1.本高新技术属于水处理工程技术领域，具体涉及一种轻污染水源制备饮用水一体化高效处理装置。
背景技术：
2.当前许多偏远的农村地区、山区没有集中的自来水供水管网，往往采用简单的混凝沉降+过滤+消毒的处理工艺，有的山区直接以不经过处理的溪水或河水作为饮用水源。简单处理工艺或原水不经处理，往往存在ss(悬浮固体浓度)、toc(总有机碳)、cod
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(化学需氧量高猛酸盐指数)、氨氮、大肠杆菌、铁、猛等指标超标的问题，尤其是下游受到生活污水等轻度污染的水体。针对较为分散的供水系统，采用集成式、模块化、自动运行、产水稳定的高效处理及供水装置显得极为重要。
3.从考虑ss、铁、猛等指标的去除，一般采用混凝沉降+砂滤的处理装置工艺即可获得较好的处理效果。针对低cod、低氨氮指标，不可以采用加药、传统生化处理等装置工艺，因为这些装置工艺往往会引起水源的二次污染。针对大肠杆菌等微生物污染的问题，增加水体游离氯的浓度可以适当解决，但是容易导致管网末端余氯超标、消毒副产物二次污染的问题。
4.目前分散式供水系统采用混凝沉降+过滤、超滤等装置工艺，均有不同的局限性，仍然存在个别指标超标的问题。单独配置各个功能单元存在占地面积大、维护管理较为复杂等问题。
技术实现要素：
5.本高新技术的目的是提供一种轻污染水源制备饮用水一体化高效处理装置，采用模块化集成构造，将各功能单元有机结合起来，形成一体式处理装置。该装置的最大特点是将混凝、过滤、生物活性炭集成在一个工艺单元中，集成除ss、toc、cod、氨氮等污染物的功能，占地面积相较于传统单元减少一半以上，且能够实现和超滤、恒压供水等其他工艺单元的高密度集成。一套集装箱式的箱体就可以容纳所有的处理单元。
6.为实现上述目的，本高新技术采用下述技术方案：一种轻污染水源制备饮用水一体化高效处理装置，包括依次布置的管道混合器、砂滤-生物活性炭一体设备、中间水箱、超滤膜设备、产水箱、恒压供水设备；所述的砂滤-生物活性炭一体设备采用竖向布置，其竖向自上而下依次设置有混凝部、过滤部、中间集气及配水部、生物活性炭部、底部布气及布水部，所述的中间集气及配水部上设置气体收集器；管道混合器的出水端置于混凝部处、中间水箱的进水端置于底部布气及布水部处；管道混合器上或管道混合器进液端设置第一加药设备；所述的生物活性炭部的下部联通鼓风机的鼓风端；超滤膜设备至产水箱的管路上联通第二加药设备。
7.进一步的，所述的第一加药设备设置于管道混合器的进液端。
8.再进一步的，管道混合器的进液端位于第一加药设备的上位设置第一水泵。
9.再进一步的，中间水箱与超滤膜设备之间设置第二水泵,产水箱与恒压供水设备之间设置第三水泵。
10.再进一步的，鼓风机的鼓风端联通于底部布气及布水部处。
11.再进一步的，过滤部采用0.5mm的石英砂滤料层，滤料层厚度为300-400mm。
12.再进一步的，生物活性炭部设置厚度300-400mm的活性炭层。
13.再进一步的，所述的超滤膜设备的超滤膜采用ps、pvdf材质中空纤维膜，超滤膜孔径0.02μm。
14.再进一步的，恒压供水设备出口压力设置为0.3mpa。
15.本高新技术的有益效果是：本高新技术结构简单，工艺单元集成度高，在一个集装箱式设备中集成轻污染水处理的所有设备，便于运输，占地面积小，还可以作为应急供水设备，更大程度了保证了分散式供水系统的水质安全。
附图说明
16.下面结合附图对本高新技术进行进一步说明：
17.图1是本高新技术的结构图；
18.图中，1-管道混合器，2-砂滤-生物活性炭一体设备，3-中间水箱，4-超滤膜设备，5a-第一加药设备，5b-第二加药设备，6-产水箱，7-恒压供水设备，8a-第一水泵，8b-第二水泵，8c-第三水泵，9-鼓风机；11-底部布气及布水部，12-生物活性炭部，13-中间集气及配水部，14-过滤部，15-混凝部。
具体实施方式
19.以下通过具体实施方式对实用新型作进一步说明。此处所描述的具体实施方式仅以解释实用新型，并不用于限定本高新技术的保护范围。
20.本高新技术的一种轻污染水源制备饮用水一体化高效处理装置，由管道混合器1、砂滤-生物活性炭一体设备2、中间水箱3、超滤膜设备4、加药设备、产水箱6、恒压供水设备7、水泵、鼓风机9等组成。轻污染水通过管道混合器1加入由第一加药设备5a加入絮凝剂和混凝剂，然后进入砂滤-生物活性炭一体装置2，混凝部15、过滤部14用于去除水中的悬浮污染物，生物活性炭部12用于去除有机物、氨氮等污染物，砂滤-生物活性炭一体设备2产水进入超滤膜装置4，进一步去除胶体、悬浮物等污染物，通过第二加药设备5b投加二氧化氯杀菌剂，满足自来水标准要求。本高新技术装置采用模块化设计，系统占地面积小，能适应含泥沙较高的水源，出水水质优质稳定，满足自来水标准要求的水质。
21.具体的，一种轻污染水源制备饮用水一体化高效处理装置，包括依次布置的管道混合器1、砂滤-生物活性炭一体设备2、中间水箱3、超滤膜设备4、产水箱6、恒压供水设备7；所述的砂滤-生物活性炭一体设备2采用竖向布置，其竖向自上而下依次设置有混凝部15、过滤部14、中间集气及配水部13、生物活性炭部12、底部布气及布水部11，所述的中间集气及配水部13上设置气体收集器；管道混合器1的出水端置于混凝部15处、中间水箱3的进水端置于底部布气及布水部11处；管道混合器1上或管道混合器1进液端设置第一加药设备5a；所述的生物活性炭部12的下部联通鼓风机9的鼓风端；超滤膜设备4至产水箱6的管路上联通第二加药设备5b。
22.进一步的，所述的第一加药设备5a设置于管道混合器1的进液端。
23.再进一步的，管道混合器1的进液端位于第一加药设备5a的上位设置第一水泵8a。
24.再进一步的，中间水箱3与超滤膜设备4之间设置第二水泵8b,产水箱6与恒压供水设备7之间设置第三水泵8c。
25.再进一步的，鼓风机9的鼓风端联通于底部布气及布水部11处。
26.再进一步的，过滤部14采用0.5mm的石英砂滤料层，滤料层厚度为300-400mm。
27.再进一步的，生物活性炭部12设置厚度300-400mm的活性炭层。
28.再进一步的，所述的超滤膜设备4的超滤膜采用ps、pvdf材质中空纤维膜，超滤膜孔径0.02μm。
29.再进一步的，恒压供水设备7出口压力设置为0.3mpa。
30.如图1所示，微(轻)污染原水由第一水泵8a泵至管道混合器1，依次经过砂滤-生物活性炭一体设备2、中间水箱3、超滤膜设备4、产水箱6、恒压供水设备7；以及加药设备。装置每个设备的配置根据水量进行调整。所述的加药设备包括加入pac的第一加药设备5a、加入杀菌剂第二加药设备5b。
31.进水通过砂滤-生物活性炭一体设备2的混凝部15停留时间5-8min，过滤部14滤料采用0.5mm石英砂，滤料厚度300mm。中间集气及配水部13采用不锈钢材质。生物活性炭部12采用自来水专用颗粒椰壳活性炭，堆积密度0.5g/ml，碘值>1000mg/g，ctc≥80％，ph＝7.0-7.3，活性炭层厚度300mm，空床接触时间10-12min。生物活性炭层采用脉冲曝气器实现脉冲曝气方式，平均曝气量为2.5l/(m2·
min)。
32.微(轻)污染原水采用本高新技术高效处理过程：原水通过第一水泵8a进入管道混合器1，通过第一加药设备5a中的pac加药槽向管道混合器1中或管道混合器1进液端加入pac药剂，管道混合器1使pac药剂混合均匀，进入砂滤-生物活性炭一体设备2的混凝部15，絮体在混凝部15中逐渐长大，在重力作用下进入过滤部14，通过过滤部14中滤料的截留作用，去除水中80-85％的悬浮物，出水的ss指标降低至2mg/l以下。砂滤产水在中间集气及配水部13进行重新分配后进入生物活性炭部12，在活性炭吸附和微生物降解的协同作用下，去除30％以上的toc、35％以上的cod，50％以上的氨氮。生物活性炭部12通过鼓风机9进行曝气，曝气产生的尾气通过中间集气及配水部13中布置的气体收集器收集后直接排出设备。生物活性炭部12出水经过底部布气及布水部11后，进入中间水箱3，中间水箱3中的水经过第二水泵8a泵入超滤膜设备4，超滤膜设备4产水进入产水箱6，超滤膜设备4浓水直接排放，在进入超滤膜设备4的管路上，通过第二加药设备5b中加药杀菌剂，即加入次氯酸钠，维持超滤产水的余氯在0.8mg/l左右。产水箱6中的水作为自来水，通过恒压供水设备7送入自来水管网，恒压供水设备7出口压力0.3mpa时，能够满足管网末端供水压力0.15mpa的要求。过滤部14、生物活性炭部12反洗产生的反洗水直接排放。
33.管道混合器1采用不锈钢材质，砂滤-生物活性炭一体设备2采用不锈钢衬玻璃钢材质，中间水箱3、产水箱6采用不锈钢材质，超滤膜设备4的超滤膜采用ps材质内压膜，设计运行通量65l/(m2·
h)，反洗周期为60min，反洗通量为110l/(m2·
h)，进一步的，所述的超滤膜设备4采用聚砜(ps)、聚偏氟乙烯(pvdf)材质超滤膜，膜设计膜通量为50-70l/(m2·
h)。加药设备(第一加药设备5a、第二加药设备5b储药箱采用pe材质，加药设备药剂接触部分采用ptfe材质，杀菌剂采用食品级次氯酸钠，混凝剂采用自来水专用pac，恒压供水设备7过流
部分采用不锈钢材质，水泵(第一水泵8a、第二水泵8b)过流部分采用不锈钢材质，鼓风机9采用铸铁材质。
34.在砂滤-生物活性炭一体设备2中，将混凝、过滤、生物活性炭工艺进行垂直设计，集成在一个池体中，垂直布置可以将占地减少一半以上。最上部是混凝部15，使加药后的絮体逐渐长大，提高过滤效果。混凝部15的停留时间为5-10min。混凝部15的水重力自流进入过滤部14，过滤部14用于截留形成的絮体污染物。过滤部14采用0.5mm的石英砂滤料层，滤料层厚度为300-400mm。过滤部14出水进入中间集气及配水部13，中间集气及配水部13设置有气体收集器，生物活性炭部12曝气的尾气通过气体收集器排出系统，不会进入过滤部14，进而不会影响过滤部14的过滤功能。生物活性炭部12采用符合饮用水标准的颗粒状椰壳活性炭，堆积密度0.45-0.55g/ml，碘值>900mg/g，ctc≥80％，ph＝7.0-7.5，其活性炭层厚度300-400mm，空床接触时间10-15min。这样生物活性炭层采用脉冲曝气方式，平均曝气量为2-5l/(m2·
min)。生物活性炭兼具吸附、微生物处理功能，适用于轻污染水源去除toc、cod、氨氮等指标。所述的超滤膜设备4采用ps、pvdf材质中空纤维膜，内压或者外压式均可以，不使用气洗功能，膜设计通量为50-70l/(m2·
h)，超滤膜孔径0.02μm，产水浊度<0.1ntu，对细菌的截留效率>99％。所述的超滤膜设备4，在进水前通过第二加药设备5b投加杀菌剂，保证超滤产水余氯≥0.5mg/l，管网末端余氯≥0.3mg/l。加药量根据余氯检测仪的数值进行动态调整。所述的恒压供水设备7采用恒压变频供水设备，保证供水的流量满足设计要求，供水压力≥0.15mpa。所述的第一水泵8a、第二水泵8b均采用立式或卧式离心泵，所述鼓风机9采用磁力式、回转式、离心式或者罗茨式鼓风机。
35.综上所述，原水经过第一水泵8a增压或者重力自流进入管道混合器1，管道混合器1中加入pac混凝剂，混合均匀后进入砂滤-生物活性炭一体设备2的混凝部15，在混凝部15絮体逐渐长大，增强过滤性能。混凝部15水重力自流进入石英砂过滤区，通过滤料的截留作用，去除水中80％以上的悬浮物，同时能够去除部分铁、猛。砂滤出水通过重力作用进入活性炭滤部12，活性炭能够吸附有机物，固定微生物，高效去除toc、cod、氨氮等污染物指标。活性炭出水进入中间水箱3，一部分用于砂滤、活性炭过滤的反洗外，其他的进入超滤膜设备4进行膜过滤，膜过滤进一步去除水中的ss、微生物、大肠杆菌等指标，在进入超滤的管路上通过第二加药设备5b加入杀菌剂，保证超滤产水余氯≥0.5mg/l，超滤产水进入产水箱6，然后通过恒压供水设备7送入供水管网。
36.本高新技术结构简单，工艺单元集成度高，在一个集装箱式设备中集成轻污染水处理的所有设备，便于运输，占地面积小，还可以作为应急供水设备，更大程度了保证了分散式供水系统的水质安全。
37.以上所述仅是本高新技术的具体实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本高新技术原理的前提下，还可以对本高新技术的技术方案进行若干变形或者等同替换，这些也应视为属于本高新技术的保护范围。
技术特征：
1.一种轻污染水源制备饮用水一体化高效处理装置，其特征在于：包括依次布置的管道混合器(1)、砂滤-生物活性炭一体设备(2)、中间水箱(3)、超滤膜设备(4)、产水箱(6)、恒压供水设备(7)；所述的砂滤-生物活性炭一体设备(2)采用竖向布置，其竖向自上而下依次设置有混凝部(15)、过滤部(14)、中间集气及配水部(13)、生物活性炭部(12)、底部布气及布水部(11)，所述的中间集气及配水部(13)上设置气体收集器；管道混合器(1)的出水端置于混凝部(15)处、中间水箱(3)的进水端置于底部布气及布水部(11)处；管道混合器(1)上或管道混合器(1)进液端设置第一加药设备(5a)；所述的生物活性炭部(12)的下部联通鼓风机(9)的鼓风端；超滤膜设备(4)至产水箱(6)的管路上联通第二加药设备(5b)。2.根据权利要求1所述的一种轻污染水源制备饮用水一体化高效处理装置，其特征在于：所述的第一加药设备(5a)设置于管道混合器(1)的进液端。3.根据权利要求2所述的一种轻污染水源制备饮用水一体化高效处理装置，其特征在于：管道混合器(1)的进液端位于第一加药设备(5a)的上位设置第一水泵(8a)。4.根据权利要求1所述的一种轻污染水源制备饮用水一体化高效处理装置，其特征在于：中间水箱(3)与超滤膜设备(4)之间设置第二水泵(8b),产水箱(6)与恒压供水设备(7)之间设置第三水泵(8c)。5.根据权利要求1所述的一种轻污染水源制备饮用水一体化高效处理装置，其特征在于：鼓风机(9)的鼓风端连通于底部布气及布水部(11)处。6.根据权利要求1所述的一种轻污染水源制备饮用水一体化高效处理装置，其特征在于：所述的过滤部(14)采用0.5mm的石英砂滤料层，滤料层厚度为300-400mm。7.根据权利要求1所述的一种轻污染水源制备饮用水一体化高效处理装置，其特征在于：所述的生物活性炭部(12)设置厚度300-400mm的活性炭层。8.根据权利要求1所述的一种轻污染水源制备饮用水一体化高效处理装置，其特征在于：所述的超滤膜设备(4)的超滤膜采用ps、pvdf材质中空纤维膜，超滤膜孔径0.02μm。9.根据权利要求1所述的一种轻污染水源制备饮用水一体化高效处理装置，其特征在于：所述的恒压供水设备(7)出口压力设置为0.3mpa。
技术总结
本高新技术涉及一种轻污染水源制备饮用水一体化高效处理装置，包括依次布置的管道混合器、砂滤
技术开发人、权利持有人：张锋 张龙 王旭东 陶杰
