CN1138709C - 微污染水源水净化工艺 - Google Patents
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Abstract
微污染水源水净化工艺由混凝沉淀池、粉末活性炭生物曝气池、超滤设备、纳滤设备、消毒设备构成。微污染水原水经混凝沉淀池、粉末活性炭生物曝气池处理后保证了进行超滤处理的水质要求和纳滤处理的水质要求，使得经本发明净化工艺处理的微污染水源水达到国家规定的饮用水标准。本发明适用于对遭受有机污染、富营养化污染、重金属污染的水源水进行净化处理，生产可饮用水，其抗污染冲击能力强，投资省，运行费用低，占地少，设备简单，运行灵活。
Description
技术领域
微污染水源水的净化工艺，涉及对生产饮用水水源水的处理技术，适用于遭受有机污染、富营养化污染和重金属污染的地面水或地下水的净化。
背景技术
地面水、地下水是一种良好的生产饮用水的水源水。但是，地面水、地下水所处地理位置、环境的不同都会受到不同程度的污染，主要是浊度和微生物，在供饮用前必须进行净化处理。目前，在水源水水质相当好的条件下采用的水净化工艺主要有：1、适合于大规模水净化的a.混凝-沉淀-过滤-消毒，b.混凝-沉淀-活性炭滤池-消毒，c.气浮-过滤-消毒，d.混凝-沉淀-臭氧活性炭滤池-消毒；2、适合于中、小规模水净化的a.混凝-微滤(超滤)-消毒，b.活性炭吸附-超滤-消毒，c.微滤(超滤)-消毒，d.纳滤-消毒。当我国水源水的水质能达到国家规定的地面水一级或二级标准时，按上述工艺处理均能生产出合格的饮用水。但是，我国的实际情况是：流经城市的河段水水质、部分城市地下水、我国七大水系的近半数受到不同程度的污染，如：有机物含量(耗氧有机物、少量农药)或氨氮含量严重超标，大部分的水源水水质在三级标准以下。而我国目前城市自来水厂采用的水净化工艺为a.混凝-沉淀-过滤-消毒，b.混凝-沉淀-活性炭滤池-消毒，c.气浮-过滤-消毒。这些工艺对污染水源水的处理能力极其有限：当水源水浊度很高或者由于暴雨使得水源水水质突变时，出水的浊度会超标；对游离性细菌病毒的控制完全依靠在出水中加氯消毒；当进水有机物含量高或者存在传染病病毒时，必须增加氯的投加量来保证出水细菌学指标达到饮用水要求，但由此会造成“三致”物质的大量产生，对人体健康会造成潜在的危害；而且对目前水源水普遍存在的有机污染和氨氮污染的处理能力基本无能为力，出水水质无法满足饮用需要。
针对我国受污染或微污染的水源水，目前推广应用的是生物接触氧化-常规净水技术组合的净水工艺，该工艺主要是依靠在生物接触氧化池内填料表面的微生物对污染水源水中有机物和氨氮进行分解转化，改善进入常规净水设备的进水水质。生物接触氧化-常规净水技术组合工艺，在水温不低于15℃的条件下，NH3-N去除80-90％，CODMn去除20-30％，浊度去除50-80％，而当水温低于15℃时，NH3-N去除30％以下。该工艺的不足在于：对污染物的去除率有限，使出水水质仍不理想；受温度影响大，当温度低于15℃时，微生物的活性受到很大抑制，对有机物和氨氮的去除率大幅度下降；为了保证净水处理的效率，保证水处理设备的正常运行，对操作人员的技术要求较高；当水源水出现突发性污染事故造成冲击负荷时，出水水质会出现严重下降的现象，根本无法饮用。另外，近年来，国内开始采用混凝-沉淀-臭氧活性炭滤池-消毒工艺对受氨氮污染的水源水进行净化处理，该工艺的缺点在于：当水源水有机污染和氨氮污染并存时，处理效率受到严重影响，净水工艺所需电耗增加；臭氧会和污染水源水中一些有机物反应生成一些有害物质，使得经过处理的出水中THMs(三卤甲烷)和Ames试验阳性率上升，甚至超过原水。
发明内容
针对现有对微污染水源水净化处理工艺的不足，发明人经过对净水工艺的深入研究，提出了一种抗水质突变能力强，对污染物去除率高而且投资和运行费用相对较低的微污染水源水净化工艺。
本发明工艺是由混凝沉淀池、粉末活性炭生物曝气池、超滤设备、纳滤设备和消毒设备构成。微污染水源水首先进入混凝沉淀池去除胶体和大分子有机物，悬浮固体，根据水中磷含有量情况调整要投加的混凝剂种类和投加量，使其与进水中磷进行化学反应以去除过量的磷。混凝沉淀池的出水随后进入粉末活性炭生物曝气池，其主要形式为投加粉末活性炭的悬浮生长生物处理设备，依靠微生物将可以生物降解的有机物分解，氨氮则通过硝化菌转化为亚硝酸氮和硝酸氮并由反硝化菌最终完成由硝酸氮向亚硝酸氮、氮气的转化，水源水中难降解的有机污染物质则通过活性炭吸附加以去除。经过粉末活性炭生物曝气池处理的水源水随后由水泵打入超滤设备，利用超滤膜对细菌、病毒、大分子有机物、热原体的优异截留性能将水分离出来，保证出水水质。如处理的水源水中重金属离子没有超标，而且CODMn小于12mg/L，经超滤处理后出水可以直接进行消毒供饮用。如处理的水源水CODMn大于12mg/L，或重金属离子超标，则经超滤出水后再采用纳滤设备处理，利用纳滤膜对高价金属离子、天然水体有机物、色度的优异截留性能将重金属离子和残余的有机物从水中分离出来，使出水符合国家饮用水标准，纳滤膜出水经过消毒后供饮用。
本发明的特点在于：1.利用超滤膜替代二沉池作为生物处理的固液分离设备(水经过生物处理后直接进入超滤设备)，使得在生物接触氧化处理中难以生长的硝化菌在本工艺中得到良好的生长环境，依靠截留形成的高浓度硝化菌保证各种温度下高效稳定地去除氨氮。2.在粉末活性炭生物曝气池中直接加粉末活性炭，使难生物降解污染物质被活性炭所吸附，不仅保证了超滤膜水通量的稳定，延长了清洗周期和膜的使用寿命，而且提高了超滤膜的出水水质。3.超滤设备后接纳滤设备，不仅保证了纳滤膜分离对进水水质的要求，使得纳滤设备稳定运行，而且可以进一步减少水中残余有机污染物，如CODMn、农药，同时可以去除重金属离子，明显提高出水水质，满足多方面需要。4.与常规工艺相比，采用超滤膜分离不仅提高了出水水质，方便了操作管理，而且，对各种污染负荷的冲击具有极强的耐受力，不会因水质突然恶化导致出水水质的严重劣化。5.超滤或纳滤出水中，不仅有机物含量低，细菌的残留量也极少，消毒时所需的消毒剂投加量可以大幅度减少，既有利于人体健康又减少了运行费用。采用该组合工艺，对现有自来水厂改建时，首先可以充分利用现有自来水厂的混凝沉淀装置，其次，可以将过滤装置改造成粉末活性炭生物曝气池，仅需添加超滤膜分离装置和粉末活性炭投加系统就可以解决问题。改造投资少，工程量小，运行费用相对于现有净水处理工艺要低。
附图说明
附图是本发明实施例的工艺流程示意图。
具体实施方式
结合附图对规模为1000吨/天的地面污染水源水处理作进一步描述。
本发明工艺是由混凝沉淀池、粉末活性炭生物曝气池、超滤设备、纳滤设备和消设备构成。地面污染水源水的CODMn浓度＜12mg/L，NH3-N＜7.5mg/L，进入混凝沉淀后，采用FeCl3混凝沉淀，去除大分子有机物、胶体、磷盐和悬浮固体后，CODMn可以降低30％左右，同时也减轻了后续生物处理的有机负荷；混凝沉淀出水随后进入粉末活性炭生物曝气池，在池内投加50mg/L的粉末活性炭进行生物处理，经生物处理的出水进入超滤设备处理，出水中CODMn浓度＜3mg/L，NH3-N＜0.5mg/L，细菌去除率大于99.5％，浊度＜0.5NTU，经过消毒后(1.0mgCl2/L)长时间存放，细菌学指标也达到要求，符合国家规定的饮用水标准，且水处理费用为3元/吨。
Claims (1)
1.微污染水源水净化工艺，其特征在于：由混凝沉淀池、粉末活性炭生物曝气池、超滤设备、纳滤设备、消毒设备构成；粉末活性炭生物曝气池设置在混凝沉淀池后，在粉末活性炭生物曝气池内采用投加粉末活性炭的方式进行生物处理；粉末活性炭生物曝气池后连接超滤设备，经生物处理后出水直接采用超滤设备处理，在超滤设备后连接纳滤设备。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Assignee: Shanghai Yike Green Engineering Co., Ltd. Assignor: Tongji University Contract fulfillment period: 2009.7.1 to 2014.7.31 contract change Contract record no.: 2009990000802 Denomination of invention: Purifying technology for micro polluted water source Granted publication date: 20040218 License type: Exclusive license Record date: 2009.7.27 |
|
| LIC | Patent licence contract for exploitation submitted for record |
Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2009.7.1 TO 2014.7.31; CHANGE OF CONTRACT Name of requester: SHANGHAI YIBO GREEN ENGINEERING CO., LTD. Effective date: 20090727 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20040218 Termination date: 20141230 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |