜池(6)出水进入中间水箱(7);纳滤膜池(8)由中间水箱(7)进水并通过纳滤膜池(8)中设置的浸没式中空纳滤膜组件完成纳滤膜过滤过程;纳滤膜池(8)出水进入回流水池(9)，送至给水厂制水工艺原水配水井;超滤膜和纳滤膜处理产生的浓水通过设置的管道进入污水收集池(10)以进一步污泥处置;反冲洗水箱(11)为超滤膜池(6)和纳滤膜池(8)提供反冲洗水。
3.根据权利要求1所述的给水厂反冲洗废水处理回用系统，其特征在于，投加的聚硫氯化铝浓度需控制在15-20mg/L。
4.根据权利要求书1所述的给水厂反冲洗废水处理回用系统，其特征在于，所述超滤膜池中设置的浸没式中空超滤膜组件和纳滤膜池中设置的浸没式中空纳滤膜组件，其过滤周期为30-120min;每次运行周期出水结束后进行一次物理反冲洗，反冲洗水从反冲洗水箱11回流至膜处理单元，5-6天进行化学反冲洗一次，在物理反冲管路中途加次氯酸钠，浸泡30-40min后排空膜池，重新进水过滤。
说明书
一种给水厂反冲洗废水处理回用系统
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种给水厂反冲洗废水处理回用系统。
技术背景
给水厂在生产饮用水的同时也会产生大量的生产废水，即排泥水和反冲洗废水。反冲洗废水具有高悬浮物、高有机物、高重金属的特点，较难进行处理，且水量较大，反冲洗废水量约占水厂制水工艺用水的3%-7%。在20世纪80年代以前，我国给水厂排泥水和反冲洗废水以直接排放为主。随着经济的发展，直接排放的排泥水和反冲洗废水对环境的污染问题越来越受到社会的关注。因此，80年代后我国陆续开展生产废水处理工作，到目前为止我国大部分水厂已初步建立反冲洗废水处理和回用构筑物，但部分小城镇的给水厂反冲洗废水仍为直接排放。已建立的反冲洗废水处理和回用工艺主要为预浓缩后上清液排放或回用，预浓缩池底部污泥和排泥水一起进行浓缩，上清液排放或回用，浓缩池底部污泥经脱水后泥饼外运。但随着水资源的日趋紧张，反冲洗废水的处理排放已经不能满足当代环保和社会的需求，反冲洗废水的回用也逐步受到人们的关注。
反冲洗废水中主要污染物为悬浮固体、胶体物质、有机物、重金属和微生物。由于经过常规处理工艺，污染物进一步浓缩，污染物的含量水平高、种类多，因此对反冲洗废水的回用应更加注重水质安全性。絮凝工艺可快速有效的去除水中的悬浮固体、胶体物质、大分子有机物，此外部分重金属还可被凝聚产生的矾花截留吸附而去除。超滤在水回用工艺中应用也较多，可以去除水中剩余的固体颗粒、有机物和致病微生物等，且超滤出水浊度基本为零。纳滤可以进一步去除超滤未去除的固体颗粒、有机物和微生物，尤其对超滤不能去除的重金属有较好的处理效果。本发明基于混凝和膜过滤原理，采用混凝-超滤-纳滤联合工艺对给水厂反冲洗废水进行回用处理，其出水水质好，运行方便，便于检修，无污染。本发明十分符合我国给水厂生产废水处理中的节能环保、无污染、实现近零排放的要求。
发明内容
本发明的目的在于所要提供一种对固体颗粒、有机物、重金属和致病微生物去除能力强、占地面积小、管理方便、运行成本低、出水水质好的给水厂反冲洗废水处理回用系统。
本发明设计的给水厂反冲洗废水处理回用系统，是针对高固体颗粒、高有机物和高重金属的给水厂反冲洗水回用处理，包括通过絮凝增强对悬浮固体、胶体物质、大分子有机物和部分重金属进行去除;通过超滤膜组件实现有机物、固体颗粒和致病微生物的去除，保证出水水质安全性;通过纳滤膜组件进一步去除剩余的有机物、固体颗粒、致病微生物和重金属等，进一步保证出水水质安全性。
本发明设计的给水厂反冲洗废水处理回用系统，其结构如图1所示，系统包括：
用于收集和调节给水厂反冲洗废水的反冲洗水调节池1;
设置于反冲洗水调节池1后的絮凝池5;
潜污泵2、加药泵3、药箱4;潜污泵2用于将反冲洗水抽至絮凝池5，并在进水管道中通过加药泵3将药箱4中的絮凝剂添加到絮凝池5;
设置于絮凝池5后的超滤膜池6，超滤膜池6中间设置有浸没式中空超滤膜组件，浸没式中空超滤膜组件通过潜水轴流泵加压抽滤出水;
用于承接超滤膜池出水和纳滤膜池进水的中间水箱7;
设置于中间水箱7后的纳滤膜池8，纳滤膜池8中间设置有浸没式中空纳滤膜组件，浸没式中空超滤膜组件通过潜水轴流泵加压抽滤出水;
用于收集超滤膜和纳滤膜处理产生的浓水的污水收集池10;
用于超滤膜和纳滤膜反冲洗的反冲洗水箱11。
本发明的给水厂反冲洗废水处理回用系统，其处理回用流程为：城市给水厂反冲洗废水进入调节池1，在调节池1进行水量调节后，通过潜污泵2将反冲洗水抽至絮凝池5，并在进水管道中通过加药泵3将药箱4中的聚硫氯化铝絮凝剂添加到絮凝池5，发生混凝过程，产生大量矾花;絮凝池5出水重力流至超滤膜处理池6;超滤膜池6中的浸没式中空超滤膜组件完成超滤膜过滤过程后，通过潜水轴流泵进行膜出水;超滤膜池6出水进入中间水箱7;纳滤膜池8由中间水箱7进水并通过纳滤膜池8中设置的浸没式中空纳滤膜组件完成纳滤膜过滤过程;纳滤膜池8出水进入回流水池9，送至给水厂制水工艺原水配水井(即回收利用);超滤膜和纳滤膜处理产生的浓水通过设置的管道进入污水收集池10以进一步污泥处置;反冲洗水箱11为超滤膜池6和纳滤膜池8提供反冲洗水。
本发明中，聚硫氯化铝絮凝剂投加量控制在15-20 mg/L为宜，优选投加浓度为15-18 mg/L，最优投加浓度为16mg/L;试验表明，此运行参数下形成的矾花较好，对反冲洗水的浊度、有机物、部分重金属和致病微生物去除效果良好。
本发明中，所述超滤膜池中设置的浸没式中空超滤膜组件和纳滤膜池中设置的浸没式中空纳滤膜组件，其过滤周期为30-120min;每次运行周期出水结束后进行一次物理反冲洗，反冲洗水从反冲洗水箱11回流至膜处理单元，5-6天进行化学反冲洗一次，在物理反冲管路中途加次氯酸钠，浸泡30-40min后排空膜池，重新进水过滤。
本发明中，所述的超滤膜池6中发生超滤膜过滤过程，具体为反冲洗废水经调节池水量调节后进入絮凝池完成絮凝过程，经过絮凝池5处理后的水重力流至超滤膜池6，经过絮凝预处理，提高了超滤膜对浊度、有机物、部分重金属和致病微生物的去除效果，对膜污染也有一定的改善作用。
本发明中，超滤膜过滤后的反冲洗废水进入中间水箱7，中间水箱对超滤膜处理后的水起到缓冲调节作用，并在纳滤膜池8运行周期开始后向其中设置的浸没式中空纳滤膜组件进水。
本发明中，所述的纳滤膜池8中发生纳滤膜过滤过程，其中设置的浸没式中空纳滤膜组件主要起到过滤作用，经过超滤膜池6处理后的水大部分有机物、致病微生物已被有效拦截，纳滤膜处理可进一步去除固体颗粒、有机物和致病微生物，减少出水微生物指标和铁、锰等重金属，保证出水安全性。而经过絮凝-超滤处理后，纳滤膜池进水水质得到明显优化，对纳滤膜污染贡献较大的物质被部分去除，对纳滤膜的正常运行和寿命的延长具有促进作用。
本发明中，超滤膜池6和纳滤膜池8处理产生的浓水经管道收集到污水收集池10，结合给水厂实际条件，可将污水收集池中膜处理浓水排入排泥水调节池一同处理。
本发明有益效果：本发明在调节池后、超滤膜池前设置絮凝池，通过絮凝工艺，提高了超滤膜对浊度、有机物、部分重金属和致病微生物的去除效果，对膜污染也有一定的改善作用，整个工艺流程的效果和寿命大幅提高。通过浸没式中空纤维超滤膜组件实现固体颗粒，有机物和致病微生物的去除，出水浊度基本为零，保证出水水质安全性。在超滤膜池之后设置中间水箱，对后续纳滤膜处理起到缓冲和调节作用。在中间水箱后设置纳滤膜池，进一步去除水中剩余的固体颗粒、有机物和致病微生物，减少出水微生物指标和铁、锰等重金属含量，进一步保证出水安全性，使回用水池中的水质达到回用要求。与传统给水厂反冲洗水处理工艺相比，本发明出水水质好，基本无污染物排放、可实现反冲洗水的回用(回水达到地表水3类水水质标准)，且絮凝-超滤-纳滤联用不仅对反冲洗废水处理效率较高，而且使用寿命长，絮凝和超滤对后续的纳滤膜具有保护作用，改善了膜污染问题，具有广泛的环保、经济效益和应用前景。（发明人安东;胡跃;钱云坤）
