CN106045063A - 一种用于给水厂的生物粉末活性炭净化处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于给水厂的生物粉末活性炭净化处理系统，其包含：生物粉炭吸附池，该池内填有生物粉末活性炭，待净化的水输入到该生物粉炭吸附池中；与生物粉炭吸附池出口连接的粉炭分离池，其设置有用于排放净化水的第一出口及用于排出生物粉末活性炭的第二出口；与粉炭分离池第二出口连通的生物粉炭降解池，其还设置有鼓风曝气入口；该生物粉炭降解池的出口连通到生物粉炭吸附池。本发明的净化系统处理受污染原水，将生物粉末活性炭对原水中有机污染物的去除分为两个过程——吸附和降解，分别在生物粉炭吸附池和生物粉炭降解池中进行，处理效率高，净化效果好，生物粉末活性炭能反复使用，能耗低，可广泛应用于给水厂泥沙沉淀后水的深度处理中。
Description
技术领域
本发明属于给水处理领域，涉及一种用于给水厂应急处理、深度处理和特种水处理的净化工艺，具体来说，涉及一种用于给水厂的生物粉末活性炭净化处理系统。
背景技术
目前，地表水水质不断恶化，饮用水水质标准不断提高，传统水处理工艺不能满足人们对高质量饮用水水质的要求。有机污染物是我国大部分城市饮用水处理中所必须面对的问题之一，有机污染物特别是微量有毒有害污染物会严重影响居民的身体健康，如何经济有效安全的去除原水中的有机污染物是目前饮用水处理领域关注的热点。目前水厂实际生产中多通过采用强化常规及增设预处理和深度处理方式改善有机物的去除效果，其中深度处理以臭氧活性炭和膜处理技术为两种最主要的应用形式。
粉末活性炭是活性炭的一种，具有良好的吸附性能，是良好的微生物繁殖载体。粉末活性炭在处理自来水改善水质中是一种非常有效的方法，其对腐植酸等天然有机物、异嗅类物质、内分泌干扰物、持久性有机污染物、藻类代谢产物、药物与个人护理品等吸附性能好，在水处理方面有很好的应用。
但目前给水处理中对粉末活性炭的应用主要利用其吸附性能，其吸附容量有限，因此使用费用较高，大部分水厂作为应急处理可以考虑，但作为长期运行难以承受起运行成本。
因此，迫切需要提供一种能够强化利用好粉末活性炭的吸附和生物载体作用的净化方法，以达到经济有效安全的去除原水中有机污染物的目的。
发明内容
本发明的目的是一种用于给水厂应急处理、深度处理和特种水处理的生物粉末活性炭净化系统及方法，可以实现将生物粉末活性炭对原水中有机污染物的去除，本发明的净化处理系统分为吸附和降解两个过程，分别在生物粉炭吸附池和生物粉炭降解池中进行，达到粉末活性炭上生物生长条件好，处理效率高的目的，极大的提高了有机物的去除效果和粉末活性炭的重复利用率，降低制水成本。
为达到上述目的，本发明提供了一种用于给水厂的生物粉末活性炭净化处理系统，该处理系统包含：
生物粉炭吸附池；该生物粉炭吸附池内填充有生物粉末活性炭，待净化的水输入到该生物粉炭吸附池中，与其中的生物粉末活性炭充分接触，完成吸附净化；
与生物粉炭吸附池出口连接的粉炭分离池，用于分离经充分净化处理的水与生物粉末活性炭；该粉炭分离池设置有用于排放净化水的第一出口及用于排出生物粉末活性炭的第二出口；
与粉炭分离池第二出口连通的生物粉炭降解池；该生物粉炭降解池还设置有鼓风曝气入口，用于鼓入氧气，加速生物粉炭降解池内的降解反应；该生物粉炭降解池的出口连通到生物粉炭吸附池，使得经降解处理的生物粉末活性炭循环使用。
所述待净化的水是指去除泥沙和杂质的沉淀后的水，其在生物粉炭吸附池和粉炭分离池中不会产生泥沙沉淀，影响生物粉末活性炭的纯度。
所述的生物粉末活性炭选用煤质粉末活性炭。
所述的生物粉末活性炭的粒径为100~200目。
所述的生物粉炭吸附池内粉末活性炭浓度为20~200mg/L。
所述的生物粉炭吸附池内吸附时间为5~20min。
所述的生物粉炭降解池内经鼓风曝气入口鼓入氧气，气水比0.5~5：1，以体积比计，以创造良好的生物降解污染物的环境。
所述的生物粉炭降解池内生物粉末活性炭浓度为2000~100000mg/L。
所述的生物粉炭吸附池为完全混合形式。
所述的生物粉炭降解池底部还设置有排污口，以排出失去活性的生物粉末活性炭。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明的处理系统的生物粉炭吸附池吸附时间较短，为5~20min，因此，吸附池的容积一般较小，而生物粉炭降解池接纳的分离以后的高浓度生物粉炭泥，因此，生物粉炭降解池的容积也是较小的。
2、本发明的处理系统的生物粉炭降解池内有机质含量高，曝气充分，溶解氧高，创造了有利于于生物降解的适宜环境，较好的降解了粉炭上附着的有机物，较好的驯化了以粉炭作为载体的微生物，极大的提高了生物降解给水中有机物的处理效果。
3、本发明的处理系统对来水水质、水量的冲击负荷具有较高的承受能力，当生物粉炭吸附池内的生物粉炭遭到破坏时候，可由生物粉炭降解池内的生物粉炭及时补充。
附图说明
图1为本发明的一种用于给水厂的生物粉末活性炭净化处理系统结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例详细说明本发明的技术方案。
如图1所示，为本发明的一种用于给水厂的生物粉末活性炭净化处理系统，其包含：生物粉炭吸附池10、粉炭分离池20及生物粉炭降解池30。
所述的生物粉炭吸附池10内填充有生物粉末活性炭（简称生物粉炭），待净化的水输入到该生物粉炭吸附池中，与其中的生物粉末活性炭充分接触，完成吸附净化。
所述的粉炭分离池20与生物粉炭吸附池10的出口连接，用于分离经充分净化处理的水与生物粉末活性炭；该粉炭分离池20设置有用于排放净化水的第一出口21及用于排出生物粉末活性炭的第二出口22；
所述的生物粉炭降解池30与粉炭分离池的第二出口22连通；该生物粉炭降解池30还设置有鼓风曝气入口31，用于鼓入氧气，以创造良好的生物降解污染物的环境，加速生物粉炭降解池30内的降解反应；该生物粉炭降解池30的出口连通到生物粉炭吸附池10，使得经降解处理的生物粉末活性炭循环使用。所述的生物粉炭降解池30底部还设置有排污口（图中未示）。如生物粉末活性炭丧失活性，可在粉炭分离池底部排污口将失效的粉炭排除，并在生物粉炭吸附池10补充新鲜的粉末活性炭。
所述的生物粉炭吸附池为完全混合形式，待净化的水与生物粉炭的充分接触可以有多种方式，可以折管扰流水力混合，潜水搅拌机混合，立式搅拌器混合等。
所述的粉炭分离池也可以有多种方式，有自然沉淀分离、斜管分离、斜板分离和膜分离等，一般不会采用滤网分离，难以清洗。
本发明的用于给水厂的生物粉末活性炭净化处理系统，使用方法如下：
(1) 将待净化的水输入到生物粉炭吸附池10中，所述生物粉炭吸附池内粉末活性炭浓度为20~200mg/L，利用粉炭的快速吸附能力将原水中有机污染物吸附至粉炭上，吸附时间为5~20min；
(2) 利用粉炭分离池20将水与生物粉炭进行分离，水得到净化；
(3) 粉炭分离池20的高浓度底部粉炭泥排至生物粉炭降解池30进行有机物的生物降解，所述生物粉炭降解池30内经鼓风曝气入口31鼓入氧气，气水比0.5~5：1，以体积比计，以创造良好的生物降解污染物的环境，所述生物粉炭降解池内生物粉末活性炭浓度为2000~100000mg/L；
(4) 经降解污染物后的高浓度生物粉炭泥回流至生物粉炭吸附池10的进水端，与原水混合后进入生物粉炭吸附池继续吸附；
(5) 按上述步骤连续运行，可实现饮用水中有机污染物的去除和生物降解。
所述待净化的水是指去除泥沙和杂质的沉淀后的水，其在生物粉炭吸附池和粉炭分离池中不会产生泥沙沉淀，影响生物粉末活性炭的纯度。
所述的生物粉末活性炭选用煤质粉末活性炭，其粒径为100~200目。
实施例1
本实施例中，采用生物粉炭吸附、分离池和降解池净化工艺处理污染水，待净化的水为给水厂沉淀后水，浊度为1.85NTU，TOC（总有机碳Total Organic Carbon）为4.5mg/L，UV254（UV254值是水中一些有机物在254nm波长紫外光下的吸光度，反映的是水中天然存在的腐殖质类大分子有机物以及含C=C双键和C=O双键的芳香族化合物的多少）为0.07。生物粉炭吸附池进水生物粉炭的投加量为50mg/L，生物粉炭降解池内生物粉炭的浓度为20000mg/L，鼓风曝气气水比为1：1。连续运行7天，粉炭上生物生长良好，分离池出水浊度1.8NTU，TOC为2.7mg/L，UV254为0.03。
实施例2：
本实施例中，采用生物粉炭吸附、分离池和降解池净化工艺处理污染水，待净化的水为给水厂沉淀后水，浊度为1.85NTU，TOC为4.5mg/L，UV254为0.07。生物粉炭吸附池进水生物粉炭的投加量为100mg/L，生物粉炭降解池内生物粉炭的浓度为50000mg/L，鼓风曝气气水比为2：1。原水模拟突发水质污染事件投加硝基苯0.05mg/L，分离池出水0.01mg/L，去除率80%。
本发明提供了一种适用于给水厂应急处理、深度处理和特种水处理的生物粉末活性炭净化系统，该系统包括生物粉炭吸附池、粉炭分离池、生物粉炭降解池。经过沉淀去除泥沙的水与回流的高浓度生物粉炭泥混合后进入生物粉炭吸附池，生物粉炭吸附池为完全混合形式，利用粉炭的快速吸附能力将原水中有机污染物吸附至粉炭上，在粉炭分离池将水与生物粉炭进行分离，实现了净化水质的目的。同时，吸附了污染物的生物粉炭进入生物粉炭降解池，降解池内鼓风曝气充氧，给生物粉炭创造良好的生物降解污染物的环境，实现以粉炭作为载体的生物对粉炭上吸附的有机污染物进行充分降解，经降解污染物后的生物粉炭泥再回流至生物粉炭吸附池的进水端，与原水混合后进入生物粉炭吸附池继续吸附。本发明的净化系统净化处理受污染原水，将生物粉末活性炭对原水中有机污染物的去除分为两个过程——吸附和降解，分别在生物粉炭吸附池和生物粉炭降解池中进行，处理效率高，净化效果好，生物粉末活性炭能重复多次使用，能耗低，可广泛应用于给水厂泥沙沉淀后水的深度处理中。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种用于给水厂的生物粉末活性炭净化处理系统，其特征在于，该处理系统包含：
生物粉炭吸附池（10）；该生物粉炭吸附池（10）内填充有生物粉末活性炭，待净化的水输入到该生物粉炭吸附池（10）中，与其中的生物粉末活性炭充分接触，完成吸附净化；
与生物粉炭吸附池（10）出口连接的粉炭分离池（20），用于分离经充分净化处理的水与生物粉末活性炭；该粉炭分离池（20）设置有用于排放净化水的第一出口（21）及用于排出生物粉末活性炭的第二出口（22）；
与粉炭分离池第二出口（22）连通的生物粉炭降解池（30）；该生物粉炭降解池（30）还设置有鼓风曝气入口（31），用于鼓入氧气，加速生物粉炭降解池（30）内的降解反应；该生物粉炭降解池（30）的出口连通到生物粉炭吸附池（10），使得经降解处理的生物粉末活性炭循环使用。
2.如权利要求1所述的用于给水厂的生物粉末活性炭净化处理系统，其特征在于，所述待净化的水是指去除泥沙和杂质的沉淀后的水，其在生物粉炭吸附池和粉炭分离池中不会产生泥沙沉淀，影响生物粉末活性炭的纯度。
3.如权利要求1所述的用于给水厂的生物粉末活性炭净化处理系统，其特征在于，所述的生物粉末活性炭选用煤质粉末活性炭。
4.如权利要求3所述的用于给水厂的生物粉末活性炭净化处理系统，其特征在于，所述的生物粉末活性炭的粒径为100~200目。
5.如权利要求1所述的用于给水厂的生物粉末活性炭净化处理系统，其特征在于，所述的生物粉炭吸附池（10）内粉末活性炭浓度为20~200mg/L。
6.如权利要求5所述的用于给水厂的生物粉末活性炭净化处理系统，其特征在于，所述的生物粉炭吸附池（10）内吸附时间为5~20min。
7.如权利要求1所述的用于给水厂的生物粉末活性炭净化处理系统，其特征在于，所述的生物粉炭吸附池（10）为完全混合形式。
8.如权利要求1所述的用于给水厂的生物粉末活性炭净化处理系统，其特征在于，所述生物粉炭降解池（30）内经鼓风曝气入口（31）鼓入氧气，气水比0.5~5：1，以体积比计。
9.如权利要求1所述的用于给水厂的生物粉末活性炭净化处理系统，其特征在于，所述生物粉炭降解池（30）内生物粉末活性炭浓度为2000~100000mg/L。
10.如权利要求1所述的用于给水厂的生物粉末活性炭净化处理系统，其特征在于，所述的生物粉炭降解池（30）底部还设置有排污口，以排出失去活性的生物粉末活性炭。
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| EP2840070A1 (de) * | 2013-08-19 | 2015-02-25 | Wabag Wassertechnik AG | Vorrichtung und Verfahren zur Wasserreinigung mit Adsorbens und Belebtschlammzugabe |
| CN205974001U (zh) * | 2016-08-08 | 2017-02-22 | 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 | 一种用于给水厂的生物粉末活性炭净化处理系统 |
-
2016
- 2016-08-08 CN CN201610641711.6A patent/CN106045063A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 温东辉等: "天然沸石吸附：生物再生技术及其在滇池流域暴雨径流污染控制中的试验与机理研究", 30 November 2003, 北京：中国环境科学出版社, pages: 202 - 203 * |
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