專利名稱：：一種飲用水源水的多級(jí)生態(tài)凈化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種飲用水源水的凈化工藝。
背景技術(shù)：
：飲用水水質(zhì)與人體健康息息相關(guān)。過(guò)去因?yàn)樗幢容^清潔，污染較小，水工作者主要的任務(wù)是去除水中濁度與細(xì)菌病毒。隨著現(xiàn)代工業(yè)迅速發(fā)展，城市化及人口激增，生活污水和工業(yè)廢水的大量排放，化肥、農(nóng)藥的使用和流失，使水體遭到了不同程度的污染。目前，地表水水體的污染集中在有機(jī)污染方面，特別是控制水中微量有毒有機(jī)物，已成為水處理行業(yè)中的一大熱點(diǎn)。我國(guó)現(xiàn)行飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB5749—2006)毒理指標(biāo)中有機(jī)化合物由5項(xiàng)增至53項(xiàng)，污染成分越來(lái)越復(fù)雜，巳經(jīng)不是我國(guó)自來(lái)水廠現(xiàn)有常規(guī)處理工藝(混凝、沉淀、過(guò)濾和消毒)所能去除的。增加必要的預(yù)處理或深度處理工藝才能制取衛(wèi)生、安全的飲用水，確保居民身體健康。目前，針對(duì)上述問(wèn)題，飲用水的安全保障技術(shù)得到重視。近年來(lái)，強(qiáng)化混凝、強(qiáng)化過(guò)濾、膜分離(超濾、納濾)、臭氧活性炭、生物活性炭等多種新型技術(shù)紛紛被引入飲用水的處理過(guò)程。但是，上述技術(shù)主要針對(duì)水廠內(nèi)水處理進(jìn)行，對(duì)飲用水源水的預(yù)處理缺乏相關(guān)支撐技術(shù)。且現(xiàn)有技術(shù)消耗的電能、藥劑量都很大，運(yùn)行成本高昂，維護(hù)管理復(fù)雜，不適用于水源水的保護(hù)和凈化。飲用水生態(tài)處理技術(shù)是近20年來(lái)才興起的，包括仿生材料生物氧化、人工濕地、水庫(kù)貯存、土地處理系統(tǒng)等。這些處理方式能有效攔截凈化外來(lái)污染物，截留地表徑流攜帶的懸浮物，去除部分氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，降解有機(jī)污染物。將多種生態(tài)處理技術(shù)組合，能夠發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步的去除水中的污染物，改善供水水質(zhì)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種工藝簡(jiǎn)單、投資和運(yùn)行成本低廉的飲用水源水的多級(jí)生態(tài)凈化工藝，能夠有效保障飲用水源水的水質(zhì)安全。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的思路如下本發(fā)明將生物氧化、人工濕地和調(diào)蓄水庫(kù)等水處理方法高效組合，形成一種飲用水源水的多級(jí)生態(tài)凈化工藝，能有效去除水中的有機(jī)物和氨氮等污染物。具體技術(shù)方案如下一種飲用水源水的多級(jí)生態(tài)凈化工藝，該工藝由沉淀池、生化池(即生物氧化池)、人工濕地和調(diào)蓄水庫(kù)四個(gè)工藝單元串聯(lián)組成，原水經(jīng)水泵一次提升進(jìn)入沉淀池，通過(guò)沉淀作用去除大的顆粒物及懸浮物，然后依靠重力作用依次通過(guò)生化池、人工濕地及調(diào)蓄水庫(kù)，出水能夠穩(wěn)定滿足飲用水源水水質(zhì)需求，直接進(jìn)入水廠處理后制成飲用水。其中，所述的生化池分為多級(jí)，優(yōu)選26級(jí)，每級(jí)的流態(tài)為垂直流，生化池內(nèi)填充的填料為組合型填料，藻類和生物膜附著在填料上生長(zhǎng)。所述的組合型填料是以塑料片體為中心盤(骨架)、醛化維綸絲均勻地分布在片體周圍。生化池不設(shè)曝氣裝置，而通過(guò)填料上附著藻類的光合作用產(chǎn)生的氧氣，補(bǔ)充微生物新陳代謝所消耗的溶解氧。其中上層填料上由于受陽(yáng)光照射，藻類占優(yōu)勢(shì)，通過(guò)光合作用可起到向水中補(bǔ)充氧氣的作用，形成富氧區(qū)域。下層填料因光照強(qiáng)度低，異養(yǎng)微生物占據(jù)優(yōu)勢(shì)，主要利用水中的有機(jī)物作為食料，消耗氧氣，形成缺氧區(qū)域。由于每級(jí)的生化池均呈垂直流態(tài)，因此形成了多級(jí)的缺氧-好氧交替環(huán)境，有利于硝化和反硝化的進(jìn)行，可有效降低水中的硝酸鹽含量。生化池的水力停留時(shí)間為2h3d，優(yōu)選0.5d3d。其中，所述的人工濕地為垂直流人工濕地，采用復(fù)合流形態(tài)，由上行流濕地和下行流濕地組成，兩者之間用墻隔開，墻體底部留有孔口，池底部設(shè)有防滲層，人工濕地填充材料為細(xì)砂和爐渣的任意比例混合物，濕地種植的植物為蘆葦、水芹、美人蕉和鳶尾中的一種或多種。人工濕地的表面負(fù)荷為0.40~0.80m3/(d.m2)，長(zhǎng)寬比為1:12:1。其中，所述的調(diào)蓄水庫(kù)設(shè)置生態(tài)護(hù)岸以防止水位波動(dòng)引起的岸坡坍塌，生態(tài)護(hù)岸以球狀多孔混凝土鋪砌，具備一定的吸附凈化能力?；炷量障堕g種植沉水或挺水植物。調(diào)蓄水庫(kù)的水力停留時(shí)間為3~30d，優(yōu)選7d。本發(fā)明的飲用水源水的多級(jí)生態(tài)凈化工藝與現(xiàn)有工藝相比具有如下優(yōu)勢(shì)1、本發(fā)明的飲用水預(yù)處理系統(tǒng)綜合了微生物、植物、藻類等多種生物作用，并結(jié)合人工濕地填料的過(guò)濾、吸附等物理化學(xué)作用，合理搭配并充分發(fā)揮各個(gè)處理單元的優(yōu)勢(shì)。其中天然有機(jī)物和氨氮可以在各級(jí)生化過(guò)程去除，難降解有機(jī)物和疏水性有機(jī)污染物可以通過(guò)濕地填料吸附后再經(jīng)生化和植物吸收去除，總氮和總磷可以通過(guò)植物吸收去除。合格的水源水可以在調(diào)蓄水庫(kù)中保持較好的水質(zhì)并供給水廠原水。該系統(tǒng)處理效果良好，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行效果顯示，該系統(tǒng)一般可將水源水的水質(zhì)提高一個(gè)等級(jí)。即當(dāng)進(jìn)水為地表水IV類水時(shí)出水可達(dá)到地表水III類水，當(dāng)進(jìn)水為地表水III類水時(shí)出水可達(dá)到地表水II類水。2、單純的生化凈化工藝在水處理過(guò)程中將存在不定期的生物膜脫落現(xiàn)象，對(duì)于飲用水水質(zhì)產(chǎn)生較大影響。本發(fā)明在生化池后銜接垂直復(fù)合流的人工濕地，其垂直復(fù)合流的流態(tài)使得生化池出水必須經(jīng)過(guò)濕地的填料過(guò)濾，避免了脫落的生物膜進(jìn)入后續(xù)的調(diào)蓄水庫(kù)。同時(shí)，濕地填料所攔截的脫落生物膜可增加濕地的有機(jī)質(zhì)含量，有助于濕地植物的生長(zhǎng)，并可提高植物對(duì)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽的吸收速率。3、本系統(tǒng)運(yùn)行成本低。原水處理過(guò)程中只需通過(guò)一次水泵提升，就利用重力作用進(jìn)入隨后的各個(gè)反應(yīng)池。且生化處理過(guò)程無(wú)需曝氣，大大降低了處理過(guò)程中的電費(fèi)消耗。同時(shí)，采用該工藝凈化原水水質(zhì)后，可有效降低污染物濃度，減少水廠處理過(guò)程中混凝劑和預(yù)加氯的投加量，降低水廠的運(yùn)行成本。4、本系統(tǒng)在整個(gè)處理過(guò)程沒(méi)有機(jī)械，因此操作管理和運(yùn)行維護(hù)十分方便。正常運(yùn)行的情況下基本不需要看護(hù)人員。5、本工藝適用于微污染水源的預(yù)處理，還可用于輕微污染的湖泊、河流、景觀水體等地表水的生態(tài)修復(fù)和水質(zhì)改善。6、由于本工藝采用了沉淀、生化、人工濕地和調(diào)蓄水庫(kù)的多重屏障凈化措施，形成了一定的系統(tǒng)冗余度。因此對(duì)于突發(fā)性高濃度污染具有較好的緩沖和凈化作用，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，對(duì)于高于飲用水標(biāo)準(zhǔn)50倍的瞬間高濃度有毒有機(jī)物污染(二氯甲烷、苯、氯苯等)，處理后出水可滿足飲用水源地水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。因此，本工藝對(duì)突發(fā)性污染事故(如類似吉林石化雙苯廠爆炸引起的松花江污染事件)引發(fā)的突發(fā)性有毒有機(jī)污染可起到良好的屏障和凈化作用。圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。其中1為水泵；2為初沉池；3為生化池；4為人工濕地；5為調(diào)蓄水庫(kù)。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。由附圖可見(jiàn)，原水通過(guò)水泵抽入初次沉淀池，沉淀后進(jìn)入生化池，生化池池深2.5m，分3級(jí)，池內(nèi)填充以組合填料。生化池水力停留時(shí)間為3天。原水在生化池內(nèi)通過(guò)填料上附著生長(zhǎng)的生物膜的新陳代謝作用去除水中有機(jī)污染物、氨氮和藻類。生化池出水進(jìn)入人工濕地系統(tǒng)，人工濕地分為兩級(jí)——下行池和上行池，兩池之間用磚墻隔開，墻體底部留有孔口，以便下行池的出水進(jìn)入上行池。墻體厚度為240mm。為了防止原水的滲漏，或者地下水進(jìn)入對(duì)處理系統(tǒng)產(chǎn)生影響，在濕地床的底部鋪設(shè)0.8mm厚的防滲膜。人工濕地水力負(fù)荷0.5m3/m2*d;長(zhǎng)寬比2:1;底坡0.2%。人工濕地通過(guò)植物、填料和微生物之間的物理和生物作用來(lái)實(shí)現(xiàn)水的凈化過(guò)程。濕地出水進(jìn)入調(diào)蓄水庫(kù)。調(diào)蓄水庫(kù)的停留時(shí)間為7天。邊坡比為l:2。邊坡上敷設(shè)生態(tài)混凝土球作為護(hù)岸。同時(shí)生態(tài)混凝土之間可以種植挺水植物。生態(tài)混凝土的孔隙內(nèi)生長(zhǎng)的微生物也可進(jìn)一步去除水中的污染物，使水庫(kù)水質(zhì)滿足地表水II類標(biāo)準(zhǔn)。水庫(kù)中的水可用作水廠的供水水源。整個(gè)系統(tǒng)的凈水效果見(jiàn)表l(連續(xù)濃度，非突發(fā)狀態(tài))表1生物一生態(tài)組合型飲用水源水安全預(yù)處理工藝凈水效果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1、一種飲用水源水的多級(jí)生態(tài)凈化工藝，其特征在于該工藝由沉淀池、生化池、人工濕地和調(diào)蓄水庫(kù)四個(gè)工藝單元串聯(lián)組成，源水依次通過(guò)沉淀池、生化池、人工濕地和調(diào)蓄水庫(kù)，調(diào)蓄水庫(kù)中水質(zhì)滿足飲用水源水水質(zhì)要求，供作水廠原水。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的飲用水源水的多級(jí)生態(tài)凈化工藝，其特征在于所述的生化池分為多級(jí)，每級(jí)的流態(tài)為垂直流，生化池內(nèi)填充的填料為組合型填料，藻類和生物膜附著在填料上生長(zhǎng)。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的飲用水源水的多級(jí)生態(tài)凈化工藝，其特征在于所述的組合型填料是以塑料片體為骨架，醛化維綸絲均勻地分布在片體周圍。4、根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的飲用水源水的多級(jí)生態(tài)凈化工藝，其特征在于生化池的水力停留時(shí)間為2h3d。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的飲用水源水的多級(jí)生態(tài)凈化工藝，其特征在于生化池的水力停留時(shí)間為0.5d3d。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的飲用水源水的多級(jí)生態(tài)凈化工藝，其特征在于所述的人工濕地為垂直流人工濕地，采用復(fù)合流形態(tài)，由上行流濕地和下行流濕地組成，兩者之間用墻隔開，墻體底部留有孔口，池底部設(shè)有防滲層，人工濕地填充材料為細(xì)砂和爐渣的任意比例混合物，濕地種植的植物為蘆葦、水芹、美人蕉和鳶尾中的一種或多種。7、根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的飲用水源水的多級(jí)生態(tài)凈化工藝，其特征在于所述的人工濕地的表面負(fù)荷為0.40~0.80m3/(d.m2)，長(zhǎng)寬比為1:12:1。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的飲用水源水的多級(jí)生態(tài)凈化工藝，其特征在于所述的調(diào)蓄水庫(kù)設(shè)置生態(tài)護(hù)岸，生態(tài)護(hù)岸以球狀多孔混凝土鋪砌，空隙間種植沉水或挺水植物。9、根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的飲用水源水的多級(jí)生態(tài)凈化工藝，其特征在于調(diào)蓄水庫(kù)的水力停留時(shí)間為3~30d。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的飲用水源水的多級(jí)生態(tài)凈化工藝，其特征在于調(diào)蓄水庫(kù)的水力停留時(shí)間為7d。全文摘要本發(fā)明公開了一種飲用水源水的多級(jí)生態(tài)凈化工藝，它是由沉淀池、生化池、人工濕地和調(diào)蓄水庫(kù)四個(gè)工藝單元串聯(lián)組成，原水依次通過(guò)沉淀池、生化池、人工濕地和調(diào)蓄水庫(kù)，調(diào)蓄水庫(kù)中水質(zhì)滿足飲用水源水水質(zhì)要求，供作水廠原水。本發(fā)明工藝在飲用水源不能滿足水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)或發(fā)生外源突發(fā)性污染事故時(shí)可起到良好的水質(zhì)凈化和保障作用。文檔編號(hào)C02F1/52GK101381186SQ200810155119公開日2009年3月11日申請(qǐng)日期2008年10月23日優(yōu)先權(quán)日2008年10月23日發(fā)明者偉劉,夏明芳,張利民,華方,李富果,春王,王燕楓,阮曉紅,陸繼來(lái)申請(qǐng)人:江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院