專利名稱：前置反硝化預(yù)臭氧曝氣生物活性炭濾池河水凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種河水凈化處理技術(shù)，具體涉及利用前置反硝化預(yù)臭氧曝氣生 物活性炭濾池凈化碳源偏低的微污染河水的裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，人口的增加和企業(yè)規(guī)模的擴大，污水排放量日益增加， 河流水體受到污染，水質(zhì)日益惡化；因連續(xù)干旱，雨洪入河量減少，更加劇了河道水質(zhì)惡化 趨勢；不僅水資源短缺形勢無法得到根本解決，而且環(huán)境用水也不能得到有效改善。為此， 尋求利用新型高效的深度凈化技術(shù)解決受污染的河水水質(zhì)問題，是水資源可持續(xù)利用和社 會發(fā)展的迫切需要。臭氧-生物活性炭(03_BAC)技術(shù)是歐洲在利用臭氧和活性炭去除飲用水中的有 機物時發(fā)現(xiàn)的，是一種用于水深度處理的組合工藝，該工藝是在傳統(tǒng)水處理工藝的基礎(chǔ)上， 以預(yù)臭氧氧化代替預(yù)氯化，在快濾池后設(shè)置生物活性炭濾池，是將活性炭物理化學(xué)吸附、臭 氧化學(xué)氧化、生物氧化降解及臭氧滅菌消毒4種技術(shù)合為一體的工藝。臭氧具有強氧化性， 原水首先進行臭氧氧化，將臭氧對水中有機物的氧化作用作為預(yù)處理；之后進行活性炭吸 附，利用活性炭上生物膜的生物降解作用將有機物去除，達到凈化水質(zhì)的目的。03_BAC技術(shù)對去除存在于水源中的有機微污染具有顯著的效果，在我國凈水廠正 處于在試驗性的運行中，并取得了較好成果，而應(yīng)用于受污染河水深度處理的工程實例仍 然較少，因此針對C/N較低的微污染河流水體進行凈化時，在傳統(tǒng)03-BAC技術(shù)基礎(chǔ)上進一 步優(yōu)化工藝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增強抗沖擊負荷、提高系統(tǒng)對各項污染物的去除效果和運行穩(wěn)定性 等，可使該工藝在凈化河流水體中發(fā)揮其最佳效能，達到最佳處理效果。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有曝氣生物活性炭濾池工藝在處理微污染河水凈 化過程中技術(shù)性和針對性上的不足，提供一種前置反硝化預(yù)臭氧曝氣生物活性炭濾池系統(tǒng) 凈化低碳源微污染河水裝置。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種前置反硝化預(yù)臭氧曝氣生物活性炭濾池 河水凈化裝置，其包括進水泵2、加藥罐9、反硝化濾池4、臭氧接觸柱12、臭氧發(fā)生器13、生 物活性炭濾池19、鼓風(fēng)機24;該進水泵2的入水口 201連接水源，其出水口 202連接位于反硝化濾池4底部的 入水口 41 ；該加藥箱9的出料口連接位于反硝化濾池4底部的入水口 41 ；位于反硝化濾池 4上部的出水口 7與位于臭氧接觸柱12底部的入水口 121連接；位于臭氧接觸柱12上部 的出水口 17與位于生物活性炭濾池19上部的入水口 191連接；鼓風(fēng)機24分別連接反硝化 濾池4和生物活性炭濾池19底部的進氣口 ；該反硝化濾池4內(nèi)部具有填料6，該填料為親水性多孔懸浮型介質(zhì)，填料的厚度為 0. 5 至 lm ；[0009]臭氧接觸柱12底部具有曝氣頭15，曝氣頭與臭氧發(fā)生器13連接；臭氧接觸柱12 柱壁內(nèi)側(cè)具有相對交錯設(shè)置的折板16，各折板平面平行與水平方向；臭氧接觸柱12頂部具 有排氣口 18 ；該臭氧接觸柱12的長度為0. 8至1. 5m ；生物活性炭濾池19內(nèi)部填充填料20，該填料20為柱狀活性炭，填料厚度為0. 8至 1. 5m ；生物活性炭濾池19底部具有出水口 30。如上所述的裝置，其中該裝置還可包括清水池31，該清水池31的入水口與生物活 性炭濾池19的出水口 30連接；該清水池31的一個出水口 39經(jīng)回流泵32分別連接生物活 性炭濾池19底部的入水口 192和反硝化濾池4底部的入水口 41。如上所述的裝置，其中該加藥箱9中優(yōu)選放置外碳源，外碳源可選自糖類，優(yōu)選 淀粉、葡萄糖和蔗糖；油脂，優(yōu)選動和植物油；有機酸，優(yōu)選琥珀酸、檸檬酸、乳酸和乙酸；和 (V5醇，優(yōu)選甲醇、乙醇。如上所述的裝置，其中該外碳源優(yōu)選為甲醇。如上所述的裝置，其中該反硝化濾池4中的填料6優(yōu)選為聚氨酯填料，其濕密度為 0. 6 1. Og/cm3，持水量為 2000-2600%，比表面為 80_120m2/g。如上所述的裝置，其中該生物活性炭濾池19內(nèi)填料20優(yōu)選為柱狀活性炭和礫石 雙層組合填料，厚度分別為80至150cm和10至20cm ；底部承托層為厚度為10至20cm的
石英砂。本實用新型的有益效果在于本實用新型的裝置以碳源偏低的微污染河水為處理 對象，在臭氧_生物活性炭裝置前設(shè)置反硝化濾池，污染河水與回流液在反硝化濾池進行 厭氧脫氮，再經(jīng)臭氧氧化，將大分子有機物轉(zhuǎn)化為小分子有機物，有利于活性炭的吸附，本 實用新型的裝置具有生物降解和化學(xué)吸附等多種功能，能實現(xiàn)生物降解中的硝化和反硝化 作用達到對總氮的去除。凈化后出水B0D5、TN和SS等主要指標(biāo)達到《城市污水再生利用景 觀環(huán)境用水水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)觀賞性河道類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T18921-2002)。

圖1為本實用新型前置反硝化預(yù)臭氧曝氣生物活性炭濾池系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例1如圖1所示，其為本實用新型的前置反硝化預(yù)臭氧曝氣生物活性炭濾池凈化系統(tǒng) 一種優(yōu)選實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置由蓄水池1、進水泵2、33、加藥罐9、加藥泵10、管 道混合器11、反硝化濾池4、臭氧接觸柱12、臭氧發(fā)生器13、氣體流量計14、27、28、生物活性 炭濾池19、鼓風(fēng)機24、清水池31、回流泵32和閥門25、26、36、37等組成。其中，進水泵2的入水口 201連接水源，其出水口 202連接位于反硝化濾池4底部 的入水口 41 ；加藥箱9的出料口連接位于反硝化濾池4底部的入水口 41，藥箱9中放置甲 醇；位于反硝化濾池4上部的出水口 7與位于臭氧接觸柱12底部的入水口 121連接；位于 臭氧接觸柱12上部的出水口 17與位于生物活性炭濾池19上部的入水口 191連接；鼓風(fēng)機 24分別連接反硝化濾池4和生物活性炭濾池19底部的進氣口 ；反硝化濾池4內(nèi)部具有填料6，該填料為聚氨酯填料，其濕密度為0. 8g/cm3,持水
4量為2400%，比表面為100m2/g ；填料的厚度為lm ；臭氧接觸柱12底部具有曝氣頭15，曝氣頭與臭氧發(fā)生器13連接；臭氧接觸柱12 柱壁內(nèi)側(cè)具有相對交錯設(shè)置的折板16，各折板平面平行與水平方向；臭氧接觸柱12頂部具 有排氣口 18 ；該臭氧接觸柱12的長度為1. 3m ；生物活性炭濾池19內(nèi)部填充填料20，該填料20為柱狀生物活性炭和礫石雙層組 合填料，厚度分別為80cm和20cm ；底部承托層為厚度為15cm的石英砂；生物活性炭濾池19 底部具有出水口 30。清水池31的入水口與生物活性炭濾池19的出水口 30連接；該清水池31設(shè)有出 水口 39和溢流口 34，出水口 39經(jīng)回流泵32分別連接生物活性炭濾池19底部的入水口 192 和反硝化濾池4底部的入水口 41。應(yīng)用上述裝置對北運河受污染河水進行凈化，具體工藝如下反硝化濾池4中的 填料6和生物活性炭濾池19中的填料20在系統(tǒng)投入運行前采用污泥接種的方式進行生物 馴化與培養(yǎng)，培養(yǎng)方法采用自然掛膜，按設(shè)計流量進水連續(xù)培養(yǎng)的方法掛膜。裝置的進水負 荷為10L/h，待處理河水在蓄水池1內(nèi)進行收集調(diào)蓄，之后由進水泵2提升送入反硝化濾池 4，進水量由流量計3進行計量控制，用加藥罐9和加藥泵10進行外碳源投加，并在管道混 合器11中與河水充分混合，投加碳源后進水中B0D5與TN之比為3 1。反硝化濾池4為 上流式反應(yīng)器，河水由濾池底部進水，經(jīng)聚氨酯軟泡沫海綿新型生物載體6填料后由出水 口 7沿管道自流進入臭氧接觸柱12，進水在反硝化濾池中的停留時間為30min。臭氧發(fā)生 器13產(chǎn)臭氧經(jīng)氣體流量計14和曝氣頭15進入反應(yīng)器，河水與臭氧在柱內(nèi)沿折板16方向 流動，由出水口 17流出，剩余臭氧由排氣口 18排出，臭氧投加濃度為3mg/L，臭氧接觸時間 為30min。被氧化后河水進入下流式生物活性炭濾池19，經(jīng)柱狀活性炭20、礫石21雙層組 合填料和石英砂承托層22后沿出水管30進入清水池31，由鼓風(fēng)機24為生物活性炭濾池 19充氧，此時打開閥門25并關(guān)閉閥門26，曝氣量由氣體流量計27控制，氣水為4 1。系 統(tǒng)出水由清水池31上部溢流口 34流出，同時有硝化液由清水池31經(jīng)回流泵和流量計33 沿回流管35、38流入反硝化濾池4底部，此時打開閥門37并關(guān)閉閥門36，回流比為1 1。 凈化系統(tǒng)設(shè)有反沖洗系統(tǒng)，反沖洗水為清水池31出水，生物活性炭濾池19反沖洗時打開閥 門36、25，關(guān)閉閥門37、26，沖洗水由溢流口 23排出，反沖洗周期為7天；反硝化濾池4反沖 洗時打開閥門37、26，關(guān)閉閥門36、25，沖洗水由溢流口 8排出，反沖洗周期為10天。對系統(tǒng)的進出水C0D&、NH3-N和TN指標(biāo)進行系統(tǒng)監(jiān)測，監(jiān)測期共為100天，監(jiān)測頻 率為1天1次。監(jiān)測結(jié)果表明進水C0D&、NH3-N和TN分別在60 120mg/L、5 20mg/L、 15 25mg/L 時，出水 C0Dtt、NH3-N 和 TN 維持在 30 50mg/L、1 2mg/L、8 12mg/L 之間， 各項污染物平均去除率分別達到43%、92%和42%。實施例2 應(yīng)用實施例1中的裝置對北運河受污染河水進行凈化，具體工藝如下反硝化濾 池4中的填料6和生物活性炭濾池19中的填料20在系統(tǒng)投入運行前采用污泥接種的方式 進行生物馴化與培養(yǎng)，培養(yǎng)方法采用自然掛膜，按設(shè)計流量進水連續(xù)培養(yǎng)的方法掛膜。裝置 的進水負荷為10L/h，待處理河水在蓄水池1內(nèi)進行收集調(diào)蓄，之后由進水泵2提升送入反 硝化濾池4，進水量由流量計3進行計量控制，用加藥罐9和加藥泵10進行外碳源投加，并 在管道混合器11中與河水充分混合，投加碳源后進水中B0D5與TN之比為3 1。反硝化濾池4為上流式反應(yīng)器，河水由濾池底部進水，經(jīng)聚氨酯軟泡沫海綿新型生物載體6填料后 由出水口 7沿管道自流進入臭氧接觸柱12，進水在反硝化濾池中的停留時間為30min。臭氧 發(fā)生器13產(chǎn)臭氧經(jīng)氣體流量計14和曝氣頭15進入反應(yīng)器，河水與臭氧在柱內(nèi)沿折板16方 向流動，由出水口 17流出，剩余臭氧由排氣口 18排出，臭氧投加濃度為3mg/L，臭氧接觸時 間為30min。被氧化后河水進入下流式生物活性炭濾池19，經(jīng)柱狀活性炭20、礫石21雙層 組合填料和石英砂承托層22后沿出水管30進入清水池31，由鼓風(fēng)機24為生物活性炭濾池 19充氧，此時打開閥門25并關(guān)閉閥門26，曝氣量由氣體流量計27控制，氣水為6 1。系 統(tǒng)出水由清水池31上部溢流口 34流出，同時有硝化液由清水池31經(jīng)回流泵和流量計33沿 回流管35、38流入反硝化濾池4底部，此時打開閥門37并關(guān)閉閥門36，回流比為0. 5 1。 凈化系統(tǒng)設(shè)有反沖洗系統(tǒng)，反沖洗水為清水池31出水，生物活性炭濾池19反沖洗時打開閥 門36、25，關(guān)閉閥門37、26，沖洗水由溢流口 23排出，反沖洗周期為7天；反硝化濾池4反沖 洗時打開閥門37、26，關(guān)閉閥門36、25，沖洗水由溢流口 8排出，反沖洗周期為10天。 對系統(tǒng)的進出水C0D&、NH3-N和TN指標(biāo)進行系統(tǒng)監(jiān)測，監(jiān)測期共為100天，監(jiān)測頻 率為1天1次。C0D&進水平均濃度為70mg/L，出水平均濃度為45mg/L ；NH3-N進水平均濃 度為8. 5mg/L,出水平均濃度為1. 3mg/L ；TN進水平均濃度為12mg/L，出水平均濃度為9mg/ L。監(jiān)測結(jié)果表明C0D&去除率超過35%，NH3-N的去除率超過85%，TN去除率超過25%。
權(quán)利要求一種前置反硝化預(yù)臭氧曝氣生物活性炭濾池河水凈化裝置，其特征在于，其包括進水泵(2)、加藥罐(9)、反硝化濾池(4)、臭氧接觸柱(12)、臭氧發(fā)生器(13)、生物活性炭濾池(19)、鼓風(fēng)機(24)；該進水泵(2)的入水口(201)連接水源，其出水口(202)連接位于反硝化濾池(4)底部的入水口(41)；該加藥箱(9)的出料口連接位于反硝化濾池(4)底部的入水口(41)；位于反硝化濾池(4)上部的出水口(7)與位于臭氧接觸柱(12)底部的入水口(121)連接；位于臭氧接觸柱(12)上部的出水口(17)與位于生物活性炭濾池(19)上部的入水口(191)連接；鼓風(fēng)機(24)分別連接反硝化濾池(4)和生物活性炭濾池(19)底部的進氣口；該反硝化濾池(4)內(nèi)部具有填料(6)，該填料為親水性多孔懸浮型介質(zhì)，填料的厚度為0.5至1m；該臭氧接觸柱(12)底部具有曝氣頭(15)，曝氣頭與臭氧發(fā)生器(13)連接；臭氧接觸柱(12)柱壁內(nèi)側(cè)具有相對交錯設(shè)置的折板(16)，各折板平面平行與水平方向；臭氧接觸柱(12)頂部具有排氣口(18)；該臭氧接觸柱(12)的長度為0.8至1.5m；該生物活性炭濾池(19)內(nèi)部填充填料(20)，該填料(20)為柱狀活性炭，填料厚度為0.8至1.5m；生物活性炭濾池(19)底部具有出水口(30)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括清水池(31)，該清水池(31) 的入水口與生物活性炭濾池(19)的出水口(30)連接；該清水池(31)的一個出水口(39) 經(jīng)回流泵(32)分別連接生物活性炭濾池(19)底部的入水口(192)和反硝化濾池(4)底部 的入水口(41)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述加藥箱(9)中放置外碳源，外碳源選 自糖類、油脂、有機酸、和C"醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述CV5醇為甲醇或乙醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述反硝化濾池(4)中的填料(6)為聚 氨酯填料，其濕密度為0. 6 1. Og/cm3，持水量為2000-2600%，比表面為80-120m2/g。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述生物活性炭濾池(19)內(nèi)填料(20)為 柱狀活性炭和礫石雙層組合填料，厚度分別為80至150cm和10至20cm ；底部承托層為厚 度為10至20cm的石英砂。
專利摘要前置反硝化預(yù)臭氧曝氣生物活性炭濾池河水凈化裝置，該裝置由蓄水池、加藥罐、反硝化濾池、臭氧接觸柱、生物活性炭濾池和清水池組成，河水經(jīng)進水泵由蓄水池送入反硝化濾池，反硝化濾池出水進入臭氧接觸柱，經(jīng)預(yù)氧化后自流進入好氧生物活性炭濾池，濾池底部出水由收集管收集后入清水池，并有硝化液回流至前置反硝化濾池。
文檔編號C02F1/78GK201598223SQ20092029991
公開日2010年10月6日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者劉操, 廖日紅, 戰(zhàn)楠, 申穎潔, 馬寧, 黃赟芳 申請人:北京市水利科學(xué)研究所