[發(fā)明專利]一種復合微污染水源水中Fe、Mn和氨氮協同去除工藝系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103601339A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設計）人: 黃廷林;章武首;文剛;郭淵;孔令勇;趙榮;戴雪峰
• 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: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 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(fā)明屬于飲用水處理技術領域，主要涉及一種復合微污染水源水中Fe、Mn和氨氮協同去除的技術方法，具體涉及一種技術集成、流程簡短、處理高效、系統(tǒng)完備的復合微污染水源水中Fe、Mn和氨氮協同去除工藝。

背景技術

近年來，我國水污染日趨嚴重，飲用水水源也受到不同程度的污染，尤其是近年來全國各地飲用水水源Fe、Mn和氨氮等復合微污染的頻繁出現，對飲用水水質安全造成了直接威脅，而常規(guī)的飲用水凈化工藝已難以保證處理后飲用水的達標供應，因此，復合微污染水源水中Fe、Mn和氨氮復合污染物的有效去除已成為當前我國飲用水安全保障面臨的重要問題之一。

目前，全國655個城市中以地下水作為主要供水水源的有400多個，約占城市總數的61%。但隨著我國國民經濟的飛速發(fā)展，地下水水污染問題日趨嚴重，特別是對地下水依賴程度較高的北方地區(qū)，正面臨地下水儲量下降、水質惡化、用水負荷上升的嚴峻形勢；而地下水的Fe、Mn和氨氮污染已成為較為常見的現象，依據環(huán)保部對全國1817個地下水水源進行監(jiān)測評價發(fā)現：Fe、Mn和氨氮指標超標率分別為15.58%、12.56%和10.63%，處于所有考察指標的前三位。

由于城市污水處理相對不力，以及農業(yè)生產大量使用化學肥料，使地表飲用水源污染呈加重趨勢，未達到Ⅲ類水質的河流段僅占35.8%，這使得我國大多數城市集中式地表飲用水水源已經或正在逐步將河流型更替為水庫、湖泊型；調查表明，目前水庫、湖泊型飲用水水源地約占地表水集中式飲用水水源地的40.2%。而水庫和湖泊水體因其具有容量大、水深大、流動性差等特點，容易形成水體分層，使下層水體溶解氧減少，處于缺氧或厭氧狀態(tài)，導致底層中污染物的大量釋放，最終引起底層和中層水中Fe、Mn和氨氮含量的季節(jié)性超標，如青島嶗山水庫、貴陽阿哈水庫和福建古田溪水庫等。

由此可見，城市飲用水水源受Fe、Mn和氨氮復合污染的現象較為常見。研究表明，當鐵濃度高于0.5mg/L時，水體會產生明顯的嗅味與顏色，影響感官；長期錳攝入過量，可能導致消化系統(tǒng)與骨骼疾病；而氨氮濃度超標會導致自來水廠消毒過程消毒劑用量增加并產生令人厭惡的嗅和味。

目前，針對Fe、Mn和氨氮單一污染指標的處理技術已較為成熟，但針對Fe、Mn和氨氮同時超標的復合微污染協同去除工藝鮮有報道。當前，水中鐵錳去除主要是先將水中低價離子氧化為高價后，再通過濾層過濾實現分離。而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；采用生物接觸氧化法或曝氣生物濾池等生物脫氮法常用作在常規(guī)處理工藝前增設的生物預處理工藝，雖對自來水中氨氮的去除率可達80%，同時對鐵錳具有一定的去除效果（不足50%），但其工藝流程長、受溫度影響大、運行周期長、投資大、運行費用較高、運行管理難度大等因素的影響，使其推廣應用受到極大限制。

因此，當下迫切需要解決的一個技術問題就是：如何能提出一種水處理工藝或系統(tǒng)，以解決現有工藝技術中存在的問題，既能協同有效地去除復合微污染水源中的Fe、Mn和氨氮，又能縮短處理工藝流程、降低處理成本、節(jié)省建設投資以及簡化運行管理。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種可協同去除復合微污染水源中Fe、Mn和氨氮的新系統(tǒng)，既可實現對低價鐵錳的催化氧化去除，又可實現氨氮的短流程、高效去除，從而達到成本低廉、投資節(jié)省以及運行管理簡單之目的。

為了實現上述目的，本發(fā)明采取的技術方案如下：

一種復合微污染水源水中Fe、Mn和氨氮協同去除工藝系統(tǒng)，包括混合反應系統(tǒng)，用于對地表水進行混合、反應、沉淀處理；化學輔助氧化系統(tǒng)，用于對經過混合反應系統(tǒng)處理后的地表水中的低價態(tài)鐵錳進行化學氧化反應，以及用于對地下水中低價態(tài)鐵錳進行化學氧化反應；空氣氧化系統(tǒng)，用于對依次經過混合反應系統(tǒng)及化學輔助氧化系統(tǒng)處理后的地表水，或者經過化學輔助氧化系統(tǒng)處理后的地下水進行氧化反應，空氣氧化系統(tǒng)分為空氣機械充氧系統(tǒng)和空氣自然充氧系統(tǒng)，空氣機械充氧系統(tǒng)用于地表水水處理系統(tǒng)的強制機械充氧和將鐵錳氧化成新生態(tài)鐵錳復合氧化物，空氣自然充氧系統(tǒng)用于地下水水處理系統(tǒng)的自然充氧和將鐵錳氧化成新生態(tài)鐵錳復合氧化物；過濾系統(tǒng)，用于去除經過空氣氧化系統(tǒng)處理后的地表水和地下水中的Fe、Mn、氨氮、懸浮物和顆粒物；消毒系統(tǒng)，用于滅殺經過過濾系統(tǒng)處理后的地表水和地下水中的病原微生物，最終輸出達標水質；