CN202671347U - 一种针对微污染原水的组合处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种针对微污染原水的组合强化装置，包括依次连接的预臭氧接触池、絮凝沉淀池、炭砂滤池、膜处理系统、清水池、泵房和配水管网。在絮凝沉淀池和炭砂滤池之间还可增设中臭氧接触池。本实用新型的优点在于微污染原水经处理后出厂水不但能确保达到生活饮用水卫生标准，更在某些指标上达到更高要求，消除微生物超标风险，有效去除腐殖酸以及两虫。此外，本实用新型比传统常规处理结合深度处理工艺节省了砂滤池及消毒接触池这两个独立构筑物的占地，是场地紧凑的现有水厂实施水质升级改造建设可以得以实施。

Description

一种针对微污染原水的组合处理装置

技术领域

本实用新型为给水工程中涉及的一种水处理组合强化装置，具体地说是一种针对微污染原水的组合处理装置。 

背景技术

随着国家建设部发布的《城市供水水质标准》的施行，以及国家《生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)》的实施，我国大部分水源受到污染的常规工艺水厂均面临净水工艺升级改造的任务。 

随着新的行业标准和国家标准的相继实施，我国经济较为发达而水源普遍污染较重的长三角和珠三角地区近年来对水厂净水工艺逐步实施升级改造，其中浙江省的起步较早。根据《浙江省城市供水现代化水厂评价标准》中所规定的现代化水厂出厂水优质标准，其中要求水厂出水的浊度＜0.1NTU，CODMn＜2.0mg/l。 

杭州水业集团有限公司自上世纪末开始对杭州主城区水厂进行了旨在提升水质的净水工艺改造，其中常规水处理工艺基础增设了预臭氧和后臭氧生物活性炭工艺的南星水厂工程已建成运行，出水水质基本满足了上述各项新标准要求，但受建设场地条件的限制，改造后的水厂清水库的库容非常有限，难以满足水厂运行调度要求。此外，出水浊度与浙江省现代化水厂出水标准尚有差距。 

目前，预臭氧加臭氧活性炭工艺较普遍被各水务公司作为水厂升级改造的主要选择，但大多数水厂的建设场地非常紧张，如何解决建设场地与水质指标的矛盾，逐渐成为制约各水厂实施升级改造的主要难题。此外，如何进一步降低出水浊度满足行业水质标准，以及消除出厂水微生物超标风险，也成为水质提升中需要解决的问题。 

为了达到日益严格的饮用水水质标准和节约水厂建设用地，随着膜新材料技术的发展、膜处理工艺的日趋成熟以及膜材料价格的快速下降，使工程投资成本逐年下降。因此针对不同的条件和膜净水技术的日益成熟，如何避免和消除上述水厂净水工艺升级改造后所产生的新的矛盾和问题，进一步探索研究以膜处理为核心的净水工艺技术，已是我国供水行业目前所面临的一项重要课题，也是我国进入新世纪后国家可持续发展和经济建设的需要。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种针对微污染原水的组合强化工艺，适合于有机物偏高，包括可能的铁、锰、氨氮超标的微污染原水的处理。 

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种针对微污染原水的组合强化装置，包括依次连接的预臭氧接触池、絮凝沉淀池、中臭氧接触池、生物炭砂滤池、膜处理系统、清水池、泵房和配水管网。生物炭砂滤池包括池体，池体内设置上下两层滤料层，其中上层为颗粒活性炭层，下层为粗砂滤料层。 

本实用新型为一种微污染原水组合深度处理工艺，针对微污染原水经常规处理后浊度和有机物含量仍超标的情况，通过把预臭氧、絮凝沉淀、中臭氧、炭砂过滤与膜技术相集成的处理流程，确保处理后水质满足《生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)》，更在某些指标上达到更高要求，包括Fe＜0.05mg/L，Mn＜0.05mg/L，COD_Mn＜2.0mg/L，浊度＜0.1NTU，消除微生物超标风险，有效去除腐殖酸以及两虫。 

附图说明

图1为本实用新型处理装置的结构示意图。 

图2为生物炭砂滤池的结构示意图。 

具体实施方式

如图所示，一种针对微污染原水的组合强化装置，包括依次连接的预臭氧接触池1、絮凝沉淀池2、生物炭砂滤池4、膜处理系统5、清水池6、泵房7和配水管网8。根据本实用新型的优选实施例，在絮凝沉淀池2和炭砂滤池4之间增设中臭氧接触池3。其中预臭氧接触池1和中臭氧接触池3设置有臭氧投加口，絮凝沉淀池的输入端设置有混凝剂投加口，清水池输入端设置有氯气投加口。 

强化预加臭氧主要是为了结合后续设置生物炭砂滤池的工艺需要，并替代先常规处理工艺普遍采用的预加氯的助凝作用，避免加氯引起的卤代物超标现象和对生物炭砂滤池的生物作用不利影响。并对锰进行有效氧化，为提高沉淀除锰效率创造条件。同时还可以提高水的溶解氧，为炭砂滤池去除部分氨氮和有机物创造条件。 

絮凝沉淀是为了满足对浊度的有效去除，通过投加混凝剂可以使原水中细小的颗粒形成较大的絮体，从而实现大颗粒物质的去除。 

中臭氧接触主要是为了氧化分解水中各种有机无机污染物质使部分难以降解的物质结构发生变化，并使水的可生化性得到提高，有利于后续的生物过程。并利用臭氧对氨氮和亚硝酸盐氮的氧化能力，进一步降低水的色度和嗅味。臭氧和活性炭结合在一起大大地提高了活性炭工艺的处理效率，延长了活性炭的工作周期， 

生物炭砂滤池主要是为了进一步去除浊度和引起水中口感的微量有机物、色度、以及对人体长期健康安全带来影响的有害物质，如农药、藻毒素和环境激素等；降低水中的可同化有机 碳含量，提高出厂水的生物稳定性；防止水中有机物污染后继的膜组件；同时还可使活性炭滤料内脱落的生物膜和碎炭被砂再次截留，为下一道膜处理工序增加了一道保护屏障。

生物炭砂滤池设计滤速7.5～10m/h，炭床吸附停留时间6～20分钟。生物炭砂滤池设有上下两层滤料，其中上层滤料10采用颗粒活性炭，采用8×30目，堆积密度0.35～0.55g/cm³，有效粒径D＝0.90mm，不均匀系数≤2.0(D₈₀/D₁₀)，滤料厚度根据空床接触时间和过滤面积来确定，根据本发明的优选实施例，活性炭滤料的厚度为1～1.5m；下层滤料11采用粗砂滤料，其厚度为0.40～0.60m，有效粒径0.5mm，不均匀系数≤1.6(D₈₀/D₁₀)，采用长柄滤头方式配水，期终水头损失为2.5m。并用单独气冲加单独水冲方式进行反冲洗：气冲强度55m³/m².h，水冲强度25m³/m².h。反冲周期约1～2天。通过采用中阻力配水、气水分别冲洗以及通过合理选择两种滤料粒径来控制冲洗时的膨胀度相近和冲洗速度梯度满足要求等手段，有效解决了滤料混层和上层轻质滤料流失较严重的问题。图2为生物炭砂滤池一实施例的布置图。图中12为反冲洗系统，该系统为现有技术，在此不再赘述。 

膜处理主要是为了更有效地去除水中浊度和微粒物质，同时通过膜对细菌、腐殖酸、孢囊和藻类的有效去除，而大大减轻后继的消毒难度，从而可以不设置专门的消毒接触措施和降低消毒剂投量。 

具体工艺流程为，先采用预臭氧接触池1进行预处理、絮凝平流沉淀池2进行沉淀，出水进入中臭氧接触池3氧化后进入炭砂滤池4，出水再进入膜处理系统5进行膜滤，膜组件出水通过清水池6调蓄后由二级泵房7送入配水管网8。 

在原水水质较好时，可对中臭氧接触池3，或膜组件单元4进行超越。 

本实用新型中应在絮凝沉淀池前设有混凝剂投加口，预臭氧接触池和中臭氧接触池分别设置有臭氧投加口，在清水池前氯气(Cl₂)投加口。 

本实用新型已经过结合水厂常规处理系统的应用性研究。试验结果显示，系统对有机物的去除率为51.7％，处理后水COD_Mn＜2.0mg/L，处理后平均浊度为0.02NTU，均＜0.1NTU；对氨氮的去除率为45％～90％，出水中锰含量小于0.05mg/L，铁基本全部去除。 

本实用新型的特点描述： 

1、国内外普遍采用的常规水处理结合深度处理水处理工艺中均将砂滤池与活性炭滤池分别设置，分别承担去除浊度及去除有机物的功能，本实用新型在组合处理工艺中将二者合二为一，设置为炭砂双层滤料滤池，具体为在活性炭滤池的炭层下增设了0.5m的砂滤料，使滤池兼有去除浊度和有机物的功能。同时，运用传统活性炭滤池滤头的中阻力配水方式，采用 气水分别冲洗，以配合选择两种滤料粒径，有效控制传统双层滤料滤池的滤料混层现象。通过对这些传统形式的改进措施，确保炭砂滤池的运行状态的优化，实现功能合二为一。

2、水处理工艺中膜处理单元一股采用微滤超滤膜以去除细菌、藻类、孢囊(包括隐孢子虫和甲第鞭毛虫)、浊度和腐殖酸，但膜处理对有机物几乎没有去除作用。 

传统水处理工艺砂滤池后出厂水浊度最低一股为0.2～0.3NTU左右，无法进一步降低。此外，在传统的常规处理工艺结合深度处理工艺中，活性炭滤池出水微生物总量将会增加，必须设置专门的消毒接触池，以确保加氯消毒的有效灭活，若消毒不当，有出水微生物超标风险存在的可能。而单纯的膜处理工艺无法满足对有机物的去除作用。 

因此，本组合常规结合深度处理工艺将膜处理单元结合于炭砂滤池后，充分发挥前道处理工艺对浊度、有机物、氨氮和铁锰等的有效去除作用，并在后部膜处理单元进一步降低浊度，完全消除微生物超标的风险，是出厂水浊度＜0.1NTU的保证率达到100％。 

3、本实用新型优化组合处理工艺在达到对微污染原水的有效处理前提下，比传统的常规处理结合深度处理工艺减少了砂滤池及消毒接触池，大大节省工程投资与占地。 

4、组合工艺中首次提出在沉后炭砂滤池前设置中臭氧接触池，有别于一股传统深度处理在砂滤池后设置的后臭氧。 

5、不需设置中间提升泵房，有别于传统工艺砂滤池后需设中间提升泵房，将水提升至活性炭滤池。 

本实用新型中所述的预臭氧接触池、絮凝沉淀池、中臭氧接触池、膜处理系统、清水池、泵房和配水管网均为现有技术，在此不再赘述。 

Claims (3)

1.一种针对微污染原水的组合强化装置，其特征在于该装置包括依次连接的预臭氧接触池、絮凝沉淀池、中臭氧接触池、生物炭砂滤池、膜处理系统、清水池、泵房和配水管网。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于预臭氧接触池和中臭氧接触池设置有臭氧投加口和，絮凝沉淀池的输入端设置有混凝剂投加口，清水池输入端设置有氯气投加口。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于生物炭砂滤池包括池体，池体内设置上下两层滤料层，其中上层为颗粒活性炭层，下层为粗砂滤料层。