[發明專利]前、中、后臭氧與中置曝氣生物活性炭給水處理方法

無效

• 申請號: 201110231115.8
• 申請日: 2011-08-12
• 公開（公告）號: CN102303939A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 陸少鳴;王建平
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 宮愛鵬

技術領域

本發明涉及給水處理技術領域，特別是涉及微污染飲用水水源凈化的技術領域，具體涉及前、中、后臭氧與中置曝氣生物活性炭給水處理方法。

背景技術

目前我國普遍采用圖1所示“原水→混凝→沉淀→砂濾→消毒”常規凈水工藝生產自來水。近年來城市飲用水水源受污染程度日益嚴重，而隨著我國城市供水水質標準的提高，以去濁與滅菌為主要功能的常規凈水工藝已難以適應現有的水源和水質標準。因此，必須開發新的給水處理技術以適應惡化的供水水源、改善供水水質。

針對遭受氨氮和有機物微污染水源，生物處理是去除氨氮和有機物的有效且最為經濟的方法。因此，目前國內外常在常規凈水工藝中增加給水生物處理工藝，代表性的工藝為圖2所示傳統的前、后臭氧與后置生物活性炭給水深度凈水工藝，其凈水流程為“原水→前臭氧接觸池→混凝沉淀池→砂濾池→后臭氧接觸池→生物活性炭濾池→加氯→清水池”。前加臭氧起滅殺貝類等水生生物、去除溶解性鐵和錳、色度和藻類、減少三氯甲烷前驅物、除嗅、助凝以及對原水初步消毒的預氧化作用。砂濾出水已經基本去除了水中的濁度物質，在后臭氧接觸池內溶入臭氧，徹底滅殺原水中各種致病微生物，進一步將大分子有機物氧化成小分子物質，同時提高水中溶解氧。生物活性炭濾池位于凈化單元末端，用于進一步吸附、降解有機物以及硝化氨氮。如果冬季地表水溫度低于5℃時，生物活性炭濾池的生化作用嚴重削弱，需要憑借顆粒炭的吸附能力去除；不可降解有機物則完全依靠顆粒炭吸附去除；顆粒炭對氨氮基本沒有吸附作用，硝化氨氮主要依靠顆粒炭的生化作用。當地表水溫度在5℃以上時，顆粒炭通過生化降解被吸附的可生化有機物得到必要的再生，恢復對可降解有機物的吸附能力。該工藝在國內大規模應用以來，在水質改善方面得到了廣泛認同。該工藝無論是后臭氧氧化，還是活性炭吸附與生化，都直接針對常規工藝出水殘留的微污染物質，凈化效率高，而且維持水中余臭氧設定值所需的臭氧投加量較少，經生物活性炭濾池截濾的濁度極少從而大大延長了沖洗周期，故運行成本降低。但是生物活性炭濾池為微型水生動物提供了遠比常規水處理工藝適宜的生長條件，形成了微生物→原生動物→大型無脊椎動物生物鏈，生物活性炭濾池出水存在微型生物穿透現象，而在我國南方亞熱帶地區尤其突出。雖然微型生物經末端消毒可以滅殺，其出水可能出現肉眼可見物，對水質構成了安全隱患。

發明內容

本發明的目的在于克服現有臭氧-生物活性炭工藝針對遭受氨氮和有機物微污染飲用水水源存在的不足，提供一種臭氧投加方式得到優化的臭氧-生物活性炭工藝方法，以提升自來水廠的供水水質。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

前、中、后臭氧與中置曝氣生物活性炭給水處理方法，其凈水流程為“原水→前臭氧接觸池→混凝沉淀池→中臭氧接觸池→曝氣生物活性炭濾池→后臭氧(聯合加氯)接觸池→-砂濾池→清水池”，如圖3所示，包括以下步驟：

(1)原水進入預臭氧接觸池，向池內投加臭氧進行預氧化；

(2)步驟(1)的出水進入混凝沉淀池之前投加混凝劑和助凝劑，充分混合后，在混凝沉淀池中進行混凝反應和沉淀。

(3)步驟(2)的出水進入中臭氧接觸池，向池內投加臭氧進行氧化；

(4)步驟(3)的出水進入曝氣生物活性炭濾池，并對該池進行鼓風曝氣，一方面供氧，另一方面促進水中微污染物與濾池中生物活性炭接觸，在生物膜生化與活性炭吸附作用下，去除水中的氨氮、有機物和部分重金屬；

(5)步驟(4)的出水加氯，然后進入后臭氧接觸池，向池內投加臭氧進行消毒；

(6)步驟(5)的出水流入砂濾池，砂濾池后置，截濾水中殘余濁度和已被滅殺的微型生物，得到處理后的清水。

所述步驟(1)原水進入預臭氧接觸池，向池內投加臭氧進行預氧化，臭氧投加率通常在0.0～1.5mg/L范圍，具體應根據原水的水質狀況并結合預氧化去除溶解性鐵和錳、色度和藻類、減少三氯甲烷前驅物以及改善臭味和混凝條件的試驗結果確定，也可參照相似水質條件下的經驗選用，接觸時間為2～5min。當水源水質良好，藻類、三氯甲烷前驅物、臭味和色度不會導致出廠水對應指標達不到生活飲用水衛生標準時，前臭氧投加率可以取為0mg/L。如果長期不需要前臭氧，則不設前臭氧接觸池。