CN101891337A - 将劣v类地表水处理为生活饮用水的处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种将劣V类地表水处理为生活饮用水的处理系统及方法,属给水处理领域。该系统包括:曝气生物滤池、高速澄清池、鼓风系统、超滤、加药系统、接触消毒池。曝气生物滤池底部配水、配气,对水中的有机污染物、SS及氨氮、硝酸盐、业硝酸盐、铁、锰等无机物进行初步去除。滤池出水进入高速澄清池,投加混凝剂和助凝剂,去除悬浮物、色度、磷及部分有机物。澄清池出水进入超滤单元,采用浸没式中空纤维膜组件,可以有效地去除悬浮体、胶体、细菌。超滤出水进入接触消毒池,投加臭氧消毒,出水进入供水管网。该系统可目前将劣V类地表水处理为生活饮用水,在我国满足作为自来水源水的I、II、III类地表水日益减少的情况下,具有重要意义。

Description

将劣V类地表水处理为生活饮用水的处理系统及方法
技术领域
本发明涉及给水处理技术领域,特别是涉及一种将劣V类地表水处理为生活饮用水的处理系统及方法。
背景技术
目前,我国地表水污染普遍,特别是流经城市的河段有机污染较严重,湖泊富营养化问题突出,满足作为自来水源水的I、II、III类地表水源日益减少;很多城市水厂所能利用的地表水经常是IV、V类地表水甚至是水质更差的地表水。常规的“加药混凝-沉淀-过滤-消毒”的自来水处理工艺,其处理对象主要是水中悬浮物和胶体杂质,同时对水中某些有机物、细菌及病毒等有一定的去除效果。然而此现有的处理工艺去除的有机物主要为分子量大于10000的部分,对低分子量有机物的去除作用很小。对于污染严重的地表水,采用上述常规净水处理工艺处理后出水无法达到生活饮用水标准。
发明内容
基于现有技术所存在的问题,本发明实施例的目的是提供一种将劣V类地表水处理为生活饮用水的处理系统及方法,可将劣V类地表水处理后达到生活饮用水标准。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的:
本发明实施例提供一种将劣V类地表水处理为生活饮用水的处理系统,包括:
曝气生物滤池、高速澄清池、鼓风系统、超滤膜单元、加药系统和接触消毒池;
所述曝气生物滤池与高速澄清池、超滤膜单元和接触消毒池顺次连接;其中,曝气生物滤池的进水口作为引入处理的劣V类地表水进口;所述接触消毒池的出水口作为处理后的达标水的出水口;
所述鼓风系统的风力输出口连接至所述曝气生物滤池的进风口;所述加药系统的加药口连接至所述高速澄清池的投药口;所述加药系统的臭氧输出口连接至所述接触消毒池内。
本发明实施例提供一种将劣V类地表水处理为生活饮用水的处理方法,包括:
采用上述的处理系统;
将处理的劣V类地表水进入曝气生物滤池,曝气生物滤池内底部的配水、配气及设置的陶粒滤料和加入的微生物对所处理水进行作用,初步去除水中的有机污染物和无机物,水力停留时间为0.35~0.8小时;
所述曝气生物滤池的出水进入高速澄清池,在高速澄清池内投加聚合氯化铝作为絮凝剂,投加聚丙烯酰胺作为助凝剂,对所处理水依次进行混合、絮凝、沉淀、污泥浓缩处理后,去除水中悬浮物、色度、磷及部分有机物,水力停留时间为0.5~1.0小时;
高速澄清池的出水进入超滤膜单元,通过超滤去除水中悬浮体、胶体和细菌,及去除分子量不小于100000的较大分子量的有机物,使出水的COD含量达标,对细菌、病毒、隐孢子虫和贾第虫达到4log以上的去除率;
超滤膜单元超滤后出水进入接触消毒池,在接触消毒池内通过投加的消毒剂和加入臭氧进行消毒,使所处理水达到生活饮用水卫生标准指标要求,消毒后的出水作为生活饮用水进入供水管网。
通过上述本发明实施例提供的技术方案可以看出,本发明实施例中通过曝气生物滤池、高速澄清池、超滤膜单元、接触消毒池与鼓风系统和加药系统有机配合形成对劣V类地表水处理的处理系统,使处理后的出水达到生活饮用水标准,该处理系统具有下述优点:(1)曝气生物滤池为集生物接触氧化和过滤的生化处理单元,对地表水中有机物、悬浮物等做初步地去除,保证了后继处理单元的进水水质;(2)曝气生物滤池将有机氮转化为氨氮,进而将氨氮转化为硝态氮,保证出水氨氮指标;(3)高速澄清池作为混合、絮凝、沉淀单元,结构紧凑,节省占地和投资,运行成本底,效果稳定,并且作为超滤膜单元的前处理单元,可减轻膜污堵程度,延长膜的清洗周期,降低膜的更换率;(4)超滤膜单元保证出水的COD含量达标,对细菌、病毒、隐孢子虫和贾第虫具有4log以上的去除率,减少消毒剂的投加量,降低消毒费用,可使出水满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)指标要求。该处理系统工艺流程短,可单元化设计,处理成本低,效率高,可容易实现自动化控制。
附图说明
图1为本发明实施例提供的处理系统的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的处理系统的曝气生物滤池结构示意图;
图3为本发明实施例提供的处理系统的高速澄清池结构示意图;
图4为本发明实施例提供的处理系统对劣V类地表水处理的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例一
本实施例提供一种将劣V类地表水处理为生活饮用水的处理系统,是将生物处理方法、物化方法与膜法相结合的给水处理系统,如图1所示,该系统包括:
曝气生物滤池1、高速澄清池2、鼓风系统5、超滤膜单元3、加药系统6和接触消毒池4;
其中,所述曝气生物滤池1与高速澄清池2、超滤膜单元3和接触消毒池4顺次连接;其中,曝气生物滤池1的进水口作为引入处理的劣V类地表水进口A;所述接触消毒池的出水口D作为处理后的达标水的出水口;
所述鼓风系统5的风力输出口连接至所述曝气生物滤池1的进风口;所述加药系统6的加药口(包括混凝剂加药口E和助凝剂加药口F)连接至所述高速澄清池2的投药口;所述加药系统6的臭氧输出口C连接至所述接触消毒池4内。
如图2所示,上述处理系统中的曝气生物滤池1设有池体21,池体21底部设有的配水室22,所述配水室22上设有承托层23,所述承托层23上的池体21内设有陶粒滤料构成的滤料层24,滤料层24上的池内空间作为清水存储区,配水室与承托层之间的滤板上还设有滤头,该滤头可采用长柄无堵塞滤头,从而提高该曝气生物滤池配水均匀性;并且可将滤梁、滤板施工时一次浇筑连接形成独特地滤板、滤梁连接方式,可有效避免滤板、滤梁被剪切破坏。
如图3所示,上述处理系统中的高速澄清池3包括:管道混合器31、快速反应区32、推流反应区33、澄清区34和斜管分离区35;其中,管道混合器31与加药系统的加药管路连接,主要与加药系统的混凝剂加药口E连接,管道混合器31的出口依次与快速反应区32连接、推流反应区33和澄清区34连接,所述澄清区34上方设置斜管分离区35,快速反应区32与加药系统6的助凝剂加药口F连接。该高速澄清池主要优点是:采用管道混合器代替混合池,减小占地及投资,并且,在快速反应区内可设置快速搅拌器,并可对设置的快速搅拌器的叶轮的角度进行调整达到优化设计,提高效果,降低能耗。
上述处理系统中的超滤膜单元3采用浸没式的中空纤维超滤膜组件,膜孔径为0.02~0.05μm;膜通量为29.0L/m2·h。该超滤膜单元主要优点,通过采用合适的膜孔径,保持较高的膜通量,降低膜污堵,延长清洗周期。
上述处理系统中的鼓风系统5由变频式罗茨鼓风机与风管管路连接构成,鼓风系统主要用于为曝气生物滤池、超滤膜单元提供工艺用气。
上述处理系统中的加药系统6由溶药箱上设置加药管路,加药管路设置加药泵构成。主要用于加入混凝剂(聚合氯化铝PAC)与助凝剂(聚丙烯酰胺PAM);实际中,加药系统可分为两个加药子系统,每个加药子系统均可由溶药箱上设置加药管路,加药管路设置加药泵构成,一个加药子系统用于加入混凝剂,另一个加药子系统用于加入助凝剂。
上述处理系统中的超滤膜单元与接触消毒池之间设有超滤出水泵,超滤膜单元的出水通过超滤出水泵送入接触消毒池。
上述处理系统中的接触消毒池是用于使臭氧与水接触的池子。
该处理系统工作时,将所处理的劣V类地表水进入曝气生物滤池,该池底部配水管配水,曝气系统底部曝气,出水自流至高速澄清池;鼓风系统用来给曝气生物滤池曝气及反洗;高速澄清池内投加混凝剂PAC和助凝剂PAM,完成混合、絮凝、沉淀和污泥浓缩,出水泵将高速澄清池送至超滤膜单元;超滤膜单元采用抽吸泵出水,同时需对超滤膜进行曝气减轻膜污染;超滤出水泵将超滤膜单元出水送至接触消毒池,在接触消毒池中投加臭氧消毒,接触消毒池的出水可作为生活饮用水进入供水管网。
本实施例的处理系统具有下述优点:(1)曝气生物滤池为集生物接触氧化和过滤的生化处理单元,对地表水中有机物、悬浮物等做初步地去除,保证了后继处理单元的进水水质;(2)曝气生物滤池将有机氮转化为氨氮,进而将氨氮转化为硝态氮,保证出水氨氮指标;(3)高速澄清池作为混合、絮凝、沉淀单元,结构紧凑,节省占地和投资,运行成本底,效果稳定,并且作为超滤膜单元的前处理单元,可减轻膜污堵程度,延长膜的清洗周期,降低膜的更换率;(4)超滤膜单元保证出水的COD含量达标,对细菌、病毒、隐孢子虫和贾第虫具有4log以上的去除率,减少消毒剂的投加量,降低消毒费用,可使出水满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)指标要求。该处理系统工艺流程短,可单元化设计,处理成本低,效率高,可容易实现自动化控制。
实施例二
本实施例提供一种将劣V类地表水处理为生活饮用水的处理方法,该方法主要是利用上述实施例一给出的处理系统对劣V类地表水进行处理得到生活饮用水,该方法包括:
采用实施例一给出的处理系统;
处理流程如图4所示,将处理的劣V类地表水进入曝气生物滤池,曝气生物滤池内底部的配水、配气及设置的陶粒滤料和微生物(微生物可以是运行初期投加活性污泥含有的微生物,之后该微生物可利用水中的有机污染物进行繁殖)对所处理水进行作用,初步去除水中的有机污染物和SS及氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、铁、锰等无机物,水力停留时间为0.35~0.8小时;
在曝气生物滤池底部配水配气,曝气生物滤池底部的配水、配气的气水比为2,采用比表面为40000cm2/g、粒内孔隙率为30%的陶粒滤料;在有机污染物浓度偏低、可生化性差的情况下,曝气生物滤池借助微生物的生命活动对水中的有机污染物、SS及氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、铁、锰等无机物进行初步去除,减轻后继处理单元的负荷;
所述曝气生物滤池的出水进入高速澄清池,在高速澄清池内投加聚合氯化铝作为絮凝剂,投加PAM作为助凝剂,对所处理水依次进行混合、絮凝、沉淀、污泥浓缩处理后,去除水中悬浮物、色度、磷及部分有机物;其中,作为絮凝剂的聚合氯化铝的投加量为8~50mg/L;作为助凝剂的PAM的投加量为0.05~2mg/L;
高速澄清池是集混合、絮凝、沉淀、污泥浓缩等功能于一体的结构紧凑、效果稳定的处理构筑物,通过投加一定量的混凝剂和助凝剂,能够有效地去除悬浮物、色度、磷及部分有机物,出水水质好,效果稳定。高效沉淀池作为超滤的前处理单元,可减轻膜污堵程度,延长膜的清洗周期,降低膜的更换率,降低运行费用;通过对高速沉淀池的运行参数的优化,有效减少药剂的投加量50%以上。
高速澄清池的出水进入超滤膜单元,通过超滤去除水中悬浮体、胶体和细菌,及去除分子量不小于100000的较大分子量的有机物,使出水的COD含量达标,对细菌、病毒、隐孢子虫和贾第虫达到4log以上的去除率;
超滤膜单元的超滤能够有效地去除悬浮体、胶体、细菌,并且除铁、锰的效率高;同时可去除较大分子量的有机物。超滤膜单元可采用浸没式中空纤维膜组件,膜孔径为0.02~0.05μm,设计膜通量为:29.0L/m2·h;
超滤膜单元超滤后出水进入接触消毒池,在接触消毒池内通过投加的消毒剂和加入臭氧进行消毒,臭氧的投加量一般为0.5~2mg/L,使水达到生活饮用水卫生标准指标要求,消毒后的出水作为生活饮用水进入供水管网。
所述各类指标不得高于《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中规定的V类地表水的相应指标的130%。
综上所述,本发明实施例通过曝气生物滤池、高速澄清池、超滤膜单元、接触消毒池与鼓风系统和加药系统有机配合形成对劣V类地表水处理的处理系统,使处理后的出水达到生活饮用水标准。该系统具有工艺流程短,可单元化设计,处理成本低,效率高,可容易实现自动化控制的优点。
以上所述,仪为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种将劣V类地表水处理为生活饮用水的处理系统,其特征在于,包括:
曝气生物滤池、高速澄清池、鼓风系统、超滤膜单元、加药系统和接触消毒池;
所述曝气生物滤池与高速澄清池、超滤膜单元和接触消毒池顺次连接;其中,曝气生物滤池的进水口作为引入处理的劣V类地表水进口;所述接触消毒池的出水口作为处理后的达标水的出水口;
所述鼓风系统的风力输出口连接至所述曝气生物滤池的进风口;所述加药系统的加药口连接至所述高速澄清池的投药口;所述加药系统的臭氧输出口连接至所述接触消毒池内。
2.如权利要求1所述的将劣V类地表水处理为生活饮用水的处理系统,其特征在于,所述曝气生物滤池设有池体,池体底部设有配水室,所述配水室上设有承托层,所述承托层上的池体内设有陶粒滤料构成的滤料层。
3.如权利要求1所述的将劣V类地表水处理为生活饮用水的处理系统,其特征在于,所述高速澄清池包括:管道混合器、快速反应区、推流反应区、澄清区和斜管分离区;
所述管道混合器与加药系统的加药管路连接,管道混合器的出口依次与快速反应区连接、推流反应区和澄清区连接,所述澄清区上方设置斜管分离区。
4.如权利要求1所述的将劣V类地表水处理为生活饮用水的处理系统,其特征在于,所述超滤膜单元采用浸没式的中空纤维超滤膜组件,膜孔径为0.02~0.05μm;膜通量为29.0L/m2·h。
5.如权利要求1所述的将劣V类地表水处理为生活饮用水的处理系统,其特征在于,所述鼓风系统由变频式罗茨鼓风机与风管管路连接构成。
6.如权利要求1所述的将劣V类地表水处理为生活饮用水的处理系统,其特征在于,所述加药系统由溶药箱上设置加药管路,加药管路设置加药泵构成。
7.如权利要求1所述的将劣V类地表水处理为生活饮用水的处理系统,其特征在于,所述超滤膜单元与接触消毒池之间设有超滤出水泵,超滤膜单元的出水通过超滤出水泵送入接触消毒池。
8.一种将劣V类地表水处理为生活饮用水的处理方法,其特征在于,包括:
采用上述权利要求1~7任一项所述的处理系统;
将处理的劣V类地表水进入曝气生物滤池,曝气生物滤池内底部的配水、配气及设置的陶粒滤料和微生物对所处理水进行作用,初步去除水中的有机污染物和无机物,水力停留时间为0.35~0.8小时;
所述曝气生物滤池的出水进入高速澄清池,在高速澄清池内投加聚合氯化铝作为絮凝剂,投加聚丙烯酰胺作为助凝剂,对所处理水依次进行混合、絮凝、沉淀、污泥浓缩处理后,去除水中悬浮物、色度、磷及部分有机物,水力停留时间为0.5~1.0小时;
高速澄清池的出水进入超滤膜单元,通过超滤去除水中悬浮体、胶体和细菌,及去除分子量不小于100000的较大分子量的有机物,使出水的COD含量达标,对细菌、病毒、隐孢子虫和贾第虫达到4log以上的去除率;
超滤膜单元超滤后出水进入接触消毒池,在接触消毒池内通过投加的消毒剂和加入臭氧进行消毒,使所处理水达到生活饮用水卫生标准指标要求,消毒后的出水作为生活饮用水进入供水管网。
9.如权利要求8所述的将劣V类地表水处理为生活饮用水的处理方法,其特征在于,所述曝气生物滤池底部的配水、配气的气水比为2;设置的陶粒滤料的比表面积为40000cm2/g、陶粒滤料的粒内孔隙率为30%。
10.如权利要求8所述的将劣V类地表水处理为生活饮用水的处理方法,其特征在于,所述在高速澄清池内投加聚合氯化铝作为絮凝剂,投加聚丙烯酰胺作为助凝剂为:作为絮凝剂的聚合氯化铝的投加量为8~20mg/L;作为助凝剂的聚丙烯酰胺的投加量为0.05~1mg/L;
所述接触消毒池内臭氧投加量为0.5~2mg/L;
所述曝气生物滤池初步去除的无机物包括:SS及氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、铁和锰。
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