本实用新型涉及水处理领域，具体涉及一种基于金属平板膜组件和粉末活性炭吸附的微污染水处理系统。
背景技术：
在无机膜分离水处理领域，陶瓷膜和金属膜是常见的两种膜材质，其中陶瓷膜技术成熟，市场占有率较高。而金属膜是一项新技术，也逐渐得到人们的肯定和重视。以往金属膜加工制造工艺复杂，生产成本较高，一直被国外发达国家企业垄断生产。但随着技术的进步，国内金属膜生产企业金属膜制作工艺日渐成熟，金属膜的生产成本也逐渐降低，为开发和应用金属膜提供有利条件。
与其他有机和无机膜相比，金属膜具有更高机械强度，耐高温和化学稳定性。同时，金属膜具有寿命长，容易拆换和检修，便于维护和清洗，耐压抗震，易于回收，能够在工艺条件比较苛刻的情况下达到优良的分离效果。另外，金属膜在制作工艺上对膜孔径的控制精度更加灵活，可以生产出孔径相对较大的金属膜，而提高膜通量和膜过滤速率。金属膜的这个特性有利于减小过滤设备的占地，降低投资成本。有资料表明，采用金属膜过滤器过滤砂滤出水在7kpa的跨膜压力下获得了50m/d的过滤速度，并对粒径2微米以上的隐孢子虫具有良好的去除效果。目前，金属膜在水处理方面的应用主要集中在油田回注污水的深度处理方面，而在市政领域应用较少。金属膜的主要结构形式为圆柱型的金属滤芯，而金属平板膜未见应用报道。
微污染水体净化处理是一项重要难题。目前，我国多数污水处理厂出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》gb18918-2002中一级标准的a或b级标准。按照现有排放标准，排放到水体中的尾水仍然含有少量有机物，而这些有机物是经过二级生化处理后的残留有机物，难生物降解，生化处理方法不再适用于该水质。这类水的处理方法主要有吸附法和高级氧化法，但高级氧化法的处理成本较高，不适合大规模应用。而活性炭吸附法是处理这些难降解有机物的有效手段，且处理成本较低。但采用这个方法，炭水快速分离是一个难题。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种基于金属平板膜组件和粉末活性炭吸附的微污染水处理系统。将粉末活性炭高效吸附性能与金属膜快速过滤技术相结合，充分发挥两种技术的优势。本实用新型一方面将金属膜分离技术的应用范围拓展至市政水处理领域，另一方面解决了难生化处理的微污染水处理困难的问题，开发了深度处理微污染水的新型水处理工艺。
本实用新型采用的技术方案是：一种基于金属平板膜组件和粉末活性炭吸附的微污染水处理系统，所述微污染水处理系统包括金属平板膜组件、活性炭反应池、进水系统、出水系统、液体反冲洗系统、气体反冲洗系统、曝气系统；
所述金属平板膜组件由不锈钢金属膜，不锈钢封板、集水管和反洗管组成，所述金属平板膜组件设置于活性炭反应池中；
所述进水系统包括进水泵，所述进水泵的输入端与装有微污染水体的原水池连通，进水泵的输出端与活性炭反应池连通；
所述出水系统包括抽吸泵、清水池，所述抽吸泵与集水管相连，将抽吸出来的清水泵入清水池中；
所述液体反冲洗系统包括反洗泵，所述反洗泵与反洗管相连，将反冲洗水泵入金属平板膜组件；
所述气体反冲洗系统包括气体反冲洗管路，气体反冲洗管路进气端与反冲洗气泵相连，出气端与反洗管连通；
所述曝气系统包括曝气泵、曝气管，所述曝气泵与曝气管相连，所述曝气管上连接曝气砂头，所述曝气砂头置于活性炭反应池中的金属平板膜组件的下方。
进一步地所述进水泵、抽吸泵、反洗泵、曝气泵、反冲洗气泵的启停均由电气控制箱控制。
进一步地，所述抽吸泵与集水管之间还设置有产水流量计、压力表及产水电磁阀。
进一步地，所述反洗泵与反洗管之间还设置有反冲洗流量计及反洗电磁阀。
进一步地，所述气体反冲洗管路上还设置有空气反冲洗电磁阀、气体流量计。
进一步地，所述反洗泵的输入端与清水池连通，所述反冲洗水为清水池中的清水。
进一步地，所述金属平板膜组件的过滤精度为5-15微米。
本实用新型的有益效果在于：利用该处理系统进行微污染水体的深度处理，不仅能够去除微污染水体中难生物降解的有机物，可以取得理想的膜分离效果和较高的膜渗透通量，从而解决了微污染水体难生化处理，断面水质不达标，以及陶瓷膜通量较小，成本高，占地面积大的问题，同时，通过金属膜分离与粉末活性炭(pac)相结合，开发了一种深度处理微污染水的新型水处理工艺，拓展了金属膜的应用范围，并能节省反应器占地面积和水处理成本。
附图说明
图1是本实用新型中的金属平板膜组件的结构示意图；
图2是本实用新型中的基于金属平板膜组件和粉末活性炭吸附的微污染水处理系统的结构示意图；
图中：1-不锈钢金属膜；2-不锈钢封板：3-集水管：4-反洗管：5-金属平板膜组件；6-活性炭反应池；7-进水泵；8-原水池；9-抽吸泵；10-清水池；11-产水流量计；12-集水电磁阀；13-压力表；14-反洗泵；15-反冲洗流量计：16-反洗电磁阀：17-反冲洗气泵；18-气体流量计：19-空气反冲洗电磁阀；20-曝气泵：21-曝气管；22-曝气砂头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述。
一种基于金属平板膜组件和粉末活性炭的微污染水体处理系统，如图2所示，该微污染水体处理系统包括一种基于金属平板膜组件和粉末活性炭的微污染水体处理系统，所述微污染水体处理系统包括金属平板膜组件5、活性炭反应池6、进水系统、出水系统、液体反冲洗系统、气体反冲洗系统、曝气系统；
如图1所示，金属平板膜组件5由不锈钢金属膜1，不锈钢封板2、集水管3和反洗管4组成，所述金属平板膜组件5设置于活性炭反应池6中；
所述进水系统包括进水泵7，所述进水泵的输入端与装有微污染水体的原水池8连通，进水泵的输出端与活性炭反应池6连通；
所述出水系统包括抽吸泵9、清水池10，所述抽吸泵9与集水管3相连，将抽吸出来的清水泵入清水池10中；所述抽吸泵9与不锈钢金属膜1之间还设置有产水流量计11、压力表13及集水电磁阀12。
所述液体反冲洗系统包括反洗泵14，所述反洗泵14与反洗管4相连，将反冲洗液体泵入金属平板膜组件；所述反洗泵14与反洗管4之间还设置有反洗流量计15、反洗电磁阀16。所述反洗泵14的输入端与清水池10连通，所述反冲洗液体为清水池10中的清水。
所述气体反冲洗系统包括气体反冲洗管路，气体反冲洗管路进气端与反冲洗气泵17相连，出气端与反洗管4相连；气体反冲洗管路上还设置有空气反冲洗电磁阀19、气体流量计18。
所述曝气系统包括曝气泵20、曝气管21，所述曝气泵20与曝气管21相连，所述曝气管上设有曝气砂头22，所述曝气砂头22置于活性炭反应池6内，且位于金属平板膜组件的下方。
所述进水泵7、抽吸泵9、反洗泵14、曝气泵20、反冲洗气泵17的启停均由电气控制箱控制。
实施例一
金属膜组件选择孔径为5微米和10微米不锈钢金属膜组件，投加200目的粉末活性炭颗粒于40l的活性炭反应池内，使活性炭浓度达到3.5g/l。试验水量为1.2～3m3/d，负压抽吸，开9min停1min。试验结果表明处理系统有良好的活性炭截留效果，出水清澈透明。在操作压力为13-17kpa，活性炭浓度为3.5g/l时，5微米稳定膜通量可达389l/(m2*h)，10微米稳定膜通量可达667l/(m2*h)，金属膜通量是平板陶瓷膜(一般膜通量为50l/(m2*h))的8-13倍。平均出水cod25mg/l，浊度0.2ntu，溶解氧do7.2mg/l，出水达到《地表水环境质量标准》(gb3838-2002)iv类水标准。有效解决微污染水体断面不达标的问题。
实施例二
金属膜组件选择孔径为15微米的不锈钢金属膜组件，投加200目的粉末活性炭颗粒于40l的活性炭反应池内，使活性炭浓度达到3.5g/l，试验水量为1.2～3.9m3/d，负压抽吸，开9min停1min。试验结果表明处理系统有良好的截留效果，出水清澈透明。在操作压力13～17kpa，活性炭浓度3.5g/l时，15微米膜渗透通量可达900l/(m2*h)，膜渗透通量是平板陶瓷膜的18倍。平均出水cod28mg/l，浊度0.2ntu，溶解氧do7.5mg/l，出水达到《地表水环境质量标准》(gb3838-2002)iv类水标准。同样有效解决微污染水体断面不达标的问题。当操作压力超过17kpa时，先进行空气反冲洗1min，反冲洗强度3m3/(m2·h)，再进行液体反冲洗2min，反冲洗强度1.8m3/(m2·h)，膜压差恢复到初始值。
由此可见，选择过滤精度5-15微米的金属平板膜组件，不仅能满足对粉末活性炭的完全截留，出水清澈，而且能够获得高通量，低能耗的过滤效果。
本领域技术人员应该明白，本实用新型所述的系统并不限于具体实施方式中所述的实施例，上面的具体描述只是为了解释本实用新型的目的，并非用于限制本实用新型。本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本实用新型的技术创新范围，本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。
1.一种基于金属平板膜组件和粉末活性炭吸附的微污染水处理系统，其特征在于，所述微污染水处理系统包括金属平板膜组件、活性炭反应池、进水系统、出水系统、液体反冲洗系统、气体反冲洗系统、曝气系统；
所述金属平板膜组件由不锈钢金属膜、不锈钢封板、集水管和反洗管组成，所述金属平板膜组件设置于活性炭反应池中；
所述进水系统包括进水泵，所述进水泵的输入端与装有微污染水体的原水池连通，进水泵的输出端与活性炭反应池连通；
所述出水系统包括抽吸泵、清水池，所述抽吸泵与集水管相连，将抽吸出来的产水泵入清水池中；
所述液体反冲洗系统包括反洗泵，所述反洗泵与反洗管相连，将反冲洗水泵入金属平板膜组件；
所述气体反冲洗系统包括气体反冲洗管路，气体反冲洗管路进气端与反冲洗气泵相连，出气端与反洗管连通；
所述曝气系统包括曝气泵、曝气管，所述曝气泵与曝气管相连，所述曝气管上连接有曝气砂头，所述曝气砂头置于活性炭反应池中的金属平板膜组件的下方。
2.一种如权利要求1所述的基于金属平板膜组件和粉末活性炭吸附的微污染水处理系统，其特征在于：所述进水泵、抽吸泵、反洗泵、曝气泵、反冲洗气泵的启停均通过电气控制箱控制。
3.一种如权利要求1所述的基于金属平板膜组件和粉末活性炭吸附的微污染水处理系统，其特征在于：所述抽吸泵与集水管之间还设置有产水流量计、压力表及集水电磁阀。
4.一种如权利要求1所述的基于金属平板膜组件和粉末活性炭吸附的微污染水处理系统，其特征在于：所述反洗泵与反洗管之间还设置有反冲洗流量计及反洗电磁阀。
5.一种如权利要求1所述的基于金属平板膜组件和粉末活性炭吸附的微污染水处理系统，其特征在于：所述气体反冲洗管路上还设置有空气反冲洗电磁阀、气体流量计。
6.一种如权利要求1所述的基于金属平板膜组件和粉末活性炭吸附的微污染水处理系统，其特征在于：所述反洗泵的输入端与清水池连通，所述反冲洗水为清水池中的清水。
7.一种如权利要求1所述的基于金属平板膜组件和粉末活性炭吸附的微污染水处理系统，其特征在于：所述金属平板膜组件的过滤精度为5-15微米。
技术总结