[發明專利]一種地表水強化常規處理去除氨氮/藻類的工藝系統

有效

• 申請號: 201310547945.0
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103553236A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 黃廷林;章武首;文剛;戴雪峰;郭淵;孔令勇;劉洋
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學;中國市政工程西北設計研究院有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷

技術領域

本發明屬于飲用水處理技術領域，主要涉及一種地表水強化常規處理去除氨氮/藻類的技術方法，具體涉及一種流程簡短、技術集成、安全高效的地表水強化常規處理去除氨氮和藻類工藝系統。

背景技術

隨著我國工農業的迅速發展和城市化進程的加快，工業廢水和城市污水排放量不斷增大，從而對江、河、湖泊、水庫等地表水水源的污染加重，使其呈現不同程度的富營養化狀態，并由此產生的藻類大量繁殖或爆發，已引起水處理領域的廣泛關注。

藻類含量過高會影響水體水質、增加給水處理難度并提高處理成本，同時其代謝產物又是消毒副產物的前體物質；而藻類生長繁殖的首要條件為具備充足的氮、磷等營養鹽。氨氮超標主要由外源輸入和內源污染造成，其中外源輸入主要指生活污水、工業廢水和農田排水等排入江河，如福建九龍江和珠江廣州段等；而湖庫因其具有容量大、水深大、流動性差等特點使底層水體呈缺氧或厭氧狀態，從而使污染物大量釋放，導致包括氨氮、磷、Fe、Mn等季節性超標的內源污染問題，如巢湖、嶗山水庫、崗南水庫和鳳凰山水庫等。

水源的氨氮污染不僅帶來水質方面的問題，而且對凈水工藝也提出了更高的要求和新的挑戰。而現行的常規水質凈化工藝無法有效去除水中的氨氮和藻類，針對氨氮和藻類單一污染指標的處理技術已較為成熟，但針對氨氮和藻類高效集成且安全去除的工藝少有報道。

目前常見的氨氮處理方法主要有吸附去除法、折點加氯法和生物脫氮法等，其中吸附去除法因其建設運行成本高和運行管理難度大等缺點而應用較少；折點加氯雖可去除水中氨氮，但投氯量的增加易致消毒副產物的生成風險加大，從而導致水質安全性下降；而采用生物接觸氧化法或曝氣生物濾池等生物膜預處理法對氨氮的去除率可達80%以上。而水廠除藻方法則多采用化學預氧化、強化混凝、氣浮、生物膜預處理法等，其中化學預氧化雖具有良好的殺藻效果，但易造成藻細胞破裂釋放出胞內污染物，并增加消毒副產物的生成量；強化混凝雖能在不破壞藻細胞前提下將藻類去除，但由于藻類密度較小，沉淀去除效率較低，且藥劑耗量大；氣浮方法采用微氣泡的黏附作用帶動藻類強制上浮，對藻類具有更高的去除效率，但對氨氮沒有去除效果；生物膜預處理法可利用其吸附、截留和生物降解作用去除水中的藻類，雖對藻類的去除率達50%以上、對氨氮的去除率達80%以上，但存在建設投資大、運行成本高、水溫水質影響大等問題，尤其是對現行絕大部分水廠的常規處理工藝的升級改造，由于條件限制，實施難度很大。

綜上可見，地表水源中氨氮和藻類的高效集成和安全去除工藝的研發已成為飲用水處理領域所面臨的難題之一。因此，研究和開發一種針對地表水氨氮和藻類嚴重污染的高效集成和安全去除工藝系統，對飲用水的安全保障具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是克服現有常規處理技術的不足，提供一種高效去除地表水源中氨氮和藻類的工藝系統，實現對氨氮和藻類的聯合高效去除，從而達到技術集成、流程簡短以及處理高效之目的。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種地表水強化常規處理去除氨氮/藻類的工藝，包括混合反應沉淀系統，用于對地表水的混合、反應、沉淀處理；氣浮系統，用于強化去除混合反應沉淀系統中去除效率較低的藻類與雜質等，同時對系統內水體進行微氣泡傳質充氧，增加水體溶解氧濃度；錳鐵藥劑適配投加系統，用于向地表水中投加低價態錳鐵適配藥劑；化學輔助氧化系統，用于對經錳鐵藥劑適配投加系統向地表水中投加的低價態錳鐵進行化學氧化反應，生成鐵錳復合氧化物將附著于濾料表面，進而形成氧化膜；無動力混合增氧系統，用于對氣浮系統出水和錳鐵適配藥劑、化學氧化劑進行充分混合，同時對水體進一步混合充氧，并將鐵錳氧化成新生態鐵錳復合氧化物；過濾系統，用于為無動力混合增氧系統生成的鐵錳復合氧化物提供附著表面，形成活性氧化膜，在活性氧化膜表面實現對水中氨氮的化學吸附和接觸催化氧化，并同時截留水中殘留的懸浮物；消毒系統，用于滅殺經過濾系統處理后的地表水中的病原微生物，最終生產出合格的飲用水。

其中，地表水與混合反應沉淀系統相連，氣浮系統均與混合反應沉淀系統和無動力混合增氧系統相連，錳鐵藥劑適配投加系統和化學輔助氧化系統均與無動力混合增氧系統相連，無動力混合增氧系統與過濾系統相連，過濾系統包括濾池、反沖洗系統和濾料再生系統，反沖洗系統和濾料再生系統分別與濾池相連；過濾系統與消毒系統相連。

本發明還具有以下其他技術特點：