CN106630279A - 城市污水再生利用病原微生物控制装置及运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市污水再生利用病原微生物控制装置及运行方法，设有臭氧氧化系统、次氯酸钠消毒系统；臭氧氧化系统设有进水泵、预处理器、臭氧发生器、臭氧接触池；再生水通过进水泵进入臭氧接触池；空气(氧气)经过气体净化器\入臭氧发生器，臭氧通过管道与臭氧接触池底部的曝气板连通；次氯酸钠消毒系统设有依序由管路连通的次氯酸钠药液存储罐、投加泵、氯接触池；次氯酸钠药液存储罐通过投加泵与臭氧接触池和氯接触池之间的再生水管路连通，在氯接触池中设有搅拌器。本发明具有结构完善、工艺流程简单、处理质量好、效率高、投资省、占地小；能实现自动化控制，运行成本。在城市污水再生利用安全保障上有重要的应用前景。

Description

城市污水再生利用病原微生物控制装置及运行方法

技术领域

本发明属于一种污水再生处理技术领域，具体的是一种城市污水再生利用过程中对再生水中的病原微生物进行控制消毒的装置及运行方法。

背景技术

城市污水再生利用是缓解水资源短缺的有效途径之一，经过净化处理后的城市污水可以用作生活杂用水、市政绿化用水、工业用水、景观生态补水和农田灌溉等多种用途，可替代等量的新鲜水量。污水的再生利用既开辟了一个稳定的新水源，又可减少废水排放造成的环境负荷，对缓解水资源紧缺和改善水环境都有重要的意义。然而，由于城市污水来源复杂，二级或三级处理后的再生水中残留的病原微生物能够通过不同的回用途径直接或间接的造成人体健康风险。因此，城市污水再生利用的卫生安全保障问题是大规模城市污水再生利用中亟待解决的问题。

目前再生水消毒方法主要包括氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒等。这些方法虽能杀灭常见病原微生物，但无法对部分具有抗性的病原微生物进行有效消毒。如氯消毒技术对军团菌、隐孢子虫和贾第鞭毛虫的灭活效果较差，紫外线消毒对腺病毒的灭活效果较差。

再生水在消毒过程中常产生有害消毒副产物，造成一定的健康风险。要解决病原微生物灭活与消毒副产物生成的矛盾。但目前污水领域尚未开展两者综合控制的相关研究。因此，需要提出病原微生物与消毒副产物协调控制的安全消毒技术及其组合工艺。

消毒工艺目的是杀灭水传染病菌，提高对有机物、浊度、磷和氮等营养物质及其他溶解性物质的去除率，改善出水水质，但难以彻底去除水中营养盐及悬浮物、有毒有害微量污染物和色度等，难以保证出水水质满足地表水体的要求。因此，需要对目前的处理设备和工艺做进一步的改进，以提高污水深度处理的效果，进一步提高再生水的水质，而且简化运行工艺，降低运行成本，更好地满足社会的需要。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提出一种城市污水再生利用病原微生物控制装置及运行方法，本装置及工艺采用臭氧氧化、次氯酸钠消毒工艺，通过臭氧氧化降解部分消毒副产物前驱物，去除再生水中微量有害污染物并杀灭部分病原微生物，后续氯消毒处理不仅可以氧化杀灭再生水中残余的病原微生物而且能够一直后续存储输配过程病原微生物的复活与繁殖。该装置及工艺流程简单、处理质量高、投资省、占地小。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种城市污水再生利用病原微生物控制装置，其特征是：设有臭氧氧化系统、次氯酸钠消毒系统；所述臭氧氧化系统设有进水泵、气体净化器、臭氧发生器、臭氧接触池；再生水通过进水泵和管道进入臭氧接触池；空气经过气体净化器和氧气进入臭氧发生器，臭氧发生器产生的臭氧，通过管道与所述臭氧接触池底部设置的曝气板连通，臭氧经曝气板与池中再生水逆向流动，池中溢出的臭氧尾气经过收集管路收集和检测后排放；

所述次氯酸钠消毒系统设有依序由管路连通的次氯酸钠药液存储罐、投加泵、氯接触池；次氯酸钠药液存储罐通过管路和投加泵与臭氧接触池和氯接触池之间的再生水管路连通，进行次氯酸钠药液的管道投加，在氯接触池中设有搅拌器，注入次氯酸钠药液的再生水在氯接触池中充分接触消毒，然后通过排水管排放。

本发明进一步完善和实施的补充方案是：

所述控制系统设有PLC控制器，所述进水泵设有电磁开关阀，进水泵与臭氧接触池之间的管道上设有水流量计；在臭氧发生器和臭氧接触池之间的管道上设有气体流量计；在臭氧接触池的臭氧尾气收集管路上设有臭氧浓度计；在所述投加泵与次氯酸钠投放管道上设有液体流量计；在氯接触池的排水管上设有检测再生水中次氯酸钠浓度的余氯浓度计；所述PLC控制器与所述进水泵的电磁开关阀进行开关控制连接，PLC控制器与所述水流量计、气体流量计、液体流量计进行流量信息获取和流量控制连接；还与所述臭氧浓度计、余氯浓度计进行浓度信息获取连接，其结构是：当获取的臭氧浓度和余氯浓度超过设定正常值时，则通过气体流量计对臭氧投加量进行调节；通过液体流量计对次氯酸钠药液的投加量进行调节；并且根据运行过程的需要通过水流量计对再生水的流量进行调节，整个运行过程实现自动控制。

所述臭氧接触池有效水深3-6m，池中水停留时间10-15min，臭氧投加量为1-15mg/L，优选为3-8mg/L；

所述氯接触池有效水深4－7m，池中水停留时间10－20min，次氯酸钠投加量为1-5mg/L，优选为2-3mg/L；

所述控制器还设有无线远程信号发送模块和报警模块，其结构是：将本控制装置的运行信号适时远程无线传送至监控中心服务器上，实现远程适时监控，并且，当运行不正常时发送报警信号。

上述的利用城市污水再生利用病原微生物控制装置的运行方法，其特征包括以下步骤：

1)开启PLC控制器，设定PLC控制器的设定值：设定PLC控制器的水流量计、水流量计、气体流量计、液体流量计、臭氧浓度计、余氯浓度计的正常控制值，其中进水泵的流量设置要保证再生水在臭氧接触池中的停留时间，臭氧浓度计的允许值为符合国家的废气排放标准值；余氯浓度计的允许值为符合国家的中水标准值；

2)配制并填装次氯酸钠药液到存储罐：次氯酸钠有效率含量不低于10％；

3)开启进水泵，待臭氧接触池中再生水注满后，开启预处理器或氧气源开关、臭氧发生器和次氯酸钠药液投加泵：臭氧接触池中的再生水，与臭氧发生混合反应，臭氧对再生水中毒害微量有机物：雌激素类、抗生素类进行氧化降解，同时对溶解态难以生物降解的致色有机物进行臭氧氧化脱色降解，提高水中有机物的去除，同时进一步改善出水色度；在臭氧氧化过程中可以杀灭部分病原微生物；经过臭氧接触池处理后经管道输送至氯接触池，进入氯接触池的再生水从管道中加入次氯酸钠药液，在氯接触池中再进行进一步消毒，达到中水标准；整个运行过程中，PLC控制器自动监测排放废气和排放水中的臭氧和余氯含量，并进行臭氧和次氯酸钠药液的投加量的及时调整，保证再生水处理后的排放符合标准；

4)补充次氯酸钠药液存储罐的药液：当存储罐中的次氯酸钠药液快用完时，进行补充添加。

5)值班收视远程监控中心的服务器：当发生故障报警时及时处理。

采用本发明的处理工艺，可以充分利用臭氧氧化去除毒害有机物，降低再生水中有机物带来的风险，同时又可以有效的杀灭部分病原微生物。后续氯消毒能够很好地控制病原微生物，残留余氯也可以抑制后续过程微生物的繁殖。

因此，本发明具有结构完善、工艺流程简单、处理质量好、效率高、投资省、占地小；能实现自动化控制，运行成本。在城市污水再生利用安全保障上有重要的应用前景。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行说明：实施例：参见附图，一种城市污水再生利用病原微生物控制装置，设有臭氧氧化系统、次氯酸钠消毒系统；所述臭氧氧化系统设有进水泵3、气体净化器1、臭氧发生器2、臭氧接触池5；再生水通过进水泵和管道进入臭氧接触池；空气经过气体净化器和氧气进入臭氧发生器，臭氧发生器产生的臭氧，通过管道与所述臭氧接触池底部设置的曝气板连通，臭氧经曝气板与池中再生水逆向流动，池中溢出的臭氧尾气经过收集管路收集和检测后排放；

所述次氯酸钠消毒系统设有依序由管路连通的次氯酸钠药液存储罐8、投加泵7、氯接触池10；次氯酸钠药液存储罐通过管路和投加泵与臭氧接触池和氯接触池之间的再生水管路连通，进行次氯酸钠药液的管道投加，在氯接触池中设有搅拌器，注入次氯酸钠药液的再生水在氯接触池中充分接触消毒，然后通过排水管排放。

所述控制系统设有PLC控制器9，所述进水泵设有电磁开关阀，进水泵与臭氧接触池之间的管道上设有水流量计4；在臭氧发生器和臭氧接触池之间的管道上设有气体流量计13；在臭氧接触池的臭氧尾气收集管路上设有臭氧浓度计6；在所述投加泵与次氯酸钠投放管道上设有液体流量计12；在氯接触池的排水管上设有检测再生水中次氯酸钠浓度的余氯浓度计11；所述PLC控制器与所述进水泵的电磁开关阀进行开关控制连接，PLC控制器与所述水流量计、气体流量计、液体流量计进行流量信息获取和流量控制连接；还与所述臭氧浓度计、余氯浓度计进行浓度信息获取连接，其结构是：当获取的臭氧浓度和余氯浓度超过设定正常值时，则通过气体流量计对臭氧投加量进行调节；通过液体流量计对次氯酸钠药液的投加量进行调节；并且根据运行过程的需要通过水流量计对再生水的流量进行调节，整个运行过程实现自动控制。

所述臭氧接触池有效水深5m，池中水停留时间15min，臭氧投加量为10mg/L；所述氯接触池有效水深6m，池中水停留时间20min，次氯酸钠投加量为3mg/L。

所述控制器还设有无线远程信号发送模块和报警模块，其结构是：将本控制装置的运行信号适时远程无线传送至监控中心服务器上，实现远程适时监控，并且，当运行不正常时发送报警信号。

上述的利用城市污水再生利用病原微生物控制装置的运行方法，包括以下步骤：

1)开启PLC控制器，设定PLC控制器的设定值：设定PLC控制器的水流量计、水流量计、气体流量计、液体流量计、臭氧浓度计、余氯浓度计的正常控制值，其中进水泵的流量设置要保证再生水在臭氧接触池中的停留时间，臭氧浓度计的允许值为符合国家的废气排放标准值；余氯浓度计的允许值为符合国家的中水标准值；

2)配制并填装次氯酸钠药液到存储罐：次氯酸钠有效率含量10％；

3)开启进水泵，待臭氧接触池中再生水注满后，开启预处理器和氧气源开关、臭氧发生器和次氯酸钠药液投加泵：臭氧接触池中的再生水，与臭氧发生混合反应，臭氧对再生水中毒害微量有机物：雌激素类、抗生素类进行氧化降解，同时对溶解态难以生物降解的致色有机物进行臭氧氧化脱色降解，提高水中有机物的去除，同时进一步改善出水色度；在臭氧氧化过程中可以杀灭部分病原微生物；经过臭氧接触池处理后经管道输送至氯接触池，进入氯接触池的再生水从管道中加入次氯酸钠药液，在氯接触池中再进行进一步消毒，达到中水标准；整个运行过程中，PLC控制器自动监测排放废气和排放水中的臭氧和余氯含量，并进行臭氧和次氯酸钠药液的投加量的及时调整，保证再生水处理后的排放符合标准；

4)补充次氯酸钠药液存储罐的药液：当存储罐中的次氯酸钠药液快用完时，进行补充添加。

5)值班收视远程监控中心的服务器：当发生故障报警时及时处理。本实施例运行1个月，未发生一次报警。

本实施例中取用国内某再生水厂进水处理，经本实施例的工艺处理前后的指标对比：

检测结果表明，经过本发明的装置后，达到以下效果：微量毒害有机物去除率达50％以上。色度<15度，该装置的出水大肠杆菌稳定达到<3个/L。该工艺简单，投资运行费用少，节约物耗，环境影响小，控制灵活，操作简便，自动化程度高，大大提高了污水再生深度处理设备的病原微生物处理和去除效果。

Claims (6)

1.一种城市污水再生利用病原微生物控制装置，其特征是：设有臭氧氧化系统、次氯酸钠消毒系统；所述臭氧氧化系统设有进水泵(3)、预处理器(1)、臭氧发生器(2)、臭氧接触池(5)；再生水通过进水泵和管道进入臭氧接触池；空气经过气体净化器和氧气进入臭氧发生器，臭氧发生器产生的臭氧，通过管道与所述臭氧接触池底部设置的曝气板连通，臭氧经曝气板与池中再生水逆向流动，池中溢出的臭氧尾气经过收集管路收集和检测后排放；

所述次氯酸钠消毒系统设有依序由管路连通的次氯酸钠药液存储罐(8)、投加泵(7)、氯接触池(10)；次氯酸钠药液存储罐通过管路和投加泵与臭氧接触池和氯接触池之间的再生水管路连通，进行次氯酸钠药液的管道投加，在氯接触池中设有搅拌器，注入次氯酸钠药液的再生水在氯接触池中充分接触消毒，然后通过排水管排放。

2.根据权利要求1所述的城市污水再生利用病原微生物控制装置，其特征是：所述控制系统设有PLC控制器(9)，所述进水泵设有电磁开关阀，进水泵与臭氧接触池之间的管道上设有水流量计(4)；在臭氧发生器和臭氧接触池之间的管道上设有气体流量计(13)；在臭氧接触池的臭氧尾气收集管路上设有臭氧浓度计(6)；在所述投加泵与次氯酸钠投放管道上设有液体流量计(12)；在氯接触池的排水管上设有检测再生水中次氯酸钠浓度的余氯浓度计(11)；所述PLC控制器与所述进水泵的电磁开关阀进行开关控制连接，PLC控制器与所述水流量计、气体流量计、液体流量计进行流量信息获取和流量控制连接；还与所述臭氧浓度计、余氯浓度计进行浓度信息获取连接，其结构是：当获取的臭氧浓度和余氯浓度超过设定正常值时，则通过气体流量计对臭氧投加量进行调节；通过液体流量计对次氯酸钠药液的投加量进行调节；并且根据运行过程的需要通过水流量计对再生水的流量进行调节，整个运行过程实现自动控制。

3.根据权利要求1所述的城市污水再生利用病原微生物控制装置，其特征是：所述臭氧接触池有效水深3-6m，池中水停留时间10-15min，臭氧投加量为1-15mg/L，优选为3-8mg/L。

4.根据权利要求1所述的城市污水再生利用病原微生物控制装置，其特征是：所述氯接触池有效水深4－7m，池中水停留时间10－20min，次氯酸钠投加量为1-5mg/L，优选为2-3mg/L。

5.根据权利要求1所述的城市污水再生利用病原微生物控制装置，其特征是：所述控制器还设有无线远程信号发送模块和报警模块，其结构是：将本控制装置的运行信号适时远程无线传送至监控中心服务器上，实现远程适时监控，并且，当运行不正常时发送报警信号。

6.根据权利要求2－5中之一所述的利用城市污水再生利用病原微生物控制装置的运行方法，其特征包括以下步骤：

1)开启PLC控制器，设定PLC控制器的设定值：设定PLC控制器的水流量计、水流量计、气体流量计、液体流量计、臭氧浓度计、余氯浓度计的正常控制值，其中进水泵的流量设置要保证再生水在臭氧接触池中的停留时间，臭氧浓度计的允许值为符合国家的废气排放标准值；余氯浓度计的允许值为符合国家的中水标准值；

2)配制并填装次氯酸钠药液到存储罐：次氯酸钠有效率含量不低于10％；

3)开启进水泵，待臭氧接触池中再生水注满后，开启预处理器或氧气源开关、臭氧发生器和次氯酸钠药液投加泵：臭氧接触池中的再生水，与臭氧发生混合反应，臭氧对再生水中毒害微量有机物：雌激素类、抗生素类进行氧化降解，同时对溶解态难以生物降解的致色有机物进行臭氧氧化脱色降解，提高水中有机物的去除，同时进一步改善出水色度；在臭氧氧化过程中可以杀灭部分病原微生物；经过臭氧接触池处理后经管道输送至氯接触池，进入氯接触池的再生水从管道中加入次氯酸钠药液，在氯接触池中再进行进一步消毒，达到中水标准；整个运行过程中，PLC控制器自动监测排放废气和排放水中的臭氧和余氯含量，并进行臭氧和次氯酸钠药液的投加量的及时调整，保证再生水处理后的排放符合标准；

4)补充次氯酸钠药液存储罐的药液：当存储罐中的次氯酸钠药液快用完时，进行补充添加。

5)值班收视远程监控中心的服务器：当发生故障报警时及时处理。