CN104250059A - 一种高藻水源水的处理系统及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高藻水源水的处理系统及处理方法，该处理系统包括依序相连的预处理单元、深度处理单元及消毒单元；所述预处理单元包括气浮装置、电解装置及脱稳剂加药装置；所述气浮装置包括气浮池、与气浮池相连的溶气水供应装置及刮渣装置，所述电解装置设于所述气浮池内；所述深度处理单元包括絮凝剂加药装置、混合池、絮凝池、斜管沉淀池及膜过滤池，所述混合池、絮凝池、斜管沉淀池、膜过滤池依序相连，所述絮凝剂加药装置与混合池相连；所述混合池设有第一搅拌装置，絮凝池设有第二搅拌装置；所述消毒单元与所述膜过滤池相连。本发明处理系统及处理方法可以高效处理高藻水源水，能有效地去除藻类对制水生产过程和水质的影响。

Description

一种高藻水源水的处理系统及处理方法

技术领域

本发明涉及水源水处理领域，具体涉及一种高藻水源水的处理系统及处理方法。

背景技术

国内湖泊和水库水的高藻污染是个普遍现象，著名的太湖、巢湖、滇池、东湖和洞庭湖等原本优美怡人的湖泊水景都在近20多年来沦为劣五类地表水，有机污染严重，高藻频发，无锡市近年来还因为太湖蓝藻爆发造成整个城市停水的严重后果。因此，近年来针对湖泊高藻污染水源水的处理，国家已将此技术攻关列入科技规划中的专项重点课题。

高藻水是水源富营养化的结果，水质表现为藻类高，CODMn高、氨氮高、亚硝酸盐高、藻绿毒素高和部分金属离子偏高。藻类的滋生直接影响制水生产，藻类的分泌物及降解产物中含有四氯乙烯、二甲基二硫化物等毒性物质，能引起人、动物中毒，其产生的霉味、腥味，也使人在饮用时不能接受。藻类的大量繁殖给净水厂后续的混凝降浊和加氯消毒带来较大的困难。在高藻期，原水水体感官质量变差，对常规的水处理工艺造成了很大的冲击，严重降低了水处理的效果，增加了水处理的成本，影响了正常的生产运行。藻类物质在滤池中也会大量繁殖，致使滤料层堵塞，使过滤周期缩短，减少产水量，增加冲洗水量并影响出水水质。

随着饮用水标准的不断提高，如何能够有效地防治和去除藻类对制水生产过程和水质的影响，是制水厂要致力解决的难题之一。

各制水厂现有处理工艺流程一般为混凝反应、平流式沉淀池、石英砂过滤，根据国内工程技术总结，湖泊水库的藻类均值在3×10⁷个/L以上时，常规的自来水处理工艺已不能适应，出水水质普遍超标，各水厂仅有常规处理工艺，不适用于高藻期的水源水。

发明内容

本发明提供一种高藻水源水的处理系统及处理方法，该处理系统及处理方法有效地去除藻类对制水生产过程和水质的影响。

本发明采用如下技术方案：

一种高藻水源水的处理系统，包括依序相连的预处理单元、深度处理单元及消毒单元；

所述预处理单元包括气浮装置、电解装置及脱稳剂加药装置；所述气浮装置包括气浮池、与气浮池相连的溶气水供应装置及刮渣装置，所述电解装置设于所述气浮池内，所述脱稳剂加药装置与气浮池相连，所述刮渣装置设于气浮池上部；

所述深度处理单元包括絮凝剂加药装置、混合池、絮凝池、斜管沉淀池及膜过滤池，所述混合池、絮凝池、斜管沉淀池、膜过滤池依序相连，所述絮凝剂加药装置与混合池相连；所述混合池设有第一搅拌装置，絮凝池设有第二搅拌装置；

所述消毒单元与所述膜过滤池相连。

所述电解装置为三维过电位电解反应器，设于气浮池的底部。

所述三维过电位电解反应器包括电解槽及设于电解槽内的阳极、阴极和粒子电极群，所述阳极的表层涂覆有晶粒为10～35nm的金属氧化物惰性催化涂层。

所述气浮池设有溶气水释放头；所述溶气水供应装置包括空压机、压力容器罐及加压水泵；所述空压机及加压水泵分别与所述压力容器罐相连，所述压力容器罐与溶气水释放头相连。

所述絮凝池包括依序相连的多个池格，第二搅拌装置包括与池格数量对应的多个搅拌桨，每个池格内分别设有一个搅拌桨。

所述斜管沉淀池设有六边形蜂窝管，所述六边形蜂窝管的倾角,根据水质情况,在50°-70°之间,优选为60°。

所述膜过滤池包括好氧区和膜组区，所述好氧区设有曝气装置，膜组区设有膜组件。

所述膜组件包括多组中空纤维帘式膜。

所述消毒单元包括清水池及次氯酸钠发生器，所述次氯酸钠发生器与所述清水池相连，所述清水池与所述膜过滤池相连。

一种高藻水源水的处理方法，按以下步骤进行：

（1）预处理：高藻水源水经泵进入气浮池，电解装置产生的强氧化物质将原水中的藻类杀死，脱稳剂加药装置投加脱稳剂与死亡藻类形成絮体，溶气水供应装置将溶气水供应至气浮池，溶气水在突然释放的情况下，溶解在水中的空气析出，形成大量致密的微气泡，微气泡在上升过程中吸附在絮体上，使絮体浮在水面上，经刮渣装置去除；

（2）深度处理及消毒：经步骤（1）处理后的水进入混合池，通过絮凝剂加药装置投加絮凝剂，采用第一搅拌装置搅拌混合，使原水与絮凝剂混合均匀，然后进入絮凝池，原水在絮凝池内经渐减变速的第二搅拌装置的搅拌作用下，细小的絮凝颗粒、胶体转变成较大的胶体团，再进入斜管沉淀池进行固液分离，分离后的上清液流进膜过滤池；通过膜过滤池处理后再经消毒单元消毒后，即可达标使用。

采用上述技术方案后，本发明与现有的背景技术相比，具有如下优点：

本发明处理系统及处理方法可以高效处理高藻水源水，除藻率达99%，能有效地去除藻类对制水生产过程和水质的影响。本发明处理系统可以完全取代自来水常规制水系统，作为自来水制水装置或应急制水装置。

附图说明

图1为本发明处理系统的结构示意图。

附图符号说明：

气浮装置1、气浮池11、搅拌机111、空压机121、加压水泵122、压力容器罐123、溶气水释放头124、刮渣装置13、电解装置2、脱稳剂加药装置3、混合池4、第一搅拌装置41、絮凝池5、第二搅拌装置51、第一搅拌桨511、第二搅拌桨512、第三搅拌桨513、斜管沉淀池6、絮凝剂加药装置7、膜过滤池8、鼓风机81、抽吸泵82、反洗泵83、清水池9、次氯酸钠发生器10。

具体实施方式

以下提供本发明的一些实施例，以助于进一步理解本发明，但本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。

实施例

如图1所示，一种高藻水源水的处理系统，其包括依序相连的预处理单元、深度处理单元及消毒单元，其中：

预处理单元包括气浮装置1、电解装置2、脱稳剂加药装置3；气浮装置1包括气浮池11、与气浮池11相连的溶气水供应装置及刮渣装置13。脱稳剂加药装置3与气浮池11相连，刮渣装置13设于气浮池11上部（位于气浮池11池体内），气浮池11设有搅拌机111。

气浮池11设有溶气水释放头124；溶气水供应装置包括空压机121、压力容器罐123及加压水泵122；空压机121及加压水泵122分别与压力容器罐123相连，压力容器罐123与溶气水释放头124相连。

电解装置2为三维过电位电解反应器，设于气浮池11的底部（位于气浮池11池体内）。三维过电位电解反应器包括电解槽、阳极、阴极及粒子电极群（图中未示出），阳极的表层涂覆有晶粒为10～35nm的金属氧化物惰性催化涂层。在电解槽中增加的粒子电极群，它们表面带电，并能发生电化学反应，因而形成第三极。与传统的二维板状电极相比，粒子电极群表面积大大增加，可大幅增加传质速度，提高电流效率，显著降低能耗，同时又兼具“过电位电解”电解电位高，氧化能力强，耐腐蚀性强的特点。

深度处理单元包括絮凝剂加药装置7、混合池4、絮凝池5、斜管沉淀池6及膜过滤池8，混合池4、絮凝池5、斜管沉淀池6、膜过滤池8依序相连，絮凝剂加药装置7与混合池4相连；混合池4设有第一搅拌装置41。

絮凝池5设有第二搅拌装置51。絮凝池5包括依序相连的多个池格，第二搅拌装置51包括与池格数量对应的多个搅拌桨，每个池格内分别设有一个搅拌桨。本实施例具体为：絮凝池5包括依序相连的3个池格，第二搅拌装置51包括第一搅拌桨511、第二搅拌桨512及第三搅拌桨513，第一搅拌桨511、第二搅拌桨512及第三搅拌桨513分别设于絮凝池5的3个池格内。

斜管沉淀池6设有六边形蜂窝管（图中未示出），六边形蜂窝管的倾角,根据水质情况,在50°-70°之间,优选为60°。

膜过滤池8包括好氧区和膜组区，好氧区设有曝气装置，膜组区设有膜组件（设于池内）。曝气装置包括设于池体内的好氧曝气管网（图中未示出）及设于池体外的鼓风机81，好氧曝气管网与鼓风机81相连。膜过滤池8的出口连接有抽吸泵82。

膜组件包括多组中空纤维帘式膜。中空纤维帘式膜可选用PCDF中空纤维帘式膜,膜组件的长边平行于分离膜池出水方向且垂直于分离膜池进水方向，膜组件的膜架自带膜反洗的气冲网管和控制管路。气冲网管与池外的反洗泵83相连。曝气装置和气冲网管分别设置和控制，前者常开，后者间歇运行。

混合池4、絮凝池5、斜管沉淀池6和膜过滤池8做成一体化钢结构池型，便于移动，有利于现场或试验的机动需求。

消毒单元包括清水池9及次氯酸钠发生器10，次氯酸钠发生器10与清水池9相连，清水池9与膜过滤池8相连。

如图1所示，一种高藻水源水的处理方法，按以下步骤进行：

（1）预处理：高藻水源水经泵进入气浮池11，电解装置2产生的强氧化物质将原水中的藻类杀死，脱稳剂加药装置3投加脱稳剂与死亡藻类形成絮体，溶气水供应装置将溶气水供应至气浮池11，溶气水在突然释放的情况下，溶解在水中的空气析出，形成大量致密的微气泡，微气泡在上升过程中吸附在絮体上，使絮体浮在水面上，经刮渣装置13去除，浮渣定期外运，同时也达到了去除SS和COD的目的。预处理中，电解装置2除了电解工艺产生电化学氧化作用外，还伴随产生巨量直径小于40μm的微气泡，大幅提高气浮池11的除藻效率。电解装置2的电解槽的工作电压可为2～250V，相邻两个电极间的电压可为2～18V，电流密度可为3～400mA/cm²。

（2）深度处理及消毒：经步骤（1）处理后的水进入混合池4，通过絮凝剂加药装置7投加絮凝剂，絮凝剂可选用聚合氯化铝、聚丙烯酰胺一种或者二种的混合物。采用第一搅拌装置41搅拌混合，使原水与絮凝剂混合均匀（设计停留时间约1分钟），然后进入絮凝池5，原水在絮凝池5内经渐减变速的第一搅拌桨511、第二搅拌桨512及第三搅拌桨513的搅拌作用下，细小的絮凝颗粒、胶体转变成较大的胶体团，再进入斜管沉淀池6进行固液分离，分离后的上清液流进膜过滤池8（底部的污泥等固体杂质定期人工外排），经过曝气装置的好氧曝气及膜组件的膜过滤，过滤精度在0.8～1.5毫米之间，出水浊度≤0.1NTU，后续无需再接常规过滤池。膜过滤后的水通过抽吸泵82抽出到清水池9，再经次氯酸钠发生器10消毒后，即可达标使用。

本发明处理系统及处理方法可以高效处理高藻水源水，除藻率达99%，能有效地去除藻类对制水生产过程和水质的影响。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高藻水源水的处理系统，其特征是：包括依序相连的预处理单元、深度处理单元及消毒单元；

所述预处理单元包括气浮装置、电解装置及脱稳剂加药装置；所述气浮装置包括气浮池、与气浮池相连的溶气水供应装置及刮渣装置，所述电解装置设于所述气浮池内，所述脱稳剂加药装置与气浮池相连，所述刮渣装置设于气浮池上部；

所述深度处理单元包括絮凝剂加药装置、混合池、絮凝池、斜管沉淀池及膜过滤池，所述混合池、絮凝池、斜管沉淀池、膜过滤池依序相连，所述絮凝剂加药装置与混合池相连；所述混合池设有第一搅拌装置，所述絮凝池设有第二搅拌装置；

所述消毒单元与所述膜过滤池相连。

2.根据权利要求1所述的一种高藻水源水的处理系统，其特征是：所述电解装置为三维过电位电解反应器，设于气浮池的底部。

3.根据权利要求2所述的一种高藻水源水的处理系统，其特征是：所述三维过电位电解反应器包括电解槽及设于电解槽内的阳极、阴极和粒子电极群，所述阳极的表层涂覆有晶粒为10～35nm的金属氧化物惰性催化涂层。

4.根据权利要求2所述的一种高藻水源水的处理系统，其特征是：所述气浮池设有溶气水释放头；所述溶气水供应装置包括空压机、压力容器罐及加压水泵；所述空压机及加压水泵分别与所述压力容器罐相连，所述压力容器罐与溶气水释放头相连。

5.根据权利要求4所述的一种高藻水源水的处理系统，其特征是：所述絮凝池包括依序相连的多个池格，第二搅拌装置包括与池格数量对应的多个搅拌桨，每个池格内分别设有一个搅拌桨。

6.根据权利要求5所述的一种高藻水源水的处理系统，其特征是：所述斜管沉淀池设有六边形蜂窝管，所述六边形蜂窝管的倾角为50°-70°。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种高藻水源水的处理系统，其特征是：所述膜过滤池包括好氧区和膜组区，所述好氧区设有曝气装置，所述膜组区设有膜组件。

8.根据权利要求7所述的一种高藻水源水的处理系统，其特征是：所述膜组件包括多组中空纤维帘式膜。

9.根据权利要求7所述的一种高藻水源水的处理系统，其特征是：所述消毒单元包括清水池及次氯酸钠发生器，所述次氯酸钠发生器与所述清水池相连，所述清水池与所述膜过滤池相连。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种高藻水源水的处理方法，其特征是：按以下步骤进行：

（1）预处理：高藻水源水经泵进入气浮池，电解装置产生的强氧化物质将原水中的藻类杀死，脱稳剂加药装置投加脱稳剂与死亡藻类形成絮体，溶气水供应装置将溶气水供应至气浮池，溶气水在突然释放的情况下，溶解在水中的空气析出，形成大量致密的微气泡，微气泡在上升过程中吸附在絮体上，使絮体浮在水面上，经刮渣装置去除；

（2）深度处理及消毒：经步骤（1）处理后的水进入混合池，通过絮凝剂加药装置投加絮凝剂，采用第一搅拌装置搅拌混合，使原水与絮凝剂混合均匀，然后进入絮凝池，原水在絮凝池内经渐减变速的第二搅拌装置的搅拌作用下，细小的絮凝颗粒、胶体转变成较大的胶体团，再进入斜管沉淀池进行固液分离，分离后的上清液流进膜过滤池；通过膜过滤池处理后再经消毒单元消毒后，即可达标使用。