[发明专利]一种去除水中重金属的饮用水处理设备及处理方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种饮用水净化处理设备及净化处理方法，尤其涉及一种通过物理和化学方法组合去除饮用水中重金属的饮用水处理设备及处理方法。

背景技术

饮用水水源是保证城市和农村供水安全和社会正常运行的重要公共基础设施，也是生态环境系统的重要组成部分，水源水质的好坏会直接影响到城市供水水质和人们的饮水安全。我国现行供水厂的水处理工艺大都为传统的混凝-沉淀-过滤-消毒工艺，其主要去除对象是水中的悬浮物和胶体物质，应对突发性重金属污染的能力较差。近年来城市饮用水源地的突发性重金属污染事件频发，且发生频率和危害程度都有增大的趋势。饮用水水源的突发性重金属污染具有不确定性、紧急性、威胁性和流域性等特点，如果处理不当，会带来供水管网水质污染、城市供水中断、居民饮用水中毒等事故，造成重大经济损失和不良社会影响。

饮用水水质安全直接关系到公民的身体健康，经济社会的可持续发展，社会稳定和长治久安。因此建立健全我国饮用水水源地突发性重金属污染事件的应急处理体系已迫在眉睫。目前，国家还没有专门负责饮用水水源突发性重金属污染事件的应急管理机构，突发性重金属污染事件的预警机制和处理技术体系还没有建立，应急处理重金属污染在大部分地区的供水系统中都没有设置，水厂的应急处理演练水平较低，不能解决实际行问题。因此，生活饮用水水源突发性重金属污染的去除的应急预案急需建立和完善。

目前，国内外对饮用水原水受到重金属污染的处理方法已经有较多研究，其最主要是由废水中重金属的净化方法延伸过来。经过多年的研究发展，国内已开发并得以应用的重金属污染物去除方法主要有化学法、物理法和生物法。对应用水原水中重金属的去除方法主要包含氧化还原法、中和沉淀法、化学沉淀、吸附剂吸附、离子交换、膜分离等。

化学法去除重金属的原理是使水溶液中呈溶解态的重金属离子转化为不溶性的物质，经过沉淀、气浮、过滤或者其他途径从水溶液中分离出去，或是使重金属毒性大的价态转变成毒性小的价态，主要包括氧化还原法、中和沉淀法、化学沉淀法。氧化还原法主要是向水中投加的氧化剂或还原剂将重金属离子氧化或还原成为低毒或无毒状态，以达到消除污染的处理方法。中和沉淀法主要是通过投加碱性物质进行酸碱中和反应，使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式得以去除。化学沉淀法主要是通过投加化学沉淀剂，发生化学反应，生成难溶解的沉淀物质，使重金属以沉淀析出得以分离去除

物理法去除重金属的原理是不改变原水中重金属的化学形态的条件下进行浓缩分离，主要包括吸附、离子交换、膜分离方法。吸附法实质上是吸附剂活性表面对重金属离子的吸引。离子交换法利用离子交换剂本身的特点，使水中重金属与交换树脂接触并发生离子交换反应，在此过程中将重金属除去。膜分离法是利用半透膜本身的特性，通过渗透作用将溶液中的溶质或溶剂分离的目的。

近年来，生物处理法作为一种新型的水处理技术日益受到人们的重视。已有研究报道利用生物处理技术，对去除重金属污染的废水可达较好的效果。

化学处理法除去重金属效果好，但是产生副产物，容易造成二次污染。物理法处理重金属成本高，重金属容易在物理处理模块中积累，不适合处理重金属浓度高的原水，不能有效应对水质的突然变化。生物处理法采用的去除重金属的菌种具有一定危害，常需要进一步的除菌处理。

发明内容

针对上述净化水处理工艺的不足，本发明提供一种成本可控、除重金属效果确切、能适应水质剧烈变化的饮用水处理设备及处理方法。

一方面，本发明提供一种去除水中重金属的饮用水处理设备，包括原水监测模块，化学处理模块、物理处理模块、控制系统；

其特征在于：控制系统根据监测模块对原水中重金属含量的监测结果对管道上的电磁阀进行控制，使原水经过相应的处理模块。

本发明所述去除水中重金属的饮用水处理设备，其特征在于原水监测模块包括重金属在线监测装置，能够实时监测进入水处理设备的原水中重金属的种类和浓度。

本发明所述去除水中重金属的饮用水处理设备，其特征在于化学处理模块包括：投料口、管道混合器、混凝反应器、斜板、排污管；所述投料口用于添加化学处理剂，管道混合器使化学处理剂在水中混匀，混凝反应器中化学处理剂与水中重金属充分反应，斜板分离出化学处理产生的不溶性杂质，排污管用于排出化学处理步骤产生的不溶性杂质。

本发明所述去除水中重金属的饮用水处理设备，其特征在于物理处理模块包括依次连接的梯度磁场活化装置、一个或多个天然矿料吸附装置、二次磁场活化装置，其中每个天然矿料吸附装置的出水端设置有抑菌金属网。