CN219217782U - 一种用于去除水中2-mib的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水处理技术领域，具体公开了一种用于去除水中2‑MIB的系统，其基于常规处理工艺，无新构筑物和运行成本增加，维护及管理简单，出产水的2‑MIB达标，有机污染、氨氮污染物去除能力好。该用于去除水中2‑MIB的系统包括由管道顺序连通的原水池、混合池、絮凝反应池、沉淀池、砂滤池、清水池、向原水池与混合池间通入高锰酸钾的预氧化加药设备、向砂滤池输入端与清水池输出端间投加消毒剂的多点消毒投加设备、与沉淀池连通的混凝剂加药设备和排泥设备。

Description

一种用于去除水中2-MIB的系统

技术领域

本实用新型涉及水处理技术领域，特别是涉及一种在自来水厂中用于去除水中2-MIB的系统。

背景技术

饮用水中有无异味是用户直观评判水质好坏的重要依据，嗅味物质土臭素(GSM)和二甲基异莰醇(2-MIB)主要为放线菌和蓝藻菌的代谢和生物降解产物，是国标《生活饮用水用水卫生标准》(GB5749-2022)的重要饮用水指标，二者的限值均规定为10ng/L。目前，我国自来水厂普遍采用的常规处理工艺(混凝→沉淀→过滤→消毒)对嗅味物质的去除效果有限。

针对嗅味物质超标的问题，目前包括臭氧活性炭工艺、膜处理技术以及活性炭吸附法等深度处理工艺。其中，臭氧活性炭工艺是应用最广泛的深度处理工艺，从运行效果来看，该工艺在感官指标、有机物去除等方面比常规工艺有显著的改善和提高，但从长期运行效果来看，该工艺在去除嗅味物质方面效果并不是十分理想，而且该工艺存在生物泄漏问题(包括颗粒物、老化生物膜和无脊椎动物等)，会对供水生物安全造成潜在威胁。同时，该工艺还存在工艺流程过长、占地面积大、投资高以及运维管理繁琐等问题，由于当前的大部分常规工艺水厂及老旧水厂一般处于城区内，不具备向外扩建的条件，而厂区内空间也已经充分利用，故加长净水处理工艺流程基本不可行。

膜处理技术是通过改变膜的孔径尺寸，将水体中微生物、颗粒物甚至是溶解盐分离出去的方法，其基本不需要化学药剂，产水水质稳定，受进水波动影响小。但是，在膜过滤过程中，水中的杂质吸附在膜内部，减少有效的膜孔径数量或孔径，使膜产生透水通量减少，水通量下降和分离特性降低的不可逆变化现象，即膜污染，对处理效果影响较大。而且，膜处理技术需与高级氧化、活性炭吸附等工艺结合才能取得满意的效果，这必然会增加膜处理工艺的投资和运行成本。

活性炭吸附法是水处理中嗅味去除较为有效的方法之一。由于活性炭具有比表面积大和孔隙分布发达等特点，它能够有效吸附由天然有机物、藻类、放线菌及动植物腐烂造成的嗅味。但原水中的小分子天然有机物会占据活性炭孔隙，大分子的天然有机物会则吸附在炭的表面，堵塞吸附通道，影响嗅味物质的吸附效率。同时，经大量实践应用证明，采用该方法时的活性炭投加量需达到30mg/L及以上才能达到良好效果，而且需要专用的粉末活性炭投加设备，从成本角度考虑不适合普遍采用。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述不足，提供一种用于去除水中2-MIB的系统，该系统基于传统的常规处理工艺并进行优化，无需增添新的构筑物，运行成本无增加，日常维护及管理简单，并可保证原水浓度为40-60ng/L的2-MIB出厂水达标，同时提高有机污染、氨氮等污染物的去除能力。

一种用于去除水中2-MIB的系统，包括通过管道顺序连通的原水池、混合池、絮凝反应池、沉淀池、砂滤池以及清水池，所述原水池与混合池之间的管道连接有用于通入高锰酸钾的预氧化加药设备，所述沉淀池还与混凝剂加药设备和排泥设备连通，所述砂滤池还连通有曝气设备；系统还包括用于向砂滤池的输入端与清水池的输出端之间投加消毒剂的多点消毒投加设备。

在其中一个实施例中，沉淀池与砂滤池之间的管道以及曝气设备的输出端交替接通或同时接通。

在其中一个实施例中，所述多点消毒投加设备包括同所述砂滤池的输入端连通的第一加药点、同砂滤池与清水池的连接管道连通的第二加药点、同清水池的输出端连通的第三加药点。

在其中一个实施例中，用于去除水中2-MIB的系统还包括控制器和为系统各设备供电的电源，所述控制器分别与预氧化加药设备、混凝剂加药设备、排泥设备、曝气设备以及多点消毒投加设备电连接。

在其中一个实施例中，用于去除水中2-MIB的系统还包括与控制器电连接的计时器、用于检测沉淀池内沉后水浊度的第一浊度传感器、用于检测砂滤池内沉后水浊度的第二浊度传感器、用于检测砂滤池中溶氧量的溶氧传感器。

在其中一个实施例中，沉淀池与砂滤池的连接管路上设有用于控制水冲流量的第一控制阀，曝气设备的输出端设有用于控制气冲流量的第二控制阀，第一控制阀和第二控制阀分别与控制器电连接。

在其中一个实施例中，所述混合池为机械混合池，包括池体以及设置在池体中部并分别与控制器和电源电连接的搅拌机构。

实施本实用新型的用于去除水中2-MIB的系统，其基于常规处理工艺，无需增添新的构筑物，运行成本无增加，日常维护及管理简单；在常规的采用混凝—沉淀—过滤—消毒作业进行水处理工艺的基础上，取消了前置加氯的方式，通过在混合池的输入端加入高锰酸钾，在杀灭藻类的情况下，来去除水中的2-MIB；通过曝气设备与砂滤池入料的配合并结合多点加药方式，实现了对砂滤池内的气水联合冲洗，在保证消毒效果的前提下，减少消毒剂投加量，防止后续加氯消毒过程中嗅味物质的释放，从而达到降低2-MIB，提高有机污染、氨氮等污染物的去除能力的目的。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例中用于去除水中2-MIB的系统的结构示意图；

图2为本实用新型的一个实施例中用于去除水中2-MIB的方法的流程图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

本实用新型针对自来水厂采用的常规水处理工艺对2-MIB嗅味物质的去除效果不足，而以臭氧活性炭工艺、膜处理技术以及活性炭吸附法等为主的深度处理工艺建设成本和运营成本高的技术问题，在常规处理工艺的基础上，对系统及工艺进行了优化，无需增添新的构筑物，运行成本无增加，降低了日常维护及管理的难度，使得原水池中具有浓度为40-60ng/L的2-MIB的原水经各级处理后，出场的水达到国标《生活饮用水用水卫生标准》(GB5749-2022)的标准，同时提高有机污染、氨氮等污染物的去除能力。

具体的，请参阅图1，本实施例的用于去除水中2-MIB的系统包括通过管道顺序连通的原水池100、混合池200、絮凝反应池300、沉淀池400、砂滤池500以及清水池600，清水池600的输出端接城镇居民用水点，原水池100与混合池200之间的管道连接有用于通入高锰酸钾的预氧化加药设备700，沉淀池400还与混凝剂加药设备410和排泥设备420连通，砂滤池500还连通有曝气设备800；系统还包括用于向砂滤池500的输入端与清水池600的输出端之间投加消毒剂的多点消毒投加设备900。本实施例中，取消了常规处理工艺的前置加氯，以此来减少前置加氯引起的藻细胞破壁情况，降低因藻细胞破碎产生的致嗅物质释放量。通过增设用于添加高锰酸钾的预氧化加药设备700，利用高锰酸钾灭杀藻类效果显著且不会破坏细胞壁的特点，来去除原水中的2-MIB，此外，高锰酸钾在通过氧化杀灭藻类的同时，其反应产物二氧化锰也具有强化混凝作用，以促进后续絮凝效果。优选的，高锰酸钾投加量控制在0.5mg/L以内，以避免因高锰酸钾投放过量造成的水质影响问题。曝气设备800为砂滤池500中水和/或气三段联合反冲洗处理作业提供条件，以保证砂滤池500内的溶氧含量。本实施例中，对沉淀池400和砂滤池500进行系统改造，实现了反冲和排泥的优化，降低藻类及嗅味物质二次进入工艺池的风险。沉后水浊度应控制在1NUT以下，缩短沉淀池400排泥周期，减少沉淀池400积泥引起的嗅味物质释放。通过在砂滤池500中加混凝剂处理，当经絮凝反应池300处理后的沉后水的浊度达不到要求时，混凝剂加药设备410在滤前加矾，采用微絮凝方法，形成针状矾花，通过滤池过滤进一步降低浊度，也就是说，通过絮凝反应池300絮凝以及沉淀池400中加混凝剂处理，实现了两次絮凝沉淀，改善了原水中泥-水分离效果。优选的，混凝剂加药设备410向砂滤池500加入聚合氯化铝，聚合氯化铝投加量不高于0.2mg/L。

一实施例中，用于去除水中2-MIB的系统还包括控制器和为系统各设备供电的电源，该控制器分别与预氧化加药设备700、混凝剂加药设备410、排泥设备420、曝气设备800以及多点消毒投加设备900电连接，以控制各设备工作。优选的，控制器为PLC控制器或单片机。此外，本实施例中，用于去除水中2-MIB的系统还包括与控制器电连接的计时器、用于检测沉淀池400内沉后水浊度的第一浊度传感器、用于检测砂滤池500内沉后水浊度的第二浊度传感器、用于检测砂滤池500中溶氧量的溶氧传感器，还可以包括用于指示各设备出现故障或水质不达标状况的多个声光报警器。沉淀池400与砂滤池500的连接管路上设有用于控制水冲流量的第一控制阀，曝气设备800的输出端设有用于控制气冲流量的第二控制阀，第一控制阀和第二控制阀分别与控制器电连接。如此，控制器通过计时器控制各设备工作的时间，并通过各传感器检测相应池内的水质参数，以便及时对各设备工作参数进行调整，当然，也可以通过声光报警器提示管理人员，以便管理人员及时做出响应。

本实施例中，通入原水池100的原水内含有浓度为40-60ng/L的2-MIB，此时，2-MIB含量超标，需要进行去除。混合池200为机械混合池，包括池体以及设置在池体中部并分别与控制器和电源电连接的搅拌机构，控制器通过控制搅拌机构的工作参数，调节原水在混合池200内的搅拌强度和搅拌时间。为了提高混合池200内的搅拌效率，池体的环周均匀设置多个子搅拌器，如此，通过多个子搅拌器与中间搅拌机构的共同作用，提升了搅拌效果，使得高锰酸钾在混合池200内快速混匀，从而提升高锰酸钾对混合池200内藻类物质的杀灭效果。

一实施例中，沉淀池400与砂滤池500之间的管道以及曝气设备800的输出端交替接通或同时接通，即第一控制阀和第二控制阀分别单独或同时打开。也就是说，在水处理过程中，控制器可分别单独控制第一控制阀单独向砂滤池500中通入经沉淀后的水，也可通过单独控制第二控制阀单独向砂滤池500中通入控制以便为砂滤池500提供氧气，还可同时控制第一控制阀和第二控制阀打开，以同时向砂滤池500中通水及通气。本实施例中，控制器控制第一控制阀和第二控制阀分三段向砂滤池500中通入水和空气，包括仅控制第二控制阀打开的第一段气冲，气冲强度为14-15L/(m²·s)；同时控制第一控制阀和第二控制阀打开的第二段气水联冲，气冲强度为14-15L/(m²·s)，水冲强度为4-5L/(m²·s)；仅控制第一控制阀打开的第三段水冲，水冲强度为12-13L/(m²·s)，过滤率时间可延长至48h，保证滤后水浊度为0.2NUT以下。为提高滤池的处理效果，可采用间隙曝气设施来提高滤池内生物量，DO(Dissolved Oxygen，溶解氧)应不低于10mg/L。

本实施例中，多点消毒投加设备900包括同砂滤池500的输入端连通的第一加药点、同砂滤池500与清水池600的连接管道连通的第二加药点、同清水池600的输出端连通的第三加药点。通过在砂滤池500的输入端与清水池600的输出端之间设置多点消毒投加设备900，保证消毒效果的前提下，减少消毒剂投加量，防止后续加氯消毒过程中嗅味物质的释放。

请参阅图2，本实用新型还公开了一种采用上述系统的用于去除水中2-MIB的方法，包括以下步骤：

步骤S1：原水进入混合池前通入高锰酸钾。

本实施例中，取消了常规处理工艺的前置加氯，以此来减少前置加氯引起的藻细胞破壁情况，降低因藻细胞破碎产生的致嗅物质释放量。通过增设用于添加高锰酸钾的预氧化加药设备，利用高锰酸钾灭杀藻类效果显著且不会破坏细胞壁的特点，来去除原水中的2-MIB，此外，高锰酸钾在通过氧化杀灭藻类的同时，其反应产物二氧化锰也具有强化混凝作用，以促进后续絮凝效果。优选的，步骤S1中，高锰酸钾的投加量控制在0.5mg/L以内。

步骤S2：混合后的水经絮凝反应池絮凝，并进入沉淀池中进行加矾和排泥处理。

本实施例中，絮凝反应池中可通过添加有机高分子絮凝剂，如聚丙烯酰胺对除藻后的原水进行絮凝，其具有价格低、絮凝效果好、产品质量稳定等优点，可有效去除水中的细颗粒的杂质。沉淀池中增加了加矾作业，旨在当经絮凝反应池处理后的沉后水的浊度达不到要求时，通过微絮凝方法，形成针状矾花，通过滤池过滤进一步降低浊度。本实施例中，步骤S2中向沉淀池添加的矾为聚合氯化铝，沉淀池中沉后水的浊度控制在1NUT以下，聚合氯化铝投加量不高于0.2mg/L。排泥设备通过驱动刮板在沉淀池的底部往复刮动，刮除经絮凝沉淀的杂质，以降低沉后水的浊度。

步骤S3：经沉淀后的水进入砂滤池进行水和/或气三段联合反冲洗处理，并排入清水池。

本实施例中，水和/或气三段联合反冲洗处理包括第一段气冲、第二段气水联冲、第三段水冲；第一段气冲的强度为14-15L/(m²·s)，第二段气水联冲的气强度为14-15L/(m²·s)、水冲强度为4-5L/(m²·s)，第三段水冲的强度为12-13L/(m²·s)。过滤率时间可延长至48h，步骤S3中，滤后水浊度为0.2NUT以下。为提高滤池的处理效果，步骤S3中，第一段气冲和第二段气水联冲时，采用间隙曝气方式通入气体，经砂滤池处理后，水中的溶氧量不低于10mg/L。

步骤S4：对进入砂滤池并最终从清水池排出的水进行多点消毒剂投加作业。

步骤S4中，砂滤池的输入端、砂滤池与清水池的连接管路以及清水池的输出端分别投加消毒剂。消毒剂可以是次氯酸钠、次氯酸钙或氯气，本实施例中，消毒剂采用多点投加方式，在保证消毒效果的前提下，减少消毒剂投加量，防止后续加氯消毒过程中嗅味物质的释放。

为验证本实用新型的系统和方法对自来水厂出水中的2-MIB的去除效果，选取了日生产规模为7.2万吨的自来水厂进行了应用，在应用前，该水厂原水水质季节性波动明显，总氮、耐热大肠菌群、溶解氧等超标的风险较高，在春秋季，水中的淡水壳菜、藻类大量繁殖，造成原水异味情况较严重，原水和出厂水曾多次出现2-MIB大于10ng/L。

在采用上述系统和方法结合除2-MIB的情况下，首先对该水厂的生产工艺取消前置加氯的环节，在配水井处(即本实用新型中原水池与混合池之间的连接管道)按照0.42mg/L添加量投加高锰酸钾，同时调整排泥周期，具体缩短了单次排泥的时间间隔，砂滤池采用三段气水联合反冲，具体包括第一段气冲14.5L/m2·s；第二段气水联冲(14.5L/m2·s+5L/m2·s)；第三段水冲12L/m2·s，并采用多点消毒的方式投加次氯酸钠，具体通过同时向沉淀池与砂滤池之间的管道加入0.5-1mg/L次氯酸钠、向砂滤池与清水池之间的管道加入1.5-2mg/L次氯酸钠、向清水池的出水管通入0.5mg/L次氯酸钠。

利用顶空固相微萃取/气相色谱-质谱法对采用上述系统和方法处理后的出水的2-MIB、以及本厂在水质敏感期采用原生产工艺处理后的出水的2-MIB进行检测，发现，在一个月的检测期内，采用上述系统和方法处理后的出厂水的2-MIB浓度均低于10ng/L，采用本厂常规处理工艺的在水质敏感期多次出现2-MIB浓度高于10ng/L的情况，可见，采用本申请的系统和方法能够显著改善自来水厂出厂水中的2-MIB超标情况。

实施本实用新型的用于去除水中2-MIB的系统及方法，其基于常规处理工艺，无需增添新的构筑物，运行成本无增加，日常维护及管理简单；在常规的采用混凝—沉淀—过滤—消毒作业进行水处理工艺的基础上，取消了前置加氯的方式，通过在混合池的输入端加入高锰酸钾，在杀灭藻类的情况下，来去除水中的2-MIB；通过曝气设备与砂滤池入料的配合并结合多点加药方式，实现了对砂滤池内的气水联合冲洗，在保证消毒效果的前提下，减少消毒剂投加量，防止后续加氯消毒过程中嗅味物质的释放，从而达到降低2-MIB，提高有机污染、氨氮等污染物的去除能力的目的。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种用于去除水中2-MIB的系统，其特征在于，包括通过管道顺序连通的原水池、混合池、絮凝反应池、沉淀池、砂滤池以及清水池，所述原水池与混合池之间的管道连接有用于通入高锰酸钾的预氧化加药设备，所述沉淀池还与混凝剂加药设备和排泥设备连通，所述砂滤池还连通有曝气设备；系统还包括用于向砂滤池的输入端与清水池的输出端之间投加消毒剂的多点消毒投加设备。

2.根据权利要求1所述的用于去除水中2-MIB的系统，其特征在于，沉淀池与砂滤池之间的管道以及曝气设备的输出端交替接通或同时接通。

3.根据权利要求2所述的用于去除水中2-MIB的系统，其特征在于，所述多点消毒投加设备包括同所述砂滤池的输入端连通的第一加药点、同砂滤池与清水池的连接管道连通的第二加药点、同清水池的输出端连通的第三加药点。

4.根据权利要求3所述的用于去除水中2-MIB的系统，其特征在于，还包括控制器和为系统各设备供电的电源，所述控制器分别与预氧化加药设备、混凝剂加药设备、排泥设备、曝气设备以及多点消毒投加设备电连接。

5.根据权利要求4所述的用于去除水中2-MIB的系统，其特征在于，还包括与控制器电连接的计时器、用于检测沉淀池内沉后水浊度的第一浊度传感器、用于检测砂滤池内沉后水浊度的第二浊度传感器、用于检测砂滤池中溶氧量的溶氧传感器。

6.根据权利要求5所述的用于去除水中2-MIB的系统，其特征在于，沉淀池与砂滤池的连接管路上设有用于控制水冲流量的第一控制阀，曝气设备的输出端设有用于控制气冲流量的第二控制阀，第一控制阀和第二控制阀分别与控制器电连接。

7.根据权利要求6所述的用于去除水中2-MIB的系统，其特征在于，所述混合池为机械混合池，包括池体以及设置在池体中部并分别与控制器和电源电连接的搅拌机构。

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