本發(fā)明涉及一種微污染水源的深度處理凈化系統(tǒng)及方法，屬于飲用水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，尤其是有機(jī)化工、石油化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥、殺蟲(chóng)劑及除草劑等生產(chǎn)工業(yè)的迅速增長(zhǎng)，有機(jī)化合物的產(chǎn)量和種類不斷增加，各種工業(yè)廢水和生活污水未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)就直接進(jìn)入水體，許多水源已受到不同程度的污染，水源地的不斷惡化而導(dǎo)致的社會(huì)問(wèn)題也越來(lái)越明顯，水資源保護(hù)措施已成為關(guān)系到我國(guó)民生發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。

我國(guó)為保障供水水質(zhì)衛(wèi)生安全，《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（gb5749-2006）的頒布實(shí)施對(duì)生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)大幅提高，進(jìn)一步提高了給水廠凈水工藝技術(shù)的要求。然而，常規(guī)凈水處理工藝（混凝+沉淀+過(guò)濾+消毒）不能有效去除微污染水源水中的有機(jī)物、氨氮等污染物，同時(shí)液氯很容易與原水中的腐殖質(zhì)結(jié)合產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物(dbps)，直接威脅飲用者的身體健康，無(wú)法滿足人們對(duì)飲用水安全性的需要。隨著我國(guó)水源地水質(zhì)污染惡化及人們對(duì)生活飲用水水質(zhì)要求的逐漸提高，我國(guó)大部分供水廠已經(jīng)無(wú)法滿足新實(shí)施的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，因此，針對(duì)微污染水源水的特點(diǎn)并結(jié)合常規(guī)凈水處理工藝開(kāi)發(fā)微污染水源水的深度處理凈化工藝系統(tǒng)顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種微污染水源的深度處理凈化系統(tǒng)及方法，該工藝系統(tǒng)將磁加載絮凝沉淀、臭氧—生物活性碳過(guò)濾與常規(guī)凈水處理工藝相結(jié)合，構(gòu)成了一種高效的深度處理凈化工藝系統(tǒng)，其具體技術(shù)方案如下：

一種微污染水源的深度處理凈化系統(tǒng)，包括調(diào)節(jié)池、預(yù)臭氧塔、磁加載絮凝系統(tǒng)和臭氧—生物活性碳過(guò)濾系統(tǒng)，所述磁加載絮凝系統(tǒng)和臭氧—生物活性碳過(guò)濾系統(tǒng)之間連接有中間清水池，調(diào)節(jié)池、預(yù)臭氧塔、磁加載絮凝系統(tǒng)、中間清水池、臭氧—生物活性碳過(guò)濾系統(tǒng)、消毒池和清水池依次貫通連接；

所述磁加載絮凝系統(tǒng)還連接有藥劑調(diào)配投加系統(tǒng)和磁粉回收及污泥處理系統(tǒng)。

所述磁加載絮凝系統(tǒng)包括絮凝反應(yīng)池、磁粉投加池、助凝熟化池、斜管沉淀池和永磁過(guò)濾器，所述絮凝反應(yīng)池、磁粉投加池、助凝熟化池、斜管沉淀池和永磁過(guò)濾器依次貫通連接；

所述絮凝反應(yīng)池、磁粉投加池、助凝熟化池及斜管沉淀池通過(guò)隔板依次連通，絮凝反應(yīng)池、磁粉投加池和助凝熟化池上方均安裝有機(jī)械攪拌裝置。

所述藥劑調(diào)配投加系統(tǒng)包括絮凝劑配藥池及其投加泵、磁粉貯存罐及其投加泵和助凝劑配藥池及其投加泵；

所述絮凝劑配藥池通過(guò)其投加泵朝向絮凝反應(yīng)池投放絮凝劑，所述磁粉貯存罐通過(guò)其投加泵朝向磁粉投加池投放磁粉，所述助凝劑配藥池通過(guò)其投加泵朝向助凝熟化池投放助凝劑。

所述臭氧—生物活性碳過(guò)濾系統(tǒng)包括主臭氧塔和生物活性碳濾池；所述磁加載絮凝系統(tǒng)與臭氧—生物活性碳過(guò)濾系統(tǒng)之間連接有中間清水池，所述中間清水池、主臭氧塔和生物活性碳濾池依次貫通連接。

所述磁粉回收及污泥處理系統(tǒng)包括水力旋流器、磁鼓分離器、污泥濃縮池和污泥脫水系統(tǒng)；所述水力旋流器抽取口連接斜管沉淀池，水力旋流器輸出口連接磁粉投加池和磁鼓分離器，所述磁鼓分離器的輸出端連接磁粉投加池和污泥濃縮池，所述污泥濃縮池的輸出端連接調(diào)節(jié)池和污泥脫水系統(tǒng)，所述污泥脫水系統(tǒng)的輸出端連接連接調(diào)節(jié)池和污泥排放；

所述磁加載絮凝系統(tǒng)還包括污泥回流泵，污泥回流泵通過(guò)管道一端連接斜管沉淀池的污泥斗，另一端連接水力旋流器。

所述預(yù)臭氧塔排出的尾氣和主臭氧塔排出的尾氣均輸送連接到尾氣處理裝置，所述預(yù)臭氧塔和主臭氧塔均連接臭氧發(fā)生器，所述臭氧發(fā)生器朝向預(yù)臭氧塔和主臭氧塔中輸送臭氧，所述生物活性碳濾池排出的污水輸送到調(diào)節(jié)池，所述生物活性碳濾池中通入空氣。

所述污泥濃縮池選用帶有豎向柵條污泥濃縮機(jī)的輻流式重力濃縮池，用帶有柵條的刮泥機(jī)刮泥，采用靜壓排泥；

所述污泥脫水系統(tǒng)包括污泥輸送泵和污泥脫水機(jī)，污泥輸送泵一端與污泥濃縮池泥斗連接，另一端與污泥脫水機(jī)連接。

所述預(yù)臭氧塔選用不銹鋼柱體，臭氧混合方式選用水射器混合，通過(guò)管道泵把原水加壓送到預(yù)臭氧接觸塔內(nèi)；

所述主臭氧塔選用不銹鋼柱體，臭氧通過(guò)微孔欽板與水接觸反應(yīng)；

所述生物活性炭濾池采用柱狀活性炭并輔以曝氣，反沖洗方式采用兩段式氣水反沖洗，即首先以空氣擦洗，再以中間清水池出水反沖。

一種微污染水源的深度處理凈化方法，包括以下步驟：

一、微污染原水從調(diào)節(jié)池進(jìn)入預(yù)臭氧塔，在預(yù)臭氧塔內(nèi)投加臭氧進(jìn)行預(yù)氧化，對(duì)水體中的無(wú)機(jī)化合物和色度等進(jìn)行去除，同時(shí)氧化水體中部分有機(jī)物，以強(qiáng)化后續(xù)磁加載絮凝工藝，并同時(shí)部分滅活病原微生物；

二、步驟一的出水進(jìn)入絮凝反應(yīng)池，投加絮凝劑并進(jìn)行攪拌，保持一定的水力停留時(shí)間，形成大量小的絮體；

三、步驟二的出水進(jìn)入磁粉投加池，在此構(gòu)筑物中投加一定量的磁粉，即進(jìn)行磁加載絮凝，利用磁粉為中心核體將較小顆粒的懸浮物聚集在一起，同時(shí)使弱磁性和非磁性物質(zhì)帶上磁性；

四、步驟三的出水進(jìn)入助凝熟化池，投加助凝劑并攪拌，通過(guò)網(wǎng)捕等作用絮凝體進(jìn)一步變大成熟，有利于后續(xù)沉降；

五、步驟四的出水進(jìn)入斜管沉淀池，粒徑大的磁絮凝體進(jìn)行自然沉降，濁度物質(zhì)和大分子有機(jī)物等得以去除；

六、步驟五的出水進(jìn)入永磁分離器，依靠磁分離技術(shù)，加載的外部磁場(chǎng)吸附帶磁性的微小的絮凝體，實(shí)現(xiàn)泥水分離；

七、步驟六的出水進(jìn)入中間清水池，然后經(jīng)恒流泵從中間清水池進(jìn)入主臭氧塔，在塔內(nèi)投加臭氧進(jìn)行氧化和消毒，強(qiáng)效氧化各種消毒副產(chǎn)物前體物，以強(qiáng)化后續(xù)生物活性炭濾池對(duì)其的吸附性能，同時(shí)有效滅活病原微生物；

八、步驟七的出水進(jìn)入生物活性炭濾池，主要依靠活性炭的物理吸附作用吸附步驟七中產(chǎn)生的臭氧氧化產(chǎn)物，去除水體中各類消毒產(chǎn)物前體物；

九、步驟八的出水進(jìn)入消毒池，投加二氧化氯殺滅水體中仍然存在的微生物以及維持管網(wǎng)余氯；

十、步驟九的出水進(jìn)入清水池，由水泵經(jīng)供水管道送達(dá)用戶。

步驟五所產(chǎn)生的污泥經(jīng)污泥提升泵從斜管沉淀池污泥斗進(jìn)入水力旋流器進(jìn)行初步解絮，解絮后回收的磁粉重新使用，剩余污泥進(jìn)入磁鼓分離器進(jìn)行磁分離，經(jīng)過(guò)磁分離后回收的磁粉繼續(xù)使用，剩余污泥進(jìn)行濃縮和脫水；同時(shí)，反沖洗污水、污泥濃縮上清液以及污泥脫水濾液均要回流至調(diào)節(jié)池進(jìn)行處理，以避免造成污染。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明中采用了兩級(jí)臭氧和二氧化氯聯(lián)用消毒，確保了對(duì)水體中病原微生物的滅活效果，較傳統(tǒng)凈水工藝而言更能保障飲用水的衛(wèi)生學(xué)安全性能；

(2)本發(fā)明將磁加載絮凝沉淀工藝和臭氧—生物活性碳過(guò)濾工藝聯(lián)用，充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)，對(duì)微污染水源水有很好的凈化效果；

(3)本發(fā)明采用的磁加載絮凝沉淀工藝與傳統(tǒng)絮凝沉淀工藝相比，沒(méi)有投加多余的化學(xué)藥劑，在出水合格的前提下，沒(méi)有引入其它物質(zhì)，可以保證供水安全；

(4)本發(fā)明采用的磁加載絮凝沉淀工藝回收到的磁粉不僅數(shù)量多，而且質(zhì)量好，完全不影響回收磁粉在工藝中的使用，不會(huì)干擾出水質(zhì)量；

(5)本發(fā)明采用的磁加載絮凝沉淀工藝占地面積小，可以節(jié)約用地，而且操作比較靈活，對(duì)變化水質(zhì)適應(yīng)能力強(qiáng)，具有一定的抗沖擊能力；

(6)本發(fā)明所用臭氧發(fā)生器以空氣為氣源，就地生產(chǎn)臭氧用于預(yù)臭氧和主臭氧工藝，臭氧濃度達(dá)到工藝要求，運(yùn)行成本相對(duì)較低。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖，

圖2為本發(fā)明的工藝布置圖，

附圖標(biāo)記列表：1為調(diào)節(jié)池，2為預(yù)臭氧塔，3為絮凝反應(yīng)池，4為磁粉投加池，5為助凝熟化池，6為斜管沉淀池，7為永磁過(guò)濾器，8為中間清水池，9為主臭氧塔，10為生物活性碳濾池，11為消毒池，12為清水池，13為絮凝劑配藥池及其投加泵，14為磁粉貯存罐及其投加泵，15為助凝劑配藥池及其投加泵，16為水力旋流器，17為磁鼓分離器，18為污泥濃縮池，19為污泥脫水系統(tǒng)，20為臭氧發(fā)生器，21為尾氣處理裝置，22為二氧化氯發(fā)生器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。應(yīng)理解下述具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。

結(jié)合附圖1和2可見(jiàn)，本微污染水源的深度處理凈化工藝系統(tǒng)，包括調(diào)節(jié)池1、預(yù)臭氧塔2、磁加載絮凝系統(tǒng)和臭氧—生物活性碳過(guò)濾系統(tǒng)，所述磁加載絮凝系統(tǒng)和臭氧—生物活性碳過(guò)濾系統(tǒng)之間連接有中間清水池8，調(diào)節(jié)池1、預(yù)臭氧塔2、磁加載絮凝系統(tǒng)、中間清水池8、臭氧—生物活性碳過(guò)濾系統(tǒng)、消毒池11和清水池12依次貫通連接。微污染水源進(jìn)入調(diào)節(jié)池1，然后依次經(jīng)過(guò)貫通連接預(yù)臭氧塔2、磁加載絮凝系統(tǒng)和臭氧—生物活性碳過(guò)濾系統(tǒng)，并最后經(jīng)過(guò)消毒池11和清水池12排出。通過(guò)二氧化氯發(fā)生器22朝向消毒池11通入二氧化氯,實(shí)現(xiàn)消毒。

所述磁加載絮凝系統(tǒng)還連接有藥劑調(diào)配投加系統(tǒng)和磁粉回收及污泥處理系統(tǒng)。通過(guò)藥劑調(diào)配投加系統(tǒng)投加藥劑，磁粉回收及污泥處理系統(tǒng)回收磁粉并排放出污泥。

所述磁加載絮凝系統(tǒng)包括絮凝反應(yīng)池3、磁粉投加池4、助凝熟化池5、斜管沉淀池6和永磁過(guò)濾器7，所述絮凝反應(yīng)池3、磁粉投加池4、助凝熟化池5、斜管沉淀池6和永磁過(guò)濾器7依次貫通連接。從預(yù)臭氧塔2出來(lái)的水依次經(jīng)過(guò)絮凝反應(yīng)池3、磁粉投加池4、助凝熟化池5、斜管沉淀池6和永磁過(guò)濾器7凈化處理。

所述絮凝反應(yīng)池3、磁粉投加池4、助凝熟化池5及斜管沉淀池6通過(guò)隔板依次連通，絮凝反應(yīng)池3、磁粉投加池4和助凝熟化池5上方均安裝有機(jī)械攪拌裝置。機(jī)械攪拌裝置提高混合效率。

所述藥劑調(diào)配投加系統(tǒng)包括絮凝劑配藥池及其投加泵13、磁粉貯存罐及其投加泵14和助凝劑配藥池及其投加泵15。

所述絮凝劑配藥池通過(guò)其投加泵朝向絮凝反應(yīng)池3投放絮凝劑，所述磁粉貯存罐通過(guò)其投加泵朝向磁粉投加池4投放磁粉，所述助凝劑配藥池通過(guò)其投加泵朝向助凝熟化池5投放助凝劑。

所述臭氧—生物活性碳過(guò)濾系統(tǒng)包括主臭氧塔9和生物活性碳濾池10；所述磁加載絮凝系統(tǒng)與臭氧—生物活性碳過(guò)濾系統(tǒng)之間連接有中間清水池8，所述中間清水池8、主臭氧塔9和生物活性碳濾池10依次貫通連接。

所述磁粉回收及污泥處理系統(tǒng)包括水力旋流器16、磁鼓分離器17、污泥濃縮池18和污泥脫水系統(tǒng)19；所述水力旋流器16抽取口連接斜管沉淀池6，水力旋流器16輸出口連接磁粉投加池4和磁鼓分離器17，所述磁鼓分離器17的輸出端連接磁粉投加池4和污泥濃縮池18，所述污泥濃縮池18的輸出端連接調(diào)節(jié)池1和污泥脫水系統(tǒng)19，所述污泥脫水系統(tǒng)19的輸出端連接連接調(diào)節(jié)池1和污泥排放。水力旋流器16抽取斜管沉淀池6中的沉淀液，將沉淀液中的水輸送到磁粉投加池4，污泥輸送到磁鼓分離器17，磁鼓分離器17將磁粉分離出來(lái)并輸送到磁粉投放池，磁鼓分離器17排出的污泥進(jìn)入污泥濃縮池18，污泥濃縮池18的上清液輸送到調(diào)節(jié)池1，污泥輸送到污泥脫水系統(tǒng)19，污泥脫水系統(tǒng)19的濾液輸送到調(diào)節(jié)池1，污泥進(jìn)行污泥焚燒或填埋處理。

所述磁加載絮凝系統(tǒng)還包括污泥回流泵，污泥回流泵通過(guò)管道一端連接斜管沉淀池6的污泥斗，另一端連接水力旋流器16。

所述預(yù)臭氧塔2排出的尾氣和主臭氧塔9排出的尾氣均輸送連接到尾氣處理裝置21，所述預(yù)臭氧塔2和主臭氧塔9均連接臭氧發(fā)生器20，所述臭氧發(fā)生器20朝向預(yù)臭氧塔2和主臭氧塔9中輸送臭氧，所述生物活性碳濾池10排出的污水輸送到調(diào)節(jié)池1，所述生物活性碳濾池10中通入空氣。

所述污泥濃縮池18選用帶有豎向柵條污泥濃縮機(jī)的輻流式重力濃縮池，用帶有柵條的刮泥機(jī)刮泥，采用靜壓排泥。

所述污泥脫水系統(tǒng)19包括污泥輸送泵和污泥脫水機(jī)，污泥輸送泵一端與污泥濃縮池18泥斗連接，另一端與污泥脫水機(jī)連接。

所述預(yù)臭氧塔2選用不銹鋼柱體，臭氧混合方式選用水射器混合，通過(guò)管道泵把原水加壓送到預(yù)臭氧接觸塔內(nèi)。

所述主臭氧塔9選用不銹鋼柱體，臭氧通過(guò)微孔欽板與水接觸反應(yīng)。

所述生物活性炭濾池采用柱狀活性炭并輔以曝氣，反沖洗方式采用兩段式氣水反沖洗，即首先以空氣擦洗，再以中間清水池8出水反沖。

一種微污染水源的深度處理凈化方法，包括以下步驟：

一、微污染原水從調(diào)節(jié)池進(jìn)入預(yù)臭氧塔，在預(yù)臭氧塔內(nèi)投加臭氧進(jìn)行預(yù)氧化，對(duì)水體中的無(wú)機(jī)化合物和色度等進(jìn)行去除，同時(shí)氧化水體中部分有機(jī)物，以強(qiáng)化后續(xù)磁加載絮凝工藝，并同時(shí)部分滅活病原微生物；

二、步驟一的出水進(jìn)入絮凝反應(yīng)池，投加絮凝劑并進(jìn)行攪拌，保持一定的水力停留時(shí)間，形成大量小的絮體；

三、步驟二的出水進(jìn)入磁粉投加池，在此構(gòu)筑物中投加一定量的磁粉，即進(jìn)行磁加載絮凝，利用磁粉為中心核體將較小顆粒的懸浮物聚集在一起，同時(shí)使弱磁性和非磁性物質(zhì)帶上磁性；

四、步驟三的出水進(jìn)入助凝熟化池，投加助凝劑并攪拌，通過(guò)網(wǎng)捕等作用絮凝體進(jìn)一步變大成熟，有利于后續(xù)沉降；

五、步驟四的出水進(jìn)入斜管沉淀池，粒徑大的磁絮凝體進(jìn)行自然沉降，濁度物質(zhì)和大分子有機(jī)物等得以去除；

六、步驟五的出水進(jìn)入永磁分離器，依靠磁分離技術(shù)，加載的外部磁場(chǎng)吸附帶磁性的微小的絮凝體，實(shí)現(xiàn)泥水分離；

七、步驟六的出水進(jìn)入中間清水池，然后經(jīng)恒流泵從中間清水池進(jìn)入主臭氧塔，在塔內(nèi)投加臭氧進(jìn)行氧化和消毒，強(qiáng)效氧化各種消毒副產(chǎn)物前體物，以強(qiáng)化后續(xù)生物活性炭濾池對(duì)其的吸附性能，同時(shí)有效滅活病原微生物；

八、步驟七的出水進(jìn)入生物活性炭濾池，主要依靠活性炭的物理吸附作用吸附步驟七中產(chǎn)生的臭氧氧化產(chǎn)物，去除水體中各類消毒產(chǎn)物前體物；

九、步驟八的出水進(jìn)入消毒池，投加二氧化氯殺滅水體中仍然存在的微生物以及維持管網(wǎng)余氯；

十、步驟九的出水進(jìn)入清水池，由水泵經(jīng)供水管道送達(dá)用戶。

步驟五所產(chǎn)生的污泥經(jīng)污泥提升泵從斜管沉淀池污泥斗進(jìn)入水力旋流器進(jìn)行初步解絮，解絮后回收的磁粉重新使用，剩余污泥進(jìn)入磁鼓分離器進(jìn)行磁分離，經(jīng)過(guò)磁分離后回收的磁粉繼續(xù)使用，剩余污泥進(jìn)行濃縮和脫水；同時(shí)，反沖洗污水、污泥濃縮上清液以及污泥脫水濾液均要回流至調(diào)節(jié)池進(jìn)行處理，以避免造成污染。

本發(fā)明方案所公開(kāi)的技術(shù)手段不僅限于上述技術(shù)手段所公開(kāi)的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。