CN102219271B - 一种利用热处理控制饮用水臭氧/生物活性碳工艺浮游动物繁殖的方法 - Google Patents

一种利用热处理控制饮用水臭氧/生物活性碳工艺浮游动物繁殖的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种利用热处理控制饮用水O3/BAC工艺浮游动物繁殖的方法，该方法利用浮游动物幼虫和虫卵对温度的敏感特性，通过间歇高温阻断浮游动物发育途径，以达到清除饮用水O3/BAC工艺浮游动物的目的。具体步骤包括：(1)在饮用水O3/BAC工艺运行一定时间(15-30天)后，将砂滤池和活性炭池中水放干；(2)向砂滤池和活性炭池中通入一定温度(35℃-90℃)的热水，停留时间1-60分钟；(3)利用砂滤池和活性炭池反冲洗系统进行反冲洗，即可达到彻底清除池中浮游动物的目的。本发明能使浮游动物虫卵100％失活，有效控制了浮游动物在砂滤池和活性炭池的孳生，解决了因化学去除滤池浮游动物导致饮用水中增加消毒副产物且不能完全清除浮游动物污染的问题。

Description

一种利用热处理控制饮用水臭氧/生物活性碳工艺浮游动物繁殖的方法
技术领域
本发明涉及一种通过无二次污染的热处理方法使砂滤池和活性炭池中浮游动物虫卵完全失活，从而控制浮游动物的繁殖，以达到清除O3/BAC工艺滤池中浮游动物的方法，属于饮用水净化处理技术领域。 
背景技术
随着经济的高速发展，水体富营养化已成为全球性的环境问题，同时对饮用水生产带来的危害已引起了广泛的关注。以去除水中有机污染物为主要目标的臭氧-生物活性碳(O3/BAC)饮用水深度处理技术得到了日益广泛的应用。但随着运行时间的增长，O3/BAC滤池中的浮游动物会大量孳生，在我国一些城市的水厂清水池乃至网管及用户水中都曾发现过水蚤等浮游动物污染导致的生物安全性问题。大量研究表明，剑水蚤等甲壳类是O3/BAC滤池中的主要浮游动物，其外表有较坚硬的甲壳，对水处理过程中投加的化学氧化药剂有较强的耐性，而且剑水蚤等甲壳类生命力顽强，并有游动性、易穿透滤池。较大的剑水蚤肉眼可见，似白色肉虫，其在用户水中出现，不符合生活饮用水卫生标准中对感官性状指标的规定(GB 5749-2006)，更重要的是大多数剑水蚤目是诸如绦虫、线虫等水中致病生物的中间宿主，是疾病传播的途径之一，给人们的用水安全带来了很大的威胁，而水厂常规的水处理工艺难以进行有效的去除。 
针对上述问题，多数水厂都采用了增加添加各种化学试剂来控制，主要投加的化学试剂有：氯、氯胺、二氧化氯、臭氧等。国内现有的针对浮游动物去除的水处理方法有：1.用二氧化氯对蚤类浮游动物的氧化去除法，其主要是连续向常规处理前的原水中投加0.8-1.5mg的二氧化氯的水处理方法。按投加1.0mg的二氧化氯计算，成本约为0.04元/吨水；2.利用臭氧杀灭蚤类浮游动物 
到目前为止，还没有一种专门针对自来水工艺流程中砂滤池和活性炭滤池中浮游动物孳生的有效、安全的控制和处理办法。本发明控制饮用水O3/BAC工艺浮游动物繁殖，是通过无二次污染的热处理方法使砂滤池和活性炭池中浮游动物虫卵完全失活，从而控制浮游动物的繁殖，以达到清除O3/BAC工艺滤池中浮游动物的方法。具有浮游动物控制的高效性和饮用水处理的安全性等特点。 
发明内容：
本发明的目的在于发明一种安全高效且低成本的控制饮用水O3/BAC工艺流程中浮游动物繁殖的一种新方法。 
本发明可以针对性的杀灭砂滤池和活性炭滤池中孳生的浮游动物，其主要步骤包括：(1)在饮用水O3/BAC工艺运行15-30天后，将砂滤池和活性炭池中水放干；(2)向砂滤池和活性炭池中通入35℃-90℃的热水，停留时间1-60分钟；(3)利用砂滤池和活性炭池反冲洗系统进行反冲洗，即可达到彻底清除池中浮游动物的目的。其热处理处理周期可根据水厂处理工艺流程中浮游动物的群落动态变化来确定，一般夏季半个月一次，冬季一个月一次。此方法处理，即可达到高效清除池中浮游动物，并使虫卵完全失活的目的，二次处理时间间隔可以达到15-30天，热处理的时间和间隔周期可根据工艺浮游动物优势种类的生物学特性确定，以保证使浮游动物虫卵100％灭活且不破坏活性炭池中的生物膜为基本原则。 
本发明所述的控制饮用水O3/BAC工艺中浮游动物繁殖的方法，其特征在于：所述的方法是利用热水使饮用水O3/BAC工艺流程中的浮游动物虫卵和幼虫失活，从而控制浮游动物在饮用水工艺滤池中繁殖的方法。 
所述的控制饮用水O3/BAC工艺中浮游动物繁殖的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤： 
1)在饮用水O3/BAC工艺运行15-30天后，将砂滤池和活性炭池中的水放干； 
2)向砂滤池和活性炭池中通入热水，停留一段时间； 
3)利用砂滤池和活性炭池的反冲洗系统进行反冲洗，即可达到彻底清除池中浮游动物的目的。 
所述的控制饮用水O3/BAC工艺中浮游动物繁殖的方法，其特征在于：所述的热水温度范围在35℃-90℃之间。 
所述的控制饮用水O3/BAC工艺中浮游动物繁殖的方法，其特征在于：所述 的热水由制热设备制取，通过密闭管道灌入或喷入砂滤池和活性炭池内。 
所述的控制饮用水O3/BAC工艺中浮游动物繁殖的方法，其特征在于：所述的浮游动物包括桡足类、枝角类、轮虫、原生动物。 
所述的控制饮用水O3/BAC工艺中浮游动物繁殖的方法，其特征在于：所述的热水在砂滤池和活性炭池内的停留时间为1-60分钟。 
所述的控制饮用水O3/BAC工艺中浮游动物繁殖的方法，其特征在于：根据水厂处理工艺流程中浮游动物的群落动态变化决定处理时间间隔，不需要连续操作，一般为夏季半个月一次，冬季一个月一次。 
所述的控制饮用水O3/BAC工艺中浮游动物繁殖的方法，其特征在于：所述的方法处理时间短、间隔周期长，不破坏活性炭池的生物膜。 
所述的控制饮用水O3/BAC工艺中浮游动物繁殖的方法，其特征在于：所述的热水通过外来预热水加热法、蒸汽加热法、直接加热法、太阳能加热法、加热棒加热法或高炉加热法得到。 
所述的控制饮用水O3/BAC工艺中浮游动物繁殖的方法，其特征在于：所述的通过密闭管道灌入或喷入砂滤池和活性炭池内的自来水，经回收过滤后，重新加热循环使用。 
本发明解决了传统工艺对水中浮游动物进行去除所存在的增加消毒副产物和不能完全清除浮游动物的问题，并且能使虫卵完全失活，有效防止了浮游动物在砂滤池和活性炭池的孳生，成本低、安全、无毒副作用和二次污染现象。 
本发明的优点在于： 
1.高效环保：本发明所述的方法是一种新型高效的控制自来水厂O3/BAC工艺流程中浮游动物的繁殖的方法，它以现有水处理工艺为基础，不需要进行大规模技术改造，不需要进行连续操作，可操作性强并且安全方便， 
对水质条件无任何副作用，是一项完全环保的方法，优于以往的任何方法。 
2.成本低，经济效益好：经济方面，按照现有自来水厂工艺生产水量计算，装置改装好后的正常运转成本，若完全利用电能加热，年最高成本为0.04分/吨水；若利用现代节能装置加热，其成本将降低数十倍。 
附图说明
附图为本发明所述的利用热处理控制饮用水O3/BAC工艺浮游动物繁殖的方法的工艺流程示意图； 
由图可知，饮用水净化依次经过絮凝池——沉淀池——砂滤池——活性碳池——清水池，然后进入网管，采用本方法，将砂滤池和活性碳池的水排尽后，然后将通过制热装置得到的热水对砂滤池和活性碳池进行反冲洗。 
具体实施方式
具体实施方式1： 
在砂滤池和臭氧活性炭滤池反冲洗前，排尽池中水后，从池底部灌入35℃的热水，停留时间60分钟，运行周期根据水厂处理工艺流程中浮游动物的群落动态变化，夏季每半个月一次，冬季每一个月一次，热水由太阳能加热自来水制取，通过密闭管道输送。 
使用该方法对砂滤池和臭氧活性碳池进行净化时，每隔10分钟取砂样和活性碳样品，监测水蚤卵袋数及其孵化率。结果水蚤卵的孵化率随处理温度的增加而下降，随处理时间的延长而下降。 
具体实施方式2： 
在砂滤池和臭氧活性炭滤池反冲洗前，排尽池中水后，从池底部灌入90℃的热水，停留时间1分钟，运行周期根据水厂处理工艺流程中浮游动物的群落动态变化，夏季每半个月一次，冬季每一个月一次，热水由太阳能加热自来水制取，通过密闭管道输送。 
使用该方法对砂滤池和臭氧活性碳池进行净化时，每隔10分钟取砂样和活性碳样品，监测水蚤卵袋数及其孵化率。结果水蚤卵的孵化率随处理温度的增加而下降，随处理时间的延长而下降。 
表2在90℃的热水处理过程中水蚤卵的孵化情况 
Figure GDA0000020655450000062
具体实施方式3： 
在砂滤池和臭氧活性炭滤池反冲洗前，排尽池中水后，35℃的热水采用在池中插入加热棒直接加热制取，从池底部灌入，停留时间60分钟，运行周期根据水厂处理工艺流程中浮游动物的群落动态变化，夏季每半个月一次，冬季每一个月一次，热水由太阳能加热自来水制取，通过密闭管道输送。 
使用该方法对砂滤池和臭氧活性碳池进行净化时，每隔10分钟取砂样和活性碳样品，监测水蚤卵袋数及其孵化率。结果水蚤卵的孵化率随处理温度的增加而下降，随处理时间的延长而下降。结果如表1所示，通入热水30分钟后，孵化率为0。 
具体实施方式4： 
在砂滤池和臭氧活性炭滤池反冲洗前，排尽池中水后，90℃的热水采用在池中插入加热棒直接加热制取，从池底部灌入，停留时间1分钟，运行周期根据水厂处理工艺流程中浮游动物的群落动态变化，夏季每半个月一次，冬季每一个月一次，热水由太阳能加热自来水制取，通过密闭管道输送。 
使用该方法对砂滤池和臭氧活性碳池进行净化时，每隔10分钟取砂样和活性碳样品，监测水蚤卵袋数及其孵化率。结果水蚤卵的孵化率随处理温度的增加而下降，随处理时间的延长而下降。具体结果如表2所示，事实上，通入热水1分钟后，孵化率即为0。 
具体实施方式5： 
在砂滤池和臭氧活性炭滤池反冲洗前，排尽池中水后，35℃的热水采用电直接加热制取，从池底部灌入，停留时间60分钟，运行周期根据水厂处理工艺流程中浮游动物的群落动态变化，夏季每半个月一次，冬季每一个月一次，热水由太阳能加热自来水制取，通过密闭管道输送。 
使用该方法对砂滤池和臭氧活性碳池进行净化时，每隔10分钟取砂样和活性碳样品，监测水蚤卵袋数及其孵化率。结果水蚤卵的孵化率随处理温度的增加而下降，随处理时间的延长而下降。结果如表1所示，通入热水30分钟后，孵化率为0。 
具体实施方式6： 
在砂滤池和臭氧活性炭滤池反冲洗前，排尽池中水后，90℃的热水采用电直接加热制取，从池底部灌入，停留时间1分钟，运行周期根据水厂处理工艺流程中浮游动物的群落动态变化，夏季每半个月一次，冬季每一个月一次，热水由太阳能加热自来水制取，通过密闭管道输送。 
使用该方法对砂滤池和臭氧活性碳池进行净化时，每隔10分钟取砂样和活性碳样品，监测水蚤卵袋数及其孵化率。结果水蚤卵的孵化率随处理温度的增加而下降，随处理时间的延长而下降。具体结果如表2所示，事实上，通入热水1分钟后，孵化率即为0。 
具体实施方式7： 
在砂滤池和臭氧活性炭滤池反冲洗前，排尽池中水后，35℃的热水采用太阳能辅助电加热制取，从池底部灌入，停留时间60分钟，运行周期根据水厂处理工艺流程中浮游动物的群落动态变化，夏季每半个月一次，冬季每一个月一次，热水由太阳能加热自来水制取，通过密闭管道输送。 
使用该方法对砂滤池和臭氧活性碳池进行净化时，每隔10分钟取砂样和活性碳样品，监测水蚤卵袋数及其孵化率。结果水蚤卵的孵化率随处理温度的增加而下降，随处理时间的延长而下降。结果如表1所示，通入热水30分钟后，孵化率为0。 
具体实施方式8： 
在砂滤池和臭氧活性炭滤池反冲洗前，排尽池中水后，90℃的热水采用太阳能辅助电加热制取，从池底部灌入，停留时间1分钟，运行周期根据水厂处 理工艺流程中浮游动物的群落动态变化，夏季每半个月一次，冬季每一个月一次，热水由太阳能加热自来水制取，通过密闭管道输送。 
使用该方法对砂滤池和臭氧活性碳池进行净化时，每隔10分钟取砂样和活性碳样品，监测水蚤卵袋数及其孵化率。结果水蚤卵的孵化率随处理温度的增加而下降，随处理时间的延长而下降。具体结果如表2所示，事实上，通入热水1分钟后，孵化率即为0。 
具体实施方式9： 
在砂滤池和臭氧活性炭滤池反冲洗前，排尽池中水后，35℃的热水采用高炉加热制取，从池底部灌入，停留时间60分钟，运行周期根据水厂处理工艺流程中浮游动物的群落动态变化，夏季每半个月一次，冬季每一个月一次，热水由太阳能加热自来水制取，通过密闭管道输送。 
使用该方法对砂滤池和臭氧活性碳池进行净化时，每隔10分钟取砂样和活性碳样品，监测水蚤卵袋数及其孵化率。结果水蚤卵的孵化率随处理温度的增加而下降，随处理时间的延长而下降。结果如表1所示，通入热水30分钟后，孵化率为0。 
具体实施方式10： 
在砂滤池和臭氧活性炭滤池反冲洗前，排尽池中水后，90℃的热水采用高炉加热制取，从池底部灌入，停留时间1分钟，运行周期根据水厂处理工艺流程中浮游动物的群落动态变化，夏季每半个月一次，冬季每一个月一次，热水由太阳能加热自来水制取，通过密闭管道输送。 
使用该方法对砂滤池和臭氧活性碳池进行净化时，每隔10分钟取砂样和活 性碳样品，监测水蚤卵袋数及其孵化率。结果水蚤卵的孵化率随处理温度的增加而下降，随处理时间的延长而下降。具体结果如表2所示，事实上，通入热水1分钟后，孵化率即为0。 
具体实施方式11： 
在砂滤池和臭氧活性炭滤池反冲洗前，排尽池中水后，35℃的热水从池表面喷入，停留时间60分钟，运行周期根据水厂处理工艺流程中浮游动物的群落动态变化，夏季每半个月一次，冬季每一个月一次，热水由太阳能加热自来水制取，通过密闭管道输送。同样的，热水也可以由在池中插入加热棒直接加热制取、电直接加热制取、太阳能辅助电加热制取、高炉加热制取等方法得到。 
使用该方法对砂滤池和臭氧活性碳池进行净化时，每隔10分钟取砂样和活性碳样品，监测水蚤卵袋数及其孵化率。结果水蚤卵的孵化率随处理温度的增加而下降，随处理时间的延长而下降。结果如表1所示，通入热水30分钟后，孵化率为0。 
具体实施方式12： 
在砂滤池和臭氧活性炭滤池反冲洗前，排尽池中水后，90℃的热水从池表面喷入，停留时间1分钟，运行周期根据水厂处理工艺流程中浮游动物的群落动态变化，夏季每半个月一次，冬季每一个月一次，热水由太阳能加热自来水制取，通过密闭管道输送。同样的，热水也可以由在池中插入加热棒直接加热制取、电直接加热制取、太阳能辅助电加热制取、高炉加热制取等方法得到。 
使用该方法对砂滤池和臭氧活性碳池进行净化时，每隔10分钟取砂样和活性碳样品，监测水蚤卵袋数及其孵化率。结果水蚤卵的孵化率随处理温度的增 加而下降，随处理时间的延长而下降。具体结果如表2所示，事实上，通入热水1分钟后，孵化率即为0。 
具体实施方式13： 
本实施方式与其它具体实施方式的不同点在于，热水由回收的处理热水，再次加热通过密闭管道输送。加热方法包括上述的太阳能加热自来水制取、在池中插入加热棒直接加热制取、电直接加热制取、太阳能辅助电加热制取、高炉加热制取等方法得到。通入热水后，对孵化率的检测结果也如表1和表2所示，效果显著。 
由以上的实验数据可以很清楚的得出，采用本发明申请所述的通过无二次污染的热处理方法使砂滤池和活性炭池中浮游动物虫卵完全失活，从而控制浮游动物的繁殖，以达到清除O3/BAC工艺滤池中浮游动物的方法，具有显著的效果。 
另外，上述的事实方式目的在于对本发明申请所述方法进行详细的说明，为了更好的理解本发明所述的方法，应当理解在不违反本发明所述方法的技术宗旨的情况下对本方法的改进之处都在本发明申请的保护范围之内。 

Claims (7)

1.一种利用热处理控制饮用水O3/BAC工艺中浮游动物繁殖的方法，其特征在于：所述的方法是利用热水使饮用水O3/BAC工艺流程中的水蚤的虫卵和幼虫失活，从而控制水蚤在饮用水工艺滤池中繁殖的方法，具体包括，
1)在饮用水O3/BAC工艺运行15-30天后，将砂滤池和活性炭池中的水放干；
2)向砂滤池和活性炭池中通入热水，温度范围在35℃-90℃之间，停留一段时间；
3)利用砂滤池和活性炭池的反冲洗系统进行反冲洗，即可达到彻底清除池中浮游动物的目的。
2.根据权利要求1所述的利用热处理控制饮用水O3/BAC工艺中浮游动物繁殖的方法，其特征在于：所述的热水由制热设备制取，通过密闭管道灌入或喷入砂滤池和活性炭池内。
3.根据权利要求1所述的利用热处理控制饮用水O3/BAC工艺中浮游动物繁殖的方法，其特征在于：所述的热水在砂滤池和活性炭池内的停留时间为1-60分钟。
4.根据权利要求1所述的利用热处理控制饮用水O3/BAC工艺中浮游动物繁殖的方法，其特征在于：根据水厂处理工艺流程中浮游动物的群落动态变化决定处理时间间隔，不需要连续操作，一般为夏季半个月一次，冬季一个月一次。
5.根据权利要求1所述的利用热处理控制饮用水O3/BAC工艺中浮游动物繁殖的方法，其特征在于：所述的方法处理时间短、间隔周期长，不破坏活性炭池的生物膜。
6.根据权利要求1所述的利用热处理控制饮用水O3/BAC工艺中浮游动物繁殖的方法，其特征在于：所述的热水通过外来预热水加热法、蒸汽加热法、直接加热法、太阳能加热法、加热棒加热法或高炉加热法得到。
7.根据权利要求2所述的利用热处理控制饮用水O3/BAC工艺中浮游动物繁殖的方法，其特征在于：所述的通过密闭管道灌入或喷入砂滤池和活性炭池内的自来水，经回收过滤后，重新加热循环使用。
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