本发明涉及一种水的净化方法，具体地说是涉及一种直饮水的净化处理工艺，及 其处理系统

在欧洲各国均能提供入户直饮水，这是由于其水源的水质好，管网二次污染问题 不明显，因此，在直饮水处理工艺上无需特殊的处理方式。但是，在我国，城市管网 自来水，其中含有微量的有机物（如消毒副产物及其前驱物等），而且由于经供水管网 长距离输配，会造成氯化消毒副产物含量增加，以及可生物同化有机碳含量升高；另 外，高层建筑物使用的二次水箱的容量一般设计为二倍高峰时供水量，至使水在其中 将储存较长时间，由于对二次水箱的管理与清洁不利，尚缺少有效的净化与防范措施， 使水中细菌等污染加剧，二次水箱被细菌污染是造成饮用水进一步污染的重要因素； 再加上饮用水水源的污染，使得入户水质恶化，对人体健康具有直接或潜在的影响和 危害，无法直接饮用。
随着我国经济实力与人民生活水平的提高，大众对于饮用水的直饮与安全性的要 求越来越高。为了满足直饮的饮用水供给，确保可直接饮用，这要求处理过程既能够 有效去除水中的有毒有害污染物质，又可保留对人体有益的微量元素。同时，对于直 饮水处理工艺而言， 一方面要保证直饮水的安全性，另一方面，还要提高处理水的回 收率，降低处理成本。
因而，国内的直饮水处理技术发展迅速。但与欧洲相比，目前缺乏直饮水国家标 准，水质标准主要参照纯水水质标准和瓶装水水质标准。而且现有的处理方法无法满 足上述要求，特别是在如何在去除有机微污染和超标无机离子、保留微量元素的同时， 有效控制和降低处理成本方面缺乏有效的技术与处理工艺系统。
发明内容-
本发明的目的在于克服上述的传统水处理方法和设备无法同时满足处理后的水， 在去除有机微污染和超标无机离子、保留微量元素的同时，又可以有效提高处理水回收率，降低处理成本的缺陷，从而提供一种可以去除城市管网自来水中的有毒有害污 染物质，特别是去除有机微污染和超标无机离子，同时又可保留对人体有益的微量元 素，且达到国际卫生组织（WHO)规定的可直接饮用水的标准，并显著提高处理水的 回收率的直饮水的净化处理工艺。
本发明的另一目的在于提供一种直饮水净化工艺使用的集成设备，实现处理过程 的自动化控制的，安全可靠的直饮水净化系统。
本发明的目的是这样实现的：
本发明提供一种直饮水的净化处理工艺，首先采用以臭氧和活性炭处理为预处理， 然后进一歩采取反渗透和电渗析相组合的深度处理，最后采用循环消毒方式进行消毒 处理，如图l所示，具体包括如下的步骤：
1) 首先将进水进行预过滤，截流进水中的颗粒物；该过滤过程主要作用是清除水 中泥沙、铁锈、寄生虫等分子状杂质，并消除水中游离余氯；然后将出水进行臭氧处 理，臭氧的投加量为0.5〜1.0mg/L，接触时间为3〜8min，臭氧氧化去除水体中的微 量有机污染物；臭氧出水通过催化单元去除水体中残留的溶解臭氧，以避免对后续处 理单元中活性炭的破坏；最后将出水通过活性炭过滤吸附，水体中的小分子有机物被 吸附，同时利用该水体在活性炭上自然挂膜形成的微生物的作用，进一步将小分子有 机物降解成无害物质；活性炭滤罐水力停留时间为6〜12min;
此步骤在臭—氧和活性炭组合工艺的处理下，去除了水中的有机物和非溶解物。
2) 将经过步骤l)预处理得到的出水按10〜3: l的体积比分成两路；
体积多的一路水进行反渗透处理得到去除了大部分溶解性物质的纯净水；反渗透 浓水采用循环设计，以提高水回收率，反渗透单元水回收率为70%;浓水的0~10% (体积比）排放，剩余部分（90〜100%体积比）进入电渗析单元；电渗析单元浓水外 排，出水进入步骤l)的预处理；
另外一路水用紫外-臭氧-碘进行组合消毒处理，其中臭氧消耗量为0.1〜0.5mg/L， 在线碘消毒水力停留时间为5〜30s,紫外消毒水力停留时间为10〜60s; 将经过上述处理的两路出水混合后进入净水水箱；
该步骤在对水体中的有毒有害物质去除的同时，保留了对人体有益的微量元素； 同时，该步骤提高了处理水总的回收率，大大降低了处理成本；
3) 将净水水箱中的水利用循环消毒系统进行在线消毒；
首先将净水水箱中的水泵入活性炭过滤装置，然后经过管道紫外消毒处理后，输送到用户：
用户的回水用紫外-臭氧-碘进行二次组合消毒处理，其中臭氧消耗量为0.1〜 0.5mg/L，在线碘消毒水力停留时间为5〜30s，紫外消毒水力停留时间为10〜60s;然 后回流进入该净水水箱，这样构成独立的循环消毒系统，避免了二次污染的可能性， 保证了饮用水的安全性及在入户管道内的饮用水始终符合"安全"、"直饮"的直掛次用 水标准。
本发明对于城市管网自来水或高楼储水箱的水尤其适用。
本发明提供一种实现上述直饮水的净化处理工艺的处理系统，由预处理系统、深 度处理系统、和循环消毒系统组成，如图1所示，其中：
所述的预处理系统按水处理进程，依次包括预过滤单元l、臭氧氧化单元2、催化 单元4、中间水箱5和活性炭处理单元6;在臭氧氧化单元2连通大气的排放端还连有 一臭氧尾气破坏单元3;
预处理系统的活性炭处理单元6的出水口通过一个三通分别与反渗透单元7和紫 外—臭氧-碘组合消毒单元8连通；反渗透单元7的浓水出口端通过浓水水箱9与电渗 析单元10顺序连接，构成深度处理系统；
紫外-臭氧-碘组合消毒单元8和反渗透单元7的出水端连有一净水水箱11;
净水水箱11经管道紫外消毒单元12,通过输水管道连入用户；用户回水进入紫外 -臭氧-碘组合消毒单元8，并回流进入净水水箱ll，构成独立循环消毒系统；
系统还包括在输水管中的输水泵13和15，高压泵14和变频泵（或是其它类型的 泵）16。
系统管网材质为不锈钢、铜或PP-R管材制得，并不限于所述管材材质。
本发明提供的处理工艺的原理在于：城市管网自来水经预处理系统后，可以将水
中的细菌通过臭氧灭除，并对水体微量有机污染物进行氧化去除，并通过活性炭进一 歩吸附降解。在深度处理系统中，通过反渗透单元对水体有机物及无机物全部拦截。 同时，通过一定比例复配经过组合消毒单元处理的水，在在去除水中的微污染有机物 的同时，保留了水中的有益微量元素。根据不同的进水水质和出水要求，灵活改变反
渗透处理单元和组合消毒单元出水复配比例（10: l到3: 1)，可以在保证饮用水的安 全前提下，既满足了经济性的要求，同时又提高了水的口感。将反渗透浓水分成三部 分，进行循环、外排和电渗析深度处理，在有效脱盐的同时，降低了反渗透膜负荷冲击，提高水回收率。反渗透部分浓水经过电渗析处理后，浓水外排，出水回注到预处 理系统，通过臭氧-活性炭再处理，进一步去除有机污染物，充分发挥预处理单元的作 用，同时，有效提高处理水回收率。循环消毒系统将用户回流水与预处理系统出水混 合在紫外-臭氧-碘组合消毒单元中处理后进入循环消毒系统。使深度处理系统与后续
循环消毒系统有机结合，充分发挥组合消毒单元作用，并降低处理装置成本。本发明 使用的消毒方式不限紫外消毒方式，还包括臭氧消毒以及碘消毒等。
本发明的优点：（l)利用臭氧-活性炭预处理组合工艺中臭氧的强氧化性和活性炭
良好的吸附性，对水体中微量有机污染物进一步氧化降解去除；（2)反渗透处理对细 菌、有机物及盐的拦截特性，可以有效去除城市管网自来水，因长距离输送及高位水 箱长时间保存造成的二次微生物污染及无机物；由于反渗透过滤得到的是去除有机物 和无机物的纯水，本发明中的反渗透-电渗析和组合消毒单元组合处理工艺可以在保证
去除有毒有害污染物的同时，保留了对人体有益的元素，饮用水的口感更佳。（3)本发 明还根据不同的来水水质，灵活调整深度处理系统中反渗透-电渗析和组合消毒单元的
出水流量比例，达到具有良好的性能价格比。（4)本发明中采用电渗析迸一步处理反 渗透浓水，将电渗析出水回注到预处理系统中，达到对水体深度处理，有效去除有机 污染物的目的，并充分发挥预处理系统的功能。（5)将储水箱、管道紫外消毒单元、 紫外-臭氧-碘组合消毒单元及入户直饮水管道还构成独立循环系统，避免了二次污染 的可能性，保证了饮用水的安全性。
总之，本发明是臭氧-活性炭处理、反渗透-电渗析-组合消毒处理和循环消毒处理 系统的集成技术，不仅解决了城市管网自来水无法直接饮用的问题，能够以较低的处 理成本，获取无污染、有益健康、口感优美、水质稳定的直饮水，同时还能够满足人 民大众的饮水需求，提高生活品质。
附图说明
图1是本发明的直饮水的净化流程图； 其中，预过滤单元-l; 臭氧氧化单元-2;
臭氧尾气破坏单元-3;
活性炭处理单元-6;
浓水水箱-9;
催化单元-4: 中间水箱-5;
反渗透单元-7; 紫外-臭氧-碘组合消毒单元-8;
电渗析单元-10
净水水賴
管道紫外消毒单元12;
输水泵-13;
高压泵-14;
输水泵-15;
变频泵-16。具体实施方式 实施例1、
如图1所示，制作一本发明的直饮水的净化处理工艺的处理系统。设计处理出水 量：0.5m3/hr。
该处理系统，由预处理系统、深度处理系统、和循环消毒系统组成。其中：
所述的预处理系统按水处理进程，依次包括预过滤单元l、臭氧氧化单元2、催化 单元4、中间水箱5和活性炭处理单元6;在臭氧氧化单元2连通大气的排放端还连有 一臭氧尾气破坏单元3;
预处理系统的活性炭处理单元6的出水口通过一个三通分别与反渗透单元7和紫 外-臭氧-碘组合消毒单元8连通：反渗透单元7的浓水出口端通过浓水水箱9与电渗 析单元10顺序连接，构成深度处理系统；
紫外-臭氧-碘组合消毒单元8和反渗透单元7的出水端连有一净水水箱13;
净水水箱11经管道紫外消毒单元12，通过输水管道连入用户；用户回水进入紫外 -臭氧-碘组合消毒单元8，并回流进入净水水箱ll，构成独立循环消毒系统；
系统还包括在输水管中的输水泵13和15，高压泵14和变频泵16。 系统管网材质为不锈钢、铜或PP-R管材制得，并不限于所述管材材质。
实施例2、
按照本发明提供的直饮水的净化处理工艺，对北京某净水厂管网水进行处理。 进水水量0.7m3/hr，首先将进水经预过滤单元l (采用德国汉斯过滤器）进行预过 滤，截流进水中的颗粒物；该过滤过程主要作用是清除水中泥沙、铁锈、寄生虫等分 子状杂质，并消除水中游离余氯；然后将出水在臭氧氧化单元2中进行臭氧处理，臭 氧的投加量为1.0mg/L，接触时间为8min,臭氧氧化去除水体中的微量有机污染物； 臭氧出水通过催化单元4去除水体中残留的溶解臭氧，以避免对后续处理单元中活性 炭的破坏。最后将出水通过活性炭过滤罐6进行过滤吸附，水体中的小分子有机物被 吸附，同时利用该水体在活性炭上自然挂膜形成的微生物的作用，进一歩将小分子有 机物降解成无害物质；活性炭滤罐水力停留时间为10min。此步骤在臭氧和活性炭组 合工艺的处理下，去除了水中的有机物和非溶解物。
经过预处理单元后，通过连接在预处理系统的活性炭处理单元6的出水口的三通， 将预处理单元出水按9: l的体积比分成两路，进入深度处理系统。占预处理单元出水 体积比10%的一部分进入紫外-臭氧-碘组合消毒单元8进行紫外-臭氧-碘组合消毒单元，流量为0.1m3/111,其中臭氧消耗量为0.3mg/L，在线碘消毒水力停留时间为20s， 紫外消毒水力停留时间为30s。占预处理单元出水体积比90%的另一部分进入反渗透 单元7 (反渗透膜釆用4040膜组件），流量为0.6m3/hr，得到去除了大部分溶解性物质 的纯净水；反渗透浓水采用循环设计，以提高水回收率，反渗透单元水回收率为70%， 浓水回流量为1.8m3/hr。反渗透单元7的浓水出口端通过浓水水箱9与电渗析单元10 顺序连接，反渗透浓水的10% (体积比）排放，剩余的90%进入电渗析单元10，电渗 析处理量设计为200L/hr，回收率80%，电渗析单元浓水外排。该步骤在对水体中的有 毒有害物质去除的同时，保留了对人体有益的微量元素；同时，该歩骤提高了处理水 总的回收率，大大降低了处理成本。
紫外-臭氧-捵组合消毒单元8和反渗透单元7的出水端连有一净水水箱11，将经 过上述处理的两路出水混合后进入净水水箱11。将净水水箱中的水利用循环消毒系统 进行在线消毒。首先将净水水箱中的水泵入活性炭过滤装置，然后经过管道紫外消毒 单元12处理后，输送到用户；用户的回水用紫外-臭氧-碘消毒单元8进行二次组合消 毒处理，其中臭氧消耗量为0.3mg/L，在线碘消毒水力停留时间为20s，紫外消毒水力 停留时间为30s;然后回流进入该净水水箱，这样构成独立的循环消毒系统，避免了 二次污染的可能性，保证了饮用水的安全性及在入户管道内的饮用水始终符合"安全"、 "直饮"的直接饮用水标准。
整个处理过程水力停留时间（HRT)为50min，检测入户管道出水水质指标，试 验结果列于表l。
表l、入户管道出水水质指标（单位mg/L)
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由表1可知，城市管网自来水经本发明工艺处理后，水质优于国家及WHO直接 饮用水标准。

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