CN109502836B - 一种自来水中有机物和藻类以及氨氮超标的治理方法 - Google Patents

一种自来水中有机物和藻类以及氨氮超标的治理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及自来水治理领域，具体关于一种自来水中有机物和藻类以及氨氮超标的治理方法；本发明方法公开的一种自来水中有机物和藻类以及氨氮超标的治理方法，本技术方案采用的工艺流程为臭氧氧化、精密砂滤、精密过滤器、改性活化沸石反应器吸附交换。本方案采用臭氧消毒，不但可改善水质，且较少产生附加的化学物质污染；采用一种改性活化沸石，能很好地去除水中氨氮的同时，还能被有效地重复再生利用，效率高，资源利用率高。本方案具有技术先进、成熟；系统运行安全、可靠，出水水质稳定等优点。

Description

一种自来水中有机物和藻类以及氨氮超标的治理方法
技术领域
本发明涉及自来水治理领域，具体关于一种自来水中有机物和藻类以及氨氮超标的治理方法。
背景技术
水资源是人体必需的营养物质，如果饮用水源中存在的某些物质超标，将会引起人们罹患多种疾病，严重威胁到人体健康。自来水的污染治理一直为人们所关注。
CN106007053A一种自来水污染应急处理方法，具体应用于市政自来水厂及家用饮用水等突发应急处理领域。对抗生素去除率99%以上、重金属去除率99.5%以上、芳香族化合物去除率90%以上。能快速有效的保障了居民的用水安全。
CN206543463U公开了一种监测自来水污染程度的过滤器，包括罐体、罐盖、LED显示器、TDS探头、内套、过滤网、PP棉、活性碳、无纺布过滤网、进水管和出水管，内套内部中间位置通过设置过滤网将内套分隔成上下两部分，PP棉设置在内套的上部分内部，活性碳设置在内套的下部分内部，内套的上端进水口与下端的出水口处均设有过滤网，内套设置在罐体内部，罐盖盖装在罐体上，进水管一端穿过罐盖与内套的进水口连接；无纺布过滤网套装在内套外侧的罐体中，出水管设置在罐体中下部，且与罐体内部连通，进水管和出水管内壁上均设置有TDS探头，罐体表面设置有LED显示器，LED显示器内部设置有控制主板，控制主板将来自TDS探头关于水质的检测信号处理后，并在LED显示器上进行显示。
CN106529738A公开了一种地下水污染场地修复技术优化方法：(1)对污染场地进行污染特征分析与地下水脆弱性分析，将分析得到的污染特征分布结果与地下水脆弱性分布结果进行叠加分析，得到地下水污染场地的风险等级划分；(2)采用多准则决策模型中的层次分析模块构建地下水污染修复技术筛选指标体系；(3)采用多准则决策分析模型中改进的消去和选择转换法，对地下水污染修复技术进行比选，提出修复技术优选顺序、确定最佳修复方案。该发明的方法能够建立经济合理、技术可行的地下水污染场地修复工程技术优化方法，为科学开展地下水污染场地修复工作提供可靠的科学依据。
在城市供水系统中，消毒是最基本的水处理工艺，它是保证用户安全用水必不可少的措施之一。氯气消毒是用于废水消毒的常用方法，具有脱氮率高、设备投资少、反应迅速完全，并有消毒作用。但液氯安全使用和贮存要求高，副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染。除此之外，氯消毒还会产生三致物质，并且不能有效杀灭隐孢子虫及其孢囊。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种自来水中有机物和藻类以及氨氮超标的治理方法。
一种自来水中有机物和藻类以及氨氮超标的治理方法按照以下方法处理：
首先将不合格的自来水输送至臭氧催化氧化反应池，在池内进行臭氧催化氧化，所述的臭氧剂量为0.5-5mg/L；臭氧去除有机物的同时实现消毒杀灭废水中的藻类物质的作用；经消毒后的水自流入臭氧稳定池，在稳定池中稳定消毒60-120min；然后将自来水以流量10-500m3/h的流速泵入精密过滤器中滤除水中的藻类生物残体，以免堵塞后续的改性活化沸石反应设备；所述的精密过滤器过滤精度为0.5-1.5μm；经过滤后的水自流入集水池，然后泵入改性活化沸石反应器中，所述的改性活化沸石反应器中改性活化沸石的粒径为0.5-5mm，其理论交换容量为200-300mg/100g；改性活化沸石吸附作用除去水中含有低浓度的氨氮物质，改性活化沸石滤料定时清洗制备；经过改性活化沸石反应器处理后出水即可输送回至清水池，完成不合格自来水的治理。
所述的不合格自来水中的有机物为氯乙烯类物质。
所述的精密过滤器包括精密砂滤器和精密袋式压力过滤装置。
所述的改性活化沸石按照以下方案进行制备：
按照质量份数，将10-20份的沸石加入到反应釜中，加入200-250份的0.1-0.8mol/L氢氧化钠溶液，控温60-70℃后搅拌30-60min，然后加入20-40份的乙醇和0.5-1.8份的氯化锂，搅拌均匀后，超声处理20-30min；完成以上处理之后将物料放入水热反应釜中，于105-125℃反应120-180min；完成反应后过滤、洗涤至中性，然后置于烘箱中140-180℃的烘箱中干燥5-10h，即可得到所述的改性活化沸石。
所述的改性活化沸石制备按照以下方案进行：
按照质量份数，将10-20份的沸石加入到反应釜中，加入200-250份的0.1-0.8mol/L氢氧化钠溶液，控温60-70℃后搅拌30-60min，然后加入20-40份的乙醇和0.5-1.8份的三甲基硅醇锂，搅拌均匀后，超声处理20-30min；加入0.01-1份的8-羟基喹啉铝, 搅拌均匀后，超声处理20-30min；完成以上处理之后将物料放入水热反应釜中，加入0.01-1份的二(1-苯基-1,3-丁二酮)氧代钒, 0.01-0.6份三[N,N-双(三甲基硅烷)胺]铯,于105-125℃反应120-180min；完成反应后过滤、洗涤至中性，然后置于烘箱中140-180℃的烘箱中干燥5-10h，即可得到所述的改性活化沸石。
本发明方法公开的一种自来水中有机物和藻类以及氨氮超标的治理方法，本技术方案采用的工艺流程为臭氧氧化、精密砂滤、精密过滤器、改性活化沸石反应器吸附交换。本方案采用臭氧消毒，不但可改善水质，且较少产生附加的化学物质污染；采用一种改性活化沸石，能很好地去除水中氨氮的同时，还能被有效地重复制备利用，效率高，资源利用率高。本方案具有技术先进、成熟；系统运行安全、可靠，出水水质稳定等优点。
附图说明
图1：工艺流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对该发明作进一步说明：
实施例1
一种自来水中有机物和藻类以及氨氮超标的治理方法按照以下方法处理：
首先将不合格的自来水输送至臭氧催化氧化反应池，在池内进行臭氧催化氧化，所述的臭氧剂量为2.5mg/L；臭氧去除有机物的同时实现消毒杀灭废水中的藻类物质的作用；经消毒后的水自流入臭氧稳定池，在稳定池中稳定消毒900min；然后将自来水以流量200m3/h的流速泵入精密过滤器中滤除水中的藻类生物残体，以免堵塞后续的改性活化沸石反应设备；所述的精密过滤器过滤精度为1μm；经过滤后的水自流入集水池，然后泵入改性活化沸石反应器中，所述的改性活化沸石反应器中改性活化沸石的粒径为2.5mm，其理论交换容量为240mg/100g；改性活化沸石吸附作用除去水中含有低浓度的氨氮物质，改性活化沸石滤料定时清洗制备；经过改性活化沸石反应器处理后出水即可输送回至清水池，完成不合格自来水的治理。
所述的不合格自来水中的有机物为氯乙烯类物质。
所述的精密过滤器包括精密砂滤器和精密袋式压力过滤装置。
所述的改性活化沸石按照以下方案进行制备：
按照质量份数，将15份的沸石加入到反应釜中，加入220份的0.3mol/L氢氧化钠溶液，控温65℃后搅拌37min，然后加入26份的乙醇和0.9份的三甲基硅醇锂，搅拌均匀后，超声处理26min；加入0.08份的8-羟基喹啉铝, 搅拌均匀后，超声处理25min；完成以上处理之后将物料放入水热反应釜中，加入0.1份的二(1-苯基-1,3-丁二酮)氧代钒, 0.04份三[N,N-双(三甲基硅烷)胺]铯,于110℃反应155min；完成反应后过滤、洗涤至中性，然后置于烘箱中153℃的烘箱中干燥6h，即可得到所述的改性活化沸石。
所述的改性活化沸石制备按照以下方案进行：
当吸附速率下降到需要对沸石进行制备时，停止使用沸石离子交换器，排空交换器内的自来水，然后控制滤料温度在35℃，以13%的氯化钠溶液作为制备液，启动运行制备液反冲泵，后由调节曝气阀和反冲阀进入沸石吸附塔进行曝气反冲，曝气反冲条件为：曝气反冲40min，制备液流速70L/min，完成曝气反冲后将阀门关闭，保持制备液浸泡5h；然后排干制备液，清水正向和反向各冲洗3min，然后沥干即可完成制备。
实施例2
一种自来水中有机物和藻类以及氨氮超标的治理方法按照以下方法处理：
首先将不合格的自来水输送至臭氧催化氧化反应池，在池内进行臭氧催化氧化，所述的臭氧剂量为0.5mg/L；臭氧去除有机物的同时实现消毒杀灭废水中的藻类物质的作用；经消毒后的水自流入臭氧稳定池，在稳定池中稳定消毒60min；然后将自来水以流量10m3/h的流速泵入精密过滤器中滤除水中的藻类生物残体，以免堵塞后续的改性活化沸石反应设备；所述的精密过滤器过滤精度为0.5μm；经过滤后的水自流入集水池，然后泵入改性活化沸石反应器中，所述的改性活化沸石反应器中改性活化沸石的粒径为0.5mm，其理论交换容量为200mg/100g；改性活化沸石吸附作用除去水中含有低浓度的氨氮物质，改性活化沸石滤料定时清洗制备；经过改性活化沸石反应器处理后出水即可输送回至清水池，完成不合格自来水的治理。
所述的不合格自来水中的有机物为氯乙烯类物质。
所述的精密过滤器包括精密砂滤器和精密袋式压力过滤装置。
所述的改性活化沸石按照以下方案进行制备：
按照质量份数，将10份的沸石加入到反应釜中，加入200份的0.1mol/L氢氧化钠溶液，控温60℃后搅拌30min，然后加入20份的乙醇和0.5份的三甲基硅醇锂，搅拌均匀后，超声处理20min；加入0.01份的8-羟基喹啉铝, 搅拌均匀后，超声处理20min；完成以上处理之后将物料放入水热反应釜中，加入0.01份的二(1-苯基-1,3-丁二酮)氧代钒, 0.01份三[N,N-双(三甲基硅烷)胺]铯,于105℃反应120min；完成反应后过滤、洗涤至中性，然后置于烘箱中140℃的烘箱中干燥5h，即可得到所述的改性活化沸石。
所述的改性活化沸石制备按照以下方案进行：
当吸附速率下降到需要对沸石进行制备时，停止使用沸石离子交换器，排空交换器内的自来水，然后控制滤料温度在30℃，以10%的氯化钠溶液作为制备液，启动运行制备液反冲泵，后由调节曝气阀和反冲阀进入沸石吸附塔进行曝气反冲，曝气反冲条件为：曝气反冲20min，制备液流速50L/min，完成曝气反冲后将阀门关闭，保持制备液浸泡3h；然后排干制备液，清水正向和反向各冲洗1min，然后沥干即可完成制备。
实施例3
一种自来水中有机物和藻类以及氨氮超标的治理方法按照以下方法处理：
首先将不合格的自来水输送至臭氧催化氧化反应池，在池内进行臭氧催化氧化，所述的臭氧剂量为5mg/L；臭氧去除有机物的同时实现消毒杀灭废水中的藻类物质的作用；经消毒后的水自流入臭氧稳定池，在稳定池中稳定消毒120min；然后将自来水以流量500m3/h的流速泵入精密过滤器中滤除水中的藻类生物残体，以免堵塞后续的改性活化沸石反应设备；所述的精密过滤器过滤精度为1.5μm；经过滤后的水自流入集水池，然后泵入改性活化沸石反应器中，所述的改性活化沸石反应器中改性活化沸石的粒径为5mm，其理论交换容量为300mg/100g；改性活化沸石吸附作用除去水中含有低浓度的氨氮物质，改性活化沸石滤料定时清洗制备；经过改性活化沸石反应器处理后出水即可输送回至清水池，完成不合格自来水的治理。
所述的不合格自来水中的有机物为氯乙烯类物质。
所述的精密过滤器包括精密砂滤器和精密袋式压力过滤装置。
所述的改性活化沸石按照以下方案进行制备：
按照质量份数，将20份的沸石加入到反应釜中，加入250份的0.8mol/L氢氧化钠溶液，控温70℃后搅拌60min，然后加入40份的乙醇和1.8份的三甲基硅醇锂，搅拌均匀后，超声处理30min；加入1份的8-羟基喹啉铝, 搅拌均匀后，超声处理30min；完成以上处理之后将物料放入水热反应釜中，加入1份的二(1-苯基-1,3-丁二酮)氧代钒, 0.6份三[N,N-双(三甲基硅烷)胺]铯,于125℃反应180min；完成反应后过滤、洗涤至中性，然后置于烘箱中180℃的烘箱中干燥10h，即可得到所述的改性活化沸石。
所述的改性活化沸石制备按照以下方案进行：
当吸附速率下降到需要对沸石进行制备时，停止使用沸石离子交换器，排空交换器内的自来水，然后控制滤料温度在40℃，以15%的氯化钠溶液作为制备液，启动运行制备液反冲泵，后由调节曝气阀和反冲阀进入沸石吸附塔进行曝气反冲，曝气反冲条件为：曝气反冲60min，制备液流速100L/min，完成曝气反冲后将阀门关闭，保持制备液浸泡8h；然后排干制备液，清水正向和反向各冲洗5min，然后沥干即可完成制备。
实施例4
一种自来水中有机物和藻类以及氨氮超标的治理方法按照以下方法处理：
首先将不合格的自来水输送至臭氧催化氧化反应池，在池内进行臭氧催化氧化，所述的臭氧剂量为2.5mg/L；臭氧去除有机物的同时实现消毒杀灭废水中的藻类物质的作用；经消毒后的水自流入臭氧稳定池，在稳定池中稳定消毒900min；然后将自来水以流量200m3/h的流速泵入精密过滤器中滤除水中的藻类生物残体，以免堵塞后续的改性活化沸石反应设备；所述的精密过滤器过滤精度为1μm；经过滤后的水自流入集水池，然后泵入改性活化沸石反应器中，所述的改性活化沸石反应器中改性活化沸石的粒径为2.5mm，其理论交换容量为240mg/100g；改性活化沸石吸附作用除去水中含有低浓度的氨氮物质，改性活化沸石滤料定时清洗制备；经过改性活化沸石反应器处理后出水即可输送回至清水池，完成不合格自来水的治理。
所述的不合格自来水中的有机物为氯乙烯类物质。
所述的精密过滤器包括精密砂滤器和精密袋式压力过滤装置。
所述的改性活化沸石按照以下方案进行制备：
按照质量份数，将15份的沸石加入到反应釜中，加入220份的0.5mol/L氢氧化钠溶液，控温65℃后搅拌37min，然后加入27份的乙醇和0.9份的三甲基硅醇锂，搅拌均匀后，超声处理26min；加入0.05份的8-羟基喹啉铝, 搅拌均匀后，超声处理27min；完成以上处理之后将物料放入水热反应釜中，加入0.1份的二(1-苯基-1,3-丁二酮)氧代钒, 0.4份三[N,N-双(三甲基硅烷)胺]铯,于110℃反应150min；完成反应后过滤、洗涤至中性，然后置于烘箱中155℃的烘箱中干燥6h，即可得到所述的改性活化沸石。
所述的改性活化沸石制备按照以下方案进行：
当吸附速率下降到需要对沸石进行制备时，停止使用沸石离子交换器，排空交换器内的自来水，然后控制滤料温度在40℃，以15%的氯化钠溶液作为制备液，启动运行制备液反冲泵，后由调节曝气阀和反冲阀进入沸石吸附塔进行曝气反冲，曝气反冲条件为：曝气反冲60min，制备液流速100L/min，完成曝气反冲后将阀门关闭，保持制备液浸泡8h；然后排干制备液，清水正向和反向各冲洗5min，然后沥干即可完成制备。
对比例1
本对比例在实施时按照实施例1的条件进行，不同点在于不加二(1-苯基-1,3-丁二酮)氧代钒。
对比例2
本对比例在实施时按照实施例1的条件进行，不同点在于不加三甲基硅醇锂。
对比例3
本对比例在实施时按照实施例1的条件进行，不同点在于不加8-羟基喹啉铝。
对比例4
本对比例在实施时按照实施例1的条件进行，不同点在于不加活化沸石。
对比例5
本对比例在实施时按照实施例1的条件进行，不同点在于不加三[N,N-双(三甲基硅烷)胺]铯
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5
氨氮去除率（%） 93.4 90.7 99.7 93.8 81.2 83.4 87.4 74.3 88.2
大肠菌去除率（MPa） 97.6 96.9 99.4 93.8 91.4 90.7 92.8 87.7 93.6
本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种自来水中有机物和藻类以及氨氮超标的治理方法，按照以下方法处理：
首先将不合格的自来水输送至臭氧催化氧化反应池，在池内进行臭氧催化氧化，所述的臭氧剂量为0.5-5mg/L；臭氧去除有机物的同时实现消毒杀灭废水中的藻类物质的作用；经消毒后的水自流入臭氧稳定池，在稳定池中稳定消毒60-120min；然后将自来水以流量10-500m3/h的流速泵入精密过滤器中滤除水中的藻类生物残体，以免堵塞后续的改性活化沸石反应设备；所述的精密过滤器过滤精度为0.5-1.5μm；经过滤后的水自流入集水池，然后泵入改性活化沸石反应器中，所述的改性活化沸石反应器中改性活化沸石的粒径为0.5-5mm，其理论交换容量为200-300mg/100g；改性活化沸石吸附作用除去水中含有低浓度的氨氮物质，改性活化沸石滤料定时清洗再生；经过改性活化沸石反应器处理后出水即可输送回至清水池，完成不合格自来水的治理；
所述的改性活化沸石制备按照以下方案进行：
按照质量份数，将10-20份的沸石加入到反应釜中，加入200-250份的0.1-0.8mol/L氢氧化钠溶液，控温60-70℃后搅拌30-60min，然后加入20-40份的乙醇和0.5-1.8份的三甲基硅醇锂，搅拌均匀后，超声处理20-30min；加入0.01-1份的8-羟基喹啉铝, 搅拌均匀后，超声处理20-30min；完成以上处理之后将物料放入水热反应釜中，加入0.01-1份的二(1-苯基-1,3-丁二酮)氧代钒, 0.01-0.6份三[N,N-双(三甲基硅烷)胺]铯,于105-125℃反应120-180min；完成反应后过滤、洗涤至中性，然后置于140-180℃的烘箱中干燥5-10h，即可得到所述的改性活化沸石。
2.根据权利要求1所述的一种自来水中有机物和藻类以及氨氮超标的治理方法，其特征在于：所述的不合格自来水中的有机物为氯乙烯类物质。
3.根据权利要求1所述的一种自来水中有机物和藻类以及氨氮超标的治理方法，其特征在于：所述的精密过滤器包括精密砂滤器和精密袋式压力过滤装置。
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