CN107043200A - 一种微污染水源的深度处理净化***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微污染水源的深度处理净化***及方法，该***包括调节池、预臭氧塔、磁加载絮凝***和臭氧—生物活性碳过滤***，磁加载絮凝***还连接有药剂调配投加***和磁粉回收及污泥处理***；该方法方法，包括以下步骤：一、预氧化，二、絮凝反应，三、磁化，四、变大成熟，五、自然沉降，六、泥水分离，七、氧化和消毒，八、物理吸附，九、消毒，十、送达用户。本发明将磁加载絮凝沉淀、臭氧—生物活性碳过滤与常规净水处理工艺相结合，构成了一种高效的深度处理净化工艺***。
Description
技术领域
本发明涉及一种微污染水源的深度处理净化***及方法，属于饮用水处理技术领域。
背景技术
近年来随着经济的持续发展，尤其是有机化工、石油化工、医药、农药、杀虫剂及除草剂等生产工业的迅速增长，有机化合物的产量和种类不断增加，各种工业废水和生活污水未达到排放标准就直接进入水体，许多水源已受到不同程度的污染，水源地的不断恶化而导致的社会问题也越来越明显，水资源保护措施已成为关系到我国民生发展的关键问题。
我国为保障供水水质卫生安全，《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的颁布实施对生活饮用水水质标准大幅提高，进一步提高了给水厂净水工艺技术的要求。然而，常规净水处理工艺（混凝+沉淀+过滤+消毒）不能有效去除微污染水源水中的有机物、氨氮等污染物，同时液氯很容易与原水中的腐殖质结合产生消毒副产物(DBPs) ，直接威胁饮用者的身体健康，无法满足人们对饮用水安全性的需要。随着我国水源地水质污染恶化及人们对生活饮用水水质要求的逐渐提高，我国大部分供水厂已经无法满足新实施的水质标准，因此，针对微污染水源水的特点并结合常规净水处理工艺开发微污染水源水的深度处理净化工艺***显得尤为重要。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种微污染水源的深度处理净化***及方法，该工艺***将磁加载絮凝沉淀、臭氧—生物活性碳过滤与常规净水处理工艺相结合，构成了一种高效的深度处理净化工艺***，其具体技术方案如下：
一种微污染水源的深度处理净化***，包括调节池、预臭氧塔、磁加载絮凝***和臭氧—生物活性碳过滤***，所述磁加载絮凝***和臭氧—生物活性碳过滤***之间连接有中间清水池，调节池、预臭氧塔、磁加载絮凝***、中间清水池、臭氧—生物活性碳过滤***、消毒池和清水池依次贯通连接；
所述磁加载絮凝***还连接有药剂调配投加***和磁粉回收及污泥处理***。
所述磁加载絮凝***包括絮凝反应池、磁粉投加池、助凝熟化池、斜管沉淀池和永磁过滤器，所述絮凝反应池、磁粉投加池、助凝熟化池、斜管沉淀池和永磁过滤器依次贯通连接；
所述絮凝反应池、磁粉投加池、助凝熟化池及斜管沉淀池通过隔板依次连通，絮凝反应池、磁粉投加池和助凝熟化池上方均安装有机械搅拌装置。
所述药剂调配投加***包括絮凝剂配药池及其投加泵、磁粉贮存罐及其投加泵和助凝剂配药池及其投加泵；
所述絮凝剂配药池通过其投加泵朝向絮凝反应池投放絮凝剂，所述磁粉贮存罐通过其投加泵朝向磁粉投加池投放磁粉，所述助凝剂配药池通过其投加泵朝向助凝熟化池投放助凝剂。
所述臭氧—生物活性碳过滤***包括主臭氧塔和生物活性碳滤池；所述磁加载絮凝***与臭氧—生物活性碳过滤***之间连接有中间清水池，所述中间清水池、主臭氧塔和生物活性碳滤池依次贯通连接。
所述磁粉回收及污泥处理***包括水力旋流器、磁鼓分离器、污泥浓缩池和污泥脱水***；所述水力旋流器抽取口连接斜管沉淀池，水力旋流器输出口连接磁粉投加池和磁鼓分离器，所述磁鼓分离器的输出端连接磁粉投加池和污泥浓缩池，所述污泥浓缩池的输出端连接调节池和污泥脱水***，所述污泥脱水***的输出端连接连接调节池和污泥排放；
所述磁加载絮凝***还包括污泥回流泵，污泥回流泵通过管道一端连接斜管沉淀池的污泥斗，另一端连接水力旋流器。
所述预臭氧塔排出的尾气和主臭氧塔排出的尾气均输送连接到尾气处理装置，所述预臭氧塔和主臭氧塔均连接臭氧发生器，所述臭氧发生器朝向预臭氧塔和主臭氧塔中输送臭氧，所述生物活性碳滤池排出的污水输送到调节池，所述生物活性碳滤池中通入空气。
所述污泥浓缩池选用带有竖向栅条污泥浓缩机的辐流式重力浓缩池，用带有栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥；
所述污泥脱水***包括污泥输送泵和污泥脱水机，污泥输送泵一端与污泥浓缩池泥斗连接，另一端与污泥脱水机连接。
所述预臭氧塔选用不锈钢柱体，臭氧混合方式选用水射器混合，通过管道泵把原水加压送到预臭氧接触塔内；
所述主臭氧塔选用不锈钢柱体，臭氧通过微孔钦板与水接触反应；
所述生物活性炭滤池采用柱状活性炭并辅以曝气，反冲洗方式采用两段式气水反冲洗，即首先以空气擦洗，再以中间清水池出水反冲。
一种微污染水源的深度处理净化方法，包括以下步骤：
一、微污染原水从调节池进入预臭氧塔，在预臭氧塔内投加臭氧进行预氧化，对水体中的无机化合物和色度等进行去除，同时氧化水体中部分有机物，以强化后续磁加载絮凝工艺，并同时部分灭活病原微生物；
二、步骤一的出水进入絮凝反应池，投加絮凝剂并进行搅拌，保持一定的水力停留时间，形成大量小的絮体；
三、步骤二的出水进入磁粉投加池，在此构筑物中投加一定量的磁粉，即进行磁加载絮凝，利用磁粉为中心核体将较小颗粒的悬浮物聚集在一起，同时使弱磁性和非磁性物质带上磁性；
四、步骤三的出水进入助凝熟化池，投加助凝剂并搅拌，通过网捕等作用絮凝体进一步变大成熟，有利于后续沉降；
五、步骤四的出水进入斜管沉淀池，粒径大的磁絮凝体进行自然沉降，浊度物质和大分子有机物等得以去除；
六、步骤五的出水进入永磁分离器，依靠磁分离技术，加载的外部磁场吸附带磁性的微小的絮凝体，实现泥水分离；
七、步骤六的出水进入中间清水池，然后经恒流泵从中间清水池进入主臭氧塔，在塔内投加臭氧进行氧化和消毒，强效氧化各种消毒副产物前体物，以强化后续生物活性炭滤池对其的吸附性能，同时有效灭活病原微生物；
八、步骤七的出水进入生物活性炭滤池，主要依靠活性炭的物理吸附作用吸附步骤七中产生的臭氧氧化产物，去除水体中各类消毒产物前体物；
九、步骤八的出水进入消毒池，投加二氧化氯杀灭水体中仍然存在的微生物以及维持管网余氯；
十、步骤九的出水进入清水池，由水泵经供水管道送达用户。
步骤五所产生的污泥经污泥提升泵从斜管沉淀池污泥斗进入水力旋流器进行初步解絮，解絮后回收的磁粉重新使用，剩余污泥进入磁鼓分离器进行磁分离，经过磁分离后回收的磁粉继续使用，剩余污泥进行浓缩和脱水；同时，反冲洗污水、污泥浓缩上清液以及污泥脱水滤液均要回流至调节池进行处理，以避免造成污染。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
(1)本发明中采用了两级臭氧和二氧化氯联用消毒，确保了对水体中病原微生物的灭活效果，较传统净水工艺而言更能保障饮用水的卫生学安全性能；
(2)本发明将磁加载絮凝沉淀工艺和臭氧—生物活性碳过滤工艺联用，充分发挥两者的优势，对微污染水源水有很好的净化效果；
(3)本发明采用的磁加载絮凝沉淀工艺与传统絮凝沉淀工艺相比，没有投加多余的化学药剂，在出水合格的前提下，没有引入其它物质，可以保证供水安全；
(4)本发明采用的磁加载絮凝沉淀工艺回收到的磁粉不仅数量多，而且质量好，完全不影响回收磁粉在工艺中的使用，不会干扰出水质量；
(5)本发明采用的磁加载絮凝沉淀工艺占地面积小，可以节约用地，而且操作比较灵活，对变化水质适应能力强，具有一定的抗冲击能力；
(6)本发明所用臭氧发生器以空气为气源，就地生产臭氧用于预臭氧和主臭氧工艺，臭氧浓度达到工艺要求，运行成本相对较低。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图，
图2为本发明的工艺布置图，
附图标记列表：1为调节池，2为预臭氧塔，3为絮凝反应池，4为磁粉投加池，5为助凝熟化池，6为斜管沉淀池，7为永磁过滤器，8为中间清水池，9为主臭氧塔，10为生物活性碳滤池，11为消毒池，12为清水池，13为絮凝剂配药池及其投加泵，14为磁粉贮存罐及其投加泵，15为助凝剂配药池及其投加泵，16为水力旋流器，17为磁鼓分离器，18为污泥浓缩池，19为污泥脱水***，20为臭氧发生器，21为尾气处理装置，22为二氧化氯发生器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
结合附图1和2可见，本微污染水源的深度处理净化工艺***，包括调节池1、预臭氧塔2、磁加载絮凝***和臭氧—生物活性碳过滤***，所述磁加载絮凝***和臭氧—生物活性碳过滤***之间连接有中间清水池8，调节池1、预臭氧塔2、磁加载絮凝***、中间清水池8、臭氧—生物活性碳过滤***、消毒池11和清水池12依次贯通连接。微污染水源进入调节池1，然后依次经过贯通连接预臭氧塔2、磁加载絮凝***和臭氧—生物活性碳过滤***，并最后经过消毒池11和清水池12排出。通过二氧化氯发生器22朝向消毒池11通入二氧化氯,实现消毒。
所述磁加载絮凝***还连接有药剂调配投加***和磁粉回收及污泥处理***。通过药剂调配投加***投加药剂，磁粉回收及污泥处理***回收磁粉并排放出污泥。
所述磁加载絮凝***包括絮凝反应池3、磁粉投加池4、助凝熟化池5、斜管沉淀池6和永磁过滤器7，所述絮凝反应池3、磁粉投加池4、助凝熟化池5、斜管沉淀池6和永磁过滤器7依次贯通连接。从预臭氧塔2出来的水依次经过絮凝反应池3、磁粉投加池4、助凝熟化池5、斜管沉淀池6和永磁过滤器7净化处理。
所述絮凝反应池3、磁粉投加池4、助凝熟化池5及斜管沉淀池6通过隔板依次连通，絮凝反应池3、磁粉投加池4和助凝熟化池5上方均安装有机械搅拌装置。机械搅拌装置提高混合效率。
所述药剂调配投加***包括絮凝剂配药池及其投加泵13、磁粉贮存罐及其投加泵14和助凝剂配药池及其投加泵15。
所述絮凝剂配药池通过其投加泵朝向絮凝反应池3投放絮凝剂，所述磁粉贮存罐通过其投加泵朝向磁粉投加池4投放磁粉，所述助凝剂配药池通过其投加泵朝向助凝熟化池5投放助凝剂。
所述臭氧—生物活性碳过滤***包括主臭氧塔9和生物活性碳滤池10；所述磁加载絮凝***与臭氧—生物活性碳过滤***之间连接有中间清水池8，所述中间清水池8、主臭氧塔9和生物活性碳滤池10依次贯通连接。
所述磁粉回收及污泥处理***包括水力旋流器16、磁鼓分离器17、污泥浓缩池18和污泥脱水***19；所述水力旋流器16抽取口连接斜管沉淀池6，水力旋流器16输出口连接磁粉投加池4和磁鼓分离器17，所述磁鼓分离器17的输出端连接磁粉投加池4和污泥浓缩池18，所述污泥浓缩池18的输出端连接调节池1和污泥脱水***19，所述污泥脱水***19的输出端连接连接调节池1和污泥排放。水力旋流器16抽取斜管沉淀池6中的沉淀液，将沉淀液中的水输送到磁粉投加池4，污泥输送到磁鼓分离器17，磁鼓分离器17将磁粉分离出来并输送到磁粉投放池，磁鼓分离器17排出的污泥进入污泥浓缩池18，污泥浓缩池18的上清液输送到调节池1，污泥输送到污泥脱水***19，污泥脱水***19的滤液输送到调节池1，污泥进行污泥焚烧或填埋处理。
所述磁加载絮凝***还包括污泥回流泵，污泥回流泵通过管道一端连接斜管沉淀池6的污泥斗，另一端连接水力旋流器16。
所述预臭氧塔2排出的尾气和主臭氧塔9排出的尾气均输送连接到尾气处理装置21，所述预臭氧塔2和主臭氧塔9均连接臭氧发生器20，所述臭氧发生器20朝向预臭氧塔2和主臭氧塔9中输送臭氧，所述生物活性碳滤池10排出的污水输送到调节池1，所述生物活性碳滤池10中通入空气。
所述污泥浓缩池18选用带有竖向栅条污泥浓缩机的辐流式重力浓缩池，用带有栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥。
所述污泥脱水***19包括污泥输送泵和污泥脱水机，污泥输送泵一端与污泥浓缩池18泥斗连接，另一端与污泥脱水机连接。
所述预臭氧塔2选用不锈钢柱体，臭氧混合方式选用水射器混合，通过管道泵把原水加压送到预臭氧接触塔内。
所述主臭氧塔9选用不锈钢柱体，臭氧通过微孔钦板与水接触反应。
所述生物活性炭滤池采用柱状活性炭并辅以曝气，反冲洗方式采用两段式气水反冲洗，即首先以空气擦洗，再以中间清水池8出水反冲。
一种微污染水源的深度处理净化方法，包括以下步骤：
一、微污染原水从调节池进入预臭氧塔，在预臭氧塔内投加臭氧进行预氧化，对水体中的无机化合物和色度等进行去除，同时氧化水体中部分有机物，以强化后续磁加载絮凝工艺，并同时部分灭活病原微生物；
二、步骤一的出水进入絮凝反应池，投加絮凝剂并进行搅拌，保持一定的水力停留时间，形成大量小的絮体；
三、步骤二的出水进入磁粉投加池，在此构筑物中投加一定量的磁粉，即进行磁加载絮凝，利用磁粉为中心核体将较小颗粒的悬浮物聚集在一起，同时使弱磁性和非磁性物质带上磁性；
四、步骤三的出水进入助凝熟化池，投加助凝剂并搅拌，通过网捕等作用絮凝体进一步变大成熟，有利于后续沉降；
五、步骤四的出水进入斜管沉淀池，粒径大的磁絮凝体进行自然沉降，浊度物质和大分子有机物等得以去除；
六、步骤五的出水进入永磁分离器，依靠磁分离技术，加载的外部磁场吸附带磁性的微小的絮凝体，实现泥水分离；
七、步骤六的出水进入中间清水池，然后经恒流泵从中间清水池进入主臭氧塔，在塔内投加臭氧进行氧化和消毒，强效氧化各种消毒副产物前体物，以强化后续生物活性炭滤池对其的吸附性能，同时有效灭活病原微生物；
八、步骤七的出水进入生物活性炭滤池，主要依靠活性炭的物理吸附作用吸附步骤七中产生的臭氧氧化产物，去除水体中各类消毒产物前体物；
九、步骤八的出水进入消毒池，投加二氧化氯杀灭水体中仍然存在的微生物以及维持管网余氯；
十、步骤九的出水进入清水池，由水泵经供水管道送达用户。
步骤五所产生的污泥经污泥提升泵从斜管沉淀池污泥斗进入水力旋流器进行初步解絮，解絮后回收的磁粉重新使用，剩余污泥进入磁鼓分离器进行磁分离，经过磁分离后回收的磁粉继续使用，剩余污泥进行浓缩和脱水；同时，反冲洗污水、污泥浓缩上清液以及污泥脱水滤液均要回流至调节池进行处理，以避免造成污染。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种微污染水源的深度处理净化***，其特征在于包括调节池、预臭氧塔、磁加载絮凝***和臭氧—生物活性碳过滤***，所述磁加载絮凝***和臭氧—生物活性碳过滤***之间连接有中间清水池，调节池、预臭氧塔、磁加载絮凝***、中间清水池、臭氧—生物活性碳过滤***、消毒池和清水池依次贯通连接；
所述磁加载絮凝***还连接有药剂调配投加***和磁粉回收及污泥处理***。
2.根据权利要求1所述的一种微污染水源的深度处理净化***，其特征在于所述磁加载絮凝***包括絮凝反应池、磁粉投加池、助凝熟化池、斜管沉淀池和永磁过滤器，所述絮凝反应池、磁粉投加池、助凝熟化池、斜管沉淀池和永磁过滤器依次贯通连接；
所述絮凝反应池、磁粉投加池、助凝熟化池及斜管沉淀池通过隔板依次连通，絮凝反应池、磁粉投加池和助凝熟化池上方均安装有机械搅拌装置。
3.根据权利要求2所述的一种微污染水源的深度处理净化***，其特征在于所述药剂调配投加***包括絮凝剂配药池及其投加泵、磁粉贮存罐及其投加泵和助凝剂配药池及其投加泵；
所述絮凝剂配药池通过其投加泵朝向絮凝反应池投放絮凝剂，所述磁粉贮存罐通过其投加泵朝向磁粉投加池投放磁粉，所述助凝剂配药池通过其投加泵朝向助凝熟化池投放助凝剂。
4.根据权利要求3所述的一种微污染水源的深度处理净化***，其特征在于所述臭氧—生物活性碳过滤***包括主臭氧塔和生物活性碳滤池；所述磁加载絮凝***与臭氧—生物活性碳过滤***之间连接有中间清水池，所述中间清水池、主臭氧塔和生物活性碳滤池依次贯通连接。
5.根据权利要求4所述的一种微污染水源的深度处理净化***，其特征在于所述磁粉回收及污泥处理***包括水力旋流器、磁鼓分离器、污泥浓缩池和污泥脱水***；所述水力旋流器抽取口连接斜管沉淀池，水力旋流器输出口连接磁粉投加池和磁鼓分离器，所述磁鼓分离器的输出端连接磁粉投加池和污泥浓缩池，所述污泥浓缩池的输出端连接调节池和污泥脱水***，所述污泥脱水***的输出端连接调节池和污泥排放口；
所述磁加载絮凝***还包括污泥回流泵，污泥回流泵通过管道一端连接斜管沉淀池的污泥斗，另一端连接水力旋流器。
6.根据权利要求5所述的一种微污染水源的深度处理净化***，其特征在于所述预臭氧塔排出的尾气和主臭氧塔排出的尾气均输送连接到尾气处理装置，所述预臭氧塔和主臭氧塔均连接臭氧发生器，所述臭氧发生器朝向预臭氧塔和主臭氧塔中输送臭氧，所述生物活性碳滤池排出的污水输送到调节池，所述生物活性碳滤池中通入空气。
7.根据权利要求5所述的一种微污染水源的深度处理净化***，其特征在于所述污泥浓缩池选用带有竖向栅条污泥浓缩机的辐流式重力浓缩池，用带有栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥；
所述污泥脱水***包括污泥输送泵和污泥脱水机，污泥输送泵一端与污泥浓缩池泥斗连接，另一端与污泥脱水机连接。
8.根据权利要求5所述的一种微污染水源的深度处理净化***，其特征在于所述所述预臭氧塔选用不锈钢柱体，臭氧混合方式选用水射器混合，通过管道泵把原水加压送到预臭氧接触塔内；
所述主臭氧塔选用不锈钢柱体，臭氧通过微孔钦板与水接触反应；
所述生物活性炭滤池采用柱状活性炭并辅以曝气，反冲洗方式采用两段式气水反冲洗，即首先以空气擦洗，再以中间清水池出水反冲。
9.一种微污染水源的深度处理净化方法，其特征在于包括以下步骤：
一、微污染原水从调节池进入预臭氧塔，在预臭氧塔内投加臭氧进行预氧化，对水体中的无机化合物和色度等进行去除，同时氧化水体中部分有机物，以强化后续磁加载絮凝工艺，并同时部分灭活病原微生物；
二、步骤一的出水进入絮凝反应池，投加絮凝剂并进行搅拌，保持一定的水力停留时间，形成大量小的絮体；
三、步骤二的出水进入磁粉投加池，在此构筑物中投加一定量的磁粉，即进行磁加载絮凝，利用磁粉为中心核体将较小颗粒的悬浮物聚集在一起，同时使弱磁性和非磁性物质带上磁性；
四、步骤三的出水进入助凝熟化池，投加助凝剂并搅拌，通过网捕等作用絮凝体进一步变大成熟，有利于后续沉降；
五、步骤四的出水进入斜管沉淀池，粒径大的磁絮凝体进行自然沉降，浊度物质和大分子有机物等得以去除；
六、步骤五的出水进入永磁分离器，依靠磁分离技术，加载的外部磁场吸附带磁性的微小的絮凝体，实现泥水分离；
七、步骤六的出水进入中间清水池，然后经恒流泵从中间清水池进入主臭氧塔，在塔内投加臭氧进行氧化和消毒，强效氧化各种消毒副产物前体物，以强化后续生物活性炭滤池对其的吸附性能，同时有效灭活病原微生物；
八、步骤七的出水进入生物活性炭滤池，主要依靠活性炭的物理吸附作用吸附步骤七中产生的臭氧氧化产物，去除水体中各类消毒产物前体物；
九、步骤八的出水进入消毒池，投加二氧化氯杀灭水体中仍然存在的微生物以及维持管网余氯；
十、步骤九的出水进入清水池，由水泵经供水管道送达用户。
10.根据权利要求9所述的一种微污染水源的深度处理净化方法，其特征在于所述步骤五所产生的污泥经污泥提升泵从斜管沉淀池污泥斗进入水力旋流器进行初步解絮，解絮后回收的磁粉重新使用，剩余污泥进入磁鼓分离器进行磁分离，经过磁分离后回收的磁粉继续使用，剩余污泥进行浓缩和脱水；同时，反冲洗污水、污泥浓缩上清液以及污泥脱水滤液均要回流至调节池进行处理，以避免造成污染。
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