CN113651461A - 一种地下水深度处理制备饮用水工艺 - Google Patents
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Abstract
一种地下水深度处理制备饮用水工艺，包括NF膜处理系统，NF膜处理系统包括原水泵、调节池、增压泵、预处理装置、高压泵、纳滤膜系统、储水装置、加药系统和电控箱；原水泵、调节池、增压泵、预处理装置、高压泵、纳滤膜系统和储水装置依次连接设置；原水泵与待处理的地下水相连；加药系统与纳滤膜系统相连；原水泵、增压泵、高压泵、加药系统均与电控箱电性连接。本发明采用纳滤膜系统对微污染盐碱地区地下水进行深度处理，可有效去除水中的痕量有机物、色度、细菌、病毒、重金属、氟离子、硬度等，系统简单，产水品质好；同时，通过预处理后的地下水可以有效减缓纳滤膜污染，产水率高，运行稳定，维护简单，运行成本低。
Description
技术领域
本发明属于地下水处理技术领域，具体涉及一种地下水深度处理制备饮用水工艺。
背景技术
随着环境污染问题日益突出，饮用水水源的水质难以保证，某些地区如盐碱区域由于地质等原因导致该地区地下水受到不同程度的污染，具体表现为TDS(总溶解固体含量)、碱度、SO42-、Cl-、NO3-等无机离子超标，微量有机物如苯、苯乙烯，重金属如锌、镉含量超标。因此，地下水在饮用之前必须经过专业化处理。
以膜技术为核心的水处理技术引起人们的广泛关注，是目前最有前途的水处理技术之一。现有饮用水深度处理工艺，一般采用臭氧-活性炭-反渗透处理工艺，工艺流程较长，去除水中的痕量有机物、重金属、无机盐等作用有限。
专利CN113003751A公开了一种地下水净化方法，包括依次设置的预处理装置、超滤装置、超滤产水储存装置、棉芯过滤装置、纳滤装置、改性沸石加料装置、二氧化钛加料装置。该系统只能适用于微盐碱水质、设备成本高、回收率低、维护难度大。专利CN213680114U公开了一种地下水处理系统，包括依次设置的多介质过滤装置、活性炭过滤装置、超滤装置、储水装置、纳滤装置、阻垢剂加料口、应急进水口、进水口、出水口、第一石英砂层、沸石层、二氧化钛层、第二石英砂层、保安过滤器。该系统采用传统砂滤、超滤、纳滤组合，不但产水率、回收率非常低而且工艺流程长，占地面积大运行成本高。
因此，我们设计开发了一种对微污染盐碱地区地下水中的痕量有机物、重金属、无机盐等具有良好去除效果，且系统简单的地下水处理工艺来解决上述问题。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
为克服上述现有技术中的不足，本发明目的在于提供一种地下水深度处理制备饮用水工艺。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种地下水深度处理制备饮用水工艺，该工艺包括NF膜处理系统，所述NF膜处理系统包括原水泵1、调节池2、增压泵3、预处理装置4、高压泵5、纳滤膜系统7、储水装置8、加药系统6和电控箱；所述原水泵1、调节池2、增压泵3、预处理装置4、高压泵5、纳滤膜系统7和储水装置8依次连接设置；所述原水泵1与待处理的地下水相连；所述加药系统6与所述纳滤膜系统7相连；所述原水泵1、增压泵3、高压泵5、加药系统6均与所述电控箱电性连接；
该工艺包括以下步骤：通过原水泵1将待处理的地下水引入调节池2，调节池2的水通过增压泵3进入预处理装置4进行初步水处理，预处理装置4的产水通过高压泵5进入纳滤膜系统7的膜组件进行深度水处理，在高压条件下，纳滤膜系统7的产水进入储水装置8；待达到清洗条件后，通过加药系统6加入药剂进行清洗。
优选的技术方案为：所述预处理装置4为多介质过滤器；所述多介质过滤器滤料层高800mm、反冲洗水强度10-12L/(m2.s)。
优选的技术方案为：所述预处理装置4为自清洗过滤器；所述自清洗过滤器运行流量80m3/h。
优选的技术方案为：所述加药系统6中的药剂为非氧化杀菌剂、还原剂和阻垢剂中的一种或多种。
优选的技术方案为：所述纳滤膜系统7为卷式膜；所述卷式膜膜通量为10-15L/m2・h・bar。
优选的技术方案为：所述纳滤膜系统7为中空纤维膜；所述中空纤维膜膜通量为15-20L/m2・h・bar。
优选的技术方案为：所述纳滤膜系统7的运行步骤包括：先开启所述增压泵3；对所述预处理装置4和高压泵5进行排气并保证排气彻底；通过变频器启动所述高压泵5；通过相应阀门对膜系统的运行压力进行调节。
优选的技术方案为：所述纳滤膜系统7的关机步骤包括：通过相应阀门使系统运行压力缓慢下降；通过变频器关闭所述高压泵5；再关闭所述增压泵3；最后调节相应阀门至需要状态。
优选的技术方案为：手动状态下，所述高压泵5的启动频率不得低于25Hz且不得高于35Hz，长时间运行频率不得低于30Hz且不得高于45Hz。
优选的技术方案为：在清洗过程中，先对膜元件进行浸泡，清洗温度为25-35℃。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的优点是：
本发明设计的地下水深度处理制备饮用水工艺，采用纳滤膜系统对微污染盐碱地区地下水进行深度处理，可有效去除水中的痕量有机物、色度、细菌、病毒、重金属、氟离子、硬度等，系统简单，能有效应对饮用水突发污染；常量污染物、微量有机物、重金属等指标均低于国标限值，产水品质好；同时，通过预处理后的地下水可以有效减缓纳滤膜污染，产水率高，运行稳定，维护简单，运行成本低。
附图说明
图1为本发明的处理系统示意图。
以上附图中，原水泵1、调节池2、增压泵3、预处理装置4、高压泵5、加药系统6、纳滤膜系统7、储水装置8。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1。须知，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：如图1所示，一种地下水深度处理制备饮用水工艺，该工艺包括NF膜处理系统，NF膜处理系统包括原水泵1、调节池2、增压泵3、预处理装置4、高压泵5、纳滤膜系统7、储水装置8、加药系统6和电控箱；原水泵1、调节池2、增压泵3、预处理装置4、高压泵5、纳滤膜系统7和储水装置8依次连接设置；原水泵1与待处理的地下水相连；加药系统6与纳滤膜系统7相连；原水泵1、增压泵3、高压泵5、加药系统6均与电控箱电性连接。该工艺包括以下步骤：通过原水泵1将待处理的地下水引入调节池2，调节池2的水通过增压泵3进入预处理装置4进行初步水处理，预处理装置4的产水通过高压泵5进入纳滤膜系统7的膜组件进行深度水处理，在高压条件下，纳滤膜系统7的产水进入储水装置8；待达到清洗条件后，通过加药系统6加入药剂进行清洗。加药系统6中的药剂为非氧化杀菌剂、还原剂和阻垢剂中的一种或多种。纳滤膜系统7的运行步骤包括：先开启增压泵3；对预处理装置4和高压泵5进行排气并保证排气彻底；通过变频器启动高压泵5；通过相应阀门对膜系统的运行压力进行调节。纳滤膜系统7的关机步骤包括：通过相应阀门使系统运行压力缓慢下降；通过变频器关闭高压泵5；再关闭增压泵3；最后调节相应阀门至需要状态。手动状态下，高压泵5的启动频率不得低于25Hz且不得高于35Hz，长时间运行频率不得低于30Hz且不得高于45Hz。在清洗过程中，先对膜元件进行浸泡，清洗温度为25-35℃。
其中，预处理装置4可以为多介质过滤器；多介质过滤器滤料层高800mm、反冲洗水强度10-12L/(m2.s)。预处理装置4也可以为自清洗过滤器；自清洗过滤器运行流量80m3/h。
其中，纳滤膜系统7可以为卷式膜；卷式膜膜通量为10-15L/m2・h・bar。纳滤膜系统7也可以为中空纤维膜；中空纤维膜膜通量为15-20L/m2・h・bar。
高压泵排气可以在膜组件排气前进行，让水通过高压泵，对高压泵进行排气，然后再对膜组件进行排气。过滤器在增压泵启动后必须进行排气操作，过滤器排气和膜排气可以同时进行。也可以先进行过滤器排气，后进行膜组件排气。高压泵在启动之前，必须进行膜排气操作，使膜柱内充满水，膜柱中有空气时，容易引起水锤作用导致膜损坏；可通过流量计观察，直到浓水侧流量计稳定没有气泡排出为止；开启增压泵，在低压下排出膜柱中的空气，直到浓水侧流量计观察不到明显的气泡为止。
加药系统需对加药进行控制，保证产水水量、水质满足要求。还原剂加药保证NF进水ORP<200mv（建议控制在50mv以下），同时进水不能有余氯（使用余氯测试盒测试）。阻垢剂加药保证NF不出现钙镁离子结垢，根据水质不同，一般有效加药量控制在3-5mg/L。
膜元件清洗条件有： 1.标准化产水量降低10%以上；2.进水和浓水之间的标准化压差上升了15%；3.标准化透盐率增加5%以上；三者中任何一个条件达到时，就要进行系统清洗。
本发明设计的地下水深度处理制备饮用水工艺，采用纳滤膜系统对微污染盐碱地区地下水进行深度处理，可有效去除水中的痕量有机物、色度、细菌、病毒、重金属、氟离子、硬度等，系统简单，能有效应对饮用水突发污染；常量污染物、微量有机物、重金属等指标均低于国标限值，产水品质好；同时，通过预处理后的地下水可以有效减缓纳滤膜污染，产水率高，运行稳定，维护简单，运行成本低。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种地下水深度处理制备饮用水工艺，其特征在于：该工艺包括NF膜处理系统，所述NF膜处理系统包括原水泵（1）、调节池（2）、增压泵（3）、预处理装置（4）、高压泵（5）、纳滤膜系统（7）、储水装置（8）、加药系统（6）和电控箱；所述原水泵（1）、调节池（2）、增压泵（3）、预处理装置（4）、高压泵（5）、纳滤膜系统（7）和储水装置（8）依次连接设置；所述原水泵（1）与待处理的地下水相连；所述加药系统（6）与所述纳滤膜系统（7）相连；所述原水泵（1）、增压泵（3）、高压泵（5）、加药系统（6）均与所述电控箱电性连接；
该工艺包括以下步骤：通过原水泵（1）将待处理的地下水引入调节池（2），调节池（2）的水通过增压泵（3）进入预处理装置（4）进行初步水处理，预处理装置（4）的产水通过高压泵（5）进入纳滤膜系统（7）的膜组件进行深度水处理，在高压条件下，纳滤膜系统（7）的产水进入储水装置（8）；待达到清洗条件后，通过加药系统（6）加入药剂进行清洗。
2.根据权利要求1所述的一种地下水深度处理制备饮用水工艺，其特征在于：所述预处理装置（4）为多介质过滤器；所述多介质过滤器滤料层高800mm、反冲洗水强度10-12L/(m2.s)。
3.根据权利要求1所述的一种地下水深度处理制备饮用水工艺，其特征在于：所述预处理装置（4）为自清洗过滤器；所述自清洗过滤器运行流量80m3/h。
4.根据权利要求1所述的一种地下水深度处理制备饮用水工艺，其特征在于：所述加药系统（6）中的药剂为非氧化杀菌剂、还原剂和阻垢剂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种地下水深度处理制备饮用水工艺，其特征在于：所述纳滤膜系统（7）为卷式膜；所述卷式膜膜通量为10-15L/m2・h・bar。
6.根据权利要求1所述的一种地下水深度处理制备饮用水工艺，其特征在于：所述纳滤膜系统（7）为中空纤维膜；所述中空纤维膜膜通量为15-20L/m2・h・bar。
7.根据权利要求1所述的一种地下水深度处理制备饮用水工艺，其特征在于：所述纳滤膜系统（7）的运行步骤包括：先开启所述增压泵（3）；对所述预处理装置（4）和高压泵（5）进行排气并保证排气彻底；通过变频器启动所述高压泵（5）；通过相应阀门对膜系统的运行压力进行调节。
8.根据权利要求1所述的一种地下水深度处理制备饮用水工艺，其特征在于：所述纳滤膜系统（7）的关机步骤包括：通过相应阀门使系统运行压力缓慢下降；通过变频器关闭所述高压泵（5）；再关闭所述增压泵（3）；最后调节相应阀门至需要状态。
9.根据权利要求8所述的一种地下水深度处理制备饮用水工艺，其特征在于：手动状态下，所述高压泵（5）的启动频率不得低于25Hz且不得高于35Hz，长时间运行频率不得低于30Hz且不得高于45Hz。
10.根据权利要求1所述的一种地下水深度处理制备饮用水工艺，其特征在于：在清洗过程中，先对膜元件进行浸泡，清洗温度为25-35℃。
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