[发明专利]一种去除饮用水中微量有机物的超滤-粉末活性炭吸附组合净化装置

说明书

技术领域

本发明属于水处理领域，特别涉及一种去除饮用水中微量有机物的超滤-粉末活性炭吸附组合净方法。

背景技术

有机污染特别是微量有机物的污染是目前我国部分城市饮用水源所必须面对的问题之一，有机污染物除腐殖酸等天然有机物外，还包括内分泌干扰物、持久性有机污染物（POPs）、多环芳烃、多氯联苯、藻类代谢产物、药物与个人护理品（PPCPs）等。有机污染物特别是微量有机污染物会严重影响饮用水的水质安全，因此如何经济、高效、安全的去除原水中的有机污染物是目前饮用水处理领域关注的热点。目前水厂实际生产中多通过采用强化常规处理以及增设预处理、深度处理等方式来改善有机物的去除效果，其中深度处理以臭氧-生物、超滤组合工艺为两种最主要的应用形式。

超滤组合工艺以超滤膜过滤为主，复合预氧化、活性炭吸附、磁性离子交换树脂预处理等对有机物具有较好去除效果的工艺，且以活性炭最为常用。超滤过滤与活性炭吸附的组合一般采用在原水中投加粉末活性炭，而超滤用于沉淀或者过滤工艺后来进行最终的处理。此种组合形式虽然可以在一定程度上强化有机物的去除效果，但粉末活性炭为单次使用，其吸附容量利用率非常低，由此带来的是使用费用较高，大部分水厂难以承受其成本；浸没式超滤膜的出现可以更大程度的利用粉末活性炭的吸附容量，多通过在膜池内投加，但整个处理过程为典型的完全混合状态，缺乏基本的浓度驱动能力，致使处理效率相对较低，其应用效果与粉末活性炭使用量直接相关，仍不能满足水厂的应用要求；针对部分水体氨氮含量较高的特点，超滤与粉状生物活性炭工艺的组合使用可在一定程度上改善氨氮的去除效果，但对有机物尤其是微量有机物的去除效果难以满足要求，此外还存在微生物及其代谢产物的风险。因此，迫切需要一种能够有效去除水中微量有机物的新型超滤-粉末活性炭吸附组合工艺形式，以达到经济、高效地去除水中微量有机物的目的。

发明内容

发明目的：为了克服现有超滤组合工艺对水中微量有机物去除效果相对较差、处理成本相对较高的缺陷，本发明的第一目的是提供一种去除饮用水中微量有机物的超滤-粉末活性炭吸附组合净化装置，本发明的第二目的是提供利用上述组合净化装置去除饮用水中微量有机物的超滤-粉末活性炭吸附组合净化方法。

技术方案：本发明提供的一种去除饮用水中微量有机物的超滤-粉末活性炭吸附组合净化装置，包括活性炭吸附反应器（1）、超滤膜池（2）、水泵（3）、回流管（4）、回流泵（5）、活性炭投加装置（6）；所述活性炭吸附反应器（1）为分格式反应器，且分格数为2个以上，其出水口与超滤膜池（2）的进水口连接；所述超滤膜池（2）内设有超滤膜组件（7）；所述水泵（3）设于超滤膜池（2）的出水管上；所述回流管（4）一端与超滤膜池（2）连接、另一端与活性炭吸附反应器（1）的进水管连接；所述回流泵（5）设于回流管（4）上；所述活性炭投加装置（6）设于超滤膜池（2）顶部。

作为优选，所述活性炭吸附反应器（1）的各分格内水流均采用上向流运行方式，各分格沿反应器长度方向的尺寸在5m以下，长宽比为（1-2）：1，各分格内有效水深在3m以上。

作为另一种优选，所述活性炭吸附反应器（1）的相邻分格之间设有整流槽（8），整流槽（8）内水流速度控制在1m/s以上。

作为另一种优选，所述活性炭吸附反应器（1）的分格内设置依次连接的水平轴式搅拌装置（9）、离合器（10）和驱动电机（11）。

作为另一种优选，所述活性炭吸附反应器（1）的各分格底部设有倾斜底板（12），其坡度在5%以上。

作为另一种优选，所述超滤膜池（2）底部设有曝气装置（13），所述曝气装置（13）设于超滤膜组件（7）下方；所述曝气装置（13）为穿孔板，其孔径为2-5mm。

作为另一种优选，所述超滤膜池（2）内的超滤膜组件（7）为帘式超滤膜组件。

本发明提供还提供了一种去除饮用水中微量有机物的超滤-粉末活性炭吸附组合净化方法，包括以下步骤：

（1）将待处理水通入组合净化装置内；通过活性炭投加装置连续将粉末活性炭投入超滤膜池内，使粉末活性炭与待处理水在超滤膜池内混合；同时，利用水泵抽吸，使超滤膜池内的水通过超滤膜滤出；通过调节进水量和出水量控制超滤膜池内粉末活性炭浓度至200-800mg/L；

（2）利用回流泵抽吸，使超滤膜池内混有粉末活性炭的水回流至活性炭吸附反应器中与进水混合进行吸附反应；

（3）按步骤（1）和（2）连续运行，至反冲洗周期后进行反冲洗，同时排出部分活性炭；