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一種高藻源水中藻毒素及嗅味物質(zhì)的去除方法

閱讀:423發(fā)布:2021-12-26

專利匯可以提供一種高藻源水中藻毒素及嗅味物質(zhì)的去除方法專利檢索,專利查詢,專利分析的服務(wù)。并且一種高藻 水 源水中藻毒素及嗅味物質(zhì)的去除方法屬 水處理 領(lǐng)域。其特征在于:應(yīng)用一體化粉末 活性炭 /沸石- 超濾 膜反應(yīng)器處理高藻水;所述的反應(yīng)器包括進(jìn)水控制系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、膜出水控制系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)和 反沖 洗系統(tǒng);當(dāng) 原水 藻細(xì)胞濃度≥100萬(wàn)個(gè)/L,或者 濁度 ≥5NTU,或者溶解性有機(jī) 碳 ≥5.0mg/L時(shí),進(jìn)水系統(tǒng)前還依次包括混合、絮凝、沉淀及過(guò)濾裝置;本 發(fā)明 采用較低通量(10~20L/m2·h),不但降低能耗,還可延長(zhǎng)超濾膜的使用壽命,減少反沖洗 頻率 和膜清洗次數(shù),降低后續(xù)維護(hù) 費(fèi)用 ;能夠在去除水中顆粒物、有機(jī)污染物、 氨 氮、兩蟲(chóng)、藻類、細(xì)菌及病毒的同時(shí),高效去除高藻水中藻毒素及嗅味物質(zhì)。,下面是一種高藻源水中藻毒素及嗅味物質(zhì)的去除方法專利的具體信息內(nèi)容。

1.一種高藻源水中藻毒素及嗅味物質(zhì)的去除方法,其特征在于:應(yīng)用外壓式超濾膜池進(jìn)行去除;
所述的外壓式超濾膜池包括進(jìn)水控制系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、膜出水控制系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)和反沖洗系統(tǒng);
所述進(jìn)水控制系統(tǒng)依次包括原水箱、提升以及恒位水箱,或者只包括恒位水箱,當(dāng)原水藻細(xì)胞濃度≥100萬(wàn)個(gè)/L,或者濁度≥5NTU,或者溶解性有機(jī)DOC≥5.0mg/L時(shí),在恒位水箱之前還依次包括混合裝置、絮凝裝置、沉淀裝置及過(guò)濾裝置;
所述的反應(yīng)系統(tǒng)是一體化粉末活性炭/沸石-超濾膜反應(yīng)器,后面簡(jiǎn)稱反應(yīng)器,反應(yīng)器內(nèi)安裝有浸沒(méi)式超濾膜組件,待處理水通過(guò)恒位水箱進(jìn)入反應(yīng)器,超濾膜組件以垂直方向完全浸沒(méi)于反應(yīng)器內(nèi),反應(yīng)器內(nèi)同時(shí)存在著由新鮮粉末活性炭、沸石到各種齡期的生物活性炭和生物沸石,利用粉末活性炭的物理吸附作用、沸石的吸附及離子交換作用、生物活性炭和生物沸石的生物降解作用,對(duì)進(jìn)水中氮、小分子量有機(jī)物、二甲基異片、土臭素和微囊藻毒素MC-LR進(jìn)行生物降解處理;
超濾膜組件出水端裝有壓傳感器抽吸泵組成膜出水控制系統(tǒng),跨膜壓差TMP數(shù)據(jù)傳至PLC控制系統(tǒng)并記錄,同時(shí)由抽吸泵、清水箱及管路組成反沖洗系統(tǒng);抽吸泵具有正反轉(zhuǎn)可逆功能,抽吸泵正轉(zhuǎn)時(shí),膜組件處于正常抽吸工作狀態(tài),當(dāng)膜組件跨膜壓差TMP低于
0.04MPa,不需要反沖洗,當(dāng)膜組件跨膜壓差TMP超過(guò)0.04MPa,控制抽吸泵反轉(zhuǎn),使清水箱中的清水反方向流過(guò)膜組件,進(jìn)行反沖洗;
反應(yīng)器底部設(shè)有穿孔曝氣管,通過(guò)設(shè)在反應(yīng)器外部的空氣泵進(jìn)行曝氣,為微生物代謝提供氣,同時(shí)促進(jìn)混合液的攪拌混合以及通過(guò)氣流清洗膜絲,其進(jìn)氣端經(jīng)氣體流量計(jì)連接空氣泵組成曝氣系統(tǒng),曝氣方式是連續(xù)曝氣或者是間歇曝氣;
反應(yīng)器的底部或側(cè)部下方裝有連接到排污池的排泥及其管路,組成排泥系統(tǒng),運(yùn)行中排泥維持反應(yīng)器內(nèi)兩種吸附劑總量為8~12g/L;
所述浸沒(méi)式超濾膜組件為浸沒(méi)式外壓中空纖維超濾膜組件,孔徑在0.01μm~0.1μm
2
范圍內(nèi),超濾膜組件運(yùn)行通量為10~20L/m·h,當(dāng)進(jìn)入反應(yīng)器原水濁度≤2NTU,或者吸附
2
劑總量≤9g/L,超濾膜組件運(yùn)行通量為15~20L/m·h;當(dāng)進(jìn)入反應(yīng)器原水濁度>2NTU,或
2
者吸附劑總量>9g/L,超濾膜組件運(yùn)行通量為10~14L/m·h。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:
反應(yīng)器中所投加粉末炭為改性粉末活性炭;粉末活性炭改性采用如下步驟:
a:將粉末活性炭過(guò)200目篩,經(jīng)水清洗至上清液無(wú)色,100℃~110℃下烘干23~25h;
b:配制離子質(zhì)量濃度為1.0~5.0g/L的硫酸銀溶液,每克母炭中加入1.5ml~
2.0ml的硫酸銀溶液,攪拌使溶液充分浸漬到母炭中,室溫下靜置4h,于35℃~45℃下老化
4h,55℃~65℃下老化2h,75℃~85℃下老化0.5h,然后于100℃~120℃下烘干過(guò)夜,直至恒重,得到載銀比為0.5~1%的活性炭;
c:將所述步驟b中得到的載銀比為0.5~1%的活性炭放入爐中,通過(guò)氮?dú)獗Wo(hù),升溫速度為3℃~5℃/min,在300~500℃條件下,焙燒2~3小時(shí),當(dāng)溫度降到65℃~75℃后,取出并自然冷卻,即得所需的載銀活性炭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:超濾膜組件材質(zhì)是聚偏氟乙烯,聚氯乙烯或者聚砜的超濾膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:
3 2
曝氣方式是連續(xù)曝氣時(shí)曝氣量為10~12m/m·h,或者是間歇曝氣時(shí)曝1~1.5min/
3 2
停4~4.5min,曝氣量為35~40m/m·h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:反應(yīng)器中所投加沸石粒徑為200目。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:絮凝裝置投加的混凝劑是聚合氯化、硫酸鋁、氯化、聚合硫酸鐵中的一種,或者是硫酸鋁與助凝劑聚丙烯酰胺、活化酸或生石灰的同時(shí)投加。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:
所述的粉末活性炭和沸石的間歇性投加方法為:開(kāi)始運(yùn)行時(shí),一次性投加改性活性碳5~8g/L,沸石3~4g/L,當(dāng)進(jìn)入反應(yīng)器原水中土臭素或二甲基異冰片≥30ng/L,或MC-LR≥10μg/L時(shí),改性活性炭選用較大值7~8g/L;當(dāng)進(jìn)入反應(yīng)器原水中土臭素或二甲基異冰片<30ng/L,或微囊藻毒素MC-LR<10μg/L時(shí),選用較小值5~6g/L;穩(wěn)定運(yùn)行后即氨氮去除率≥80%,DOC去除率≥30%,粉末炭及沸石的生物凈水作用已形成,每隔24~
48h投加新鮮改性活性碳0.5~0.8g/L,沸石0.3~0.4g/L,當(dāng)進(jìn)入反應(yīng)器原水中土臭素或二甲基異冰片≥30ng/L,或微囊藻毒素MC-LR≥10μg/L時(shí),改性活性炭選用較大值0.7~
0.8g/L,間隔時(shí)間24h;當(dāng)進(jìn)入反應(yīng)器原水中土臭素或二甲基異冰片<30ng/L,或微囊藻毒素MC-LR<10μg/L時(shí),改性活性炭選用較小值0.5~0.6g/L,間隔時(shí)間48h。

說(shuō)明書(shū)全文

一種高藻源水中藻毒素及嗅味物質(zhì)的去除方法

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明水處理領(lǐng)域,特別涉及一種高藻水源水中藻毒素及嗅味物質(zhì)的去除方法。

背景技術(shù)

[0002] 我國(guó)大部分地區(qū)采用湖泊、水庫(kù)等地表水源作為飲用水源,長(zhǎng)期以來(lái)由于工業(yè)廢水和生活污水的無(wú)節(jié)制排放,湖泊、水庫(kù)和河流中接納過(guò)多的氮和磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),使這些水源不同程度地存在著富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題。富營(yíng)養(yǎng)化水體中,藻類、菌類過(guò)盛生長(zhǎng)分泌產(chǎn)生大量次生代謝產(chǎn)物,使水體嗅味問(wèn)題日益突出,水體中嗅味物質(zhì)以引起土霉味的土臭素和2-甲基異莰醇最為常見(jiàn),土臭素和2-甲基異莰醇主要是放線菌和藍(lán)藻的代謝產(chǎn)物,雖然其對(duì)人體健康的影響尚不明確,但它降低了飲用水的質(zhì)量,引起了用戶的抱怨及對(duì)水質(zhì)的懷疑。此外,富營(yíng)養(yǎng)化水體中藻細(xì)胞破裂后釋放出多種藻毒素對(duì)人和動(dòng)物的飲用水安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅,據(jù)統(tǒng)計(jì),世界上25%~70%的藍(lán)藻水華污染可產(chǎn)生藻毒素,在已發(fā)現(xiàn)的各種不同藻毒素中,微囊藻毒素(MC)是目前藍(lán)藻水華污染中出現(xiàn)頻率最高、產(chǎn)生量最大和造成危害最嚴(yán)重的藻毒素種類,低劑量就可導(dǎo)致肝臟損傷,使癌癥發(fā)生的可能性提高近10倍,另外微囊藻毒素結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,使之容易通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)食物鏈富集而對(duì)人類造成更大的潛在威脅。在我國(guó)新施行的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)中規(guī)定了土臭素(GSM)和2-甲基異莰醇(2-MIB)的限定值均為10ng/L,微囊藻毒素MC-LR含量不得超過(guò)1μg/L。
[0003] 混凝-沉淀-過(guò)濾-消毒是目前水廠普遍采用的常規(guī)處理工藝,該工藝雖然能夠通過(guò)混凝、沉淀作用去除藻類及胞內(nèi)藻毒素,但對(duì)溶解性胞外毒素及嗅味污染物效果甚微。
[0004] 化學(xué)化法是目前應(yīng)用最廣泛除藻方法之一,它常用于水源水的預(yù)處理工藝中以殺死藻類,但氧化法在使用中存在諸多問(wèn)題,如氧化法可導(dǎo)致藻體內(nèi)物質(zhì)外滲,釋放藻毒素、嗅味物質(zhì)和THMs前致物,與水中有機(jī)物作用會(huì)生成多種有害副產(chǎn)物,使大分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物,使出水的AOC含量增加,水質(zhì)生物穩(wěn)定性下降等。
[0005] 粉末活性炭吸附是使用比較廣泛和有效的飲用水深度處理方法,對(duì)藻毒素和嗅味物質(zhì)都有很好的去除作用。粉末活性炭吸附藻毒素不破壞其結(jié)構(gòu),因此,不會(huì)導(dǎo)致藻體內(nèi)物質(zhì)外滲,不會(huì)釋放藻毒素、嗅味物質(zhì),但現(xiàn)行的粉末活性炭工藝都是采用一次性投加到處理系統(tǒng)中,之后經(jīng)過(guò)沉淀和過(guò)濾過(guò)程就排放掉了,活性炭與原水接觸時(shí)間很短,存在著吸附容量得不到充分發(fā)揮以及投量較難控制的問(wèn)題,影響出水水質(zhì)及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
[0006] 臭氧氧化-活性炭工藝能夠有效去除水中微囊藻毒素及嗅味物質(zhì),但這種方法不能對(duì)“兩蟲(chóng)”、水蚤、藻類100%去除,臭氧氧化生成的溴酸鹽、甲等對(duì)人體有嚴(yán)重的毒害作用,此外,活性炭出水中細(xì)菌含量顯著增多、細(xì)菌抗氯性增強(qiáng),還會(huì)隨水流出細(xì)微炭粒等。
[0007] 目前超濾技術(shù)在飲用水處理領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注,超濾膜可以完全截留水中的膠體和懸浮顆粒物,幾乎將細(xì)菌、病毒、兩蟲(chóng)、藻類及水生生物全部除去,是目前提高現(xiàn)有水廠出水水質(zhì)和微生物安全性的最有效的技術(shù)。但單獨(dú)超濾處理高藻水,受到膜孔徑的制約,對(duì)溶解性的胞外藻毒素以及嗅味物質(zhì)難于去除,藻細(xì)胞及其代謝物等會(huì)造成膜污染,并由此導(dǎo)致頻繁的維護(hù)性和周期性的化學(xué)清洗,影響了水廠的正常運(yùn)行,提高了水廠的運(yùn)行費(fèi)用,制約了超濾技術(shù)在大型城市水廠推廣應(yīng)用。因此研發(fā)更為安全高效的針對(duì)高藻水源水中藻毒素及嗅味物質(zhì)的去除和控制技術(shù)對(duì)提高飲用水水質(zhì)具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

[0008] 本發(fā)明目的在于提供一種便于工程應(yīng)用、經(jīng)濟(jì)有效的高藻水源水中藻毒素及嗅味物質(zhì)的去除方法,能夠在去除水中顆粒物、有機(jī)污染物、氮、兩蟲(chóng)、藻類、細(xì)菌及病毒的同時(shí),高效去除高藻水中藻毒素及嗅味物質(zhì),使處理后出水中藻毒素及嗅味物質(zhì)含量滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)的要求,達(dá)到保障供水安全的目的,另外,采用本方法可使超濾膜在零污染通量下工作,可以極少或基本不對(duì)膜進(jìn)行化學(xué)清洗,大幅降低水廠膜的運(yùn)行費(fèi)用,并提高水處理過(guò)程的穩(wěn)定性。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:以粉末活性炭和沸石作為吸附劑和生物載體,間斷性地投加到外壓式超濾膜池內(nèi),使膜池內(nèi)同時(shí)存在著由新鮮粉末活性炭、沸石到各種齡期的生物活性炭和生物沸石構(gòu)成的一個(gè)穩(wěn)定體系,將粉末活性炭的物理吸附作用、沸石的吸附及離子交換作用、生物活性炭和生物沸石的生物降解作用以及超濾膜的物理截留作用有機(jī)結(jié)合,水中不同分子量的有機(jī)物、藻毒素、嗅味物質(zhì)以及氨氮等污染物質(zhì)在吸附、離子交換以及生物降解的共同作用下被有效去除,最后利用超濾膜將水中的顆粒物、細(xì)菌、病毒、兩蟲(chóng)、藻類及水生生物高效地截留去除。
[0010] 所述的外壓式超濾膜池包括進(jìn)水控制系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、膜出水控制系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)和反沖洗系統(tǒng)。
[0011] 所述進(jìn)水控制系統(tǒng)由原水箱1、提升2、恒位水箱7及管路連接組成,(在重流條件允許的情況下也可直接由管路進(jìn)入恒位水箱7),當(dāng)原水藻細(xì)胞濃度≥100萬(wàn)個(gè)/L,或者濁度≥5NTU,或者溶解性有機(jī)DOC≥5.0mg/L時(shí),該裝置還需在恒位水箱7之前包括混合裝置3、絮凝裝置4、沉淀裝置5及過(guò)濾裝置6,當(dāng)原水同時(shí)滿足藻細(xì)胞濃度<100萬(wàn)個(gè)/L,濁度<5NTU,以及DOC<5.0mg/L時(shí),不需混合3、絮凝4、沉淀5及過(guò)濾工藝6,可以直接進(jìn)入恒位水箱7。混凝劑可以是聚合氯化、硫酸鋁、氯化、聚合硫酸鐵中的一種,或者是硫酸鋁與助凝劑聚丙烯酰胺、活化酸或生石灰的同時(shí)投加。
[0012] 所述的反應(yīng)系統(tǒng)是一體化粉末活性炭/沸石-超濾膜反應(yīng)器8(后面簡(jiǎn)稱“反應(yīng)器”),反應(yīng)器內(nèi)安裝有浸沒(méi)式超濾膜組件15,待處理水通過(guò)恒位水箱7進(jìn)入反應(yīng)器8,超濾膜組件以垂直方向完全浸沒(méi)于反應(yīng)器內(nèi),反應(yīng)器8內(nèi)同時(shí)存在著由新鮮粉末活性炭、沸石到各種齡期的生物活性炭和生物沸石,利用粉末活性炭的物理吸附作用、沸石的吸附及離子交換作用、生物活性炭和生物沸石的生物降解作用,對(duì)進(jìn)水中氨氮、小分子量有機(jī)物、二甲基異片、土臭素和微囊藻毒素MC-LR等進(jìn)行生物降解處理。
[0013] 超濾膜組件15出水端裝有壓力傳感器13,與抽吸泵9組成膜出水控制系統(tǒng),跨膜壓差TMP數(shù)據(jù)傳至PLC控制系統(tǒng)并記錄,同時(shí)由抽吸泵9、清水箱10及管路組成反沖洗系統(tǒng)。抽吸泵具有正反轉(zhuǎn)可逆功能,抽吸泵正轉(zhuǎn)時(shí),膜組件處于正常抽吸工作狀態(tài),當(dāng)膜組件跨膜壓差TMP低于0.04MPa,不需要反沖洗,當(dāng)膜組件跨膜壓差TMP超過(guò)0.04MPa,控制抽吸泵反轉(zhuǎn),使清水箱中的清水反方向流過(guò)膜組件,進(jìn)行反沖洗。
[0014] 反應(yīng)器底部設(shè)有穿孔曝氣管,通過(guò)設(shè)在反應(yīng)器外部的空氣泵11進(jìn)行曝氣,為微生物代謝提供氧氣,同時(shí)促進(jìn)混合液的攪拌混合以及通過(guò)氣流清洗膜絲,其進(jìn)氣端經(jīng)氣體流3 2
量計(jì)12連接空氣泵11組成曝氣系統(tǒng),曝氣方式可以是連續(xù)曝氣,曝氣量為10~12m/m·h,
3 2
也可以是間歇曝氣(曝1~1.5min/停4~4.5min),曝氣量為35~40m/m·h。
[0015] 反應(yīng)器8的底部或側(cè)部下方裝有連接到排污池的排泥14及其管路,組成排泥系統(tǒng),運(yùn)行中排泥量及間隔根據(jù)沸石和粉末炭的投量及間隔確定,以維持反應(yīng)器內(nèi)兩種吸附劑總量為8~12g/L。
[0016] 所述浸沒(méi)式超濾膜組件15為浸沒(méi)式外壓中空纖維超濾膜組件,孔徑可以在0.01μm~0.1μm范圍內(nèi),材質(zhì)可以是聚偏氟乙烯,聚氯乙烯,也可以是聚砜等其他材質(zhì)的
2
超濾膜。超濾膜組件運(yùn)行通量為10~20L/m·h,當(dāng)進(jìn)入反應(yīng)器原水濁度≤2NTU,或者吸
2
附劑總量≤9g/L,超濾膜組件運(yùn)行通量為15~20L/m·h;當(dāng)進(jìn)入反應(yīng)器原水濁度>2NTU,
2
或者吸附劑總量>9g/L,超濾膜組件運(yùn)行通量為10~14L/m·h。
[0017] 進(jìn)一步,本發(fā)明所述沸石粒徑為200目,所投加粉末炭為針對(duì)二甲基異冰片、土臭素和微囊藻毒素MC-LR等目標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)處理的改性粉末活性炭。粉末活性炭改性采用如下步驟:
[0018] a:將粉末活性炭過(guò)200目篩,經(jīng)水清洗至上清液無(wú)色,100℃~110℃下烘干23~25h;
[0019] b:配制離子質(zhì)量濃度為1.0~5.0g/L的硫酸銀溶液,每克母炭中加入1.5ml~2.0ml的硫酸銀溶液,攪拌使溶液充分浸漬到母炭中,室溫下靜置4h,于35℃~45℃下老化
4h,55℃~65℃下老化2h,75℃~85℃下老化0.5h,然后于100℃~120℃下烘干過(guò)夜,直至恒重,得到載銀比為0.5~1%的活性炭;
[0020] c:將所述步驟b中得到的載銀比為0.5~1%的活性炭放入爐中,通過(guò)氮?dú)獗Wo(hù),升溫速度為3℃~5℃/min,在300~500℃條件下,焙燒2~3小時(shí),當(dāng)溫度降到65℃~75℃后,取出并自然冷卻,即得所需的載銀活性炭。
[0021] 進(jìn)一步,所述的粉末活性炭和沸石的間歇性投加方法為:開(kāi)始運(yùn)行時(shí),一次性投加改性活性碳5~8g/L,沸石3~4g/L,當(dāng)進(jìn)入反應(yīng)器原水中土臭素或二甲基異冰片≥30ng/L,或MC-LR≥10μg/L時(shí),改性活性炭選用較大值7~8g/L;當(dāng)進(jìn)入反應(yīng)器原水中土臭素或二甲基異冰片<30ng/L,或微囊藻毒素MC-LR<10μg/L時(shí),選用較小值5~6g/L。穩(wěn)定運(yùn)行后(氨氮去除率≥80%,DOC去除率≥30%,粉末炭及沸石的生物凈水作用已形成),每隔24~48h投加新鮮改性活性碳0.5~0.8g/L,沸石0.3~0.4g/L,當(dāng)進(jìn)入反應(yīng)器原水中土臭素或二甲基異冰片≥30ng/L,或微囊藻毒素MC-LR≥10μg/L時(shí),改性活性炭選用較大值0.7~0.8g/L,間隔時(shí)間24h;當(dāng)進(jìn)入反應(yīng)器原水中土臭素或二甲基異冰片<30ng/L,或微囊藻毒素MC-LR<10μg/L時(shí),改性活性炭選用較小值0.5~0.6g/L,間隔時(shí)間48h。
[0022] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0023] 本發(fā)明將粉末活性炭的物理吸附作用、沸石的吸附及離子交換作用、生物活性炭和生物沸石的生物降解作用以及超濾膜的物理截留作用有機(jī)結(jié)合,能夠在去除水中顆粒物、有機(jī)污染物、氨氮、兩蟲(chóng)、藻類、細(xì)菌及病毒的同時(shí),高效去除高藻水中藻毒素及嗅味物質(zhì),使處理后出水中藻毒素及嗅味物質(zhì)含量滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)的要求。
[0024] 本發(fā)明中采用較低通量(10~20L/m2·h),不但降低能耗,還可以延長(zhǎng)超濾膜的使用時(shí)間,減少反沖洗頻率和膜清洗次數(shù),降低后續(xù)維護(hù)費(fèi)用。附圖說(shuō)明
[0025] 圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖;
[0026] 1、原水箱;2、進(jìn)水泵;3、混合池;4、絮凝池;5、斜管沉淀池;6、濾池;7、恒位水箱;8、反應(yīng)器;9、抽吸泵;10、清水箱;11、空氣泵;12、氣體流量計(jì);13、壓力傳感器;14、放空閥;15、膜組件
[0027] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例跨膜壓差變化圖。

具體實(shí)施方式

[0028] 表1~3為本發(fā)明粉末活性炭/沸石-超濾生物反應(yīng)器一體化組合工藝凈水效果表;
[0029] 表4為本發(fā)明混凝沉淀過(guò)濾-粉末活性炭/沸石-超濾膜生物反應(yīng)器一體化組合工藝凈水效果表。
[0030] 實(shí)施例1
[0031] 首先采用如下步驟對(duì)粉末活性炭改性:
[0032] a:將粉末活性炭過(guò)200目篩,經(jīng)水清洗至上清液無(wú)色,100℃下烘干25h;
[0033] b:配制銀離子質(zhì)量濃度為1.0g/L的硫酸銀溶液,每克母炭中加入1.5ml的硫酸銀溶液,攪拌使溶液充分浸漬到母炭中,室溫下靜置4h,于35℃下老化4h,55℃下老化2h,75℃下老化0.5h,然后于120℃下烘干過(guò)夜,直至恒重,得到載銀比為0.5%的活性炭;
[0034] c:將所述步驟b中得到的一定載銀比的活性炭放入爐中,通過(guò)氮?dú)獗Wo(hù),升溫速度為3℃/min,在300條件下,焙燒3小時(shí),當(dāng)溫度降到65℃后,取出并自然冷卻,即得所需的載銀活性炭。
[0035] 然后,采用如圖1所示的粉末活性炭/沸石-超濾膜生物反應(yīng)器一體化組合工藝對(duì)某微污染水源水進(jìn)行處理。原水水質(zhì)見(jiàn)表1,由于原水藻細(xì)胞濃度58.9萬(wàn)個(gè)/L,濁度0.531NTU,以及DOC4.76mg/L,同時(shí)滿足藻細(xì)胞濃度<100萬(wàn)個(gè)/L,濁度<5NTU,以及DOC<5.0mg/L,不需混合3、絮凝4、沉淀5及過(guò)濾工藝6,直接由提升泵2提升至高位水箱,再通過(guò)恒位水箱7進(jìn)入粉末活性炭/沸石-超濾膜生物反應(yīng)器8。開(kāi)始運(yùn)行時(shí)向反應(yīng)器8內(nèi)一次性投加改性粉末活性炭及沸石,由于原水中土臭素46.11ng/L,二甲基異冰片40.23ng/L,微囊藻毒素MC-LR12.45μg/L,因此改性粉末炭投量為8g/L,沸石4g/L,啟動(dòng)運(yùn)行20天后,氨氮去除率達(dá)91.6%,DOC去除率35.9%,粉末炭及沸石的生物凈水作用已形成。之后間歇性投加改性粉末活性炭和沸石,投量為改性粉末炭0.8g/L,沸石0.4g/L,間隔時(shí)間為
24h,同時(shí)排出相應(yīng)量的污泥,維持反應(yīng)器內(nèi)兩種吸附劑總量為12g/L。超濾膜組件采用浸沒(méi)式中空纖維超濾膜,膜材質(zhì)為聚偏氟乙烯(PVDF),膜孔徑為0.01μm。因進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)吸
2
附劑總量為12g/L,因此超濾膜通量為10L/m·h,超濾膜出水經(jīng)由抽吸泵9抽出,此時(shí)抽吸泵正轉(zhuǎn),抽吸泵9的抽吸壓力在9kPa~10kPa范圍內(nèi),由壓力傳感器13進(jìn)行計(jì)量。通過(guò)氣體流量計(jì)12進(jìn)行控制,由外部的空氣泵11通過(guò)位于反應(yīng)器底部的穿孔曝氣管向反應(yīng)器內(nèi)
3 2
連續(xù)曝氣,曝氣量為10m/m·h。該改性粉末活性炭/沸石-超濾膜生物反應(yīng)器一體化組合工藝的具體處理效果如表1所示,水質(zhì)滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)的要求,跨膜壓差變化情況如圖2所示,運(yùn)行180天不需反沖洗。
[0036] 實(shí)施例2
[0037] 首先采用如下步驟對(duì)粉末活性炭進(jìn)行改性:
[0038] a:將粉末活性炭過(guò)200目篩,經(jīng)水清洗至上清液無(wú)色,110℃下烘干23h;
[0039] b:配制銀離子質(zhì)量濃度為5.0g/L的硫酸銀溶液,每克母炭中加入2.0ml的硫酸銀溶液,攪拌使溶液充分浸漬到母炭中,室溫下靜置4h,于45℃下老化4h,65℃下老化2h,85℃下老化0.5h,然后于100℃下烘干過(guò)夜,直至恒重,得到載銀比為1%的活性炭;
[0040] c:將所述步驟b中得到的一定載銀比的活性炭放入爐中,通過(guò)氮?dú)獗Wo(hù),升溫速度為5℃/min,在500℃條件下,焙燒2小時(shí),當(dāng)溫度降到75℃后,取出并自然冷卻,即得所需的載銀活性炭。
[0041] 然后采用如圖1所示的粉末活性炭-超濾膜生物反應(yīng)器一體化組合工藝對(duì)某微污染水源水進(jìn)行處理。原水水質(zhì)見(jiàn)表2,由于原水藻細(xì)胞濃度88.9萬(wàn)個(gè)/L,濁度0.406NTU,DOC3.27mg/L,同時(shí)滿足藻細(xì)胞濃度<100萬(wàn)個(gè)/L,濁度<5NTU,以及DOC<5.0mg/L,不需混合3、絮凝4、沉淀5及過(guò)濾工藝6,直接由提升泵2提升至高位水箱,再通過(guò)恒位水箱7進(jìn)入粉末活性炭/沸石-超濾膜生物反應(yīng)器8。開(kāi)始運(yùn)行時(shí)向反應(yīng)器8內(nèi)一次性投加改性粉末活性炭及沸石,由于原水中土臭素32.00ng/L,二甲基異冰片36.08ng/L,微囊藻毒素MC-LR14.00μg/L,因此,改性粉末炭投量為7g/L,沸石4g/L,啟動(dòng)運(yùn)行20天后,氨氮去除率達(dá)86.4%,DOC去除率35.7%,粉末炭及沸石的生物凈水作用已形成。間歇性投加改性粉末活性炭和沸石,投量為改性粉末炭0.7g/L,沸石0.4g/L,間隔時(shí)間為24h,同時(shí)排出相應(yīng)量的污泥,維持反應(yīng)器內(nèi)兩種吸附劑總量為11g/L。超濾膜組件采用浸沒(méi)式中空纖維超濾膜,膜材質(zhì)為聚偏氟乙烯(PVDF),膜孔徑為0.01μm。因進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)吸附劑總量為11g/L,因2
此超濾膜通量為14L/m·h,超濾膜出水經(jīng)由抽吸泵9抽出,此時(shí)抽吸泵正轉(zhuǎn),抽吸泵9的抽吸壓力在12kPa~13kPa范圍內(nèi),由壓力傳感器13進(jìn)行計(jì)量。通過(guò)氣體流量計(jì)12進(jìn)行控制,由外部的空氣泵11通過(guò)位于反應(yīng)器底部的穿孔曝氣管向反應(yīng)器內(nèi)連續(xù)曝氣,曝氣量為
3 2
12m/m·h。該改性粉末活性炭/沸石-超濾膜生物反應(yīng)器一體化組合工藝的具體處理效果如表2所示,水質(zhì)滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)的要求,跨膜壓差變化情況如圖2所示,運(yùn)行180天不需反沖洗。
[0042] 實(shí)施例3
[0043] 首先采用如下步驟對(duì)粉末活性炭進(jìn)行改性:
[0044] a:將粉末活性炭過(guò)200目篩,經(jīng)水清洗至上清液無(wú)色,105℃下烘干24h;
[0045] b:配制銀離子質(zhì)量濃度為3.0g/L的硫酸銀溶液,每克母炭中加入1.8ml的硫酸銀溶液,攪拌使溶液充分浸漬到母炭中,室溫下靜置4h,于40℃下老化4h,60℃下老化2h,80℃下老化0.5h,然后于110℃下烘干過(guò)夜,直至恒重,得到載銀比為0.7%的活性炭;
[0046] c:將所述步驟b中得到的一定載銀比的活性炭放入爐中,通過(guò)氮?dú)獗Wo(hù),升溫速度為4℃/min,在400℃條件下,焙燒2.5小時(shí),當(dāng)溫度降到70℃后,取出并自然冷卻,即得所需的載銀活性炭。
[0047] 然后采用如圖1所示的粉末活性炭-超濾膜生物反應(yīng)器一體化組合工藝對(duì)某微污染水源水進(jìn)行處理。原水水質(zhì)見(jiàn)表3,由于原水藻細(xì)胞濃度10.9萬(wàn)個(gè)/L,濁度0.34NTU,DOC1.99mg/L,同時(shí)滿足藻細(xì)胞濃度<100萬(wàn)個(gè)/L,濁度<5NTU,以及DOC<5.0mg/L,不需混合3、絮凝4、沉淀5及過(guò)濾工藝6,直接由提升泵2提升至高位水箱,再通過(guò)恒位水箱7進(jìn)入粉末活性炭/沸石-超濾膜生物反應(yīng)器8。開(kāi)始運(yùn)行時(shí)向反應(yīng)器8內(nèi)一次性投加改性粉末活性炭及沸石,由于原水中土臭素15.02ng/L,二甲基異冰片20.56ng/L,微囊藻毒素MC-LR4.78μg/L,因此,改性粉末炭投量為6g/L,沸石3g/L,啟動(dòng)運(yùn)行20天后,氨氮去除率達(dá)81.3%,DOC去除率31.9%,粉末炭及沸石的生物凈水作用已形成。間歇性投加改性粉末活性炭和沸石,投量為改性粉末炭0.6g/L,沸石0.3g/L,間隔時(shí)間為48h,同時(shí)排出相應(yīng)量的污泥,維持反應(yīng)器內(nèi)兩種吸附劑總量為9g/L。超濾膜組件采用浸沒(méi)式中空纖維超濾膜,膜材質(zhì)為聚氯乙烯,膜孔徑為0.01μm。因進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)吸附劑總量為9g/L,因此超濾膜通2
量為15L/m·h,超濾膜出水經(jīng)由抽吸泵9抽出,此時(shí)抽吸泵正轉(zhuǎn),抽吸泵9的抽吸壓力在
15kPa~17kPa范圍內(nèi),由壓力傳感器13進(jìn)行計(jì)量。通過(guò)氣體流量計(jì)12進(jìn)行控制,由外部的空氣泵11通過(guò)位于反應(yīng)器底部的穿孔曝氣管向反應(yīng)器內(nèi)間歇曝氣,曝1min/停4min,曝
3 2
氣量為35m/m·h。該改性粉末活性炭/沸石-超濾膜生物反應(yīng)器一體化組合工藝的具體處理效果如表3所示,水質(zhì)滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)的要求,跨膜壓差變化情況如圖2所示,運(yùn)行180天不需反沖洗。
[0048] 實(shí)施例4
[0049] 首先采用如下步驟對(duì)粉末活性炭進(jìn)行改性:
[0050] a:將粉末活性炭過(guò)200目篩,經(jīng)水清洗至上清液無(wú)色,105℃下烘干24h;
[0051] b:配制銀離子質(zhì)量濃度為3.0g/L的硫酸銀溶液,每克母炭中加入1.8ml的硫酸銀溶液,攪拌使溶液充分浸漬到母炭中,室溫下靜置4h,于40℃下老化4h,60℃下老化2h,80℃下老化0.5h,然后于110℃下烘干過(guò)夜,直至恒重,得到載銀比為0.7%的活性炭;
[0052] c:將所述步驟b中得到的一定載銀比的活性炭放入爐中,通過(guò)氮?dú)獗Wo(hù),升溫速度為4℃/min,在400℃條件下,焙燒2.5小時(shí),當(dāng)溫度降到70℃后,取出并自然冷卻,即得所需的載銀活性炭。
[0053] 采用如圖1所示的混凝沉淀過(guò)濾-粉末活性炭-超濾膜生物反應(yīng)器一體化組合工藝對(duì)某微污染水源水進(jìn)行處理。原水水質(zhì)見(jiàn)表4,由于原水藻細(xì)胞濃度180.00萬(wàn)個(gè)/L,濁度5.89NTU,DOC5.77mg/L,因此,待處理的原水首先由提升泵2提升混合池3,經(jīng)過(guò)混合后,依次進(jìn)入絮凝池4、沉淀池5及濾池6,其中混合池、絮凝池、沉淀池及濾池的運(yùn)行參數(shù)遵循我國(guó)給水廠設(shè)計(jì)規(guī)范,出水通過(guò)恒位水箱7進(jìn)入粉末活性炭/沸石-超濾膜生物反應(yīng)器8。開(kāi)始運(yùn)行時(shí)向反應(yīng)器8內(nèi)一次性投加改性椰殼基粉末活性炭及沸石,由于濾后出水(即反應(yīng)器進(jìn)水)中土臭素16.82ng/L,二甲基異冰片23.46ng/L,微囊藻毒素MC-LR2.78μg/L,因此,投量為改性粉末炭5g/L,沸石3g/L,啟動(dòng)運(yùn)行20天后,氨氮去除率達(dá)89.3%,DOC去除率49.8%,粉末炭及沸石的生物凈水作用已形成。間歇性投加改性椰殼基粉末活性炭和沸石,投量為改性粉末炭0.5g/L,沸石0.3g/L,間隔時(shí)間為48h,同時(shí)排出相應(yīng)量的污泥,維持反應(yīng)器內(nèi)兩種吸附劑總量為8g/L。超濾膜組件采用浸沒(méi)式中空纖維超濾膜,膜材質(zhì)為聚偏氟乙烯(PVDF),膜孔徑為0.01μm。因進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)吸附劑總量為8g/L,超濾膜的過(guò)水通
2
量采用20L/m·h,超濾膜出水經(jīng)由抽吸泵9抽出,此時(shí)抽吸泵正轉(zhuǎn),抽吸泵9的抽吸壓力在
14kPa~15kPa范圍內(nèi),由壓力傳感器13進(jìn)行計(jì)量。通過(guò)氣體流量計(jì)12進(jìn)行控制,由外部的空氣泵11通過(guò)位于反應(yīng)器底部的穿孔曝氣管向反應(yīng)器內(nèi)間歇曝氣,曝1.5min/停4.5min,
3 2
曝氣量為40m/m·h。該混凝沉淀過(guò)濾-改性粉末活性炭/沸石-超濾膜生物反應(yīng)器一體化組合工藝的具體處理效果如表4所示,水質(zhì)滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)的要求,跨膜壓差變化情況如圖2所示,運(yùn)行180天不需反沖洗。
[0054] 表1粉末活性炭-超濾膜生物反應(yīng)器一體化組合工藝凈水效果
[0055]
[0056] 表2粉末活性炭-超濾膜生物反應(yīng)器一體化組合工藝凈水效果
[0057]
[0058]
[0059] 表3粉末活性炭-超濾膜生物反應(yīng)器一體化組合工藝凈水效果
[0060]
[0061] 表4混凝沉淀過(guò)濾-粉末活性炭-超濾膜生物反應(yīng)器一體化組合工藝凈水效果[0062]
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