CN106167322A - 一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网的方法，具体包括以下步骤：1）对无脊椎动物进行预处理：将待处理水首先进行紫外线消毒和投加消毒剂联合处理，以有效杀灭或抑制某些耐氯性强的无脊椎动物；2）将预处理后的水引入强化介质过滤单元截留去除无脊椎动物。本发明提供的一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网的方法，通过先灭活再强化截留的方式控制无脊椎动物进入供水管网，能够对各种无脊椎动物有良好的去除效果，可高效截留各种尺寸的无脊椎动物，其对无脊椎动物的截留率可达90%以上，该方法操作简单，可操作性强，具有很强的实用性。

Description

一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网 的方法

技术领域

本发明涉及水中无脊椎动物的控制方法，尤其涉及一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网的方法，属于环境保护的水处理技术领域。

背景技术

随着饮用水水源污染的日益加剧和饮用水水质标准要求的提高，常规的絮凝、沉淀、过渡、消毒净水工艺已难以满足水质要求，臭氧生物活性炭工艺能够有效去除污染原水的微量有机物、色度和臭味，已成为水质性缺水地区提高供水水质的核心净化单元。然而，臭氧生物活性炭深度处理工艺为无脊椎动物的生长繁殖提供了较好的条件，引发了无脊椎动物在生物活性炭滤池的二次繁殖和泄漏等问题。

水厂生物活性炭滤池出水的无脊椎动物主要包括摇蚊幼虫、寡毛类、桡足类、轮虫和线虫等，尺寸在10～1000μm之间。一方面，这些无脊椎动物游动性和穿钻能力强，能够穿透比自身尺寸更小的孔隙；另一方面，无脊椎动物的繁殖能力强，能够在沉淀池、砂滤池、特别是生物活性炭滤池大量繁殖。由于生物活性炭滤池通常被设计为水厂最后一级过滤屏障，后续若无截留措施，从炭滤池泄漏的无脊椎动物将直接进入清水池和供水管网，夏季高峰期进入清水池的无脊椎动物数量可达到10⁴～10⁵个/m³的数量级。无脊椎动物出现在饮用水中，不仅影响人的感官，有些还具有致病性，如无甲腔轮虫会感染泌尿系统；摇蚊幼虫体内的血色素会加重哮喘、鼻炎、结膜炎等症状，因而给饮水安全带来极大隐患。

目前国内外关于无脊椎动物泄漏的控制还处于起步阶段，控制方法主要围绕混凝沉淀和砂滤等工艺的运行优化，但由于无脊椎动物会在生物活性炭滤池二次繁殖，在炭滤池前的控制方法效果并不理想。针对生物活性炭滤池夏季高温期无脊椎动物过度繁殖的问题，有学者提出采用干燥法、加盐浸泡法和加氯反冲洗等应急控制方法，从实际运行的效果看，炭滤池干燥对桡足类和寡毛类等耐干性较强的无脊椎动物削减效果不佳，且频繁干池会影响正常生产；加盐浸泡和加氯反冲洗后短期内可以减少无脊椎动物数量，但运行一段时间后无脊椎动物重新大量生长和泄漏，此外，加盐和加氯会破坏活性炭表面的其它微生物，尤其是细菌的正常生长繁殖，对活性炭自身表面结构也会有损伤，不利于活性炭生物再生。还有研究是在生物活性炭滤池底部增加石英砂垫层截留无脊椎动物，但无脊椎动物活动性较强，能够依靠自身伸缩穿透滤料，其中体积小的轮虫和线虫更能大量穿透砂垫层。还有水厂在炭滤池出水处增加大孔径的膜过滤，但仅能截留脱落的生物膜等，对体型较小的无脊椎动物截留效果不佳；若膜孔径太小，则较易发生堵塞，影响生产。

研究发现，在原水水质较差的地区，即使冬季出厂水中无脊椎动物数量仍然达到较高的水平。某些无脊椎动物对氯系消毒剂的耐药性强，常规剂量的氯消毒难以有效杀灭，而紫外线消毒可强化氯系消毒剂对无脊椎动物的杀灭效果。因此，研发一种长期有效且操作性较高的无脊椎动物控制方法十分必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网的方法，以协同杀灭和强化截留相结合的方式，有效解决现有技术中缺乏降低无脊椎动物进入供水管网的方法的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网的方法，具体包括以下步骤：

1)对无脊椎动物进行预处理：将待处理水进行紫外线消毒处理和投加消毒剂处理；

2)将预处理后的水引入强化介质过滤单元截留无脊椎动物。

优选地，步骤1)中，所述待处理水是经臭氧生物活性炭深度处理工艺或常规砂滤工艺处理后的出水。

优选地，步骤1)中，所述紫外线消毒处理采用紫外线消毒器进行处理。

更优选地，所述紫外线消毒器的紫外光波长为250-260nm。

进一步优选地，所述紫外线消毒器的紫外光波长为254nm。

更优选地，紫外线投加剂量为100-400J/m²。

更优选地，水体在紫外线消毒器内的停留时间为6～10s。

优选地，步骤1)中，所述消毒剂为含氯消毒剂。

更优选地，所述含氯消毒剂选自液氯、二氧化氯、次氯酸钠中的一种。

更优选地，所述含氯消毒剂中的有效氯含量为0.5-2.0mg/L。

优选地，步骤1)中，所述消毒剂的投加位点选自紫外线消毒器进水口之前的管道或出水口之后管道中的一种或两种组合。所述管道为消毒剂加药管道。

优选地，步骤1)中，所述预处理是指采用氯系消毒剂与紫外线联合对无脊椎动物进行消毒杀灭或控制其活动能力。

优选地，步骤2)中，所述水体经强化介质过滤单元截留无脊椎动物后，进入清水池和供水管网。

优选地，步骤2)中，所述强化介质过滤单元包括有布水板、承托层、过滤介质层，所述强化介质过滤单元上端设有进水管道，所述强化介质过滤单元下端设有出水管道，所述强化介质过滤单元内由下往上依次铺设有布水板、承托层与过滤介质层。

更优选地，所述强化介质过滤单元依次经进水管道、消毒剂加药管道与紫外线消毒器相连。

更优选地，所述承托层由下至上依次铺设有不同粒径的支撑介质，分别为4-8mm粗砂、2-4mm细砂、1-2mm细石英砂。

进一步优选地，所述不同粒径的支撑介质装填高度均为9-11cm。

最优选地，所述不同粒径的支撑介质装填高度均为10cm。

更优选地，所述过滤介质层中的过滤介质为石英砂滤料或其它无机颗粒过滤料。所述过滤介质为均质材料。

进一步优选地，所述石英砂滤料的粒径为0.3-0.9mm。

进一步优选地，所述其它无机颗粒过滤料选自火山岩、陶粒等中的一种或多种组合。

进一步优选地，所述其它无机颗粒过滤料的粒径为0.3-0.9mm。

更优选地，所述过滤介质层的装填高度为60-100cm。

进一步优选地，当所述过滤介质层的装填高度为60-80cm时，所述滤速为8-12m/h；当所述过滤介质层的装填高度为80-100cm时，所述滤速为12-14m/h。

所述强化介质过滤单元的滤速可调节，当过滤介质层越厚，滤速越大。优选地，在冬季低温季节，当臭氧生物活性炭滤池出水的无脊椎动物数量小于10³个/m³，则氯系消毒剂与紫外线联合消毒后无需进行后续强化过滤，直接进入清水池和后续供水管网，如图1所示。

更优选地，所述强化介质过滤单元对无脊椎动物的截留效率低于90％时，停止从所述进水管道进水，从所述出水管道进行反冲洗。所述强化介质过滤系统的反冲洗周期可根据其截留无脊椎动物的效率而进行调节。

进一步优选地，所述反冲洗采用水冲，每次水冲时间为5-10min，反冲洗强度10-15L/(sm²)。

进一步优选地，所述强化介质过滤单元的反冲洗周期设定为3-10天。

最优选地，所述强化介质过滤单元的反冲洗周期设定为3-7天。

最优选地，所述强化介质过滤单元在夏季的反冲洗周期为3-5天，所述强化介质过滤系统在冬季的反冲洗周期为5-7天。

本发明第二方面提供一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网的方法在水体净化技术领域中的用途。

如上所述，本发明提供的一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网的方法，通过先灭活再截留的方式控制无脊椎动物进入供水管网。首先，待处理水经过紫外线和氯系消毒剂联合杀灭水中无脊椎动物，或使其失去运动能力，特别是难以采用常规剂量氯消毒杀灭的无脊椎动物；由于氯系消毒剂的持续作用能够抑制其在过滤装置内二次繁殖，再强化介质过滤去除水中无脊椎动物，使水中无脊椎动物大量被截留。由于无脊椎动物的较强的蠕动收缩能力，活体的无脊椎动物仍然能够穿透强化介质层，但被消毒剂灭活的无脊椎动物死体和被消毒剂毒害的部分无脊椎动物活体均能被介质层较好截留。

本发明提供的一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网的方法，适用于原水的水质较差、采用臭氧生物活性炭深度处理和常规砂滤工艺的自来水厂等场所的无脊椎动物泄漏问题，以降低无脊椎动物的泄漏风险，提高水质。该方法也适用于中水回用或排泥水回用过程中无脊椎动物的截留去除。

本发明提供的一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网的方法，能够对各种无脊椎动物有良好的去除效果，其对无脊椎动物的截留率可达90％以上，甚至截留率可达95％以上，出水的无脊椎动物数量降低一到两个数量级。

本发明提供的一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网的方法，消毒剂的持续消毒性可以有效抑制细菌、藻类和无脊椎动物在过滤器内的繁殖，滤孔不易被堵塞，运行周期长，该方法操作简单，无需外加压力，可操作性强，具有很强的实用性。

附图说明

图1显示为本发明中降低无脊椎动物进入供水管网的净水方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置；所有压力值和范围都是指相对压力。本发明使用的材料和试剂均可从市场上购买获得，均为本领域常规材料和试剂。

此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

如图1所示，对某水厂臭氧生物活性炭滤池出水中的无脊椎动物强化截留处理，活性炭滤池出水先流经紫外线消毒器进行消毒，紫外线消毒器的紫外光波长为254nm，紫外线投加剂量为400J/m²，再在紫外线出水管道中投加浓度为2.0mg/L的次氯酸钠。紫外线和次氯酸钠的联合作用致使水中无脊椎动物失活或中毒。然后，将预处理后的水自流进入强化介质过滤单元进行截留，预处理后的水通过进水管道进入强化介质过滤单元，再从出水管道中流出。强化介质过滤单元内由下往上依次铺设有布水板、承托层与过滤介质层。承托层由下至上依次铺设有不同粒径的支撑介质，分别为4-8mm粗砂、2-4mm细砂、1-2mm细石英砂，装填高度均为10cm。过滤介质层中的石英砂滤料的粒径为0.6-0.9mm，装填高度为80cm，滤速为12m/h。经过强化介质过滤单元的截留，绝大部分死亡或中毒的无脊椎动物被强化介质层截留，可有效降低无脊椎动物进入供水管网的数量，对无脊椎动物的平均截留率可达95％以上。

当强化介质过滤单元对无脊椎动物的截留效率低于90％时，停止进水，从所述出水管道进行反冲洗，强化介质过滤单元的反冲洗周期设定为3-10天，优选为3-7天。在夏季的反冲洗周期为3-5天，在冬季的反冲洗周期为5-7天。每次水冲时间5-10min，强度10-15L/(s m²)。

对比例1

根据现有常规方法，单独采用强化介质过滤对臭氧生物活性炭滤池出水进行截留。介质为石英砂颗粒层。石英砂层装填高度为80cm，颗粒的粒径为0.6-0.9mm。在连续流条件下，滤速为8m/h，强化介质过滤系统连续工作5天，对无脊椎动物的截留率仅在50％左右。

通过实施例1与对比例1的比较可知，本发明中的一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网的方法，能够有效降低无脊椎动物进入供水管网，对无脊椎动物的平均截留率可达90％以上，甚至达到95％以上，远远优于常规过滤截留技术，对各种无脊椎动物有良好的去除效果。

所以，本发明有效克服了常规技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网的方法，具体包括以下步骤：

1)对无脊椎动物进行预处理：将水体进行紫外线消毒处理和投加消毒剂处理；

2)将预处理后的水体引入强化介质过滤单元截留无脊椎动物。

2.根据权利要求1所述的一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网的方法，其特征在于，步骤1)中，所述紫外线消毒处理采用紫外线消毒器进行处理。

3.根据权利要求2所述的一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网的方法，其特征在于，所述紫外线消毒器包括以下条件中任一项或多项：

A)所述紫外线消毒器的紫外光波长为250-260nm；

B)紫外线投加剂量为100-400J/m²；

C)水体在紫外线消毒器内的停留时间为6～10s。

4.根据权利要求1所述的一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网的方法，其特征在于，步骤1)中，所述消毒剂为含氯消毒剂；所述含氯消毒剂中的有效氯含量为0.5-2.0mg/L。

5.根据权利要求1所述的一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网的方法，其特征在于，步骤2)中，所述强化介质过滤单元包括有布水板、承托层、过滤介质层，所述强化介质过滤单元上端设有进水管道，所述强化介质过滤单元下端设有出水管道，所述强化介质过滤单元内由下往上依次铺设有布水板、承托层与过滤介质层。

6.根据权利要求5所述的一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网的方法，其特征在于，所述承托层由下至上依次铺设有不同粒径的支撑介质，分别为4-8mm粗砂、2-4mm细砂、1-2mm细石英砂；所述不同粒径的支撑介质装填高度均为9-11cm。

7.根据权利要求5所述的一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网的方法，其特征在于，所述过滤介质层中的过滤介质为石英砂滤料或其它无机颗粒过滤料；所述过滤介质层的装填高度为60-100cm。

8.根据权利要求5所述的一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网的方法，其特征在于，所述强化介质过滤单元对无脊椎动物的截留效率低于90％时，停止从所述进水管道进水，从所述出水管道进行反冲洗。

9.根据权利要求8所述的一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网的方法，其特征在于，所述反冲洗采用水冲，每次水冲时间为5-10min，反冲洗强度10-15L/(sm²)；所述强化介质过滤单元的反冲洗周期设定为3-10天。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种协同杀灭与强化过滤结合降低无脊椎动物进入供水管网的方法在水体净化技术领域中的用途。