專利名稱：飲用水二級消毒系統(tǒng)及用該系統(tǒng)對飲用水進行消毒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水處理系統(tǒng)及水處理方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的飲用水消毒方式大都采用在水中投入化學(xué)藥劑氯的方式進行消毒，氯具有高效滅菌的特點，能夠?qū)λ械募毦M行快速滅活，但由于現(xiàn)有的飲用水消毒系統(tǒng)采用水射器進行單級投氯，混合效果差，所以，存在著對細菌的滅活效果不均勻，持續(xù)時間短，氯所產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物會超出國家標準的問題，直接影響人們的身心健康。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有對飲用水用氯一次消毒的副產(chǎn)物超標和對細菌的滅活效果不均勻以及持續(xù)時間短的問題，進而提供了一種飲用水二級消毒系統(tǒng)及用該系統(tǒng)對飲用水進行消毒的方法，解決上述問題的技術(shù)方案如下本發(fā)明的飲用水二級消毒系統(tǒng)包含蓄水池1、流量調(diào)節(jié)閥、水泵、流量計、清水池6、管網(wǎng)11，蓄水池1的輸出端通過管線15與第一流量調(diào)節(jié)閥2-1的一端連接，第一流量調(diào)節(jié)閥2-1的另一端與第一水泵3-1的輸入端連接，第一水泵3-1的輸出端與第一流量計4-1的輸入端連接，第一流量計4-1的輸出端與清水池6的輸入端連接，清水池6的輸出端與第二流量調(diào)節(jié)閥2-2的一端連接，第二流量調(diào)節(jié)閥2-2的另一端與第二水泵3-2的輸入端連接，第二水泵3-2的輸出端與第三流量調(diào)節(jié)閥2-3的一端連接，第三流量調(diào)節(jié)閥2-3的另一端與第三水泵3-3的輸入端連接，第三水泵3-3的輸出端與第二流量計4-2的輸入端連接，第二流量計4-2的輸出端分別與管網(wǎng)11的輸入端連接，在清水池6底部的接觸池內(nèi)還增設(shè)有水射槍5，在第二水泵3-2的輸出端與第三流量調(diào)節(jié)閥2-3之間還增設(shè)有混合池9，混合池9上設(shè)有進氯口7和進氨口8，混合池9內(nèi)還設(shè)有攪拌器10，混合池9的輸入端與第二水泵3-2的輸出端連接，混合池9的輸出端與第三流量調(diào)節(jié)閥2-3的一端連接。
本發(fā)明的飲用水二級消毒方法采用下列步驟
一、采用水射槍5向清水池6中注入氯，氯的消毒滅菌時間0.5～1小時，CT值控制在15mg·min/L～20mg·min/L的范圍；二、清水池6中的水經(jīng)步驟一消毒滅菌后經(jīng)管線15輸送至混合池9中，并向混合池9內(nèi)注入氯與氨進行二級消毒，混合池9內(nèi)氯與氨的投放的重量比為3～5∶1，pH值為7.8～8.5；三、將步驟二經(jīng)二級消毒后的水輸送給管網(wǎng)11進行循環(huán)，循環(huán)時間為12～48小時。
本發(fā)明的飲用水二級消毒系統(tǒng)及消毒方法它具有如下優(yōu)點減少氯在水處理過程中消毒副產(chǎn)物的生成，保障飲用水的安全(達到國家標準)，采用氯一級消毒，用氯和氨進行二級消毒對水中的微生物控制更有效，并在管網(wǎng)中持續(xù)的時間長，提高了氯的快速、均勻滅菌效率，達到了高效、持久滅菌的效果。


圖1是飲用水二級消毒系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖，圖2是水射槍5與水射器對細菌滅活的對比圖，圖3是氯對異養(yǎng)菌滅活率及CT值的關(guān)系圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一本實施方式的飲用水二級消毒系統(tǒng)(如圖1所示)包含蓄水池1、流量調(diào)節(jié)閥、水泵、流量計、清水池6、管網(wǎng)11，蓄水池1的輸出端通過管線15與第一流量調(diào)節(jié)閥2-1的一端連接，第一流量調(diào)節(jié)閥2-1的另一端與第一水泵3-1的輸入端連接，第一水泵3-1的輸出端與第一流量計4-1的輸入端連接，第一流量計4-1的輸出端與清水池6的輸入端連接，清水池6的輸出端與第二流量調(diào)節(jié)閥2-2的一端連接，第二流量調(diào)節(jié)閥2-2的另一端與第二水泵3-2的輸入端連接，第二水泵3-2的輸出端與第三流量調(diào)節(jié)閥2-3的一端連接，第三流量調(diào)節(jié)閥2-3的另一端與第三水泵3-3的輸入端連接，第三水泵3-3的輸出端與第二流量計4-2的輸入端連接，第二流量計4-2的輸出端分別與管網(wǎng)11的輸入端連接，在清水池6底部的接觸池內(nèi)還增設(shè)有水射槍5，在第二水泵3-2的輸出端與第三流量調(diào)節(jié)閥2-3之間還增設(shè)有混合池9，混合池9上設(shè)有進氯口7和進氨口8，混合池9內(nèi)還設(shè)有攪拌器10，混合池9的輸入端與第二水泵3-2的輸出端連接，混合池9的輸出端與第三流量調(diào)節(jié)閥2-3的一端連接。
系統(tǒng)中所采用的中試設(shè)備蓄水池1的體積為2m3，清水池6的體積為1m3，混合池9的體積為0.1m3，循環(huán)水箱14的體積為0.125m3，管線15的長度為30m，管線15的直徑為50mm，材質(zhì)為UPVC，管網(wǎng)11中水的流速為0.4～0.6m/s。
具體實施方式
二結(jié)合圖1，本實施方式的管網(wǎng)11由第四流量調(diào)節(jié)閥2-4、循環(huán)水箱14、第五流量調(diào)節(jié)閥2-5、第四水泵3-4、取樣口13、第三流量計4-3、排氣孔12組成，第四流量調(diào)節(jié)閥2-4的一端與第二流量計4-2的輸出端連接，第四流量調(diào)節(jié)閥2-4的另一端與循環(huán)水箱14的輸入端連接，循環(huán)水箱14的輸出端與第五流量調(diào)節(jié)閥2-5的一端連接，第五流量調(diào)節(jié)閥2-5的另一端與第四水泵3-4的輸入端連接，第四水泵3-4的輸出端與第三流量計4-3的輸入端連接，在第四水泵3-4的輸出端與第三流量計4-3的輸入端之間設(shè)有取樣口13，第三流量計4-3的輸出端與循環(huán)水箱14的另一輸入端連接，在循環(huán)水箱14上設(shè)有排氣孔12。管網(wǎng)可以是多個，每個的組成和連接關(guān)系相同。
具體實施方式
三本實施方式的飲用水二級消毒方法通過下列步驟完成一、將蓄水池1中的水通過水泵3-1輸送至清水池6中，水的流量通過第一流量調(diào)節(jié)閥2-1和第一流量計4-1控制在2m3/h，清水池6中水的停留時間為30min，在蓄水池1的出水口處采用計量泵投加大腸桿菌，數(shù)量為1350cfu/L，氯的注入通過設(shè)在清水池6中的水射槍5中的進氯管完成(本系統(tǒng)中水射槍5采用美國首都公司生產(chǎn)的1420D型產(chǎn)品，采用水射槍5投氯，實驗原水的細菌總量為1400cfu/mL，細菌總數(shù)在40～60cfu/mL的之間，細菌的存活量比較均勻，為進一步說明氯的瞬時混合效果好；而采用水射器投氯，細菌總數(shù)在90～160cfu/mL之間波動，波動較大，而且細菌的存活量比采用水射槍5的存活量高，說明氯的混合不均勻，氯對細菌的滅活效果差異較大。采用水射槍5投加氯，可快速、均勻的將氯分散于水中，能夠充分發(fā)揮自由氯的高效滅菌作用，提高消毒滅菌的效率。見圖2水射槍5與水射器對細菌滅活的對比圖，從圖2中可以看出，采用水射槍5對細菌的滅活效果比水射器好)，氯的投加量為1mg/L，CT值控制在15mg·min/L～20mg·min/L的范圍，完成一級消毒；二、經(jīng)步驟一完成后的清水池6中的水通過第二水泵3-2輸送至混合池9中，此時采用計量泵通過進氯口7和進氨口8分別向混合池9中投加氯水和氨水，投加氯和氨的重量比例為4∶1，流量根據(jù)氯水和氨水的濃度來進行調(diào)節(jié)，由于氯在清水池6中經(jīng)30min的滅菌后已消耗掉0.4mg/L，所以應(yīng)向混合池9中注入濃度為0.4mg/L的氯，用以補充清水池6所消耗的氯，同時注入0.25mg/L的氨氮，并由混合池9中設(shè)置的攪拌器10將注入的氯與氨快速混合，pH值會影響氯胺的形成速度，試驗中為了快速中和自由氯以減少消毒副產(chǎn)物的生成，所以采用碳酸鈉將pH值調(diào)節(jié)在7.8～8.5的范圍內(nèi)；三、經(jīng)步驟二二級消毒后的水經(jīng)第三流量調(diào)節(jié)閥2-3、第三水泵3-3和第二流量計4-2后進入管網(wǎng)11，并以流速為0.4～0.6m/s進行循環(huán)，循環(huán)時間為12～48小時，按照設(shè)計好的時間從取樣口13進行取樣和進行消毒副產(chǎn)物檢測。從控制消毒副產(chǎn)物的氯、氯胺二級消毒，氯胺替代氯在模擬管網(wǎng)11中的持續(xù)消毒，可以減少消毒副產(chǎn)物的生成量，但隨著循環(huán)時間的延長消毒副產(chǎn)物的生成量將有所增加。對于管網(wǎng)停留時間長的水，采用氯一級消毒在管網(wǎng)11循環(huán)36小時水中的三氯甲烷的濃度為59.9μg/L，已經(jīng)接近國家的飲用水標準線60μg/L，在模擬管網(wǎng)11循環(huán)48小時后水中的三氯甲烷的濃度升至62.5μg/L，超出了國家飲用水標準。采用氯一級消毒，用氯和氨作二級消毒管網(wǎng)11中可以減少三氯甲烷的生成量，同僅有氯的一級消毒相比較，可以控制三氯甲烷生成量的減少，0.5小時可以減少20.4％，8小時可以減少44.8％，8小時后逐漸變得平穩(wěn)，到60小時可以減少50.2％；對于大部分管網(wǎng)的停留時間為24小時而言，采用氯胺作為二級消毒可以減少三氯甲烷47.6％。管網(wǎng)11中氯和氯胺生成鹵乙酸的情況同三氯甲烷的生成相似，采用氯和氨作為二級消毒，水中的鹵乙酸的濃度在4小時以后生成量增加較小，氯胺作為二級消毒在管網(wǎng)11中循環(huán)24小時，可以減少鹵乙酸52.8％的生成量，60小時可以減少了56.1％。采用氯一級消毒，用氯和氨作二級消毒的飲用水大腸桿菌、三氯甲烷、鹵乙酸達到國家標準，異養(yǎng)菌小于500cfu/mL的美國飲用水標準。
實驗采用活性炭運行一周并在反沖洗之前進行取樣，氯的實際投加量為0.98mg/L，根據(jù)接觸時間和余氯值計算CT值。實驗時水中的細菌濃度為78000cfu/mL，氯對細菌的滅活效果(如圖3)，在剛開始的10min中內(nèi)(CT值小于6.8)對異養(yǎng)菌的滅活速度很快，但隨著接觸時間的延長，滅活速度降低。由于活性炭柱上的細菌對消毒劑產(chǎn)生較強的耐性，所以對活性炭出水的細菌進行滅活所需要的CT值較高。參照美國的飲用水標準，出廠水細菌的數(shù)量應(yīng)小于500cfu/mL，根據(jù)氯對異養(yǎng)菌的滅活曲線，氯滅活異養(yǎng)菌的CT值控制在15mg·min/L～20mg·min/L的范圍。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
三的不同點在于二級消毒投加氯和氨的重量比例為3∶1。其它步驟與具體實施方式
三相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
三和具體實施方式
四的不同點在于二級消毒投加氯和氨的重量比例為5∶1。其它步驟與具體實施方式
四相同。
權(quán)利要求
1.飲用水二級消毒系統(tǒng)，包含蓄水池(1)、流量調(diào)節(jié)閥、水泵、流量計、清水池(6)、管網(wǎng)(11)，蓄水池(1)的輸出端通過管線(15)與第一流量調(diào)節(jié)閥(2-1)的一端連接，第一流量調(diào)節(jié)閥(2-1)的另一端與第一水泵(3-1)的輸入端連接，第一水泵(3-1)的輸出端與第一流量計(4-1)的輸入端連接，第一流量計(4-1)的輸出端與清水池(6)的輸入端連接，清水池(6)的輸出端與第二流量調(diào)節(jié)閥(2-2)的一端連接，第二流量調(diào)節(jié)閥(2-2)的另一端與第二水泵(3-2)的輸入端連接，第二水泵(3-2)的輸出端與第三流量調(diào)節(jié)閥(2-3)的一端連接，第三流量調(diào)節(jié)閥(2-3)的另一端與第三水泵(3-3)的輸入端連接，第三水泵(3-3)的輸出端與第二流量計(4-2)的輸入端連接，第二流量計(4-2)的輸出端分別與管網(wǎng)(11)的輸入端連接，其特征在于在清水池(6)底部的接觸池內(nèi)還增設(shè)有水射槍(5)，在第二水泵(3-2)的輸出端與第三流量調(diào)節(jié)閥(2-3)之間還增設(shè)有混合池(9)，混合池(9)上設(shè)有進氯口(7)和進氨口(8)，混合池(9)內(nèi)還設(shè)有攪拌器(10)，混合池(9)的輸入端與第二水泵(3-2)的輸出端連接，混合池(9)的輸出端與第三流量調(diào)節(jié)閥(2-3)的一端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飲用水二級消毒系統(tǒng)，其特征在于管網(wǎng)(11)由第四流量調(diào)節(jié)閥(2-4)、循環(huán)水箱(14)、第五流量調(diào)節(jié)閥(2-5)、第四水泵(3-4)、取樣口(13)、第三流量計(4-3)、排氣孔(12)組成，第四流量調(diào)節(jié)閥(2-4)的一端與第二流量計(4-2)的輸出端連接，第四流量調(diào)節(jié)閥(2-4)的另一端與循環(huán)水箱(14)的輸入端連接，循環(huán)水箱(14)的輸出端與第五流量調(diào)節(jié)閥(2-5)的一端連接，第五流量調(diào)節(jié)閥(2-5)的另一端與第四水泵(3-4)的輸入端連接，第四水泵(3-4)的輸出端與第三流量計(4-3)的輸入端連接，在第四水泵(3-4)的輸出端與第三流量計(4-3)輸入端之間設(shè)有取樣口(13)，第三流量計(4-3)的輸出端與循環(huán)水箱(14)的另一輸入端連接，在循環(huán)水箱(14)上設(shè)有排氣孔(12)。
3.飲用水二級消毒的方法，其特征在于該消毒方法采用下列步驟一、采用水射槍(5)向清水池(6)中注入氯，氯的消毒滅菌時間為0.5～1小時，CT值控制在15mg·min/L～20mg·min/L的范圍；二、清水池(6)中的水經(jīng)步驟一消毒滅菌后經(jīng)管線(15)輸送至混合池(9)中，并向混合池(9)內(nèi)注入氯與氨進行二級消毒，混合池(9)內(nèi)氯與氨的投放的重量比為3～5∶1，pH值為7.8～8.5；三、將步驟二經(jīng)二級消毒后的水輸送給管網(wǎng)(11)進行循環(huán)，循環(huán)時間為12～48小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的飲用水二級消毒的方法，其特征在于一級消毒氯的投放量為1mg/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的飲用水二級消毒的方法，其特征在于二級消毒氨的投放量為0.25mg/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的飲用水二級消毒的方法，其特征在于二級消毒氯與氨投放的重量比為3∶1。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的飲用水二級消毒的方法，其特征在于二級消毒氯與氨投放的重量比為4∶1。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的飲用水二級消毒的方法，其特征在于二級消毒氯與氨投放的重量比為5∶1。
全文摘要
飲用水二級消毒系統(tǒng)及用該系統(tǒng)對飲用水進行消毒的方法，本發(fā)明涉及水處理系統(tǒng)及水處理方法，解決了用氯一次消毒副產(chǎn)物超標和對細菌的滅活不均勻以及持續(xù)時間短的問題。本系統(tǒng)在清水池6內(nèi)還增設(shè)有水射槍5，在水泵3－2的輸出端與調(diào)節(jié)閥2－3之間還增設(shè)有混合池9，混合池9上設(shè)有進氯口7和進氨口8，混合池9內(nèi)還設(shè)有攪拌器10，混合池9的輸入端與水泵3－2的輸出端連接，混合池9的輸出端與調(diào)節(jié)閥2－3的一端連接。方法采用水射槍5投氯；向混合池9內(nèi)注入氯與氨進行二級消毒；經(jīng)二級消毒后的水進入管網(wǎng)11進行循環(huán)。本發(fā)明的優(yōu)點減少消毒副產(chǎn)物的生成和對微生物的控制更有效，提高了氯的快速、均勻滅菌效率，達到了高效、持久滅菌的效果。
文檔編號C02F1/50GK1760141SQ20051001034
公開日2006年4月19日 申請日期2005年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月16日
發(fā)明者陳忠林, 焦中志, 劉麗君, 張金松, 李圭白 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)