[發(fā)明專利]強(qiáng)化脫氮除藻的原水生物膜預(yù)處理工藝裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410360264.8
• 申請(qǐng)日: 2014-07-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104150585A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐向陽(yáng);陽(yáng)廣鳳;馮麗娟;朱亮;楊玘;王莎飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F3/02
• 分類號(hào): C02F3/02;C02F3/10
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林松海

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種強(qiáng)化脫氮除藻的原水生物膜預(yù)處理工藝裝置及方法，屬于飲用水預(yù)處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

氮素等營(yíng)養(yǎng)元素進(jìn)入水體會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，引起藻類大量爆發(fā)，嚴(yán)重惡化環(huán)境水體及水源地水質(zhì)，不但增加飲用水處理成本，更可能引起嚴(yán)重的飲用水安全問(wèn)題。在普遍應(yīng)用的消毒工藝中，銨鹽或有機(jī)物能與氯發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物(DBP)，破壞人類神經(jīng)系統(tǒng)；而藻類的破碎會(huì)釋放出大量的有機(jī)物和藻毒素。有機(jī)污染物是普遍認(rèn)為的DBP前體，在消毒過(guò)程中易形成具有“三致”作用的消毒副產(chǎn)物，而藻毒素既可形成消毒副產(chǎn)物，且本身具有直接的毒害作用。一般認(rèn)為藻類只有在死后裂解或破損時(shí)，才將毒素釋放出來(lái)使水體中藻毒素含量超過(guò)健康標(biāo)準(zhǔn)，因此研究認(rèn)為需在藻類生長(zhǎng)階段將其去除。鑒于此，在進(jìn)入消毒工藝之前去除水體中的氮素、有機(jī)物和藻類，是規(guī)避飲用水風(fēng)險(xiǎn)的最好方式。

生物膜技術(shù)以其持留微生物能力強(qiáng)、抗負(fù)荷波動(dòng)能力高、運(yùn)行成本低等優(yōu)勢(shì)，能有效的提高出水生物穩(wěn)定性，在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于原水預(yù)處理、富營(yíng)養(yǎng)化水體修復(fù)、低濃度污水處理等領(lǐng)域。然而，目前的原水生物膜預(yù)處理工藝多集中于氨氮和COD_Mn去除，去除效率亟需進(jìn)一步強(qiáng)化；而且原水預(yù)處理生物膜工藝中多采用完全曝氣的模式，為了既能夠滿足脫氮需求又能減少曝氣能耗，需進(jìn)一步優(yōu)化曝氣，此外，原水生物膜預(yù)處理工藝也很少涉及到氮素與藻類的同步去除。如何優(yōu)化曝氣并強(qiáng)化原水生物膜預(yù)處理工藝的脫氮性能，利用生物膜工藝實(shí)現(xiàn)藻類的去除減少后續(xù)處理工藝風(fēng)險(xiǎn)具有應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明以原水生物膜預(yù)處理工藝為依托，優(yōu)化反應(yīng)器的曝氣，在強(qiáng)化原水氮素去除的基礎(chǔ)上，利用填料的機(jī)械截留作用及載體生物膜的吸附、吸著和捕食消解作用去除藻類，實(shí)現(xiàn)原水生物膜預(yù)處理工藝同步脫氮除藻，增加水質(zhì)生物穩(wěn)定性，減少后續(xù)工藝的處理風(fēng)險(xiǎn)。

本發(fā)明的目的在于提供一種強(qiáng)化脫氮除藻的原水生物膜預(yù)處理工藝裝置及方法。

，它具有反應(yīng)器本體，在反應(yīng)器本體底部一側(cè)到另一側(cè)依次設(shè)有進(jìn)水管、進(jìn)水單元、進(jìn)水布水板、曝氣裝置、曝氣管、載體填充區(qū)域、出水布水板、出水單元，和出水管；所述的出水單元設(shè)有溢流堰，所述的載體填充區(qū)域設(shè)有多個(gè)分格篩網(wǎng)。

所述的反應(yīng)器本體呈長(zhǎng)方體狀，裝置長(zhǎng)、寬、高的比分別為5~10:0.3~0.7:1；進(jìn)水布水板和出水布水板為有孔篩板，孔洞均勻分布于篩板之上，孔徑大小為0.4~5cm，總的孔洞面積S1占篩板總面積S2比為0.2~0.8:1。

所述的曝氣管設(shè)置在反應(yīng)器前端區(qū)域，距反應(yīng)器底部距離為5~50cm,曝氣區(qū)域面積S3占反應(yīng)器底部總面積S4的5%~50%。

所述的分格篩網(wǎng)(6)的孔徑大小為0.2~5cm，分布位置在反應(yīng)器長(zhǎng)度的0.2~0.5倍處，設(shè)置2-4處。

所述的載體填充區(qū)域裝填的填料為彈性填料、組合填料或懸浮球填料，堆積或懸掛填充。

一種所述的裝置強(qiáng)化脫氮除藻的原水生物膜預(yù)處理方法，包括以下步驟：

(1)?以原水為基質(zhì)，連續(xù)流運(yùn)行，HRT為4~48h；載體為全新的或預(yù)掛膜成功的彈性填料、組合填料或懸浮球填料，實(shí)體積填充率為1.5~10%，堆積填充率大于80%；

(2)?供氧方式為機(jī)械曝氣，氣液比1~10:1，反應(yīng)器內(nèi)DO濃度大于1.0?mg/L；

(3)?每15~30天對(duì)反應(yīng)裝置中載體、分格篩網(wǎng)及進(jìn)出水布水板進(jìn)行人工或機(jī)械清藻。

所述預(yù)掛膜的填料其生物量大于等于0.50?mg?TOC?g^-1?載體，最佳DO濃度范圍1~2.6?mg/L。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

生物膜能夠有效去除原水中的氮素等污染物，并通過(guò)吸附、機(jī)械截留等作用去除藻類，實(shí)現(xiàn)同步脫氮除藻；進(jìn)水布水板能有效分布進(jìn)水減少反應(yīng)器死區(qū)體積，并協(xié)同分格篩網(wǎng)、出水布水板和填充載體有效截留藻類；預(yù)掛膜填料有助于縮短生物膜預(yù)處理工藝啟動(dòng)周期，縮短實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器同步脫氮除藻的時(shí)間；曝氣條件及位置的優(yōu)化，既強(qiáng)化了氨氧化性能又減少了曝氣能耗。

附圖說(shuō)明

附圖是一種強(qiáng)化脫氮除藻的原水生物膜預(yù)處理工藝裝置主體結(jié)構(gòu)示意圖；圖中：1為進(jìn)水管、2為進(jìn)水單元、3為進(jìn)水布水板、4為曝氣裝置、5為曝氣管、6為分格篩網(wǎng)、7為載體填充區(qū)域、8為出水布水板、9為出水單元、10為溢流堰、11為出水管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此：