一種微污染飲用水水源原水強化預(yù)處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微污染飲用水水源原水強化預(yù)處理的方法,所述方法為使微污染飲用水水源原水依次經(jīng)過斜板式沉淀處理單元、微納米氣浮增氧處理單元、生物接觸氧化處理單元和人工介質(zhì)吸附處理單元。本發(fā)明中公開的微污染飲用水水源原水強化預(yù)處理方法無需添加混凝藥劑,可加速不易去除的懸浮顆粒的沉淀,微納米級氣泡在起到氣浮作用的同時,顯著提高受處理水中的溶解氧含量,使好氧生物膜活性提高。這種方法具有成型時間短、凈化效果好、應(yīng)用范圍廣的特點,可用于微污染水體的強化預(yù)處理、飲用水源原水生態(tài)凈化工程的預(yù)處理等方面。
【專利說明】一種微污染飲用水水源原水強化預(yù)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水處理領(lǐng)域,具體涉及一種針對微污染飲用水水源原水強化預(yù)處理的 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展,各地水污染事件呈現(xiàn)多發(fā)態(tài)勢,許多河道型或湖庫 型水源地均出現(xiàn)了原水微污染問題,部分水質(zhì)指標已不能達到《地面水環(huán)境質(zhì)量標準》 (GB3838-2002)中作為生活飲用水源水的水質(zhì)要求。對微污染飲用水源原水進行預(yù)處理,初 步去除水中的污染物質(zhì),可減輕常規(guī)處理或后續(xù)生態(tài)凈化處理的負擔(dān),減少水廠的藥劑投 加量,從而起到改善和提高飲用水質(zhì)的作用。
[0003] 在污水的預(yù)處理【技術(shù)領(lǐng)域】,目前應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)主要可分為物理處理、化學(xué) 處理、生物處理。物理處理主要是通過曝氣、攔截或改變水體水文條件等措施去除懸浮性顆 粒物質(zhì);化學(xué)處理主要是通過投加絮凝或反應(yīng)藥劑,從而分離去除溶解性或膠體性的污染 物質(zhì);生物處理主要是通過微生物的同化作用,吸收分解水體中的營養(yǎng)鹽類或有機物。然 而,微污染水體通常具有泥沙粒徑較小且不易沉降、有機污染指標及營養(yǎng)類指標輕微超標、 藻類含量較多等特點。傳統(tǒng)的物理與化學(xué)方法操作與管理的要求較高,尤其是運行成本十 分高昂,應(yīng)用于微污染水體的預(yù)處理具有很大的局限性。
[0004] 生物接觸氧化法是近年來應(yīng)用較為廣泛的污水好氧生物處理方法,它是以附著在 載體(填料)上的大量好氧微生物為主,兼有活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點。然而微污染 水體中不易沉降的細小泥沙顆粒與藻類極易附著在載體表面,從而嚴重影響載體掛膜的效 果。另外,傳統(tǒng)的生物接觸氧化法中所需氧由鼓風(fēng)曝氣供給,較大的鼓風(fēng)曝氣氣泡一方面易 沖擊生物膜而造成生物膜脫落,另一方面其溶氧效率低下,無法激發(fā)出好氧微生物的最佳 凈水效果。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點,本發(fā)明的目的在于提供一種微污染飲用水水源原 水的強化預(yù)處理方法,以克服現(xiàn)有技術(shù)中微污染飲用水水源處理成本高,操作方法復(fù)雜的 缺陷。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的或者其他目的,本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0007] 本發(fā)明公開了一種微污染飲用水水源原水強化預(yù)處理的方法,所述方法為使微污 染飲用水水源原水依次經(jīng)過斜板式沉淀處理單元、微納米氣浮增氧處理單元、生物接觸氧 化處理單元和人工介質(zhì)吸附處理單元。
[0008] 優(yōu)選地,所述方法還包括使用進水系統(tǒng)將所述微污染飲用水水源原水打入所述斜 板式沉淀處理單元的側(cè)底部。
[0009] 優(yōu)選地,所述進水系統(tǒng)包括水泵裝置和流量調(diào)節(jié)裝置。
[0010] 優(yōu)選地,所述斜板式沉淀處理單元包括與水平來水方向呈35°?45°夾角的多 道斜板、位于所述斜板式沉淀處理單元底部且與所述多道斜板投影面積等大的沉淀室、與 水平來水方向垂直的第一擋板和流態(tài)調(diào)節(jié)槽;所述微污染飲用水水源原水在所述斜板式沉 淀處理單元的側(cè)底部進入并經(jīng)過所述多道斜板的間隙后溢流流過所述第一擋板至所述流 態(tài)調(diào)節(jié)槽,再經(jīng)所述流態(tài)調(diào)節(jié)槽的側(cè)底部進入所述微納米氣浮增氧處理單元。
[0011] 更優(yōu)選地,所述多道斜板為平行的多道斜板。
[0012] 優(yōu)選地,所述微納米氣浮增氧處理單元包括微納米氣泡發(fā)生裝置、氣水混合槽、氣 浮分離槽和出水回流槽;所述氣水混合槽、氣浮分離槽和出水回流槽依次串聯(lián);所述微納 米氣泡發(fā)生裝置包括壓力溶氣裝置、回流裝置和微納米氣泡釋放裝置;且所述微納米氣泡 釋放裝置位于所述氣水混合槽的底部;所述回流裝置設(shè)在所述出水回流槽的中部;所述微 污染飲用水水源原水先在所述氣水混合槽形成溶氣水,再溢流進入所述氣浮分離槽并從所 述氣浮分離槽的側(cè)底部進入所述出水回流槽;部分微污染飲用水水源原水經(jīng)所述微納米氣 泡發(fā)生裝置再次形成溶氣水,另外一部分微污染飲用水水源原水溢流至所述物接觸氧化處 理單元。
[0013] 本發(fā)明中所述的微納米氣泡釋放裝置為現(xiàn)有技術(shù)。其中,所述的回流裝置的出水 口與壓力溶氣裝置的進水口管道相連;所述壓力溶氣裝置的出水口與所述微納米氣泡釋放 裝置的進水口管道相連。所述壓力溶氣裝置上還設(shè)有氣泵,用于吸入空氣。
[0014] 更優(yōu)選地,所述氣水混合槽、氣浮分離槽和出水回流槽的長度分別占所述微納米 氣浮增氧處理池的總長度的10?15%、75?85%和5?10%。
[0015] 更優(yōu)選地,所述氣浮分離槽的上部設(shè)有潷水裝置。所述潷水裝置302可使氣浮處 理中所產(chǎn)生的漂浮雜質(zhì)通過溢流排出,從而去除微污染飲用水源原水6中的密度與水接近 的微小顆粒、藻類以及表面活性較大的可溶性有機物。
[0016] 優(yōu)選地,所述微污染飲用水水源原水再依次經(jīng)過所述生物接觸氧化處理單元中沿 水平來水方向依次設(shè)置的生物繩和碳素纖維繩后流入所述人工介質(zhì)吸附處理單元。
[0017] 優(yōu)選地,所述生物繩與所述碳素纖維的總體積占所述生物接觸氧化處理池體積 80%以上,且所述生物繩與所述碳素纖維之間的體積比為2?4 :1。
[0018] 優(yōu)選地,所述生物接觸氧化處理池中設(shè)有掛架,所述的生物繩和所述碳素纖維的 一端掛于所述掛架上,所述的生物繩和所述碳素纖維的另一端設(shè)有配重。
[0019] 優(yōu)選地,所述微污染飲用水水源原水經(jīng)所述人工介質(zhì)吸附處理單元中的與水平來 水方向垂直的多道透水性土工織物過濾。
[0020] 出水透過多道透水性土工織物后直接排放,在此步驟中可過濾填料上脫落的生物 膜、藻類以及水中的其它懸浮顆粒。
[0021] 優(yōu)選地,所述多道透水性土工織物為80?150目的聚乙烯紗網(wǎng)或100?200g/m2 的聚丙烯無紡?fù)凉げ肌?br>
[0022] 優(yōu)選地,所述微污染應(yīng)用水水源原水在所述斜板式沉淀處理單元的水力停留時間 為20?30分鐘。
[0023] 優(yōu)選地,所述微污染飲用水水源原水在微納米氣浮增氧處理單元的水力停留時間 為10?20分鐘。
[0024] 優(yōu)選地,所述微污染飲用水水源原水在生物接觸氧化處理單元的水力停留時間為 90?120分鐘。
[0025] 優(yōu)選地,所述微污染飲用水水源原水在人工介質(zhì)吸附處理單元的水力停留時間為 5?10分鐘。
[0026] 微污染飲用水源原水在各處理單元的停留時間對凈化效果有重要的影響。若水力 停留時間過長,則在微納米氣浮增氧處理單元中產(chǎn)生的氣泡量會降低,在生物接觸氧化處 理單元中營養(yǎng)物質(zhì)的耗盡容易導(dǎo)致處理效果的惡化,進而影響整體的處理效果;若水力停 留時間過短,則在斜板式沉淀處理單元中水體懸浮物質(zhì)得不到充分沉淀,在微納米氣浮增 氧處理單元中的氣浮的效果不佳,在生物接觸氧化處理單元中污染物質(zhì)還不能接到充分的 吸收分解,同樣會導(dǎo)致處理效果變差。本發(fā)明將微污染飲用水源原水在各處理單元中水力 停留時間控制在適中范圍,整體處理效果較好。
[0027] 本發(fā)明中公開的微污染飲用水水源原水強化預(yù)處理方法無需添加混凝藥劑,可加 速不易去除的懸浮顆粒的沉淀,微納米級氣泡在起到氣浮作用的同時,顯著提高受處理水 中的溶解氧含量,使好氧生物膜活性提高。這種方法具有成型時間短、凈化效果好、應(yīng)用范 圍廣的特點,可用于微污染水體的強化預(yù)處理、飲用水源原水生態(tài)凈化工程的預(yù)處理等方 面。方法中各處理單元具有以下功能和優(yōu)點:
[0028] (1)斜板式沉淀處理單元:
[0029] ①通過減小沉淀距離,加速微污染飲用水源原水中較大懸浮顆粒的自然沉淀過 程,從而縮短自然沉淀的水力停留時間,初步降低水體中懸浮物SS含量,提高氣浮效率,降 低氣浮能耗;
[0030] ②集中沉積于沉淀室的底泥便于統(tǒng)一收集清除。
[0031] (2)微納米氣浮增氧處理單元:
[0032] ①可產(chǎn)生直徑在微納米級別的氣泡,氣泡在水中停留時間變長,從而與懸浮物接 觸時間增加,氣泡與懸浮物粘附效率大幅提高,可上升氣浮帶走微污染飲用水源原水中的 密度與水接近的微小顆粒、藻類以及表面活性較大的可溶性有機物;
[0033] ②與傳統(tǒng)鼓風(fēng)曝氣相比,可增大空氣與水體的接觸面積與接觸時間,在同等能耗 的情況下具有更佳的氧轉(zhuǎn)移效率,顯著增加水體溶解氧含量;
[0034] ③在不添加混凝藥劑的情況下,劇烈的氣水混合過程可使微污染飲用水源原水中 的呈膠體狀態(tài)的污染物質(zhì)脫穩(wěn);
[0035] (3)生物接觸氧化處理單元:不同物理形態(tài)的生物填料可為多種好氧微生物提供 大面積附著表面,并可捕獲水體中的微納米級的氣泡,增大氧向生物膜內(nèi)轉(zhuǎn)移的推動力和 向生物膜內(nèi)滲透深度,使生物膜活性提高,活性微生物量增多,提高COD、B0D的降解速率, 同時去除氮磷等營養(yǎng)鹽類。
[0036] (4)人工介質(zhì)吸附處理單元單元:垂直水流方向設(shè)置有多道透水性土工織物,可 過濾填料上脫落的生物膜、藻類以及水中的其它懸浮顆粒,防止生物膜脫落造成水質(zhì)異常, 保障出水透明度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0037] 圖1為本發(fā)明方法的流程示意圖;
[0038] 圖2為本發(fā)明中斜板式沉淀處理單元的剖面示意圖;
[0039] 圖3為本發(fā)明中微納米氣浮增氧處理單元的剖面示意圖;
[0040] 圖4為本發(fā)明中生物接觸氧化處理單元的剖面示意圖;
[0041] 圖5為本發(fā)明中人工介質(zhì)吸附處理單元的剖面示意圖。
[0042] 圖1-5中附圖標記如下:
[0043] 1為進水系統(tǒng);
[0044] 11為水泵裝置;
[0045] 12為流量調(diào)節(jié)裝置;
[0046] 2為斜板式沉淀處理單元;
[0047] 21為多道斜板;
[0048] 22為沉淀池;
[0049] 23為第一擋板;
[0050] 24為流態(tài)調(diào)節(jié)槽;
[0051] 3為微納米氣浮增氧處理單元;
[0052] 32為氣水混合槽;
[0053] 33為氣浮分離槽;
[0054] 34為出水回流槽;
[0055] 35為壓力溶氣裝置;
[0056] 36為回流裝置;
[0057] 37為微納米氣泡釋放裝置;
[0058] 38為第三擋板;
[0059] 39為第四擋板;
[0060] 301為溶氣水;
[0061] 302為潷水裝置;
[0062] 4為生物接觸氧化處理單元;
[0063] 41為生物繩;
[0064] 42為碳素纖維;
[0065] 5為人工介質(zhì)吸附處理單元;
[0066] 51透水性土工織物;
[0067] 6為微污染飲用水水源原水。
【具體實施方式】
[0068] 以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式,本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書 所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實 施方式加以實施或應(yīng)用,本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用,在沒有背離 本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。
[0069] 實施例1
[0070] 如圖1-5所示所示,圖中方向標識為水流方向。
[0071] 本發(fā)明提供了一種微污染飲用水源原水的強化預(yù)處理方法,使微污染飲用水水源 原水6依次經(jīng)過:進水系統(tǒng)1、斜板式沉淀處理單元2、微納米氣浮增氧單元3、生物接觸氧 化處理單元4和人工介質(zhì)吸附處理單元5。
[0072] 具體地,所述方法還包括使用進水系統(tǒng)1將所述微污染飲用水水源原水6打入所 述斜板式沉淀處理單元2的側(cè)底部。
[0073] 優(yōu)選地,所述進水系統(tǒng)1包括水泵裝置11和流量調(diào)節(jié)裝置12。
[0074] 優(yōu)選地,所述斜板式沉淀處理單元2包括與水平來水方向呈35°?45°夾角的多 道斜板21、位于所述斜板式沉淀處理單元2底部且與所述多道斜板21投影面積等大的沉淀 室22、與水平來水方向垂直的第一擋板23和流態(tài)調(diào)節(jié)槽24 ;所述微污染飲用水水源原水在 所述斜板式沉淀處理單元2的側(cè)底部進入并經(jīng)過所述多道斜板21的間隙后溢流流過所述 第一擋板23至所述流態(tài)調(diào)節(jié)槽24,再經(jīng)所述流態(tài)調(diào)節(jié)槽24的側(cè)底部進入所述微納米氣浮 增氧處理單元3。
[0075] 更具體地,所述多道斜板21為平行的多道斜板。
[0076] 具體地,所述微納米氣浮增氧處理單元3包括微納米氣泡發(fā)生裝置、氣水混合槽 32、氣浮分離槽33和出水回流槽34 ;所述氣水混合槽32、氣浮分離槽33和出水回流槽34 依次串聯(lián);所述微納米氣泡發(fā)生裝置包括壓力溶氣裝置35、回流裝置36和微納米氣泡釋放 裝置37 ;且所述微納米氣泡釋放裝置37位于所述氣水混合槽32的底部;所述回流裝置36 設(shè)在所述出水回流槽34的中部;所述微污染飲用水水源原水先在所述氣水混合槽32形成 溶氣水301,再溢流進入所述氣浮分離槽33并從所述氣浮分離槽33的側(cè)底部進入所述出水 回流槽34 ;部分微污染飲用水水源原水經(jīng)所述微納米氣泡發(fā)生裝置再次形成溶氣水,另外 一部分微污染飲用水水源原水溢流至所述生物接觸氧化處理單元4。
[0077] 更具體地,所述氣水混合槽32、氣浮分離槽33和出水回流槽34的長度分別占所述 微納米氣浮增氧處理單元3的總長度的10%、80%和10%。
[0078] 更具體地,所述氣浮分離槽3的上部設(shè)有潷水裝置302。所述潷水裝置302可使氣 浮處理中所產(chǎn)生的漂浮雜質(zhì)通過溢流排出,從而去除微污染飲用水源原水6中的密度與水 接近的微小顆粒、藻類以及表面活性較大的可溶性有機物。
[0079] 更具體地,所述微污染飲用水水源原水再依次經(jīng)過所述生物接觸氧化處理單元4 中沿水平來水方向依次設(shè)置的生物繩41和碳素纖維繩42后流入所述人工介質(zhì)吸附處理單 j Li 5 〇
[0080] 更具體地,所述生物繩41與所述碳素纖維42的總體積占所述生物接觸氧化處理 單元4體積80%,且所述生物繩41與所述碳素纖維42之間的體積比為3 :1。
[0081] 更具體地,所述生物接觸氧化處理單元4中設(shè)有掛架,所述的生物繩41和所述碳 素纖維42的一端掛于所述掛架上,所述的生物繩41和所述碳素纖維42的另一端設(shè)有配 重。
[0082] 優(yōu)選地,所述微污染飲用水水源原水經(jīng)所述人工介質(zhì)吸附處理單元5中的與水平 來水方向垂直的多道透水性土工織物51過濾。出水透過多道透水性土工織物51后直接排 放,在此步驟中可過濾填料上脫落的生物膜、藻類以及水中的其它懸浮顆粒。
[0083] 具體地,所述多道透水性土工織物為100?200g/m2的聚丙烯無紡?fù)凉げ肌?br>
[0084] 使用本發(fā)明方法處理微污染飲用水水源原水的水量為192噸/天,原水的水質(zhì)見 表1,將上述水體由進水系統(tǒng)1的水泵裝置11打入,進水負荷通過流量調(diào)節(jié)裝置12調(diào)整為 8m 3/h ;裝置的水深約為lm,斜板式沉淀處理單元、微納米氣浮增氧處理單元、生物接觸氧化 處理單元、人工介質(zhì)吸附處理單元的容積分別約為3m 3、2m3、12m3以及l(fā)m3 ;原水在斜板式沉 淀處理單元、微納米氣浮增氧處理單元、生物接觸氧化處理單元、人工介質(zhì)吸附處理單元的 水力停留時間分別約為22分鐘、15分鐘、90分鐘以及8分鐘。經(jīng)處理后的水質(zhì)見表1。
[0085] 表 1
[0086]
【權(quán)利要求】
1. 一種微污染飲用水水源原水強化預(yù)處理的方法,其特征在于,所述方法為使微污染 飲用水水源原水(6)依次經(jīng)過斜板式沉淀處理單元(2)、微納米氣浮增氧處理單元(3)、生 物接觸氧化處理單元(4)和人工介質(zhì)吸附處理單元(5)。
2. 如權(quán)利要求1所述方法,其特征在于,所述方法還包括采用進水系統(tǒng)(1)將所述微污 染飲用水水源原水(6)打入所述斜板式沉淀處理單元(2)的側(cè)底部。
3. 如權(quán)利要求1所述方法,其特征在于,所述斜板式沉淀處理單元(2)包括采用與水平 來水方向呈35°?45°夾角的多道斜板(21)、位于所述斜板式沉淀處理單元(2)底部且與 所述多道斜板(21)投影面積等大的沉淀室(22)、與水平來水方向垂直的第一擋板(23)和 流態(tài)調(diào)節(jié)槽(24);所述微污染飲用水水源原水(6)在所述斜板式沉淀處理單元(2)的側(cè)底 部進入并經(jīng)過所述多道斜板(21)的間隙后溢流流過所述第一擋板(23)至所述流態(tài)調(diào)節(jié)槽 (24),再經(jīng)所述流態(tài)調(diào)節(jié)槽(24)的側(cè)底部進入所述微納米氣浮增氧處理單元(3)。
4. 如權(quán)利要去1所述方法,其特征在于,所述微納米氣浮增氧處理單元(3)包括采用微 納米氣泡發(fā)生裝置、氣水混合槽(32)、氣浮分離槽(33)和出水回流槽(34);所述氣水混合 槽(32)、氣浮分離槽(33)和出水回流槽(34)依次串聯(lián);所述微納米氣泡發(fā)生裝置(31)包 括壓力溶氣裝置(35)、回流裝置(36)和微納米氣泡釋放裝置(37);且所述微納米氣泡釋放 裝置(37)位于所述氣水混合槽(32)的底部;所述回流裝置(36)設(shè)在所述出水回流槽(34) 的中部;所述微污染飲用水水源原水(6)先在所述氣水混合槽(32)形成溶氣水(301),再 溢流進入所述氣浮分離槽(33)并從所述氣浮分離槽(33)的側(cè)底部進入所述出水回流槽 (34);部分微污染飲用水水源原水(6)經(jīng)所述微納米氣泡發(fā)生裝置(31)再次形成溶氣水 (301),另外一部分微污染飲用水水源原水(6)溢流至所述物接觸氧化處理單元(4)。
5. 如權(quán)利要求1所述方法,其特征在于,所述微污染飲用水水源原水(6)再依次經(jīng)過 所述生物接觸氧化處理單元(4)中沿水平來水方向依次設(shè)置的生物繩(41)和碳素纖維繩 (42)后流入所述人工介質(zhì)吸附處理單元(5)。
6. 如權(quán)利要求1所述方法,其特征在于,所述微污染飲用水水源原水(6)經(jīng)所述人工介 質(zhì)吸附處理單元(5)中的與水平來水方向垂直的多道透水性土工織物(51)過濾。
7. 如權(quán)利要求1所述方法,其特征在于,所述微污染應(yīng)用水水源原水(6)在所述斜板式 沉淀處理單元(2)的水力停留時間為20?30分鐘。
8. 如權(quán)利要求1所述方法,其特征在于,所述微污染飲用水水源原水(6)在微納米氣浮 增氧處理單元(3)的水力停留時間為10?20分鐘。
9. 如權(quán)利要求1所述方法,其特征在于,所述微污染飲用水水源原水(6)在生物接觸氧 化處理單元(4)的水力停留時間為90?120分鐘。
10. 如權(quán)利要求1所述方法,其特征在于,所述微污染飲用水水源原水(6)在人工介質(zhì) 吸附處理單元(5)的水力停留時間為5?10分鐘。
【文檔編號】C02F9/14GK104086042SQ201410280198
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】左倬, 成必新, 陳煜權(quán), 朱雪誕, 胡偉, 蔣歡, 王翰林, 卿杰 申請人:上??睖y設(shè)計研究院