專利名稱：以微污染水體為水源的再生水處理裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及受污染水源的特殊處理裝置和方法，特別指以微污染水體為水源的再生水處理裝置和方法。
背景技術(shù)：
我國是一個水資源匱乏的國家，人均水資源占有量僅為世界水平的1/4。從目前的狀況來看，水源污染日益嚴重，受污染的水源范圍日益擴大。近年來，雖然我國在水污染防治方面做了許多工作，也新建設(shè)了許多污水處理廠，但不少江河湖泊的水質(zhì)仍在逐漸變差， 工業(yè)發(fā)達地區(qū)水域的污染尤為嚴重。在這種情況下，隨著人口的快速增長和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，要想使受到污染水源的水質(zhì)在短期內(nèi)恢復(fù)是不可能的。在我國淡水資源本來就十分短缺的情況下，完全不使用受到污染的淡水資源是不現(xiàn)實的。也就是說，我國自來水廠和工業(yè)用水廠不得不面臨著使用更多的水質(zhì)不符合要求的受污染水源作為生后飲用水和其他用途的水源。為了改變這種狀況，我國的一些城市只能在遠離城市的上流另辟水源，建設(shè)新水廠，用鋪設(shè)長距離輸水管道的辦法來解決。這勢必需要大量資金和投入大量人力物力進行工程實施才能實現(xiàn)。況且，從長遠來看，如果不從根本上解決日趨嚴重的工業(yè)、農(nóng)業(yè)與生活污染問題，新辟水源又有可能會出現(xiàn)新的污染。為此，面對我國國情，開發(fā)受污染水源的水處理技術(shù)，變革傳統(tǒng)的水處理工藝，以滿足生產(chǎn)和人們不斷增長的物質(zhì)與文化生活需要，適應(yīng)我國經(jīng)濟和社會發(fā)展，是擺在我們面前急待解決的問題。目前，水源普遍存在著溶解性有機物增多、氨氮偏高、水體有異味、色度增高、藻類繁殖等問題，我們把這些受到污染，但經(jīng)過特殊工藝處理后尚可使用的源水稱為微污染源水。有機物與氨氮超標是現(xiàn)階段我國水體污染的主要問題，以地表水體為水源的自來水廠和工業(yè)用水廠大多采用混凝、沉淀、過濾、消毒等常規(guī)凈水工藝來去除水中的懸浮物并滅殺病原體，但是常規(guī)凈水工藝難以去除水中日益增加的有機污染物。目前國內(nèi)外對受污染水源處理技術(shù)的開發(fā)研究主要有物理、化學(xué)兩個方面，其中主要有應(yīng)用粉末活性炭混合懸浮吸附技術(shù)，以去除色度和臭味；應(yīng)用臭氧-生物活性炭技術(shù)，以去除微量有機物和脫色除臭；各種氧化法(如高錳酸鉀氧化法、光化學(xué)激發(fā)氧化法及催化氧化法)去除微污染技術(shù)。 但這些技術(shù)都不同程度的存在缺陷和價格昂貴等問題。目前常規(guī)水處理單元有很多種，例如一種常規(guī)水處理單元，由沉砂池、初沉池、波板反應(yīng)器、斜管沉淀池、快濾池、消毒池和清水池連接組成。國內(nèi)外對飲用水處理的裝置較多，主要有實用新型93 13屬于凈水或污水處理的組合裝置。該裝置內(nèi)部從進水管到出水管依次分成混合反應(yīng)區(qū)、沉淀區(qū)和過濾區(qū)。由于在反應(yīng)區(qū)設(shè)置了由喇叭筒和錐筒構(gòu)成的第一反應(yīng)室和由波紋板構(gòu)成的、起改善沉淀區(qū)布水穩(wěn)流作用的第二反應(yīng)室，在沉淀區(qū)內(nèi)設(shè)置了斜管，在過濾區(qū)內(nèi)設(shè)置了濾頭板組合裝置和單質(zhì)均質(zhì)濾料。實用新型97M6127公開了一種一體化水處理裝置，它在常規(guī)水廠的多個單元構(gòu)筑物的基礎(chǔ)上耦合了曝氣氣浮沉砂池、生物接觸氧化室等污水處理廠的單元構(gòu)筑物，提高了水質(zhì)處理能力。它利用水從切線方向進出旋流絮凝反應(yīng)室產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)流動有效改善絮凝條件，有利礬花的生成。它的環(huán)形配水管、環(huán)形集水管上開有槽口，使得管路不易被堵塞。該一體化水處理裝置中各單元構(gòu)筑物合理、緊湊地布置，大大減少了整個裝置的占地面積。專利申請?zhí)?00810050403涉及一種微污染飲用水處理新工藝，屬于資源與環(huán)境領(lǐng)域水污染治理技術(shù)。該發(fā)明在傳統(tǒng)給水處理工藝沉淀池之前增加新開發(fā)的緩速曝氣生物流化床處理單元，同時將傳統(tǒng)的曝氣池通過隔板分割成多個微元，其中填加生物活性炭，在氣流作用下形成流化床，利用活性炭的吸附作用和生物膜載體的作用可有效去除水中有機污染，同時活性炭因在反應(yīng)器中循環(huán)流化，使表面不斷更新，可以長期使用，運行費用低。該發(fā)明的權(quán)利要求1，一種微污水飲用水處理新工藝，其特征在于，在傳統(tǒng)給水處理工藝沉淀池之間增加新開發(fā)的緩速曝氣生物流化床處理單元，同時將傳統(tǒng)的曝氣池通過隔板分割成多個微元，其中填加生物活性炭，在氣流作用下形成流化床。目前用于飲用水處理的裝置各有各的優(yōu)勢，但是也存在一些不足之處，如常規(guī)凈水裝置難以去除水中日益增加的有機污染物等。因此，必須改進現(xiàn)在水處理裝置，使得受污染的水中有機物可以有效的去除，保證飲用水的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明在現(xiàn)在技術(shù)的基礎(chǔ)上加以改進，提供一種生物預(yù)處理單元+常規(guī)凈水單元+深度處理膜單元處理的以微污染水體為水源的再生水處理裝置和水處理方法，有效去除污水中的有機物，保證水的質(zhì)量。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種以微污染水體為水源的再生水廠處理裝置，包括常規(guī)水處理單元，在常規(guī)水處理單元的前部分增設(shè)生物預(yù)處理單元，并在常規(guī)水處理單元的后部分增設(shè)深度處理膜單元；所述生物預(yù)處理單元由厭氧池、缺氧水解酸化池、生物接觸氧化池依次連接組成；所述深度處理膜單元為膜生物反應(yīng)器；所述厭氧池內(nèi)設(shè)有潛水攪拌機；所述缺氧水解酸化池內(nèi)設(shè)有旋流式氣泡曝氣器和組合填料，其中旋流式氣泡曝氣器設(shè)在缺氧水解酸化池底部，組合填料設(shè)在旋流式氣泡曝氣器的上方；所述生物接觸氧化池內(nèi)設(shè)有下彎式環(huán)形穿孔管曝氣系統(tǒng)和彈性波紋立體填料，其中下彎式環(huán)形穿孔管曝氣系統(tǒng)設(shè)在生物接觸氧化池底部，彈性波紋立體填料設(shè)在下彎式環(huán)形穿孔管曝氣系統(tǒng)的上方；所述快濾池底部設(shè)有氣沖系統(tǒng)，再依次往上為小阻力濾板濾頭配水系統(tǒng)，墊層和濾料，反沖洗排水槽、出水堰；所述膜生物反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有內(nèi)置式中空纖維膜組件。一種以微污染水體為水源的再生水處理方法，包括常規(guī)水處理步驟，采用上述裝置，在常規(guī)水處理步驟的前段部分增加生物預(yù)處理步驟，并在常規(guī)水處理步驟的后段部分增加深度膜處理步驟；所述生物預(yù)處理步驟為先在厭氧池內(nèi)進行厭氧處理，控制厭氧停留時間為 1.8-2. 2h，控制溶解氧為零；然后在缺氧水解酸化池內(nèi)水解酸化，控制水力停留時間為 1. 0-1. 2h，氣水比為1 0. 8-1. 2，溶解氧為0. 5mg/L以下；再通過生物接觸氧化池進行生物氧化，控制水力停留時間為1.8-2. 2h，氣水比為2 0.8-1.2，溶解氧為2 ％^/1;
所述深度膜處理步驟為將上述處理后的水通過所述膜生物反應(yīng)器去除細菌病下面對本發(fā)明做進一步詳細的解釋和說明生物預(yù)處理單元利用該單元中富集的微生物群體(生物膜)的新陳代謝作用，去吸收和利用源水中各種污染物質(zhì)(主要是有機物)。生物預(yù)處理可以抗水質(zhì)變化帶來的沖擊負荷，增加生活用水和工業(yè)用水的安全可靠性；可以改善水的混凝沉降性能，使后續(xù)的常規(guī)凈水單元更好的發(fā)揮作用；可以降低處理費用，與背景技術(shù)中列舉的技術(shù)相比，具有經(jīng)濟高效、簡單易行的優(yōu)點。在常規(guī)凈水單元之后深度處理膜單元，主要起到保安和把關(guān)作用， 從而保證出水水質(zhì)，由于膜孔徑為亞微米級，可去除前面單元殘留的細菌、病毒等。設(shè)計生物預(yù)處理單元，采用了厭氧-缺氧水解酸化池-生物接觸氧化池的流程，同時在厭氧池內(nèi)設(shè)置潛水攪拌機主要是考慮到①在厭氧池中設(shè)置潛水攪拌機，可以使厭氧污泥呈懸浮狀態(tài)，更有效地同進水混合，充分發(fā)揮厭氧污泥的吸附和降解有機物的作用。②在受污染水源中可能含有LAS等有機合成洗滌劑和其他難生物降解物質(zhì)。使水經(jīng)過厭氧-缺氧水解酸化后水中較大分子復(fù)雜有機物分解為小分子簡單有機物，以利于生物接觸氧化處理?，F(xiàn)有技術(shù)中為了去除有機物，勢必要在凈水過程中大量投氯。但是氯化過程有可能與受污染源水中某些有機物生成三鹵甲烷等“三致”(致癌、致畸、致突變)物質(zhì)，嚴重威脅用水安全。而應(yīng)用生物預(yù)處理方法可在不投加任何化學(xué)藥劑的情況下，通過生物吸附、絮凝、生物降解、硝化等作用，經(jīng)濟有效地去除受污染水源中的有機物、氨氮，降低濁度等。生物氧化不需要擔(dān)心化學(xué)氧化(如氯化和臭氧化)可能產(chǎn)生的“三致”物質(zhì)的擔(dān)憂，有利于保證生活飲用水和工業(yè)用水的安全性。生物氧化經(jīng)化學(xué)混凝沉淀和過濾處理還可以減少混凝劑和消毒劑的投加量，從而降低經(jīng)常藥劑費用，降低凈水成本。生物氧化預(yù)處理系統(tǒng)運行穩(wěn)定，操作管理方便。本發(fā)明適合于以微污染水體為水源的生活飲用水處理，也可用于以微污染水體為水源的工業(yè)用水處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢在于1、本發(fā)明的以微污染水體為水源的再生水廠處理裝置，在常規(guī)凈水單元前增設(shè)生物預(yù)處理單元，是用以去除各種有機物，增加生活飲用水和工業(yè)用水的安全可靠性。2、在常規(guī)凈水單元之后增設(shè)深度處理膜單元，主要是起保安和把關(guān)作用，從而保證出水水質(zhì)。3、本發(fā)明的微污染水體為水源的再生水廠處理裝置具有經(jīng)濟高效，簡單易行的優(yōu)點，適用于以微污染水體為水源的生活用水處理，也可用于以微污染水體為水源的工業(yè)用水處理。


圖1是本發(fā)明實施例中一種以微污染水體為水源的再生水廠處理裝置的平面結(jié)構(gòu)圖2是圖1的A-A剖面圖；其中1為沉砂池、2為初沉池、3為厭氧池、4為缺氧水解酸化池、5為生物接觸氧化池、6為波板反應(yīng)器、7為斜管沉淀池、8為快濾池、9為膜生物反應(yīng)器(MBR)、10為消毒池、11 為清水池、12為攪拌機、13為旋流式氣泡曝氣器、14為下彎式環(huán)形穿孔管曝氣系統(tǒng)、15為組合填料、16為彈性波紋立體填料、17為乙丙共聚斜管、18為氣沖系統(tǒng)、19為小阻力濾板濾頭配水系統(tǒng)、20為墊層20、21為濾料、22為反沖洗排水槽、23為出水堰、24為中空纖維膜組件、25為進水管、沈為出水管、27為玻璃鋼大波板。
具體實施例方式實施例1 由圖1至圖2可知，本發(fā)明為一種以微污染水體為水源的再生水廠處理裝置。由沉砂池1、初沉池2、厭氧池3、缺氧水解酸化池4、生物接觸氧化池5、波板反應(yīng)器6、斜管沉淀池7、快濾池8、膜生物反應(yīng)器(MBR)9、消毒池10、清水池11組成。本發(fā)明所述的沉砂池1旁設(shè)有初沉池2。所述的厭氧反應(yīng)器3內(nèi)設(shè)有潛水攪拌機 12，厭氧停留時間2. 0h，控制溶解氧為零。所述的缺氧水解酸化池4內(nèi)設(shè)有旋流式氣泡曝氣器13和組合填料15，其中旋流式氣泡曝氣器13設(shè)在缺氧水解酸化池4的底部，組合填料15設(shè)在旋流式氣泡曝氣器13的上方。缺氧水解酸化池停留時間2. 0h，氣水比為1 1， 溶解氧控制在0. 5mg/L以下。所述的生物接觸氧化池5內(nèi)設(shè)有下彎式環(huán)形穿孔管曝氣系統(tǒng) 14和彈性波紋立體填料16，其中下彎式環(huán)形穿孔管曝氣系統(tǒng)14設(shè)在生物接觸氧化池5底部，彈性波紋立體填料16設(shè)在下彎式環(huán)形穿孔管曝氣系統(tǒng)14的上方。生物接觸氧化池停留時間2. 0h，氣水比為2 1，溶解氧控制在2 ％ig/L左右。所述的波板反應(yīng)器6內(nèi)設(shè)有玻璃鋼大波板27。所述的斜管沉淀池7上部設(shè)有乙丙共聚斜管17。所述的快濾池8底部設(shè)有氣沖系統(tǒng)18，再依次往上為小阻力濾板濾頭配水系統(tǒng)19、墊層20和濾料21，反沖洗排水槽22，出水堰23。所述的膜生物反應(yīng)器(MBR) 9內(nèi)設(shè)有內(nèi)置式中空纖維膜組件M。所述的消毒池10設(shè)置在膜生物反應(yīng)器(MBR) 9后面，最后是清水池11。實施例2 以實施例1所述微污染水體為水源的再生水廠處理裝置的處理過程待處理水由進水管25首先進入沉砂池1、初沉池2以去除密度較大的無機顆粒、 懸浮物后，再依次進入?yún)捬醭?-缺氧水解酸化池4-生物接觸氧化池5進行生物預(yù)處理單元，以去除有機污染物和進行生物脫氮；再經(jīng)管道混合器投加混凝劑，經(jīng)波板反應(yīng)器6反應(yīng)后進入斜管沉淀池7以去除小顆粒污染物和固液分離。上清液再經(jīng)快濾池8和膜生物反應(yīng)器(MBR)9，以去除水中殘留的有機物、難降解的有機物、氮和磷等營養(yǎng)鹽、溶解性無機鹽以及細菌等，然后經(jīng)消毒后10進入清水池11，最后經(jīng)出水管沈用泵送入用戶。實施例3 處理結(jié)果以微污染水為水源，經(jīng)處理后為工業(yè)用水為例1.進水水質(zhì)為PH = 7 8，COD 彡 80mg/L, BOD 彡 45mg/L, SS 彡 150mg/L, Cl ( 80mg/L，油彡 0. 40mg/L，氨氮彡 1. Omg/L。2.運行工藝條件厭氧池水力停留時間為2. 0h，溶解氧為零；缺氧池水力停留時間為1. 0h，氣水比為1 1，溶解氧為0.5mg/L以下；生物接觸氧化池水力停留時間為2.0h，氣水比為2 1， 溶解氧為2 ％ig/L。3.出水水質(zhì)PH = 6. 5 7. 5，COD 彡 15mg/L, BOD5 ( 10mg/L, SS ( 10mg/L，油彡 0. 13mg/L，氨氮< 0. 20mg/L。
權(quán)利要求
1.一種以微污染水體為水源的再生水處理裝置，包括常規(guī)水處理單元，其特征是，在常規(guī)水處理單元的前部分增設(shè)生物預(yù)處理單元，并在常規(guī)水處理單元的后部分增設(shè)深度處理膜單元；所述生物預(yù)處理單元由厭氧池( 、缺氧水解酸化池(4)、生物接觸氧化池( 依次連接組成；所述深度處理膜單元為膜生物反應(yīng)器(9)；所述厭氧池(3)內(nèi)設(shè)有潛水攪拌機(12)；所述缺氧水解酸化池內(nèi)設(shè)有旋流式氣泡曝氣器(1 和組合填料(15)，其中旋流式氣泡曝氣器(1 設(shè)在缺氧水解酸化池(4)底部，組合填料(1 設(shè)在旋流式氣泡曝氣器 (13)的上方；所述生物接觸氧化池(5)內(nèi)設(shè)有下彎式環(huán)形穿孔管曝氣系統(tǒng)(14)和彈性波紋立體填料(16)，其中下彎式環(huán)形穿孔管曝氣系統(tǒng)(14)設(shè)在生物接觸氧化池( 底部，彈性波紋立體填料(16)設(shè)在下彎式環(huán)形穿孔管曝氣系統(tǒng)(14)的上方；所述膜生物反應(yīng)器(9)內(nèi)設(shè)有內(nèi)置式中空纖維膜組件04)。
2.一種以微污染水體為水源的再生水處理方法，包括常規(guī)水處理步驟，其特征是，采用權(quán)利要求1所述的裝置，在常規(guī)水處理步驟的前段部分增加生物預(yù)處理步驟，并在常規(guī)水處理步驟的后段部分增加深度膜處理步驟；所述生物預(yù)處理步驟為先在厭氧池內(nèi)進行厭氧處理，控制厭氧停留時間為 1.8-2. 2h，控制溶解氧為零；然后在缺氧水解酸化池內(nèi)水解酸化，控制水力停留時間為 1.0-1.2h，氣水比為1 0.8-1. 2，溶解氧為0.5mg/L以下；再通過生物接觸氧化池進行生物氧化，控制水力停留時間為1.8-2. 2h，氣水比為2 0.8-1.2，溶解氧為2 ％^/1;所述深度膜處理步驟為將上述處理后的水通過所述膜生物反應(yīng)器去除細菌病毒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以微污染水體為水源的再生水處理裝置和方法，該裝置包括常規(guī)水處理單元，在常規(guī)水處理單元的前部分增設(shè)生物預(yù)處理單元，并在常規(guī)水處理單元的后部分增設(shè)深度處理膜單元；所述生物預(yù)處理單元由厭氧池(3)、缺氧水解酸化池(4)、生物接觸氧化池(5)依次連接組成；所述深度處理膜單元為膜生物反應(yīng)器(9)。在常規(guī)凈水單元前增設(shè)生物預(yù)處理單元的方法，可以去除各種有機物，增加生活飲用水和工業(yè)用水的安全可靠性。而在常規(guī)凈水單元之后增設(shè)深度處理膜單元的方法，主要是起保安和把關(guān)作用，從而保證出水水質(zhì)。
文檔編號C02F9/14GK102267785SQ20111019267
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者唐傳祥, 曾丁松, 杜成瓊, 游建軍, 禹芝文, 黃志紅 申請人:中國水電顧問集團中南勘測設(shè)計研究院, 云南國水環(huán)?？萍加邢薰?