專利名稱：濾池反沖洗水回收處理方法及其膜濾系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種濾池反沖洗水回收處理領域。具體涉及一種濾池反沖洗水回收處 理方法及其膜濾系統。
背景技術：
隨著城市建設和環境保護事業的不斷發展，供水廠所排出的生產廢水對環境的污 染越來越引起人們的關注。不斷增長的水資源壓力使得水廠生產廢水回用成為主流。供水 廠排泥水處理在國內起步較晚，因此目前我國地表水廠擁有排泥水處理與回收再利用設施 的還不足5%，新建水廠都趨向于增設回收設施。在凈水廠中廢水再生回用節約了淡水資 源，具有保護環境的顯著優點。供水廠反沖洗水約占水廠產水量的_5%，回收處理這部分水具有節約水資源 和保護環境的雙重意義。目前國內設有回收工藝的水廠通常將反沖洗水直接回收至水廠前 端，并與水廠原水混合后處理，這種做法對水廠主流程會產生沖擊負荷，同時由于回收池上 清液中仍含有較多有機物、微生物及重金屬，因此存在水質安全風險。
發明內容
為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供一種可以有效提高濾池反沖洗 水回用的水質安全性并降低主工藝的凈水負荷的濾池反沖洗水回收處理方法及其膜濾系 統。本發明解決現有技術問題所采用的技術方案為濾池反沖洗水回收處理方法，所 述濾池反沖洗水回收處理方法依次包括第一步.預處理過程去除濾池反沖洗水的濁度和顆粒；第二步.膜濾過程利用微濾膜或超濾膜進一步攔截顆粒物和微生物；第三步.消毒過程采用紫外線消毒。根據本發明的一優選技術方案在所述第一步前，進一步包括在濾池反沖洗水中 添加混凝劑的過程，所述混凝劑為聚合氯化鋁，投量為10 50mg/L，混凝時間彡30min。根據本發明的一優選技術方案所述第二步的過濾程序采用錯流過濾方式；所述 錯流方式是將待處理液的一部分過濾，而另一部分則進行回流，回流部分形成濃水；回流部 分的待處理液在膜組件里沿著膜表面流動，形成切向流速，同時由于透過膜的水在膜組件 流道內與膜表面形成垂直向的流速，與切向流速形成紊流或過渡流態。根據本發明的一優選技術方案所述第二步進一步包括氣水雙洗程序和/或大 水量反洗程序；所述氣水雙洗程序利用反洗泵從產水罐抽取產水，反向泵入膜組件，與此同 時，在膜組件的料液入口端鼓入壓縮空氣，以對膜表面進行震蕩清洗，使膜纖維相互摩擦， 沖洗所產生的污物從排污口排出；所述大水量反洗程序利用反洗泵，用不同的水流量浸泡 沖洗膜纖維，污物從排污口排出。根據本發明的一優選技術方案所述第三步采用紫外線的紫外通量為10 95mJ/
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cm 。根據本發明的一優選技術方案所述第三步采用紫外線的波長為240 290nm。為了解決現有技術問題，本發明還提供了一種膜濾系統，包括反洗水泵、反洗水 罐，膜組件、潛水泵、進水罐及進水泵；潛水泵設于濾池內，所述系統利用潛水泵把反沖洗水 泵入進水罐，由進水泵從進水罐取水，送入膜組件進行過濾處理；經過濾后清水的一部分進 入反洗水罐中參與反洗過程并由反洗水泵反向泵入膜組件，對膜組件進行清洗。根據本發明的一優選技術方案膜組件的料液入口端設有壓力罐和空壓機，在反 沖洗過程中，同時利用壓力罐和空壓機向膜組件鼓入壓縮空氣，在膜的表面反復震動，對膜 組件進行清洗。根據本發明的一優選技術方案于所述反洗水泵與膜組件的通路上設有加藥罐， 所述加藥罐端口處設有加藥泵。根據本發明的一優選技術方案膜組件的膜的孔徑小于0. 2 y m。本發明技術中濾池反沖洗水回收處理方法出水水質穩定，可直接回用到清水池或 深度處理工藝前端，不僅提高了水廠濾池反沖洗水回用的水質安全性，而且減少了回收水 直接回用到水廠主工藝安全風險的影響。反沖洗水的回收率可達95% ；而且提高了水廠濾 池反沖洗水回用的水質安全性，降低了主工藝的凈水負荷。
圖1是膜濾系統工藝流程簡圖；圖2是產水流量與跨膜壓力的變化情況；圖3是各類病原微生物滅活率為41og所需的紫外通量(mj/cm2)。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明進行說明本發明所述濾池反沖洗水回收處理方法，包括A 預處理過程、B 膜濾過程、C 消 毒過程。所述A 預處理過程的目的是為了去除顆粒物，減少進入后續單元中污染物的負 荷。其既可用于間歇回收方式也可用于連續回收方式，較為常用的方法為沉淀法、微砂輔助 沉淀法或者氣浮法。預處理過程可以單獨使用，但當單獨使用沉淀效果不佳時，可在預處理 時添加混凝劑，其目的是有助于提高分離效果。實踐證明，預處理運用得當，可獲得滿意的 濁度和顆粒去除率，包括兩蟲。本發明優選混凝劑為聚合氯化鋁，其投放量為10-50mg/L，混 凝時間不超過30min ；其中，預處理的方法可采用沉淀法、微砂輔助沉淀法或者氣浮單元法，其中預處理 過程的時間可以根據進水情況和處理設施的容積進行控制，獲得滿意的濁度和顆粒去除 率，包括兩蟲、消毒副產物前驅物質等污染物也能被去除。根據不同地區，不同水廠和不同 的水質情況，適宜的處理工藝也可能各不相同，但一般情況下，沉淀法主要應用平流式沉淀 池、澄清池、瀉湖、斜板(管)沉淀池等等；微砂輔助沉淀法，往往用于沒有足夠空間建平流 沉淀池而又需要澄清的場合，通過添加微砂輔助沉淀過程的進行，微砂可分離并重復使用。 氣浮法是空氣以微氣泡的形式釋放出來，將密度接近于水的固體或液體污染物微粒粘附在氣泡上，上浮至水面的方法。B過程所述的膜濾過程如圖1所示。圖中，1-潛水泵，2-進水罐，3-進水泵，4-氣 動閥，5-壓力罐，6-空壓機，7-加藥罐，8-加藥泵，9-反洗水泵，10-反洗水罐，11-電磁流量 計，12-流量計，13-膜組件。
膜濾過程分為過濾過程和反洗過程。其中，過濾方式采用錯流過濾方式，即將待處 理液的一部分過濾，而另一部分則進行回流，回流部分就形成了濃水。回流部分的待處理液 在膜組件13里沿著膜表面流動，形成切向流速，同時由于透過膜的水在膜組件13流道內與 膜表面形成垂直向的流速，通常會與切向流速形成紊流或過渡流態。反洗過程通過依次采 用氣水雙洗、大流量水反洗和排污過程實現。最好過濾20分鐘后開始反洗過程。反洗過程 中的氣水雙洗和大流量水反洗這兩種反洗流程為1)氣水雙洗程序進行過程中，反洗水泵 9從反洗水罐10抽取產水，反向泵入膜組件13。與此同時，通過設置在在膜組件13的料液 入口端的壓力罐5和空壓機6鼓入壓縮空氣，以對膜表面進行震蕩清洗，使膜纖維相互摩 擦，沖洗所產生的污物(如液體與空氣)就從排污口排出。2)大水量反洗程序沿用氣水雙 洗程序中所使用的反洗水泵9，在控制系統的協調下轉換閥門的開啟與關閉，用不同的水流 量浸泡沖洗膜纖維。污物還是從排污口排出。本發明所提供的一種膜濾系統的工作流程為潛水泵1把反沖洗水泵入進水罐2， 進水泵3再從進水罐2取水，送入膜組件13進行過濾。反沖洗水在膜組件13內被分成兩 股，一股為濃水，將延管道回流到進水罐2中，而另一股則通過膜絲成為產水進入反洗水罐 10中。清水的一部分將參與到反洗系統中，由設置在反洗水罐10處的反洗水泵9反向泵 入膜組件13，用于對膜組件13的清洗。所述膜組件13可以采用膜的孔徑一般小于0. 2μπι 的微濾膜或超濾膜，即可充分發揮其截留作用，實現對顆粒物和微生物的攔截。膜濾系統的跨膜壓力和產水流量較穩定，維持在12. 2 13. 2m3/hr之間，跨膜壓 力維持在0.06MPa左右。具體產水流量和跨膜壓力的波動如圖2所示。在經過預處理之后 的膜濾機組基本上可以保持較穩定的運行狀態，膜組件的跨膜壓力和產水流量波動不大。實踐證明，整個過程中膜濾出水的水質較好，濁度小于0. INTU ；高錳酸鹽指數在 1. Omg/L左右；細菌總數IO3 107CUF/ml的膜濾進水，出水維持在小于3CFU/ml ；賈第蟲及 隱孢子蟲被完全去除。c步驟所述紫外消毒過程。所用紫外光波長集中在240-290nm的范圍內。由于紫外 線消毒單元對懸浮物和濁度沒有顯著的去除效果，而膜濾能對SS進行有效的去除，因此， 紫外線消毒單元應用在膜濾單元之后可以有效地對細菌等微生物進行滅活，對于來自砂濾 池和炭濾池的反沖洗水的回用更有意義。紫外線消毒對水中一些頑固的有害微生物，如隱 性孢子菌(Cryptosporidium)、藍氏賈地鞭毛蟲(Giardia lamblia)、軍團菌(Legionella pneumophila)、沙門氏菌(Salmonella spp.)等，具有良好的滅活效果，如圖3所示。本發明所述系統的運行成本主要由四部分組成——電耗、藥劑費用、膜更換費 用和紫外線燈更換費用組成。經過綜合測算后電耗、藥劑費用、膜更換費用和紫外線燈 更換費用，試驗運行成本為噸水0. 50元人民幣，相對于實際工程應用中的運行成本， 這是偏高的。以水源水0. 80元/噸計算，排泥水水量有2000 3000m3/d，通過本發 明所提供方法對反沖洗水回收處理，在降低凈水安全風險的同時，水回收率按95%計， ((0. 8 X 0. 97 X 3000-0. 50 X 3000) X 365 = 28. 5 萬元 / 年)，每年可節約 28. 5 萬元 / 年且以上，節水和創收效果顯著，所帶來的環境效益和社會效益更是巨大。實踐證明，盡管膜過濾工藝運行成本要高，但出水水質穩定，可直接回用到清水池 或深度處理工藝前端，不僅提高了水廠濾池反沖洗水回用的水質安全性，而且減少了回用 對水廠主工藝的影響，并降低了綜合運行成本。以上內容是結合具體的優選技術方案對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在 不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的 保護范圍。
權利要求
濾池反沖洗水回收處理方法，其特征在于所述濾池反沖洗水回收處理方法依次包括A.預處理過程去除濾池反沖洗水的濁度和顆粒；B.膜濾過程利用微濾膜或超濾膜進一步攔截顆粒物和微生物；C.消毒過程采用紫外線消毒。
2.根據權利要求1所述的濾池反沖洗水回收處理方法，其特征在于在所述A過程前， 進一步包括在濾池反沖洗水中添加混凝劑的過程，所述混凝劑為聚合氯化鋁，投量為10 50mg/L，混凝時間彡30min。
3.根據權利要求1所述的濾池反沖洗水回收處理方法，其特征在于所述B過程的過 濾程序采用錯流過濾方式；所述錯流方式是將待處理液的一部分過濾，而另一部分則進行 回流，回流部分形成濃水；回流部分的待處理液在膜組件里沿著膜表面流動，形成切向流 速，同時由于透過膜的水在膜組件流道內與膜表面形成垂直向的流速，與切向流速形成紊 流或過渡流態。
4.根據權利要求1所述的濾池反沖洗水回收處理方法，其特征在于所述B過程進一 步包括氣水雙洗程序和/或大水量反洗程序；所述氣水雙洗程序利用反洗泵從產水罐抽 取產水，反向泵入膜組件，與此同時，在膜組件的料液入口端鼓入壓縮空氣，以對膜表面進 行震蕩清洗，使膜纖維相互摩擦，沖洗所產生的污物從排污口排出；所述大水量反洗程序利 用反洗泵，用不同的水流量浸泡沖洗膜纖維，污物從排污口排出。
5.根據權利要求1所述的濾池反沖洗水回收處理方法，其特征在于所述C過程采用 紫外線的紫外通量為10 95mJ/cm2。
6.根據權利要求1所述的濾池反沖洗水回收處理方法，其特征在于所述C過程采用 紫外線的波長為240 290nm。
7.一種膜濾系統，其特征在于所述膜濾系統包括反洗水泵(9)、反洗水罐(10)，膜組 件(13)、潛水泵(1)、進水罐(2)及進水泵(3)；潛水泵(1)設于濾池內，所述系統利用潛水 泵(1)把反沖洗水泵入進水罐(2)，由進水泵(3)從進水罐(2)取水，送入膜組件(13)進 行過濾處理；經過濾后清水的一部分進入反洗水罐(10)中參與反洗過程并由反洗水泵(9) 反向泵入膜組件(13)，對膜組件(13)進行清洗。
8.根據權利要求7所述的膜濾系統，其特征是所述膜組件(13)的料液入口端設有壓 力罐(5)和空壓機(6)，在反沖洗過程中，同時利用壓力罐(5)和空壓機(6)向膜組件(13) 鼓入壓縮空氣，在膜的表面反復震動，對膜組件(13)進行清洗。
9.根據權利要求7所述的膜濾系統，其特征在于于所述反洗水泵(9)與膜組件(13) 的通路上設有加藥罐(7)，所述加藥罐(7)端口處設有加藥泵(8)。
10.根據權利要求7所述的膜濾系統，其特征在于所述膜組件(13)的膜的孔徑小于 0. 2 li m。
全文摘要
本發明公開了一種濾池反沖洗水回收處理方法及其膜濾系統。所述濾池反沖洗水回收處理方法包括第一步、預處理過程，第二步、膜濾過程，第三步、消毒過程。一種膜濾系統，所述系統利用潛水泵把反沖洗水泵入進水罐，由進水泵從進水罐取水，送入膜組件進行過濾處理；經過濾后清水的一部分進入反洗水罐中參與反洗過程并由反洗水泵反向泵入膜組件，并通過設置在膜組件的料液入口端的壓力罐和空壓機鼓入壓縮空氣，對膜組件清洗。本發明不僅提高了水廠濾池反沖洗水回用的水質安全性，而且減少了回收水直接回用到水廠主工藝安全風險的影響。反沖洗水的回收率達95％；且提高了水廠濾池反沖洗水回用的水質安全性，降低了主工藝的凈水負荷。
文檔編號C02F9/08GK101863577SQ201010186949
公開日2010年10月20日 申請日期2010年5月28日 優先權日2010年5月28日
發明者劉茜, 尤作亮, 張金松, 楊海燕, 范愛麗, 陳益清 申請人:深圳市水務(集團)有限公司