[发明专利]一种用于水处理的一体化装置及其处理工艺

说明书

技术领域

本发明提供了一种用于水处理的一体化装置及其处理工艺。

背景技术

超滤技术能有效截留水中的细小悬浮物、胶体、大分子化合物等杂质，同时能彻底去除“两虫”等病原微生物，解决饮用水的生物安全性和化学安全性问题，因而其在饮用水处理领域的应用越来越广泛。然而，超滤作为纯粹的物理过滤方式，受限于超滤膜的孔径大小，对小分子污染物的去除能力较低；另外，超滤膜污染问题也是制约超滤技术推广应用的一个重要因素。

目前自来水厂传统的水处理工艺难以应对氨氮突发性超标和藻类暴发的水源水。水体中的氨氮以铵盐（NH₄⁺）或游离氨（NH₃）的形式存在，超滤膜无法截留这些小分子，因而需要将超滤与能够有效去除氨氮的工艺相组合，合理发挥不同工艺的互补作用，以有效提高工艺出水水质，保障饮用水安全；虽然超滤膜的微小孔径能够高效截留水体中的微生物，保证出水的生物安全性，但是，被超滤膜所截留的微生物易附着在超滤膜表面并释放代谢产物，导致通量下降或压差升高，从而加剧超滤膜污染，降低超滤进水微生物含量是降低超滤膜污染加剧风险较为有效的方法。

此外，超滤长期运行过程中，需要定期进行恢复性清洗。但传统的反冲洗不能使产水率有效恢复，频繁的化学药剂浸泡、清洗会缩短超滤膜的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种用于水处理的一体化装置及其处理工艺。

本发明解决技术问题所采用的方案是一种用于水处理的一体化装置，包括进水口O1与出水口O2，所述进水口O1与出水口O2之间经管路依次连接有超声波预处理单元、混凝单元、沉淀单元、加药单元、超滤单元、消毒单元，所述超声波预处理单元与混凝单元之间设有静态混合器C1，所述加药单元与超滤单元之间设有静态混合器C2。

进一步的，所述加药单元包括用于涂膜时投加涂膜材料的计量泵B1、计量泵B2。

进一步的，所述超滤单元的内部包括并联设置的超滤膜组件D1、超滤膜组件D2、超滤膜组件D3、超滤膜组件D4。

进一步的，所述超滤单元的内部还设有超声辅助清洗装置，所述超声辅助清洗装置内部设有两个超声波换能器N，声强为1800-2500W/m²。

进一步的，所述超滤单元经超滤产水管M与消毒单元连接，所述超滤产水管M上还设有回流至超滤单元的水力清洗管道K，所述超滤单元外部还连接有用于超滤单元在恢复性清洗时排放浓水的排水槽G，所述排水槽G上还设有用于将含使用后的涂膜材料的浓水回流至混凝单元中强化混凝和吸附效果的回水管H，所述回水管H上设有第九阀门。

进一步的，所述进水口O1与超声波预处理单元之间设有第一阀门，所述超声波预处理单元与静态混合器C1之间设有第二阀门，所述混凝单元与沉淀单元之间设有第三阀门，所述沉淀单元与加药单元之间设有第四阀门，所述超滤膜组件D1所在的并联管路上设有第五阀门，所述超滤膜组件D2所在的并联管路上设有第六阀门，所述超滤膜组件D3所在的并联管路上设有第七阀门，所述超滤膜组件D4所在的并联管路上设有第八阀门。

进一步的，所述进水口O1还经超越管线a通往静态混合器C1，所述混凝单元还经超越管线b通往加药单元，所述超越管线a上设有第十阀门，所述超越管线b上设有第十一阀门、第十二阀门。

进一步的，所述涂膜材料为沸石粉，规格为40-200目，针对的超滤膜的孔径范围为20-50nm，涂膜率大于0.55g/m²。

进一步的，所述超声波预处理单元的超声频率为20-100kHz，在高藻期，其功率密度为0.02-0.04W/mL，在低温低浊期，其功率密度为0.5-2.0W/mL。

一种用于水处理的一体化装置的处理工艺，按以下步骤进行：

（1）首先通过计量泵B1向沉后水中投加涂膜材料并通过静态混合器C2混匀，一定量的含涂膜材料的沉后水快速通过超滤膜组件的超滤膜，在超滤膜的表面形成一层预涂层；

（2）制水流程中，原水先经超声波预处理单元的超声辐照处理一定时间后进行混凝、沉淀，沉淀单元出水通过加药单元中的计量泵B2仍然被连续不断地投加一定量的涂膜材料，经静态混合器C2后通过已涂膜的超滤膜组件进行处理，超滤膜出水经消毒单元处理后供给用户使用；