一种组合净水装置及其方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103819020 A (43)申请公布日 2014.05.28 CN 103819020 A (21)申请号 201410058966.0 (22)申请日 2014.02.20 C02F 9/04(2006.01) C02F 1/78(2006.01) C02F 1/52(2006.01) C02F 1/56(2006.01) C02F 1/44(2006.01) (71)申请人 广州中国科学院先进技术研究所 地址 511458 广东省广州市南沙区海滨路 1121 号 (72)发明人 何勇 陈顺权 叶育万 陈静 杜如虚 (74)专利代理机构 广州番禺容大专利代理事务。

2、 所 ( 普通合伙 ) 44326 代理人 刘新年 (54) 发明名称 一种组合净水装置及其方法 (57) 摘要 本发明涉及一种组合净水装置及方法， 所述 组合净水装置包括臭氧发生及尾气处理系统、 催 化过滤系统、 后处理出水收集系统和气水交替运 行控制系统， 臭氧发生及尾气处理系统与催化过 滤系统相连接， 气水交替运行控制系统用以控制 本发明组合净水装置的运行。本发明组合净水装 置结构紧凑， 占地面积小， 易于自动化控制与改造 升级。本发明组合净水方法集臭氧催化氧化、 无 泡曝气和膜过滤为一体， 原水混凝沉淀处理后， 流 入催化过滤池中 ； 膜组件浸没于液面以下， 在膜 组件中通入臭氧无泡曝。

3、气 ； 净水过滤进入膜组件 内 ； 催化过滤系统产生的尾气进入尾气破坏装置 破坏臭氧 ； 本发明组合净水方法可有效处理水体 中含量较微的难降解有机物， 深度净化微污染水 体。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 7 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书7页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103819020 A CN 103819020 A 1/1 页 2 1. 一种组合净水装置， 其特征在于 ： 包括臭氧发生及尾气处理系统、 催化过滤系统、 后 处理出水收集系统和气水交替运行控制系统 ； 所述催化过滤系统包含。

4、进水泵和催化过滤池， 所述进水泵的一端通过进水管路与催化 过滤池相连， 所述进水管路上设有进水阀， 所述催化过滤池内设有至少一组膜组件， 每一膜 组件分别与一进气管路和一出水管路相连接， 每一进气管路上设有一个曝气阀， 每一出水 管路上设有一个出水阀， 各出水管路汇入出水总管路 ； 所述臭氧发生及尾气处理系统包含臭氧发生器、 臭氧储罐和尾气破坏装置， 臭氧储罐 的一端与臭氧发生器相连， 臭氧储罐的另一端与催化过滤系统相连， 尾气破坏装置与催化 过滤系统相连 ； 所述后处理出水收集系统包含出水泵、 活性碳过滤器和产水储罐， 所述出水泵通过出 水总管路与膜组件相连， 所述出水总管路上设有出水总阀 。

5、； 所述出水泵与活性碳过滤器的 一端通过产水管路相连， 所述产水管路上设有产水阀 ； 所述活性碳过滤器与产水储罐相连， 所述产水储罐通过第一反洗管路与出水总阀之后的出水总管路相连 ； 所述出水总阀之前的 出水总管路通过第二反洗管路与产水阀之前的产水管路相连 ； 所述第一反洗管路上设有第 一反洗阀 ； 所述第二反洗管路上设有第二反洗阀 ； 所述气水交替运行控制系统用以控制组合净水装置的运行。 2. 根据权利要求 1 所述的组合净水装置， 其特征在于 ： 所述组合净水装置还包含混凝 沉淀系统， 所述混凝沉淀系统包含依次连接的过滤筛网、 取水泵、 管道混合器和混凝沉淀 池， 以及与管道混合器连接的混。

6、凝加药器， 所述混凝沉淀池与进水泵相连。 3. 根据权利要求 1 所述的组合净水装置， 其特征在于 ： 所述组合净水装置有多种运行 模式， 所述运行模式包括单独过滤模式、 单独曝气模式、 单膜过滤曝气交替运行模式、 多膜 同步过滤曝气交替运行模式、 多膜异步过滤曝气交替运行模式及其混合模式。 4. 根据权利要求 1 所述的组合净水装置， 其特征在于 ： 所述膜组件为帘式中空纤维膜 组件、 平板式膜组件或管式膜组件， 所述膜组件的滤膜为有机膜、 无机膜或复合膜。 5. 根据权利要求 1 所述的组合净水装置， 其特征在于 ： 所述气水交替运行控制系统采 用微机控制、 计算机模拟控制或可编程逻辑控制。

7、方式。 6. 一种组合净水方法， 其特征在于 ： 使用权利要求 1 所述的组合净水装置净水， 原水与 混凝剂混合后进入混凝沉淀池， 混凝沉淀处理后， 上清液流入催化过滤池中 ； 催化过滤池中 含有臭氧催化剂， 膜组件浸没于催化过滤池中液面以下， 在膜组件中通入臭氧进行无泡曝 气 ； 净水过滤进入膜组件内， 后进入后处理出水收集系统， 经活性碳吸附后形成最终的出水 进入储水箱 ； 催化过滤系统产生的尾气进入尾气破坏装置破坏臭氧。 7.根据权利要求6所述的组合净水方法， 其特征在于 ： 无泡曝气的曝气量为1-35mg/L。 8. 根据权利要求 6 所述的组合净水方法， 其特征在于 ： 所述混凝剂为。

8、金属螯合剂、 无 机高分子混凝剂或阴、 阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂中的一种或多种 ； 所述混凝剂的浓度为 3-200mg/L。 9. 根据权利要求 6 所述的组合净水方法， 其特征在于 ： 所述臭氧催化剂为金属催化剂、 金属离子催化剂或金属氧化物催化剂。 10. 根据权利要求 6 所述的组合净水方法， 其特征在于 ： 所述活性炭为木质活性炭或矿 物质原料活性炭。 权 利 要 求 书 CN 103819020 A 2 1/7 页 3 一种组合净水装置及其方法 技术领域 0001 本发明涉及水处理领域， 尤其涉及一种组合净水装置和方法。 背景技术 0002 自20世纪60年代以来， 不少地区饮用水水源。

9、水质开始逐渐恶化， 水体中含量较低 的微污染物例如农药、 除草剂、 杀菌剂、 消毒剂、 抗生素、 激素、 藻毒素、 石油烃等均能产生多 种难降解的有机污染物， 这些有机污染物不仅危及人类的健康， 也妨碍了工农业的正常生 产。 0003 随着时代的发展以及人们对水环境的认知逐渐加深， 一方面水体水质不断地恶 化， 另一方面国家对水体的检测要求和水质标准却不断地提高， 以往饮用水水质标准中的 检测指标只有35项， 2006年新修订的 生活饮用水卫生标准GB/T5750-2006 将水质检测指 标扩增至106项， 其中有机物项目指标从5项增加到53项。 传统的 “混凝-沉淀-过滤-氯 消毒” 的净水。

10、工艺难以去除当今水体中日益增加的微污染物， 特别是难降解的有机污染物， 因此， 研发一种对难降解有机污染的高效深度水处理技术是现今刻不容缓的需求。 0004 目前， 常规处理工艺更倾向于去除水中大分子疏水性有机物， 在当前复杂水质条 件下， 常规处理工艺具有较大局限性， 对难降解， 亲水性有机物的去除率较低。 因而， 采用强 化常规工艺或者生物预处理、 吸附、 膜过滤及高级氧化法等工艺能对常规工艺和臭氧氧化 工艺进行一定的补充或者替代， 呈现出良好的净水效果。膜过滤是一种发展迅速的新型分 离技术， 常规微滤、 超滤等膜过滤均利用膜面微孔对污染物进行截留分离， 但因有机物未被 降解处理仅被截留于。

11、膜表面， 易造成膜孔堵塞而形成膜污染。 0005 通常， 采用曝气法将空气或氧气等气体通入曝气头来强化氧气溶解， 氧化处理水 中的有机物， 绝大多数均属于有泡曝气， 但有泡曝气法氧气的利用率低、 能耗高、 还易造成 气体污染。发明专利申请 CN102531153A 公开了一种无泡曝气膜生物反应器， 通过在生化反 应器内放置一帘式中空纤维膜进行无泡曝氧并 进行曝气排气控制， 该发明专利申请中中 空纤维膜作为微生物附着体与无泡曝气载体， 清水仍通过反应器顶端的溢流堰溢流出水。 发明专利 CN101234834B 公开了一种压力式无泡膜式充氧系统及方法， 采用膜式无泡曝气 充氧器于水中充氧， 并再经。

12、水力分布器进入活性污泥池中， 该方法只涉及曝入空气或氧气， 膜只充当了曝气功能， 且反应池与曝气池分置， 流程不够紧凑。 0006 发明专利申请 CN102001773A 公开了一种臭氧催化氧化与超滤膜联用的水处理方 法， 包括以下步骤 ：（一） 、 臭氧投加到待处理的水中 ；（二） 、 步骤 （一） 中的出水经过超滤膜处 理后， 即完成。 该方法能有效去除水中的有机污染物、 异味、 色浊、 细菌及重金属等其它污染 物， 但该发明将臭氧催化氧化与超滤分步串联， 臭氧直接投加使得臭氧有效利用效率不高， 催化剂需要额外的截留回收步骤， 两步操作的流程衔接问题亦需要妥善解决。 0007 综上所述， 。

13、针对现有各种深度净水处理技术的限制与不足， 如何将不同的水处理 方法结合起来， 扬长避短， 开发一种高效紧凑的组合净水处理方法仍是一个亟需解决的工 艺问题。 说 明 书 CN 103819020 A 3 2/7 页 4 发明内容 0008 有鉴于此， 有必要针对上述问题， 提供一种利用臭氧催化氧化、 无泡曝气与膜过滤 分离的技术优势组合处理工艺去除水中的有机污染物的组合净水装置及方法。 0009 一种组合净水装置包括臭氧发生及尾气处理系统、 催化过滤系统、 后处理出水收 集系统和气水交替运行控制系统 ； 0010 所述催化过滤系统包含进水泵和催化过滤池， 所述进水泵的一端通过进水管路与 催化过。

14、滤池相连， 所述进水管路上设有进水阀， 所述催化过滤池内设有至少一组膜组件， 每 一膜组件分别与一进气管路和一出水管路相连接， 每一进气管路上设有一个曝气阀， 每一 出水管路上设有一个出水阀， 各出水管路汇入出水总管路 ； 0011 所述臭氧发生及尾气处理系统包含臭氧发生器、 臭氧储罐和尾气破坏装置， 臭氧 储罐的一端与臭氧发生器相连， 臭氧储罐的另一端与催化过滤系统相连， 尾气破坏装置与 催化过滤系统相连 ； 0012 所述后处理出水收集系统包含出水泵、 活性碳过滤器和产水储罐， 所述出水泵通 过出水总管路与膜组件相连， 所述出水总管路上设有出水总阀 ； 所述出水泵与活性碳过滤 器的一端通过。

15、产水管路相连， 所述产水管路上设有产水阀 ； 所述活性碳过滤器与产水储罐 相连， 所述产水储罐通过第一反洗管路与出水总阀之后的出水总管路相连 ； 所述出水总阀 之前的出水总管路通过第二反洗管路与产水阀之前的产水管路相连 ； 所述第一反洗管路上 设有第一反洗阀 ； 所述第二反洗管路上设有第二反洗阀 ； 0013 所述气水交替运行控制系统用以控制组合净水装置的运行。 0014 优选地， 所述组合净水装置还包含混凝沉淀系统， 所述混凝沉淀系统包含依次连 接的过滤筛网、 取水泵、 管道混合器和混凝沉淀池， 以及与管道混合器连接的混凝加药器， 所述混凝沉淀池与进水泵相连。 0015 优选地， 所述组合净。

16、水装置有多种运行模式， 所述运行模式为单独过滤模式、 单独 曝气模式、 单膜过滤曝气交替运行模式、 多膜同步过滤曝气交替运行模式、 多膜异步过滤曝 气交替运行模式及其混合模式。 0016 优选地， 所述膜组件为帘式中空纤维膜组件、 平板式膜组件或管式膜组件 ； 述膜组 件的滤膜为有机膜、 无机膜或复合膜。 0017 所述气水交替运行控制系统采用微机控制、 计算机模拟控制或可编程逻辑控制方 式。 0018 一种组合净水方法， 使用上述的组合净水装置净水， 原水与混凝剂混合后进入混 凝沉淀池， 混凝沉淀处理后， 上清液流入催化过滤池中 ； 催化过滤池中含有臭氧催化剂， 膜 组件浸没于催化过滤池中液。

17、面以下， 在膜组件中通入臭氧进行无泡曝气 ； 净水过滤进入膜 组件内， 后进入后处理出水收集系统， 经活性碳吸附后形成最终的出水进入储水箱 ； 催化过 滤系统产生的尾气进入尾气破坏装置破坏臭氧。 0019 优选地， 无泡曝气的曝气量为 1-35mg/L。 0020 优选地， 所述混凝剂为金属螯合剂、 无机高分子混凝剂或阴、 阳离子聚丙烯酰胺絮 凝剂中的一种或多种 ； 所述混凝剂的浓度为 3-200mg/L。 0021 优选地， 所述臭氧催化剂为金属催化剂、 金属离子催化剂或金属氧化物催化剂。 说 明 书 CN 103819020 A 4 3/7 页 5 0022 优选地， 所述活性炭为木质活性。

18、炭或矿物质原料活性炭。 0023 本发明提供了一种集臭氧催化氧化、 无泡曝气和膜过滤为一体的组合净水装置及 方法， 与现有技术相比， 本发明具有如下有益效果 ： 0024 （1） 本发明组合净水装置采用无泡曝气技术将臭氧细化成肉眼不可见的气泡， 使 臭氧与水的接触面增大， 且接触更为均匀， 不仅提高了臭氧在水中的溶解速率， 加速臭氧与 水中有机物的反应速度， 显著提高了臭氧利用率， 降低了投资成本， 而且所产生的臭氧尾气 生成量大幅降低， 尾气处理费用也大大降低 ； 0025 （2） 本发明组合净水装置中膜同时起到无泡曝气和膜过滤两种作用， 可交替进行， 既利用曝气时吹脱作用减少膜污染， 延长。

19、膜的使用寿命， 又可以使用膜过滤污染物， 截留臭 氧催化剂并重复利用， 省略了臭氧催化剂回收步骤， 降低装置使用成本 ； 0026 （3） 本发明组合净水装置有多种运行模式， 各运行模式可以通过气水交替运行控 制系统自由切换， 易于膜组件的清洗 ； 本发明组合净水装置结构紧凑， 占地面积小， 易于自 动化控制与改造升级 ； 0027 （4） 本发明组合净水方法采用多相臭氧催化氧化技术， 克服了单独臭氧氧化中存 在的臭氧与有机物反应的选择性、 处理过程中产生溴酸盐、 对微污染饮用水的低矿化度和 处理难降解有机物的限制等弊端， 同时多相臭氧催化氧化增强了传统臭氧氧化技术的处理 效果， 降低臭氧用量。

20、， 节约制臭氧成本 ； 0028 （5） 本发明组合净水方法可以增加前处理和后处理步骤， 保证净水效果 ； 采用混凝 沉淀前级处理， 可以有效控制原水进水水质， 降低后续处理步骤的污染负荷 ； 采用活性炭等 后处理步骤， 可以进一步吸附净化水中污染物。 附图说明 0029 图 1 为本发明实施例 1 所述的组合净水装置示意图。 0030 图中附图标记说明 ： 0031 混凝沉淀系统 1， 进水泵 33， 0032 臭氧发生及尾气处理系统 2， 第一曝气阀 V-2， 0033 催化过滤系统 3， 第二曝气阀 V-3， 0034 后处理出水系统 4， 第三曝气阀 V-4， 0035 气水交替运行控。

21、制系统 5， 第一出水阀 V-5， 0036 催化过滤池 31， 第二出水阀 V-6， 0037 膜组件 32， 第三出水阀 V-7， 0038 过滤筛网 11， 出水总阀 V-11， 0039 取水泵 12， 出水泵 41， 0040 管道混合器 13， 活性碳过滤器 42， 0041 混凝沉淀池 14， 产水储罐 43， 0042 混凝加药器 15， 产水阀 V-9， 0043 臭氧发生器 21， 第一反洗阀 V-10， 0044 臭氧储罐 22， 第二反洗阀 V-8， 0045 尾气破坏装置 23， 进水阀 V-1。 说 明 书 CN 103819020 A 5 4/7 页 6 具体实施。

22、方式 0046 为了更好的理解本发明的组合净水装置和方法， 下面结合附图对本发明作进一步 说明。 实施例中未明确说明的各部件通过管路、 阀门等本领域技术人员常用的连接方式连接。 0047 实施例 1 本发明组合净水装置 0048 如图1所示， 一种组合净水装置包括混凝沉淀系统1、 臭氧发生及尾气处理系统2、 催化过滤系统 3、 后处理出水系统 4 和气水交替运行控制系统 5 ； 混凝沉淀系统 1 与催化过 滤系统 3 相连接， 所述催化过滤系统 3 包括催化过滤池 31 和设置于催化过滤池 31 中的膜 组件32， 臭氧发生及尾气处理系统2与催化过滤池31中的膜组件32相连接， 后处理出水收 。

23、集系统 4 与催化过滤系统 3 相连接， 气水交替运行控制系统 5 通过信号线与各分系统管路 上的阀门仪表相连 接以起到管路控制与运行参数采集处理的作用。 0049 具体地， 所述混凝沉淀系统1包含依次连接的过滤筛网11、 取水泵12、 管道混合器 13 和混凝沉淀池 14， 以及与管道混合器 13 连接的混凝加药器 15 ； 所述原水在取水泵 12 的 作用下， 依次经过过滤筛网 11、 取水泵 12 和管道混合器 13， 混凝剂通过混凝加药器 15 进入 管道混合器 13 中， 与原水混合后流入混凝沉淀池。所述过滤筛网 11 可以过滤原水中的大 颗粒杂质或污染物。优选地， 本实施例中， 混。

24、凝加药器 15 包括混凝剂罐和计量泵， 所述混凝 剂存储在混凝剂罐中， 经过剂量泵计量后才添加到管道混合器 13 中。 0050 优选地， 所述过滤筛网 11 为蚕丝筛网、 金属丝筛网或合成纤维筛网。优选地， 所述 取水泵 12 为离心泵、 混流泵、 轴流泵或隔膜泵。优选地， 所述混凝沉淀池 13 为平流式沉淀 池、 竖流式沉淀池或辐流式沉淀池。 0051 所述臭氧发生及尾气处理系统2包含臭氧发生器21、 臭氧储罐22和尾气破坏装置 23， 臭氧储罐 22 的一端与臭氧发生器 21 相连， 臭氧储罐 22 的另一端与催化过滤系统 3 中 的膜组件 32 相连， 尾气破坏装置 23 与催化过滤系。

25、统 3 中的催化过滤池 31 相连。臭氧自臭 氧发生器 21 生成后， 储存于臭氧储罐 22 中， 臭氧储罐 22 上设有臭氧总管路， 臭氧总管路后 分成至少一个进气管路， 进气管路与膜组件 32 相连 ； 臭氧总管路上设有总曝气阀， 每个进 气管路上设有分曝气阀。尾气破坏装置 23 通过尾气管路与催化过滤池 31 相连， 尾气管路 上设有尾气阀。优选地， 所述臭氧发生器 21 为高压放电式臭氧发生器或紫外照射式臭氧发 生器。所述尾气破坏装置 23 可以采用紫外射线照射法、 活性碳吸附法或其结合的方法破坏 尾气中的臭氧。 0052 所述催化过滤系统 3 包含进水泵 33 和催化过滤池 31， 。

26、所述进水泵 33 的一端与混 凝沉淀池 14 相连， 所述进水泵 33 的另一端通过进水管道与催化过滤池 31 相连， 所述进水 管道上设有进水阀 V-1， 所述催化过滤池 31 内设有至少一组膜组件 32， 每一膜组件 32 分别 与一进气管路和一出水管路相连接， 每一进气管路上设有一个曝气阀， 每一出水管路上设 有一个出水阀， 各出水管路汇入出水总管路。优选地， 在靠近膜组件 32 的进气管路上可以 安装止回阀， 所述止回阀为单向阀， 用于防止透过膜的水返混到气路中。更优选地， 所述膜 组件 32 为帘式中空纤维膜组件、 平板式膜组件或管式膜组件。优选地， 所述膜组件中的滤 膜为有机膜、 。

27、无机膜或复合膜。 0053 图 1 所示的本发明组合净水装置示意图中含有 3 组膜组件， 从左自右依次为膜组 件 A、 B 和 C， 与膜组件 A、 B 和 C 相对应的进气管路上的曝气阀分别为第一曝气阀 V-2、 第二 说 明 书 CN 103819020 A 6 5/7 页 7 曝气阀 V-3 和第三曝气阀 V-4， 与膜组件 A、 B 和 C 相对应的出水管路上的出水阀分别为第 一出水阀 V-5、 第二出水阀 V-6 和第三出水阀 V-7， 出水总管路上设有出水总阀 V-11。打开 至少一个曝气阀， 臭氧通过进气管道进入膜组件 32 中， 膜作为无泡曝气的载体， 将臭氧细 化成肉眼不可见。

28、的气泡， 气泡进入催化过滤池 31， 与水中的污染物反应， 将其降解 ； 尾气则 进入尾气破坏装置 23 被破坏。打开对应的出水阀， 净化后的水由出水管路进入出水泵 41。 需要说明的是， 膜组件 32 的个数并不限定为 3 个， 还可以是 1 个、 2 个、 4 个或是其他数量。 0054 无泡曝气使臭氧细化成肉眼不可见的气泡， 增大了臭氧与水的接触面积， 且接触 更均匀 ； 同时提高了臭氧在水中的溶解速率， 加速臭氧与水中有机物的反应速度， 现在提高 臭氧的利用率， 降低了投资成本， 而且所产生的臭氧尾气生产量大幅度降低， 尾气处理费用 也大大降低。同时， 曝气时吹脱作用可减少膜污染， 延。

29、长膜的使用寿命。膜组件 32 中的膜 还具有过滤作用， 膜可以过滤水中污染物， 截留臭氧催化剂使之重复利用， 省略了臭氧催化 剂回收步骤， 降低装置使用成本。 0055 所述后处理出水收集系统 4 包含出水泵 41、 活性碳过滤器 42 和产水储罐 43， 所述 出水泵 41 通过出水总管路与膜组件 32 相连 ； 所述出水泵 41 与活性碳过滤器 42 的一端通 过产水管路相连， 所述产水管路上设有产水阀 V-9 ； 所述活性碳过滤器 42 与产水储罐 43 相 连， 所述产水储罐43通过第一反洗管路与出水总阀V-11之后的出水总管路相连 ； 所述出水 总阀V-11之前的出水总管路通过第二反。

30、洗管路与产水阀V-9之前的产水管路相连 ； 所述第 一反洗管路上设有第一反洗阀 V-10， 所述第二反洗管路上设有第二反洗阀 V-8。 0056 所述气水交替运行控制系统 5 用以控制本发明组合净水装置的运行 （包括无泡曝 气和不同运行模式的交替） 。通过气水交替运行控制系统 5 可以对本发 明组合净水装置进 行调节， 可以使之处于不同的运行模式， 下面结合图 1（含有膜组件 A、 B、 C） 对不同运行模 式及其交替进行具体说明 ： 0057 （1） 单独过滤模式 ： 打开催化过滤池 31 的进出水管路， 打开取水泵 12， 调节混凝沉 淀池 14 的沉降速度 ； 打开进水泵 33 与进水阀。

31、 V-1， 保持臭氧发生器与第一曝气阀 V-2（膜 组件 A） 、 第二曝气阀 V-3（膜组件 B） 、 第三曝气阀 V-4（膜组件 C） 为关闭状态 ； 打开第一出 水阀 V-5（膜组件 A） 、 第二出水阀 V-6（膜组件 B） 、 第三出水阀 V-7（膜组件 C） 中的任一个 或多个用以控制单组膜或多组膜过滤产水， 打开出水总阀 V-11 和产水阀 V-9 ； 设置跨膜压 差 P1和过滤时间 t1， 启动出水泵 41， 系统过滤出水。 0058 （2） 单独曝气模式 ： 打开催化过滤池 31 的进出水管路， 控制进出水流速以保持池 中液位高度， 打开第一曝气阀 V-2（膜组件 A） 、 。

32、第二曝气阀 V-3（膜组件 B） 、 第三曝气阀 V-4 （膜组件 C） 中的任一个或多个用以控制单组膜或多组膜臭氧曝气， 其余阀门保持关闭状态， 设置曝气压力 P2和曝气时间 t2， 打开臭氧发生器， 系统进行膜无泡曝气。 0059 （3） 反洗模式 ： 在过滤模式结束后， 关闭出水总阀 V-11 和产水阀 V-9， 打开第一反 洗阀 V-10 和第二反洗阀 V-8， 打开第一出水阀 V-5 （膜组件 A） 、 第二出水阀 V-6 （膜组件 B） 、 第三出水阀 V-7（膜组件 C） 中的任一个或多个用以控制反洗其中的单组膜或多组， 设置反 洗时间， 启动出水泵， 系统进行反洗。 0060 。

33、（4） 单膜过滤曝气交替运行模式 ： 打开催化过滤池 31 的进出水管路， 打开取水泵 12， 调节混凝沉淀池 14 的沉降速度 ； 打开进水泵 33 与进水阀 V-1， 打开出水总阀 V-11 和产 水阀V-9 ； 设置跨膜压差P1和过滤时间t1， 设置曝气压力P2和曝气时间t2， 设置交替次数N ； 说 明 书 CN 103819020 A 7 6/7 页 8 以膜组件 A 为例， 通过电控系统编程控制第一曝气阀 V-2 和第一出水阀 V-5 ； 启动出水泵， 在跨膜压差 P1的压力下， 第一曝气阀 V-2 关闭， 第一出水阀 V-5 打开， 经过 t1的时间后， 过 滤停止， 打开臭氧发。

34、生器， 在曝气压力P2的条件下， 第一出水阀V-5关闭， 第一曝气阀V-2打 开， 经过 t2的时间后， 曝气停止， 接着又重新将第一曝气阀 V-2 关闭， 第一出水阀 V-5 打开 进行过滤出水， 如此反复， 使得膜组件 A 过滤和曝气两个阶段交替运行， 运行交替次数达到 N 时， 系统停止， 模式结束。膜组件 B、 C 的控制方式可参照膜组件 A 执行， 调节控制对应的 阀门即可。本实施例中气水交替运行控制系统 5 采用的可编程逻辑控制方式， 除此之外， 气 水交替运行控制系统 5 还可以采用微机控制或计算机模拟控制方式。 0061 （5） 多膜同步过滤曝气交替运行模式 ： 该模式类同于单。

35、膜过滤曝气交替运行模式， 不同之处在于同时控制膜组件 A、 B、 C 中的两组或多组膜同时过滤曝气， 不同阶段皆同步交 替进行， 交替结束后同步停止。 0062 （6） 多膜异步过滤曝气交替运行模式 ： 多膜异步是指通过编制程序对膜组件 A、 B、 C的过滤曝气阀门进行异步调节， 该模式下过滤时间t1与曝气时间t2设置成相等的时间t， 所谓异步是指膜组件 A 过滤时， 膜组件 B 进行曝气， 膜组件 C 处于反洗或者停止， 经过时间 t 后， 膜组件实现功能交替， 膜组件 A 处于反洗或停止， 膜组件 B 进行过滤， 膜组件 C 进行曝 气， 再经过时间 t 后， 膜组件实现第二次交替， 膜组。

36、件 A 进行曝气， 膜组件 B 处于反洗或停 止， 膜组件 C 进行过滤， 如此反复循环， 当交替次数达到 N 时， 三组膜依次停止。 0063 （7） 混合模式 ： 可以根据实际情况， 将上述模式 （1） - 模式 （6） 自由组合使用。 0064 实施例 2 本发明组合净水方法 0065 本发明组合净水方法， 使用上述的组合净水装置净水， 包括以下步骤， 原水与混凝 剂混合后进入混凝沉淀池， 混凝沉淀处理后， 上清液流入催化过滤池中 ； 催化过滤池中含有 臭氧催化剂， 膜组件浸没于催化过滤池中液面以下， 在膜组件中通入臭氧进行无泡曝气 ； 水 中有机污染物在臭氧催化剂的作用下， 与臭氧反应。

37、， 并被膜组件截留于催化过滤池中 ； 净水 过滤进入膜组件内， 后进入后处理出水收集系统， 经活性碳吸附后形成最终的出水进入储 水箱 ； 催化过滤系统产生的尾气进入尾气破坏装置破坏臭氧。 0066 优选地， 无泡曝气的曝气量为 1-35mg/L。 0067 优选地， 所述混凝剂为金属螯合剂、 无机高分子混凝剂或阴、 阳离子聚丙烯酰胺絮 凝剂中的一种或多种。更优选地， 所述无机高分子混凝剂可以是聚合铝盐或聚合铁盐。优 选地， 所述混凝剂的浓度为 3-200mg/L ； 更优选地， 所述 混凝剂的浓度为 20-50mg/L。所述 混凝沉淀处理至上层水溶液澄清无悬浮物为止。 0068 所述臭氧催化剂。

38、为金属催化剂、 金属离子催化剂或金属氧化物催化剂。 更优选地， 所述臭氧催化剂 Al2O3颗粒， 其粒径为 1-3mm。优选地， 臭氧催化剂的浓度为 10-30g/L。 0069 优选地， 所述活性炭为木质活性炭或矿物质原料活性炭。 0070 实施例 3 单独过滤模式 0071 本实施例中采用 PVDF 帘式中空纤维超滤膜组件， 将其安装于催化过滤池中， 使用 运行模式 （1） 单独过滤模式， 混凝剂采用 PAC（聚合氯化铝） 与 A-PAM（阴离子聚丙烯酰胺 絮凝剂） 按质量比为 10:1 投入废水中， 使废水含混凝剂浓度为 20-100mg/L， 不投加臭氧催 化剂， 不曝臭氧， 其中 P。

39、1为 0.2Mpa， t1为 20min。处理前水中悬浮物浓度 （SS） 值为 65mg/L， 处理后水中悬浮物浓度值 （SS） 去除率为 92.7%， 去除效果较佳。 说 明 书 CN 103819020 A 8 7/7 页 9 0072 实施例 4 单独曝气模式 0073 本实施例采用 PES 帘式中空纤维超滤膜组件， 将其安装于催化过滤池中， 使用运 行模式 （2） 单独曝气模式， 混凝剂采用 PAC， 臭氧催化剂采用 CeO2 为载体的涂载金属 Ru 的 催化剂。3 组膜同时进行臭氧曝气， 但不使用膜的过滤功能， 曝气压力 P2为 0.10Mpa 和曝气 时间 t2为 25min， C。

40、OD 初始浓度为 50mg/L， 苯酚 （C6H5OH） 初始浓度为 20mg/L， 处理后水质苯 酚和 COD 去除率均可达 96%。 0074 实施例 5 单膜过滤曝气交替运行模式 0075 本实施例中采用 PVDF 帘式中空纤维超滤膜组件， 将其安装于催化过滤池中， 使用 运行模式 （4） 单膜过滤曝气交替运行模式， 混凝剂采用 PAC， 臭氧催化剂采用氧化铝负载的 三价铁基催化剂。其中 P1为 0.2Mpa， t1为 2min， P2为 0.10Mpa， t2为 5min， 2 个循环。处理 前水中邻苯二甲酸二甲酯 （DMP） 初始浓度为 5mg/L、 总有机碳 （TOC） 浓度为 3。

41、.5mg/L， 处理后 水中 DMP 去除率 最高达到 93.6%， TOC 去除率为 66.1%。 0076 实施例 6 多膜同步过滤曝气交替运行模式 0077 本实施例采用 PES 帘式中空纤维超滤膜组件， 将其安装于催化过滤池中， 使用运 行模式 （4） 多膜同步过滤曝气交替运行模式， 混凝剂采用 PAC 与 A-PAM 按质量比为 10:1 投入废水中， 使废水含混凝剂浓度为 20-100mg/L， 臭氧催化剂采用二氧化钛或氧化铝载体 上负载金属氧化物二氧化锰或金属钌 （Ru） 。3 组膜同步过滤曝气， 其中 P1为 0.2Mpa， t1为 3min， P2为 0.50Mpa， t2为。

42、 5min， 12 个循环。处理前水中 CODMn浓度为 10mg/L， 氨氮值为 1.0mg/L， 处理后水中 COD、 氨氮的去除效果较佳， 去除率均可达到 95%。 0078 实施例 7 多膜异步过滤曝气交替运行模式 0079 本实例采用 PVDF 柱状中空纤维超滤膜组件， 将其安装于催化过滤池中， 使用运 行模式 （4） 多膜异步过滤曝气交替运行模式， 混凝剂依次投加金属螯合剂乙二胺四乙酸 （EDTA-2Na） 与 PAC， PAM， 投加质量比为 2:10:1, 使废水中含混凝剂浓度为 20-50mg/L， 臭氧 催化剂采用氧化铝负载的三价铁基催化剂， 使用运行模式 （3.6） 多膜。

43、异步曝气交替模式对 水进行处理， 2 组膜异步交替曝气， 其中 P1为 0.2Mpa， t1、 t2为 2min， P2为 0.10Mpa， 8 个循 环， 经臭氧无泡曝气， 混凝沉淀， 臭氧催化处理， 水质初始重金属铅浓度为 0.05mg/L 的， 处 理后重金属 Pb 去除率可达 73%。 0080 实施例 8 反洗模式 0081 实施例 3 中由于未进行膜曝气， 膜面积存污染物部分堵塞膜孔， 从而造成了膜渗 透通量的损失， 因此需要对膜进行反洗。在过滤模式结束后， 使用运行模式 （3） 反洗模式对 膜进行反洗。关闭出水总阀 V-11 和产水阀 V-9， 打开第一反洗阀 V-10 和第二反。

44、洗阀 V-8， 打开第一出水阀 V-5（膜组件 A） 、 第二出水阀 V-6（膜组件 B） 、 第三出水阀 V-7（膜组件 C） 中的任一个或多个用以控制反洗其中的单组膜或多组， 设置反洗时间， 启动出水泵， 系统进 行反洗。由产 水箱中的产水泵送膜侧反洗， 清除膜面污染， 反洗 5 分钟后， 经实验测定， 膜 的渗透通量恢复至初始通量的 90%-95%。 0082 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式， 其描述较为具体和详细， 但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是， 对于本领域的普通技术人员 来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保 护范围。因此， 本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 说 明 书 CN 103819020 A 9 1/1 页 10 图 1 说 明 书 附 图 CN 103819020 A 10 。