專利名稱：一種針對(duì)微污染原水的組合處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為給水工程中涉及的一種水處理組合強(qiáng)化裝置，具體地說是一種針對(duì)微污染原水的組合處理裝置。
背景技術(shù)：
隨著國家建設(shè)部發(fā)布的《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的施行，以及國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-2006)》的實(shí)施，我國大部分水源受到污染的常規(guī)工藝水廠均面臨凈水工藝升級(jí)改造的任務(wù)。隨著新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)的相繼實(shí)施，我國經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)而水源普遍污染較重的長三角和珠三角地區(qū)近年來對(duì)水廠凈水工藝逐步實(shí)施升級(jí)改造，其中浙江省的起步較早。根據(jù)《浙江省城市供水現(xiàn)代化水廠評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中所規(guī)定的現(xiàn)代化水廠出廠水優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，·其中要求水廠出水的濁度< O. 1NTU, CODMn < 2. Omg/L·杭州水業(yè)集團(tuán)有限公司自上世紀(jì)末開始對(duì)杭州主城區(qū)水廠進(jìn)行了旨在提升水質(zhì)的凈水工藝改造，其中常規(guī)水處理工藝基礎(chǔ)增設(shè)了預(yù)臭氧和后臭氧生物活性炭工藝的南星水廠工程已建成運(yùn)行，出水水質(zhì)基本滿足了上述各項(xiàng)新標(biāo)準(zhǔn)要求，但受建設(shè)場(chǎng)地條件的限制，改造后的水廠清水庫的庫容非常有限，難以滿足水廠運(yùn)行調(diào)度要求。此外，出水濁度與浙江省現(xiàn)代化水廠出水標(biāo)準(zhǔn)尚有差距。目前，預(yù)臭氧加臭氧活性炭工藝較普遍被各水務(wù)公司作為水廠升級(jí)改造的主要選擇，但大多數(shù)水廠的建設(shè)場(chǎng)地非常緊張，如何解決建設(shè)場(chǎng)地與水質(zhì)指標(biāo)的矛盾，逐漸成為制約各水廠實(shí)施升級(jí)改造的主要難題。此外，如何進(jìn)一步降低出水濁度滿足行業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，以及消除出廠水微生物超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)，也成為水質(zhì)提升中需要解決的問題。為了達(dá)到日益嚴(yán)格的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)約水廠建設(shè)用地，隨著膜新材料技術(shù)的發(fā)展、膜處理工藝的日趨成熟以及膜材料價(jià)格的快速下降，使工程投資成本逐年下降。因此針對(duì)不同的條件和膜凈水技術(shù)的日益成熟，如何避免和消除上述水廠凈水工藝升級(jí)改造后所產(chǎn)生的新的矛盾和問題，進(jìn)一步探索研究以膜處理為核心的凈水工藝技術(shù)，已是我國供水行業(yè)目前所面臨的一項(xiàng)重要課題，也是我國進(jìn)入新世紀(jì)后國家可持續(xù)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種針對(duì)微污染原水的組合強(qiáng)化工藝，適合于有機(jī)物偏高，包括可能的鐵、錳、氨氮超標(biāo)的微污染原水的處理。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種針對(duì)微污染原水的組合強(qiáng)化裝置，包括依次連接的預(yù)臭氧接觸池、絮凝沉淀池、中臭氧接觸池、生物炭砂濾池、膜處理系統(tǒng)、清水池、泵房和配水管網(wǎng)。生物炭砂濾池包括池體，池體內(nèi)設(shè)置上下兩層濾料層，其中上層為顆?；钚蕴繉樱聦訛榇稚盀V料層。本實(shí)用新型為一種微污染原水組合深度處理工藝，針對(duì)微污染原水經(jīng)常規(guī)處理后濁度和有機(jī)物含量仍超標(biāo)的情況，通過把預(yù)臭氧、絮凝沉淀、中臭氧、炭砂過濾與膜技術(shù)相集成的處理流程，確保處理后水質(zhì)滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-2006)》，更在某些指標(biāo)上達(dá)到更高要求，包括 Fe < O. 05mg/L,Mn < O. 05mg/L, CODfc < 2. Omg/L，濁度< O. 1NTU，消除微生物超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)，有效去除腐殖酸以及兩蟲。

圖I為本實(shí)用新型處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為生物炭砂濾池的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖所示，一種針對(duì)微污染原水的組合強(qiáng)化裝置，包括依次連接的預(yù)臭氧接觸池I、絮凝沉淀池2、生物炭砂濾池4、膜處理系統(tǒng)5、清水池6、泵房7和配水管網(wǎng)8。根據(jù)本實(shí) 用新型的優(yōu)選實(shí)施例，在絮凝沉淀池2和炭砂濾池4之間增設(shè)中臭氧接觸池3。其中預(yù)臭氧接觸池I和中臭氧接觸池3設(shè)置有臭氧投加口，絮凝沉淀池的輸入端設(shè)置有混凝劑投加口，清水池輸入端設(shè)置有氯氣投加口。強(qiáng)化預(yù)加臭氧主要是為了結(jié)合后續(xù)設(shè)置生物炭砂濾池的工藝需要，并替代先常規(guī)處理工藝普遍采用的預(yù)加氯的助凝作用，避免加氯引起的鹵代物超標(biāo)現(xiàn)象和對(duì)生物炭砂濾池的生物作用不利影響。并對(duì)錳進(jìn)行有效氧化，為提高沉淀除錳效率創(chuàng)造條件。同時(shí)還可以提高水的溶解氧，為炭砂濾池去除部分氨氮和有機(jī)物創(chuàng)造條件。絮凝沉淀是為了滿足對(duì)濁度的有效去除，通過投加混凝劑可以使原水中細(xì)小的顆粒形成較大的絮體，從而實(shí)現(xiàn)大顆粒物質(zhì)的去除。中臭氧接觸主要是為了氧化分解水中各種有機(jī)無機(jī)污染物質(zhì)使部分難以降解的物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，并使水的可生化性得到提高，有利于后續(xù)的生物過程。并利用臭氧對(duì)氨氮和亞硝酸鹽氮的氧化能力，進(jìn)一步降低水的色度和嗅味。臭氧和活性炭結(jié)合在一起大大地提高了活性炭工藝的處理效率，延長了活性炭的工作周期，生物炭砂濾池主要是為了進(jìn)一步去除濁度和引起水中口感的微量有機(jī)物、色度、以及對(duì)人體長期健康安全帶來影響的有害物質(zhì)，如農(nóng)藥、藻毒素和環(huán)境激素等；降低水中的可同化有機(jī)碳含量，提高出廠水的生物穩(wěn)定性；防止水中有機(jī)物污染后繼的膜組件；同時(shí)還可使活性炭濾料內(nèi)脫落的生物膜和碎炭被砂再次截留，為下一道膜處理工序增加了一道保護(hù)屏障。生物炭砂濾池設(shè)計(jì)濾速7. 5 10m/h,炭床吸附停留時(shí)間6 20分鐘。生物炭砂濾池設(shè)有上下兩層濾料，其中上層濾料10采用顆?；钚蕴浚捎?X30目，堆積密度O. 35 O. 55g/cm3,有效粒徑D = O. 90mm,不均勻系數(shù)< 2. O (D80/D10)，濾料厚度根據(jù)空床接觸時(shí)間和過濾面積來確定，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，活性炭濾料的厚度為I I. 5m ;下層濾料11采用粗砂濾料，其厚度為O. 40 O. 60m,有效粒徑O. 5mm,不均勻系數(shù)彡I. 6 (D80/D10)，采用長柄濾頭方式配水，期終水頭損失為2. 5m。并用單獨(dú)氣沖加單獨(dú)水沖方式進(jìn)行反沖洗氣沖強(qiáng)度55m3/m2. h,水沖強(qiáng)度25m3/m2. h。反沖周期約I 2天。通過采用中阻力配水、氣水分別沖洗以及通過合理選擇兩種濾料粒徑來控制沖洗時(shí)的膨脹度相近和沖洗速度梯度滿足要求等手段，有效解決了濾料混層和上層輕質(zhì)濾料流失較嚴(yán)重的問題。圖2為生物炭砂濾池一實(shí)施例的布置圖。圖中12為反沖洗系統(tǒng)，該系統(tǒng)為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。膜處理主要是為了更有效地去除水中濁度和微粒物質(zhì)，同時(shí)通過膜對(duì)細(xì)菌、腐殖酸、孢囊和藻類的有效去除，而大大減輕后繼的消毒難度，從而可以不設(shè)置專門的消毒接觸措施和降低消毒劑投量。具體工藝流程為，先采用預(yù)臭氧接觸池I進(jìn)行預(yù)處理、絮凝平流沉淀池2進(jìn)行沉淀，出水進(jìn)入中臭氧接觸池3氧化后進(jìn)入炭砂濾池4，出水再進(jìn)入膜處理系統(tǒng)5進(jìn)行膜濾，膜組件出水通過清水池6調(diào)蓄后由二級(jí)泵房7送入配水管網(wǎng)8。在原水水質(zhì)較好時(shí)，可對(duì)中臭氧接觸池3，或膜組件單元4進(jìn)行超越。本實(shí)用新型中應(yīng)在絮凝沉淀池前設(shè)有混凝劑投加口，預(yù)臭氧接觸池和中臭氧接觸池分別設(shè)置有臭氧投加口，在清水池前氯氣(CI2)投加口。本實(shí)用新型已經(jīng)過結(jié)合水廠常規(guī)處理系統(tǒng)的應(yīng)用性研究。試驗(yàn)結(jié)果顯示，系統(tǒng) 對(duì)有機(jī)物的去除率為51. 7%，處理后水CODsfa < 2. Omg/L，處理后平均濁度為O. 02NTU，均<0. INTU ;對(duì)氨氮的去除率為45% 90%，出水中錳含量小于O. 05mg/L，鐵基本全部去除。本實(shí)用新型的特點(diǎn)描述I、國內(nèi)外普遍采用的常規(guī)水處理結(jié)合深度處理水處理工藝中均將砂濾池與活性炭濾池分別設(shè)置，分別承擔(dān)去除濁度及去除有機(jī)物的功能，本實(shí)用新型在組合處理工藝中將二者合二為一，設(shè)置為炭砂雙層濾料濾池，具體為在活性炭濾池的炭層下增設(shè)了 O. 5m的砂濾料，使濾池兼有去除濁度和有機(jī)物的功能。同時(shí),運(yùn)用傳統(tǒng)活性炭濾池濾頭的中阻力配水方式，采用氣水分別沖洗，以配合選擇兩種濾料粒徑，有效控制傳統(tǒng)雙層濾料濾池的濾料混層現(xiàn)象。通過對(duì)這些傳統(tǒng)形式的改進(jìn)措施，確保炭砂濾池的運(yùn)行狀態(tài)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)功能合二為一。2、水處理工藝中膜處理單元一股采用微濾超濾膜以去除細(xì)菌、藻類、孢囊(包括隱孢子蟲和甲第鞭毛蟲)、濁度和腐殖酸，但膜處理對(duì)有機(jī)物幾乎沒有去除作用。傳統(tǒng)水處理工藝砂濾池后出廠水濁度最低一股為O. 2 O. 3NTU左右，無法進(jìn)一步降低。此外，在傳統(tǒng)的常規(guī)處理工藝結(jié)合深度處理工藝中，活性炭濾池出水微生物總量將會(huì)增加，必須設(shè)置專門的消毒接觸池，以確保加氯消毒的有效滅活，若消毒不當(dāng)，有出水微生物超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)存在的可能。而單純的膜處理工藝無法滿足對(duì)有機(jī)物的去除作用。因此，本組合常規(guī)結(jié)合深度處理工藝將膜處理單元結(jié)合于炭砂濾池后，充分發(fā)揮前道處理工藝對(duì)濁度、有機(jī)物、氨氮和鐵錳等的有效去除作用，并在后部膜處理單元進(jìn)一步降低濁度，完全消除微生物超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)，是出廠水濁度< O. INTU的保證率達(dá)到100%。3、本實(shí)用新型優(yōu)化組合處理工藝在達(dá)到對(duì)微污染原水的有效處理前提下，比傳統(tǒng)的常規(guī)處理結(jié)合深度處理工藝減少了砂濾池及消毒接觸池，大大節(jié)省工程投資與占地。4、組合工藝中首次提出在沉后炭砂濾池前設(shè)置中臭氧接觸池，有別于一股傳統(tǒng)深度處理在砂濾池后設(shè)置的后臭氧。5、不需設(shè)置中間提升泵房，有別于傳統(tǒng)工藝砂濾池后需設(shè)中間提升泵房，將水提升至活性炭濾池。本實(shí)用新型中所述的預(yù)臭氧接觸池、絮凝沉淀池、中臭氧接觸池、膜處理系統(tǒng)、清水池、泵房和配水管網(wǎng)均為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
權(quán)利要求1.一種針對(duì)微污染原水的組合強(qiáng)化裝置，其特征在于該裝置包括依次連接的預(yù)臭氧接觸池、絮凝沉淀池、中臭氧接觸池、生物炭砂濾池、膜處理系統(tǒng)、清水池、泵房和配水管網(wǎng)。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于預(yù)臭氧接觸池和中臭氧接觸池設(shè)置有臭氧投加口和，絮凝沉淀池的輸入端設(shè)置有混凝劑投加口，清水池輸入端設(shè)置有氯氣投加口。
3.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于生物炭砂濾池包括池體，池體內(nèi)設(shè)置上下兩層濾料層，其中上層為顆?；钚蕴繉?，下層為粗砂濾料層。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種針對(duì)微污染原水的組合強(qiáng)化裝置，包括依次連接的預(yù)臭氧接觸池、絮凝沉淀池、炭砂濾池、膜處理系統(tǒng)、清水池、泵房和配水管網(wǎng)。在絮凝沉淀池和炭砂濾池之間還可增設(shè)中臭氧接觸池。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于微污染原水經(jīng)處理后出廠水不但能確保達(dá)到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，更在某些指標(biāo)上達(dá)到更高要求，消除微生物超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)，有效去除腐殖酸以及兩蟲。此外，本實(shí)用新型比傳統(tǒng)常規(guī)處理結(jié)合深度處理工藝節(jié)省了砂濾池及消毒接觸池這兩個(gè)獨(dú)立構(gòu)筑物的占地，是場(chǎng)地緊湊的現(xiàn)有水廠實(shí)施水質(zhì)升級(jí)改造建設(shè)可以得以實(shí)施。
文檔編號(hào)C02F9/14GK202671347SQ20122021432
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月14日
發(fā)明者李鐘珮, 王如華, 朱寅春, 蔡報(bào)祥, 趙暉 申請(qǐng)人:上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司