CN101987764B - 一种净化微污染水源水质的方法及处理装置 - Google Patents

Abstract

一种净化微污染水源水质的方法，包括Fenton反应工序(4)、混凝沉淀工序(5)、以及氧化剂氧化和消毒工序(8)。Fenton反应工序(4)是指向要处理的微污染水源的水中分别计量加入氧化剂、金属盐类和催化剂，使氧化剂分解污水中有机物质，达到从污水中除去有机物质的工序；混凝沉淀工序(5)是在上述氧化处理后的污水中投入混凝剂，将废水中的小颗粒悬浮物质、胶体物质、金属盐类沉淀下来；氧化剂氧化和消毒工序(8)是对前一工序得到的清水进一步用氧化剂处理，除去水中残存的过氧化氢并使清水得到消毒，经消毒处理后的清水即可作为饮用水使用。本发明还提供一种用于上述净化微污染水源水质的处理装置。

Description

一种净化微污染水源水质的方法及处理装置

技术领域

本发明提供了一种净化微污染水源水质的方法及处理装置。经该方法或处理装置处理后的清水能够符合《生活饮用水卫生标准》，可作为饮用水使用。

背景技术

近年来，随着我国工业的发展和农用化学品的增加，饮用水源受到严重污染，并呈发展趋势。我国七大水系和三大湖泊都受到了不同程度的污染，据环保部门检测，我国90％以上的城市水域受到严重污染，约有50％的重点城市水源不符合饮用水水源标准，全国地表水近60％以上的水质降为IV类以下水质，已完全失去作为饮用水水源的功能，有97％的大中城市地下水也受到污染。由于水中有机物的存在，其对胶体的保护作用和稳定性的提高，使水处理增加了一定的难度，同时水中有毒有机物难以降解，经常规氯消毒后所产生的有机卤化物，其中有许多已被确认为是直接致癌物或诱发物，对人体健康有极大的潜在危害。水源水的污染不仅给人类的健康带来了较大的危害，而且对传统净水工艺和水质造成很大影响。目前采用的净化水源的方法，主要包括下述几种：

1、生物氧化预处理

生物预处理是指借助于微生物群体的新陈代谢活动，去除水中污染物的技术。其基本原理是：利用附着在填料表面上的生物膜，使水中藻类和有机物不断地被生物膜吸附、分解、氧化，有些有机物可以作为生物膜上原生动物的食料。由于不断的充氧，水在填料中多次循环，生物膜不断更新以保证其活性，提高了对藻类及有机物特别是低分子可溶性的有机物、氨氮、亚硝酸盐、铁、锰等污染物的去除效率。

2、化学氧化预处理

化学氧化预处理技术是依靠投加的化学氧化剂的氧化能力，分解破坏水中有机污染物，再利用混凝剂脱除胶体悬浮物，使水质达到处理要求。目前采用的氧化剂有氯气、高锰酸钾、高铁酸钾、臭氧等。过去通常采用预氯化处理的方法来破坏水源水中胶体，氧化有机物，使混凝效果改善，从而达到净化水的目的。但由于在原水中大量加氯所产生的三氯甲烷等对人体有致癌的潜在危险，因此采用其他氧化剂对微污染原水进行预氧化的研究已引起广泛关注。化学预氧化处理方法对微污染水源水有一定处理效果，能改善水质，但额外投加药剂会使处理成本增大。另外，化学氧化预处理有可能使出水氯化后的致突变性或多或少地增加，如臭氧氧化虽然能去除水中的色、嗅、味、有机物，但臭氧使富里酸、腐殖酸等不可生物降解的有机物发生降解，导致水中低分子有机物浓度增大，会降低处理后出水的水质。

3、强化混凝处理技术

随着给水技术的不断发展和人们对饮用水水质要求的不断提高，各种新型、高效的常规工艺净化技术也不断涌现，不同程度上优化和强化了常规处理的功能，提高了常规工艺的净化效果。但采用这种强化混凝处理技术的水处理成本很高，无法普遍应用。

4、活性炭深度处理技术

活性炭吸附深度处理，是目前国内外公认的在净化微污染水方面较为成熟和有效的措施之一。活性炭吸附净化是利用活性炭微孔巨大的比表面积产生的强吸附能力，对水中有机物进行吸附净化。活性炭吸附有机物也有很明显的选择性，对优先控制污染物名单中绝大多数的极性较强的有机物，特别是危害较大的卤代烃的吸附效果不够理想。近年来，国内广泛开展了臭氧活性炭深度处理技术和生物活性炭深度处理技术研究，使活性炭净化从单一的吸附功能上升到具有氧化分解和物化吸附的综合净化功能，扩大了活性炭的应用范围。

活性炭深度处理技术也有其局限性，其系统设备较昂贵，能耗较大，运行费用较高，维护管理也比较复杂。另外，活性炭吸附饱和后再生问题，一直难以得到满意的解决。虽然这些技术在国外已被广泛应用，但在我国目前经济实力还有限的条件下，显然也很难普遍推广应用。

5、膜分离技术

膜分离处理技术在城市饮用水深度处理应用前景看好，膜分离处理技术在美国、日本等国家的供水行业中已经得到大规模的推广，但在我国，将膜分离处理技术广泛地应用于给水处理还处于尝试阶段。

随着膜成本的降低，膜分离处理技术正迅速的替代传统过滤技术。但是膜分离处理技术在饮用水厂的任务仍然很艰巨，如在微生物的去除上，膜分离处理技术比传统砂滤占有绝对优势，但价格比远高于微生物的紫外+砂滤法。中国目前的微污染源水是以有机污染物为关注点，而膜分离处理技术对溶解性污染物并不是十分有效。此外，还需考虑压力式膜的占地问题以及运行的一些问题。

可见目前就投资、运行成本和处理后的水质效果综合考虑，各种工艺均有不同程度的不足，所以针对微污染水体的新型处理工艺探索一直是研究的重点。

发明内容

为了克服上述公知技术的不足，本发明提供了一种净化微污染水源水质的方法，以及实现该方法的微污染水源水质的处理装置。处理后的污水可以作为饮用水使用。

本发明提供的净化微污染水源水质的方法包括：(4)Fenton反应工序、(5)混凝沉淀工序、以及(8)氧化剂氧化和消毒工序。

具体地说，本发明的净化污染水质的方法，具有下述工序：

(4)Fenton反应工序

所述Fenton反应工序(4)，是指向要处理的微污染水源的水中分别计量加入氧化剂、金属盐类和催化剂，使氧化剂分解污水中有机物质，达到从污水中除去有机物质的工序。所用氧化剂、金属盐类和催化剂在水中的浓度(重量，以下同)分别保持在1～1000ppm、1～500ppm和1～200ppm。Fenton反应在常温、常压和搅拌下进行。

为了使氧化反应进行得比较彻底，反应时间越长其效果越好。当反应时间超过200分钟以上时，提高处理污水氧化程度的效果已经不明显，而将影响对污染水质的处理量。但是反应时间过短，不能保证污水中有机物质被充分分解，氧化效果较差，通常反应时间保持在1～200分钟，较佳的反应时间为5～60分钟。

在上述Fenton反应工序(4)中，所述氧化剂可以采用常规氧化剂，例如高锰酸钾、过氧化氢等，但是优选过氧化氢氧化剂。使用过氧化氢作氧化剂不仅可以降低运行成本，并且可以有效避免对处理后水中产生有害离子。在氧化工序中，保持过氧化氢在被处理水中的浓度为1～1000ppm。当过氧化氢的浓度过低时，氧化反应比较缓慢，不利于充分分解破坏水中有机污染物，因此Fenton反应工序中，过氧化氢的浓度一般不应低于1ppm。但是如过氧化氢浓度过高超过1000ppm，不能促进氧化反应同时又增加污水处理成本。在本发明中，过氧化氢的使用量较好保持在5～200ppm，最好保持在10～100ppm。

在上述Fenton反应工序(4)中，加入金属盐类是为了提高过氧化氢的处理效率，同时也为了有效降低氢化反应后，过氧化氢在处理后水中的残留量。金属盐类通常采用可溶性铁盐，例如硫酸铁、氯化铁或硝酸铁、铁盐的使用量保持在1～500ppm。铁盐的使用不宜超过处理水浓度的500ppm，以免过多引用铁离子和强酸阴离子，并且增加污水处理成本。但是铁盐使用量在处理水中低于1ppm，很难发挥铁盐的作用。实际处理水过程中，铁盐在处理水中的浓度较好保持在3～100ppm，最好保持在5～50ppm。

在上述Fenton反应工序(4)中，为了提高过氧化氢的氧化效率，需要加入催化剂，催化剂为天然沸石或合成分子筛，可选用丝光沸石、斜发沸石或3A、4A、5A、10X、13X、Na-Y分子筛中一种或两种以上。在本Fenton反应工序中，催化剂还起到集聚有机物质的作用，更能有利于使有机物质被过氧化氢氧化分解。催化剂的使用量相对被处理水重量的1～200ppm。当催化剂的使用量小于1ppm时，其催化效果不明显，而当催化剂的量超过200ppm时，不仅增加处理水的运行成本，同时也增加后继工序分离难度。催化剂采用微球颗粒，其平均粒径为60-500μm。另外，为使催化剂充分与被处理污水混合，催化剂氧化工序中进行搅拌。搅拌过程可参照常规技术进行。

(5)混凝沉淀工序

经Fenton反应工序(4)处理后的污水，进入混凝沉淀工序(5)。所谓混凝沉淀工序(5)是在上述氧化处理后的污水中投入混凝剂，将废水中的小颗粒悬浮物质、胶体物质、金属盐类沉淀下来。混凝剂可选用聚合硫酸铁、聚合氯化铁，明矾或硅藻土等。混凝剂使用微颗粒状物，使用量可选择为处理水的1～1000ppm，最好为10～100ppm；处理后的清水进入下一工序继续后处理，而沉淀分离物经干燥、焙烧后得到再生后催化剂和金属盐类。回收所得到的催化剂和金属盐类，可投入到催化工序中循环使用。分离物的干燥可在常温或低于120℃下进行。焙烧在400-600℃下进行，可彻底清除有机物，并使催化剂的活性再生。

(8)氧化剂氧化和消毒工序

经混凝沉淀工序(5)处理后得到的清水进入氧化剂氧化和消毒工序(8)。在氧化剂氧化和消毒工序中，对前一工序得到的清水进一步用氧化剂处理，除去水中残存的过氧化氢并使清水得到消毒，经消毒处理后的清水即可作为饮用水使用。该工序中所用的氧化剂选择氯气或二氧化氯气体。氯气和二氧化氯都是强氧化性和对人体有刺激作用的气体，应该慎用，氯气使用量保持在清水中浓度不超过4mg/l，二氧化氯使用量保持在清水中浓度不超过0.8mg/l。

本发明中所谓可作为饮用水使用，是指处理后的水质能达到《生活饮用水卫生标准》的要求(GB 5749-2006)。

在本发明的净化微污染水源水质的方法中，所述微污水源是指水质的COD_Mn(mg/l)≤20、菌落总数G(CFU/ml)≤500、六价铬含量(mg/l)≤0.2时的污染水源。当污染水的菌落总数G(CFU/ml)≤200时，利用上述本发明的净化微污染水源水质的方法，可以得到非常理想的净化效果。但当水源的水质中菌落总数偏高时(200＜G≤500)，利用上述净化方法应增加Fenton反应工序进行的时间，以保证得到合格的可饮用水，或者在上述的方法中，于混凝沉淀工序(5)后增加下述臭氧氧化反应工序(6)和活性炭过滤工序(7)。

(6)臭氧氧化反应工序

臭氧氧化反应工序(6)是只对污染严重，经Fenton反应工序(4)后不能有效除去污水中有机物时才进一步采用的净化水质的工序。在该工序中，利用臭氧发生器生成臭氧，将臭氧气体通入经混凝沉淀工序(5)后得到的清水中，进一步氧化清水中所含的残余有机物，使经臭氧氧化反应工序(6)后得到的清水中有机物质的含量能达到饮用水标准。在该工序中使用的臭氧发生器，可按常规技术选配。

(7)活性炭过滤工序

经臭氧氧化反应工序(6)后，被处理的清水中将产生微细悬浮物和残余有机物质凝聚体。为清除上述悬浮物和凝聚体，增加活性炭过滤工序(7)。所谓活性炭过滤工序(7)是使经臭氧氧化反应工序处理后的清水，通过活性炭层进行过滤，分离出处理后清水中的残余有机物质和悬浮物。对该工序使用的活性炭没有特别的要求，例如可选用木炭、椰壳炭或碳纤维制成的活性炭过滤层。活性炭过滤层长期使用后其过滤效果降低，可对失效后的活性炭过滤层进行活化再生。活化再生通常可采用向活性炭过滤层通高温水蒸汽完成，其过程也可按常规技术进行。

另外，在本发明的上述净化方法中，为了使被处理的污染水能充分与过氧化氢、金属盐类和催化剂混合均匀，特别是处理污水量很大的情况下，可在Fenton反应工序(4)前增加混合工序(3)。

所谓混合工序(3)是向欲处理的污染水中计量加入氧化剂、金属盐类和催化剂。其添加量可参照上述Fenton反应工序(4)中添加氧化剂、金属盐类和催化剂的步骤进行。如本发明的净化方法中设有混合工序(3)，则在Fenton反应工序(4)中不再添加氧化剂、金属盐类和催化剂；

另外，在本发明的上述净化方法中，为了进一步提高净化方法的处理能力，并得到优质的可饮用水，可在混合工序(3)前或者在Fenton反应工序(4)前增加生化预处理工序(1)和/或预沉淀工序(2)。

(1)生物预处理工序

所谓生化预处理工序(1)是按常规生物净化污水技术对污染水源的水进行生化处理，除去水中大量的有机物质，使进入到Fenton反应工序(4)的处理水中所含有机物能稳定保持在一定范围内，便于对本发明净化方法各工序中添加物质的设定。

(2)预沉淀工序

所谓预沉淀工序(2)是在被处理污水进入Fenton反应工序(4)前，对污水进行静置预沉淀，使水中大颗粒悬浮物质通过沉淀方式去除沉淀物。减少混凝沉淀工序(5)中可能担负过多的沉淀物的分离工作，特别是减少焙烧物的量，对环保和降低处理污水成本都有好处。因此，当处理污水的场地允许的前提下，尽可能设置预沉淀工序(2)。

本发明提供的净化微污染水源水质的处理装置，是为实现上述本发明的净化微污染水源水质的方法而设计的设备，它包括：微污染水进水泵(11)、Fenton反应池(14)、混凝沉淀池(15)、消毒处理反应池(18)和饮用水出水泵(19)。具体地说，本发明的处理装置的各部为：

(14)Fenton反应池

Fenton反应池(14)是对应本发明净化方法中Fenton反应工序(4)而设置的设备。该Fenton反应池(14)内安装有搅拌装置，并设置有贮备过氧化氢的过氧化氢贮罐(13-1)、贮备金属盐类的金属盐类贮罐(13-2)以及贮备催化剂的催化剂贮罐(13-3)。各贮罐(13-1、13-2、13-3)具有计量排放装置，可控制投入到Fenton反应池(14)内的过氧化氢、金属盐类和催化剂的添加量。污水进入Fenton反应池(14)后，添加定量过氧化氢、金属盐类和催化剂后在搅拌下进行反应。

(15)混凝沉淀池

混凝沉淀池(15)是对应本发明净化方法中混凝沉淀工序(5)而设置的设备。该设备附设有贮备混凝剂的贮罐(15-1)，该贮罐(15-1)具有计量排放装置，可控制投入到混凝沉淀池(15)内的混凝剂的投放量。在混凝沉淀池(15)内经Fenton反应池(14)排出的处理水与混凝剂混合静量沉淀后，用泵排出清水，对分离出沉淀物进行干燥和焙烧。焙烧后再生催化剂和金属盐类可回收投入Fenton反应池(14)。上清液进入到下一处理设备消毒处理反应池(18)。

(18)消毒处理反应池

消毒处理反应池(18)是对应本发明的净化方法中消毒处理反应工序(8)而设置的设备。该设备具有贮备消毒剂的贮罐(18-1)，该贮罐(18-1)具备计量排放装置可控制通入消毒处理反应池(18)内的消毒剂的添加量。由混凝沉淀池(15)排放的上清液投放到消毒处理反应池(18)内，由贮罐(18-1)向消毒处理反应池(18)内投入消毒剂，对上清液进行氧化剂氧化和消毒处理，完成消毒处理反应工序(8)。经消毒处理的清水可达到《生活饮用水卫生标准》的要求，即可作为饮用水使用，可由饮用水出水泵(19)引出。

另外，对应本发明净水方法中的生化预处理工序(1)、预沉淀工序(2)、混合工序(3)、臭氧氧化反应工序(6)及活性炭过滤工序(7)，本发明的净水微污染水源水质的处理装置，根据需要还可以设置：生化预处理池、预沉淀池(12)、混合装置(13)、臭氧氧化反应池(16)和活性炭过滤器(17)，增加上述设备的作用和效果可参照对本发明净化方法的相应说明。

生物预处理池

生物预处理池是为完成生化预处理工序(1)而建的设备。该生物预处理池可按常规技术因地制宜设置。污水在生物预处理池内处理过程，投放菌种及操作条件均可按常规生物处理污水技术进行。

(12)预沉淀池

预沉淀池(12)是对应本发明净化方法中预沉淀工序(2)而设置的设备。微污染水经生物预处理后经进水阀进入预沉淀池(12)，在预沉淀池中将水中大颗粒悬浮物质通过沉淀方式去除沉淀物质。本发明通过设置预沉淀池(12)将很大程度上减少对混凝沉淀池(15)分离出沉淀物的处理量。

(13)混合装置

混合装置(13)是对应本发明净化方法中混合工序(3)而设置的设备。本发明净化装置中增设混合装置(3)后，原Fenton反应池(14)附设的过氧化氢贮罐(3-1)、金属盐类贮罐(3-2)及催化剂贮罐(3-3)一并转为附设到混合装置(13)。混合装置(13)也可设置有搅拌装置，使由过氧化氢贮罐(3-1)、金属盐类贮罐(3-2)及催化剂贮罐(3-3)投放到混合装置(13)内的过氧化氢、金属盐类和催化剂与被处理的污水更充分混合后，送入到Fenton反应池(14)。

(16)臭氧氧化反应池

臭氧氧化反应池(16)是对应本发明净化方法中臭氧氧化反应工序(6)而设置的设备，该设备具有臭氧发生器(6-1)。由混凝沉淀池(15)分离出的上清液进入臭氧氧化反应池，与臭氧发生器产生的臭氧在臭氧氧化反应池中反应，处Fenton反应池(14)后剩余有机物质，从而保证水质有机物含量达标。该臭氧氧化反应池(16)和臭氧发生器(6-1)的设置，均可参照常规技术进行。

(17)活性炭过滤器

活性炭过滤器(17)是对应本发明净化方法中活性炭过滤工序(7)而设置的设置。该活性炭过滤器(17)中设置有活性炭过滤层，过滤层采用的活性炭可参照本发明净化方法活性炭过滤工序(7)进行设置。经臭氧氧化反应池(16)处理后进入到活性炭过滤器(17)的处理水。活性炭过滤器可将水中残余的有机物质和悬浮物质去除，处理后清水进入消毒氧化反应池(18)。

本发明具有如下优点：

1)用过氧化氢代替高锰酸钾等氧化剂降低了运行成本；

2)铁盐和催化剂的投加增大了过氧化氢的处理效率，也大大降低了过氧化氢的残留，减少了后期氧化的费用

3)铁盐和催化剂沉淀后被回流到前端，减少药剂投加成本，降低运行费用；

4)经过氧化剂将剩余过氧化氢氧化后，出水满足饮用水相关标准。

附图说明

图1为本发明第1种净化微污染水源水质的方法的流程图。

图2为本发明第2种净化微污染水源水质的方法的流程图。

图3为本发明第1种净化微污染水源水质的处理装置构成的示意图。

图4为本发明第2种净化微污染水源水质的处理装置构成的示意图。

具体实施方式

图1示出本发明第1种净化微污染水源水质的方法的流程图。如图1所示，本发明的方法包括下述工序：Fenton反应工序4、混凝沉淀工序5和消毒处理反应工序8。

在Fenton反应工序4中，由微污染水进水1引入的污染水与由过氧化氢贮罐3-1、金属盐类贮罐3-2和催化剂贮罐3-3分别排出的计量过氧化氢、金属盐类和催化剂在搅拌器搅拌下充分混合并进行Fenton反应，污染水中有机物质被过氧化氢氧化分解。Fenton反应在常温、常压下进行5～60分钟，完成Fenton反应。反应后处理液中由混凝剂贮罐5-1计量添加混凝剂后静置，将废水中的小颗粒悬浮物质、胶体物质、金属盐类沉淀下来进行混凝沉淀工序5。处理后的清水与消毒剂贮罐8-1计量排出的消毒剂反应，对清水进行消毒处理，进行消毒处理反应工序8。经消毒处理反应处理后的清水，即能符合《生活饮用水卫生标准》，可作为饮用水使用。

在上述净化方法中，过氧化氢、金属盐类和催化剂的使用量保持被处理污水中浓度分别为1-1000ppm、1-500ppm、1-200ppm；混凝剂使用量相对被处理清液为1-1000ppm；消毒剂使用量相对被处理清液为1-100ppm。

另外，上述金属盐类为可溶性铁盐，例如硫酸铁、氯化铁或硝酸铁。催化剂为天然沸石或合成分子筛，可选用丝光沸石、斜发沸石或3A、4A、5A、10X、13X、Na-Y分子筛中一种或两种以上。催化剂采用微球颗粒，其平均粒径为60-500μm。混凝剂由聚合硫酸铁、聚合氯化铁、明矾或硅藻土等物质中选取。硅藻土为平均粒径为60-500μm的微细颗粒。混凝沉淀工序5分离出的固体沉淀物经常温～120℃干燥后，可在400～600℃下进行焙烧，焙烧物主要为活化后的催化剂和金属盐类，这种物质均可作为添加物投入到Fenton反应工序4中。

本发明的净化方法，作为被处理的微污染水源水质，通常是COD_Mn(mg/l)值小于等于20，菌落总数(CFU/ml)小于等于500、含六价铬(mg/l)小于等于0.2时微污染水。当污染水的菌落总数(CFU/ml)大于200小于等于500时，为了充分和保持一定规范处理污水程度，可在上述净化方法中适当增加下述处理工序中一项或多项。

在Fenton反应工序4前增加(a)生物预处理工序，(b)预沉淀工序2；在混凝沉淀工序5和消毒处理反应工序8中增加(c)臭氧化反应工序6和活性炭过滤工序7。

图2示出本发明第2种净化微污染水源水质的方法的流程图。如图2所示，在图1所示本发明的方法增加下述工序：(a)生物预处理工序、(b)混合工序2、(c)臭氧化反应工序6和活性炭过滤工序7。上述工序的设置和运行可参照在发明内容部分的相应描述。

图3示出本发明第1种净化微污染水源水质的处理装置组成。如图3所示，本发明的处理装置包括：微污染水进水泵11、Fenton反应池14、混凝沉淀池15、消毒处理反应池18和饮用水出水泵19。

图3所示本发明的上述净化处理装置，是对应图1所示净化方法的所设置的设备。由微污染水进水泵11把被处理污水投入到Fenton反应池14内，与过氧化氢贮罐3-1、金属盐类贮罐3-2和催化剂贮罐3-3计量排出的过氧化氢、金属盐类和催化剂充分，并在搅拌器搅拌下进行Fenton反应分解污水中有机物质。经Fenton反应处理后污水排入到混凝沉淀池15与混凝剂贮罐5-1添加的混凝剂混合静置，将污水中小颗粒悬浮物质、胶体物质、金属盐类沉淀下来。处理后的清水进入消毒处理反应池18，进行清水消毒处理，分离出的沉淀物经常温～120℃下干燥及400～600℃下焙烧，焙烧物主要为活化再生的催化剂和金属盐类，可返回到Fenton反应池14中循环使用。进入到消毒处理反应池18中的清水与消毒剂贮罐8-1计量排出的消毒剂反应对清水进行消毒处理，处理后的清水即能符合《生活饮用水卫生标准》可以直接作为饮用水使用。

图4示出本发明第2种净化微污染水源水质的处理装置组成，该处理装置是对图2所示净化方法所设置的。如图4所示，在图3所示本发明的污水处理装置中可根据需要增加下述设备：(a)生物预处理装置、(b)预沉淀池12、(c)混合装置13、(d)臭氧氧化反应池16和(e)活性炭过滤器17。上述设备的设置和运行可对照在本发明内容部分的相应描述。

下面通过实施例对本发明的技术给予进一步的说明，但本发明的技术不限于下述实施例。

以微污染水为待处理水样，根据上述工艺进行处理，选取各反应池物质进行试验，各物质代号如表1所示。

表1：

实施例1

采取图1所示工艺和图3所示装置进行微污染水体净化，以达到《生活饮用水卫生标准》要求，微污染水和各单元处理情况如下：

微污染水经进水泵进入Fenton反应工序，在Fenton反应池中分别投加过氧化氢(H)、金属盐类(F1)和催化剂(A1)，经混合装置混合后进行Fenton反应；Fenton反应工序中有搅拌装置进行搅拌，反应一段时间后进入混凝沉淀工序；在混凝沉淀池中通过投加混凝剂(B1)将废水中的小颗粒悬浮物质、胶体物质、金属盐类沉淀下来，处理后的清水由于相关指标达到《生活饮用水卫生标准》，可直接进入消毒氧化反应工序；消毒剂贮罐(或二氧化氯发生器)产生的物质(E1)在消毒处理反应工序中将水中过量的过氧化氢氧化，同时去除水中的微生物，处理后的清水可作为饮用水使用。请参阅表2。

表2：

	微污染水	Fenton反应池	混凝沉淀池	消毒反应池
					药剂		H：10ppmF1：1ppmA1：1ppm	B1：10ppm	E1：10ppm
CODMn(mg/l)	15	4	3	3
					菌落总数(CFU/mL)	200	120	100	50
铬(六价)(mg/l)	0.05	0.05	0.025	0.025
					反应时间(min)		5	5	20

实施例2

采取实施例1工艺进行微污染水体净化，以达到《生活饮用水卫生标准》要求，各单元处理情况如表3。

表3：

	微污染水	Fenton反应池	混凝沉淀池	消毒反应池
					药剂		H：30ppmF1：5ppmA4：10ppm	B1：10ppm	E1：10ppm
CODMn(mg/l)	15	4	2	2
					菌落总数(CFU/mL)	200	130	110	50
铬(六价)(mg/l)	0.1	0.1	0.04	0.04
					反应时间(min)		10	10	30

实施例3

采取施例1工艺进行微污染水体净化，以达到《生活饮用水卫生标准》要求，各单元处理情况如表4。

表4：

	微污染水	Fenton反应池	混凝沉淀池	消毒反应池
					药剂		H：50ppmF1：50ppmA2：50ppm	B2：50ppm	E2：10ppm
CODMnmg/l)	15	4	3	3
					菌落总数(CFU/mL)	200	120	100	50
铬(六价)(mg/l)	0.02	0.02	0.0085	0.0085
					反应时间(min)		15	15	15

实施例4

采取施例1工艺进行微污染水体净化，以达到《生活饮用水卫生标准》要求，各单元处理情况如表5。

表5：

	微污染水	Fenton反应池	混凝沉淀池	消毒反应池
					药剂		H：50ppmF1：100ppmA3：100ppm	B3：300ppm	E1：100ppm
CODMn(mg/l)	15	4	3	3
					菌落总数(CFU/mL)	200	110	100	50
铬(六价)(mg/l)	0.05	0.05	0.025	0.025
					反应时间(min)		30	30	5

实施例5

采取施例1工艺进行微污染水体净化，以达到《生活饮用水卫生标准》要求，各单元处理情况如表6。

表6：

	微污染水	Fenton反应池	混凝沉淀池	消毒反应池
					药剂		H：20ppmF1：5ppmA5：5ppm	B4：100ppm	E2：10ppm
CODMn(mg/l)	15	4	2	2
					菌落总数(CFU/mL)	200	110	100	50
铬(六价)(mg/l)	0.05	0.05	0.03	0.03
					反应时间(min)		60	30	15

实施例6

采取施例1工艺进行微污染水体净化，以达到《生活饮用水卫生标准》要求，各单元处理情况如表7。

表7：

	微污染水	Fenton反应池	混凝沉淀池	消毒反应池
					药剂		H：40ppmF1：5ppmA7：50ppm	B1：10ppm	E1：20ppm
CODMn(mg/l)	15	4	3	3
					菌落总数(CFU/mL)	200	120	100	50
铬(六价)(mg/l)	0.05	0.05	0.03	0.03
					反应时间(min)		15	15	15

实施例7

采取施例1工艺进行微污染水体净化，以达到《生活饮用水卫生标准》要求，各单元处理情况如表8。

表8：

	微污染水	Fenton反应池	混凝沉淀池	消毒反应池
					药剂		H：50ppmF1：5ppmA8：20ppm	B4：20ppm	E1：30ppm
CODMn(mg/l)	15	4	3	3
					菌落总数(CFU/mL)	200	120	100	50
铬(六价)(mg/l)	0.015	0.015	0.009	0.009
					反应时间(min)		15	15	15

实施例8

采取图2所示工艺和图4所示装置进行微污染水体净化，以达到《生活饮用水卫生标准》要求，微污染水水质及各单元处理情况如下：

微污染水经进水泵进入预沉淀工序，在预沉淀工序中将水中大颗粒悬浮物质通过沉淀方式去除沉淀物质；去除大颗粒沉淀后微污染水进入混合装置，在混合装置中分别投加过氧化氢(H)、金属盐类(F1)和催化剂(A1)，经混合装置混合后进入Fenton反应池进行反应；Fenton反应中有搅拌装置进行搅拌，反应一段时间后进入混凝沉淀工序；在混凝沉淀池中通过投加混凝剂(B1)将废水中的小颗粒悬浮物质、胶体物质、金属盐类沉淀下来，处理后的清水进入臭氧氧化反应池；臭氧发生器产生的臭氧在臭氧氧化反应中反应，进一步去除水中的有机物质，再进入活性炭过滤器；活性炭过滤处理可将水中残余的有机物质和悬浮物质去除，处理后清水进入消毒处理反应池；发生器产生的物质(E1)在消毒处理反应工序中将水中过量的过氧化氢氧化，同时去除水中的微生物，处理后的清水可作为饮用水使用，如表9。

表9：

	微污染水	Fenton反应池	混凝沉淀池	臭氧反应池	活性炭过滤池	消毒反应池
							药剂		H：50ppmF1：5ppmA1：5ppm	B1：10ppm	O：10ppm	C：滤速15m/h	E1：40ppm
CODMn(mg/l)	20	7	5	4	3	3
							菌落总数(CFU/mL)	500	200	150	100	80	50
铬(六价)(mg/l)	0.1	0.1	0.04	0.04	0.04	0.04
							反应时间(min)		60	10	0.5	10

实施例9

采取实施例8工艺进行微污染水体净化，以达到《生活饮用水卫生标准》要求，各单元处理情况如表10。

表10：

	微污染水	Fenton反应池	混凝沉淀池	臭氧反应池	活性炭过滤池	消毒反应池
							药剂		H：100ppmF2：100ppmA2：100ppm	B1：1000ppm	O：50ppm	C：滤速15m/h	E1：100ppm
CODMn(mg/l)	20	7.5	6	4	3	3
							菌落总数(CFU/mL)	500	200	150	100	80	50
铬(六价)(mg/l)	0.015	0.015	0.009	0.009	0.009	0.009
							反应时间(min)		30	20	1	15	5

实施例10

采取实施例8工艺进行微污染水体净化，以达到《生活饮用水卫生标准》要求，各单元处理情况如表11。

表11：

	微污染水	Fenton反应池	混凝沉淀池	臭氧反应池	活性炭过滤池	消毒反应池
							药剂		H：20ppmF1：5ppmA3：5ppm	B1：10ppm	O：10ppm	C：滤速15m/h	E2：10ppm
CODMn(mg/l)	20	8	6	4	3	3
							菌落总数(CFU/mL)	500	230	180	100	80	50
铬(六价)(mg/l)	0.05	0.05	0.03	0.03	0.03	0.03
							反应时间(min)		10	30	5	20	5

实施例11

采取实施例8工艺进行微污染水体净化，以达到《生活饮用水卫生标准》要求，各单元处理情况如表12。

表12：

	微污染水	Fenton反应池	混凝沉淀池	臭氧反应池	活性炭过滤池	消毒反应池
							药剂		H：20ppmF1：1ppmA4：10ppm	B1：5ppm	O：10ppm	C：滤速15m/h	E1：50ppm
CODMn(mg/l)	20	8	6	4	3	3
							菌落总数(CFU/mL)	500	210	150	100	80	50
铬(六价)(mg/l)	0.1	0.1	0.1	0.03	0.03	0.03
							反应时间(min)		5	60	10	30	10

实施例12

采取实施例8工艺进行微污染水体净化，以达到《生活饮用水卫生标准》要求，各单元处理情况如表13。

表13

	微污染水	Fenton反应池	混凝沉淀池	臭氧反应池	活性炭过滤池	消毒反应池
							药剂		H：20ppmF3：5ppmA5：20ppm	B2：10ppm	O：10ppm	C：滤速15m/h	E2：10ppm
CODMn(mg/l)	20	8	7	5	3	3
							菌落总数(CFU/mL)	500	200	150	100	80	50
铬(六价)(mg/l)	0.05	0.05	0.03	0.03	0.03	0.03
							反应时间(min)		10	5	15	15	15

实施例13

采取实施例8工艺进行微污染水体净化，以达到《生活饮用水卫生标准》要求，各单元处理情况如表14。

表14：

	微污染水	Fenton反应池	混凝沉淀池	臭氧反应池	活性炭过滤池	消毒反应池
							药剂		H：40ppmF2：10ppmA6：20ppm	B3：20ppm	O：15ppm	C：滤速15m/h	E1：40ppm
CODMn(mg/l)	20	7	5.5	4	3	3
							菌落总数(CFU/mL)	500	220	150	100	80	50
铬(六价)(mg/l)	0.02	0.02	0.005	0.005	0.005	0.005
							反应时间(min)		60	15	15	15	30

实施例14

采取实施例8工艺进行微污染水体净化，以达到《生活饮用水卫生标准》要求，各单元处理情况如表15。

表15：

	微污染水	Fenton反应池	混凝沉淀池	臭氧反应池	活性炭过滤池	消毒反应池
							药剂		H20ppmF15ppmA7：5ppm	B1：20ppm	O：10ppm	C：滤速15m/h	E2：10ppm
CODMn(mg/l)	20	7	6	4	3	3
							菌落总数(CFU/mL)	500	220	150	100	80	50
铬(六价)(mg/l)	0.02	0.02	0.0085	0.0085	0.0085	0.0085
							反应时间(min)		15	15	15	15	15

实施例15

采取实施例8工艺进行微污染水体净化，以达到《生活饮用水卫生标准》要求，各单元处理情况如表16。

表16：

	微污染水	Fenton反应池	混凝沉淀池	臭氧反应池	活性炭过滤池	消毒反应池
							药剂		H：50ppmF1：10ppmA8：10ppm	B3：20ppm	O：20ppm	C：滤速15m/h	E1：20ppm
CODMn(mg/l)	20	6.5	5	4	3	3
							菌落总数(CFU/mL)	500	200	150	100	80	50
铬(六价)(mg/l)	0.05	0.05	0.025	0.025	0.025	0.025
							反应时间(min)		15	15	15	15	15

实施例16

采取如下实施例8进行微污染水体净化，以达到《生活饮用水卫生标准》要求，各单元处理情况如表17。

表17：

	微污染水	Fenton反应池	混凝沉淀池	臭氧反应池	活性炭过滤池	消毒反应池
							药剂		H：20ppmF1：5ppmA1：5ppm	B4：20ppm	O：10ppm	C：滤速15m/h	E1：20ppm
CODMn(mg/l)	20	7	4	3	2	2
							菌落总数(CFU/mL)	500	240	150	100	80	50
铬(六价)(mg/l)	0.015	0.015	0.009	0.009	0.009	0.009
							反应时间(min)		15	15	15	15	15

Claims (13)

1.一种净化微污染水源水质的方法，包括下述工序：

Fenton反应工序(4)、混凝沉淀工序(5)、以及氧化剂氧化和消毒工序(8)；

所述Fenton反应工序(4)，是指向要处理的微污染水源的水中分别计量加入氧化剂、金属盐类和催化剂，使氧化剂分解污水中有机物质，达到从污水中除去有机物质的工序；所述氧化剂、金属盐类和催化剂在水中的浓度分别保持在1～1000ppm、1～500ppm和1～200ppm；

所述混凝沉淀工序(5)，是在上述氧化处理后的污水中投入混凝剂，将废水中的小颗粒悬浮物质、胶体物质、金属盐类沉淀下来；所述混凝剂使用微颗粒状物，使用量为处理水的1～1000ppm；

所述氧化剂氧化和消毒工序(8)，是对前一工序得到的清水进一步用氧化剂处理，除去水中残存的过氧化氢并使清水得到消毒，经消毒处理后的清水即可作为饮用水使用。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，于混凝沉淀工序(5)后增加臭氧氧化反应工序(6)和活性炭过滤工序(7)；

所述臭氧氧化反应工序(6)是利用臭氧发生器生成臭氧，将臭氧气体通入经混凝沉淀工序(5)后得到的清水中，进一步氧化清水中所含的残余有机物；

所述活性炭过滤工序(7)，是使经臭氧氧化反应工序处理后的清水，通过活性炭层进行过滤，分离出处理后清水中的残余有机物质和悬浮物。

3.一种净化微污染水源水质的方法，包括下述工序：

混合工序(3)、生化预处理工序(1)、预沉淀工序(2)、Fenton反应工序(4)、混凝沉淀工序(5)、以及氧化剂氧化和消毒工序(8)；

所述混合工序(3)，是向欲处理的污染水中计量加入氧化剂、金属盐类和催化剂，所述氧化剂、金属盐类和催化剂在水中的浓度分别保持在1～1000ppm、1～500ppm和1～200ppm；

所述生化预处理工序(1)，是按常规生物净化污水技术对污染水源的水进行生化处理，除去水中大量的有机物质；

所述预沉淀工序(2)，是在被处理污水进入Fenton反应工序(4)前，对 污水进行静置预沉淀，使水中大颗粒悬浮物质通过沉淀方式去除沉淀物；

所述Fenton反应工序(4)，是指使氧化剂分解污水中有机物质，达到从污水中除去有机物质的工序；

所述混凝沉淀工序(5)，是在上述氧化处理后的污水中投入混凝剂，将废水中的小颗粒悬浮物质、胶体物质、金属盐类沉淀下来；所述混凝剂使用微颗粒状物，使用量为处理水的1～1000ppm；

所述氧化剂氧化和消毒工序(8)，是对前一工序得到的清水进一步用氧化剂处理，除去水中残存的过氧化氢并使清水得到消毒，经消毒处理后的清水即可作为饮用水使用。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述金属盐为硫酸铁、氯化铁或硝酸铁，所述金属盐在水中浓度保持为3～100ppm。

5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述催化剂为丝光沸石、斜发沸石或3A、4A、5A、10X、13X、Na-Y分子筛中的一种或两种以上，所述催化剂在水中的浓度保持为5～200ppm，催化剂的平均粒径为60-500μm。

6.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，混凝沉淀池投加的混凝剂为聚合硫酸铁、聚合氯化铁、明矾、硅藻土中的一种或两种以上，混凝剂的平均粒径为60-500μm。

7.如权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述消毒剂为二氧化氯或氯气。

8.一种净化微污染水源水质的处理装置，包括：

微污染水进水泵(11)、Fenton反应池(14)、混凝沉淀池(15)、消毒处理反应池(18)和饮用水出水泵(19)；

所述Fenton反应池(14)内安装有搅拌装置，并设置有贮备过氧化氢的过氧化氢贮罐(13-1)、贮备金属盐类的金属盐类贮罐(13-2)以及贮备催化剂的催化剂贮罐(13-3)；各贮罐(13-1、13-2、13-3)具有计量排放装置，控制投入到Fenton反应池(14)内的过氧化氢、金属盐类和催化剂的添加量；

所述混凝沉淀池(15)设有贮备混凝剂的贮罐(15-1)，该贮罐(15-1)具有计量排放装置，控制投入到混凝沉淀池(15)内的混凝剂的投放量；在混凝沉淀池(15)内经Fenton反应池(14)排出的处理水与混凝剂混合静止沉淀后，上清液进入到下一处理设备消毒处理反应池(18)； 

所述消毒处理反应池(18)具有贮备消毒剂的贮罐(18-1)、该贮罐(18-1)具备计量排放装置控制通入消毒处理反应池(18)内的消毒剂的添加量。

9.根据权利要求8所述的处理装置，其中，设置有生化预处理池、预沉淀池(12)、混合装置(13)、臭氧氧化反应池(16)、活性炭过滤器(17)中的一种或两种以上；

所述生物预处理池，是为完成生化预处理工序而建的设备；

所述预沉淀池(12)，是对应预沉淀工序(2)而设置的设备，微污染水经生物预处理后经进水阀进入预沉淀池(12)，在预沉淀池中将水中大颗粒悬浮物质通过沉淀方式去除沉淀物质；

所述混合装置(13)，是对应混合工序(3)而设置的设备，增设混合装置(3)后，Fenton反应池(14)附设的过氧化氢贮罐(3-1)、金属盐类贮罐(3-2)及催化剂贮罐(3-3)一并转为附设到混合装置(13)；

所述臭氧氧化反应池(16)，是对应臭氧氧化反应工序(6)而设置的设备，该设备具有臭氧发生器(6-1)；

所述活性炭过滤器(17)，是对应活性炭过滤工序(7)而设置的设备，该活性炭过滤器(17)中设置有活性炭过滤层。

10.如权利要求8或9所述的处理装置，其中，所述金属盐为硫酸铁、氯化铁或硝酸铁，所述金属盐在水中浓度保持为3～100ppm。

11.根据权利要求8或9所述的处理装置，其中，所述催化剂为丝光沸石、斜发沸石或3A、4A、5A、10X、13X、Na-Y分子筛中的一种或两种以上，所述催化剂在水中的浓度保持为5～200ppm，催化剂的平均粒径为60-500μm。

12.根据权利要求8或9所述的处理装置，其中，混凝沉淀池投加的混凝剂为聚合硫酸铁、聚合氯化铁、明矾、硅藻土中的一种或两种以上，混凝剂的平均粒径为60-500μm。

13.根据权利要求8或9所述的处理装置，其中，所述消毒剂为二氧化氯或氯气。 

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