專利名稱：將劣v類地表水處理為生活飲用水的處理系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及給水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種將劣V類地表水處理為生活飲用 水的處理系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
目前，我國地表水污染普遍，特別是流經(jīng)城市的河段有機污染較嚴(yán)重，湖泊富營養(yǎng) 化問題突出，滿足作為自來水源水的Ι、Π、ΙΙΙ類地表水源日益減少；很多城市水廠所能利 用的地表水經(jīng)常是ιν、ν類地表水甚至是水質(zhì)更差的地表水。常規(guī)的“加藥混凝-沉淀-過 濾-消毒”的自來水處理工藝，其處理對象主要是水中懸浮物和膠體雜質(zhì)，同時對水中某些 有機物、細(xì)菌及病毒等有一定的去除效果。然而此現(xiàn)有的處理工藝去除的有機物主要為分 子量大于10000的部分，對低分子量有機物的去除作用很小。對于污染嚴(yán)重的地表水，采用 上述常規(guī)凈水處理工藝處理后出水無法達(dá)到生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
基于現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明實施例的目的是提供一種將劣V類地表水處 理為生活飲用水的處理系統(tǒng)及方法，可將劣V類地表水處理后達(dá)到生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明實施例提供一種將劣V類地表水處理為生活飲用水的處理系統(tǒng)，包括曝氣生物濾池、高速澄清池、鼓風(fēng)系統(tǒng)、超濾膜單元、加藥系統(tǒng)和接觸消毒池；所述曝氣生物濾池與高速澄清池、超濾膜單元和接觸消毒池順次連接；其中，曝氣 生物濾池的進(jìn)水口作為引入處理的劣V類地表水進(jìn)口 ；所述接觸消毒池的出水口作為處理 后的達(dá)標(biāo)水的出水口；所述鼓風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)力輸出口連接至所述曝氣生物濾池的進(jìn)風(fēng)口 ；所述加藥系統(tǒng)的 加藥口連接至所述高速澄清池的投藥口 ；所述加藥系統(tǒng)的臭氧輸出口連接至所述接觸消毒 池內(nèi)。本發(fā)明實施例提供一種將劣V類地表水處理為生活飲用水的處理方法，包括采用上述的處理系統(tǒng)；將處理的劣V類地表水進(jìn)入曝氣生物濾池，曝氣生物濾池內(nèi)底部的配水、配氣及 設(shè)置的陶粒濾料和加入的微生物對所處理水進(jìn)行作用，初步去除水中的有機污染物和無機 物，水力停留時間為0. 35 0. 8小時；所述曝氣生物濾池的出水進(jìn)入高速澄清池，在高速澄清池內(nèi)投加聚合氯化鋁作為 絮凝劑，投加聚丙烯酰胺作為助凝劑，對所處理水依次進(jìn)行混合、絮凝、沉淀、污泥濃縮處理 后，去除水中懸浮物、色度、磷及部分有機物，水力停留時間為0. 5 1. 0小時；高速澄清池的出水進(jìn)入超濾膜單元，通過超濾去除水中懸浮體、膠體和細(xì)菌，及去 除分子量不小于100000的較大分子量的有機物，使出水的COD含量達(dá)標(biāo)，對細(xì)菌、病毒、隱 孢子蟲和賈第蟲達(dá)到41og以上的去除率；
超濾膜單元超濾后出水進(jìn)入接觸消毒池，在接觸消毒池內(nèi)通過投加的消毒劑和加 入臭氧進(jìn)行消毒，使所處理水達(dá)到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要求，消毒后的出水作為生活 飲用水進(jìn)入供水管網(wǎng)。通過上述本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例中通過曝氣生物 濾池、高速澄清池、超濾膜單元、接觸消毒池與鼓風(fēng)系統(tǒng)和加藥系統(tǒng)有機配合形成對劣V類 地表水處理的處理系統(tǒng)，使處理后的出水達(dá)到生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)，該處理系統(tǒng)具有下述優(yōu)點 (1)曝氣生物濾池為集生物接觸氧化和過濾的生化處理單元，對地表水中有機物、懸浮物等 做初步地去除，保證了后繼處理單元的進(jìn)水水質(zhì)；(2)曝氣生物濾池將有機氮轉(zhuǎn)化為氨氮， 進(jìn)而將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，保證出水氨氮指標(biāo)；(3)高速澄清池作為混合、絮凝、沉淀單元， 結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省占地和投資，運行成本底，效果穩(wěn)定，并且作為超濾膜單元的前處理單元，可 減輕膜污堵程度，延長膜的清洗周期，降低膜的更換率；(4)超濾膜單元保證出水的COD含 量達(dá)標(biāo)，對細(xì)菌、病毒、隱孢子蟲和賈第蟲具有41og以上的去除率，減少消毒劑的投加量， 降低消毒費用，可使出水滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)指標(biāo)要求。該處理系 統(tǒng)工藝流程短，可單元化設(shè)計，處理成本低，效率高，可容易實現(xiàn)自動化控制。


圖1為本發(fā)明實施例提供的處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的處理系統(tǒng)的曝氣生物濾池結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的處理系統(tǒng)的高速澄清池結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的處理系統(tǒng)對劣V類地表水處理的工藝流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實施例一本實施例提供一種將劣V類地表水處理為生活飲用水的處理系統(tǒng)，是將生物處理 方法、物化方法與膜法相結(jié)合的給水處理系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)包括
0023]曝氣生物濾池1、高速澄清池2、鼓風(fēng)系統(tǒng)5、超濾膜單元3、加藥系統(tǒng)6和接觸消毒 池4 ；其中，所述曝氣生物濾池1與高速澄清池2、超濾膜單元3和接觸消毒池4順次連 接；其中，曝氣生物濾池1的進(jìn)水口作為引入處理的劣V類地表水進(jìn)口 A ；所述接觸消毒池 的出水口 D作為處理后的達(dá)標(biāo)水的出水口 ；所述鼓風(fēng)系統(tǒng)5的風(fēng)力輸出口連接至所述曝氣生物濾池1的進(jìn)風(fēng)口 ；所述加藥系 統(tǒng)6的加藥口(包括混凝劑加藥口 E和助凝劑加藥口 F)連接至所述高速澄清池2的投藥 口 ；所述加藥系統(tǒng)6的臭氧輸出口 C連接至所述接觸消毒池4內(nèi)。如圖2所示，上述處理系統(tǒng)中的曝氣生物濾池1設(shè)有池體21，池體21底部設(shè)有的 配水室22，所述配水室22上設(shè)有承托層23，所述承托層23上的池體21內(nèi)設(shè)有陶粒濾料構(gòu) 成的濾料層24，濾料層24上的池內(nèi)空間作為清水存儲區(qū)，配水室與承托層之間的濾板上還 設(shè)有濾頭，該濾頭可采用長柄無堵塞濾頭，從而提高該曝氣生物濾池配水均勻性；并且可將 濾梁、濾板施工時一次澆筑連接形成獨特地濾板、濾梁連接方式，可有效避免濾板、濾梁被剪切破壞。如圖3所示，上述處理系統(tǒng)中的高速澄清池3包括管道混合器31、快速反應(yīng)區(qū) 32、推流反應(yīng)區(qū)33、澄清區(qū)34和斜管分離區(qū)35 ；其中，管道混合器31與加藥系統(tǒng)的加藥管 路連接，主要與加藥系統(tǒng)的混凝劑加藥口 E連接，管道混合器31的出口依次與快速反應(yīng)區(qū) 32連接、推流反應(yīng)區(qū)33和澄清區(qū)34連接，所述澄清區(qū)34上方設(shè)置斜管分離區(qū)35，快速反 應(yīng)區(qū)32與加藥系統(tǒng)6的助凝劑加藥口 F連接。該高速澄清池主要優(yōu)點是采用管道混合器 代替混合池，減小占地及投資，并且，在快速反應(yīng)區(qū)內(nèi)可設(shè)置快速攪拌器，并可對設(shè)置的快 速攪拌器的葉輪的角度進(jìn)行調(diào)整達(dá)到優(yōu)化設(shè)計，提高效果，降低能耗。上述處理系統(tǒng)中的超濾膜單元3采用浸沒式的中空纖維超濾膜組件，膜孔徑為 0. 02 0. 05 μ m ；膜通量為29. OL/m2 *h。該超濾膜單元主要優(yōu)點，通過采用合適的膜孔徑， 保持較高的膜通量，降低膜污堵，延長清洗周期。上述處理系統(tǒng)中的鼓風(fēng)系統(tǒng)5由變頻式羅茨鼓風(fēng)機與風(fēng)管管路連接構(gòu)成，鼓風(fēng)系 統(tǒng)主要用于為曝氣生物濾池、超濾膜單元提供工藝用氣。上述處理系統(tǒng)中的加藥系統(tǒng)6由溶藥箱上設(shè)置加藥管路，加藥管路設(shè)置加藥泵構(gòu) 成。主要用于加入混凝劑(聚合氯化鋁PAC)與助凝劑(聚丙烯酰胺PAM)；實際中，加藥系 統(tǒng)可分為兩個加藥子系統(tǒng)，每個加藥子系統(tǒng)均可由溶藥箱上設(shè)置加藥管路，加藥管路設(shè)置 加藥泵構(gòu)成，一個加藥子系統(tǒng)用于加入混凝劑，另一個加藥子系統(tǒng)用于加入助凝劑。上述處理系統(tǒng)中的超濾膜單元與接觸消毒池之間設(shè)有超濾出水泵，超濾膜單元的 出水通過超濾出水泵送入接觸消毒池。上述處理系統(tǒng)中的接觸消毒池是用于使臭氧與水接觸的池子。該處理系統(tǒng)工作時，將所處理的劣V類地表水進(jìn)入曝氣生物濾池，該池底部配水 管配水，曝氣系統(tǒng)底部曝氣，出水自流至高速澄清池；鼓風(fēng)系統(tǒng)用來給曝氣生物濾池曝氣及 反洗；高速澄清池內(nèi)投加混凝劑PAC和助凝劑PAM，完成混合、絮凝、沉淀和污泥濃縮，出水 泵將高速澄清池送至超濾膜單元；超濾膜單元采用抽吸泵出水，同時需對超濾膜進(jìn)行曝氣 減輕膜污染；超濾出水泵將超濾膜單元出水送至接觸消毒池，在接觸消毒池中投加臭氧消 毒，接觸消毒池的出水可作為生活飲用水進(jìn)入供水管網(wǎng)。本實施例的處理系統(tǒng)具有下述優(yōu)點(1)曝氣生物濾池為集生物接觸氧化和過濾 的生化處理單元，對地表水中有機物、懸浮物等做初步地去除，保證了后繼處理單元的進(jìn)水 水質(zhì)；(2)曝氣生物濾池將有機氮轉(zhuǎn)化為氨氮，進(jìn)而將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，保證出水氨氮指 標(biāo)；(3)高速澄清池作為混合、絮凝、沉淀單元，結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省占地和投資，運行成本底，效 果穩(wěn)定，并且作為超濾膜單元的前處理單元，可減輕膜污堵程度，延長膜的清洗周期，降低 膜的更換率；(4)超濾膜單元保證出水的COD含量達(dá)標(biāo)，對細(xì)菌、病毒、隱孢子蟲和賈第蟲具 有41og以上的去除率，減少消毒劑的投加量，降低消毒費用，可使出水滿足《生活飲用水衛(wèi) 生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749-2006)指標(biāo)要求。該處理系統(tǒng)工藝流程短，可單元化設(shè)計，處理成本低， 效率高，可容易實現(xiàn)自動化控制。實施例二本實施例提供一種將劣V類地表水處理為生活飲用水的處理方法，該方法主要是 利用上述實施例一給出的處理系統(tǒng)對劣V類地表水進(jìn)行處理得到生活飲用水，該方法包 括
采用實施例一給出的處理系統(tǒng)；處理流程如圖4所示，將處理的劣V類地表水進(jìn)入曝氣生物濾池，曝氣生物濾池內(nèi) 底部的配水、配氣及設(shè)置的陶粒濾料和微生物(微生物可以是運行初期投加活性污泥含有 的微生物，之后該微生物可利用水中的有機污染物進(jìn)行繁殖)對所處理水進(jìn)行作用，初步 去除水中的有機污染物和SS及氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、鐵、錳等無機物，水力停留時間為 0. 35 0. 8小時；在曝氣生物濾池底部配水配氣，曝氣生物濾池底部的配水、配氣的氣水比為2，采 用比表面為40000cm7g、粒內(nèi)孔隙率為30%的陶粒濾料；在有機污染物濃度偏低、可生化 性差的情況下，曝氣生物濾池借助微生物的生命活動對水中的有機污染物、SS及氨氮、硝酸 鹽、亞硝酸鹽、鐵、錳等無機物進(jìn)行初步去除，減輕后繼處理單元的負(fù)荷；所述曝氣生物濾池的出水進(jìn)入高速澄清池，在高速澄清池內(nèi)投加聚合氯化鋁作 為絮凝劑，投加PAM作為助凝劑，對所處理水依次進(jìn)行混合、絮凝、沉淀、污泥濃縮處理后， 去除水中懸浮物、色度、磷及部分有機物；其中，作為絮凝劑的聚合氯化鋁的投加量為8 50mg/L ；作為助凝劑的PAM的投加量為0. 05 2mg/L ；高速澄清池是集混合、絮凝、沉淀、污泥濃縮等功能于一體的結(jié)構(gòu)緊湊、效果穩(wěn)定 的處理構(gòu)筑物，通過投加一定量的混凝劑和助凝劑，能夠有效地去除懸浮物、色度、磷及部 分有機物，出水水質(zhì)好，效果穩(wěn)定。高效沉淀池作為超濾的前處理單元，可減輕膜污堵程度， 延長膜的清洗周期，降低膜的更換率，降低運行費用；通過對高速沉淀池的運行參數(shù)的優(yōu) 化，有效減少藥劑的投加量50%以上。高速澄清池的出水進(jìn)入超濾膜單元，通過超濾去除水中懸浮體、膠體和細(xì)菌，及去 除分子量不小于100000的較大分子量的有機物，使出水的COD含量達(dá)標(biāo)，對細(xì)菌、病毒、隱 孢子蟲和賈第蟲達(dá)到41og以上的去除率；超濾膜單元的超濾能夠有效地去除懸浮體、膠體、細(xì)菌，并且除鐵、錳的效率高; 同時可去除較大分子量的有機物。超濾膜單元可采用浸沒式中空纖維膜組件，膜孔徑為 0. 02 0. 05 μ m,設(shè)計膜通量為29. OL/m2 · h ；超濾膜單元超濾后出水進(jìn)入接觸消毒池，在接觸消毒池內(nèi)通過投加的消毒劑和加 入臭氧進(jìn)行消毒，臭氧的投加量一般為0. 5 2mg/L，使水達(dá)到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要 求，消毒后的出水作為生活飲用水進(jìn)入供水管網(wǎng)。所述各類指標(biāo)不得高于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)中規(guī)定的V類地 表水的相應(yīng)指標(biāo)的130%。綜上所述，本發(fā)明實施例通過曝氣生物濾池、高速澄清池、超濾膜單元、接觸消毒 池與鼓風(fēng)系統(tǒng)和加藥系統(tǒng)有機配合形成對劣V類地表水處理的處理系統(tǒng)，使處理后的出水 達(dá)到生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)具有工藝流程短，可單元化設(shè)計，處理成本低，效率高，可容易 實現(xiàn)自動化控制的優(yōu)點。以上所述，儀為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范 圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種將劣V類地表水處理為生活飲用水的處理系統(tǒng)，其特征在于，包括曝氣生物濾池、高速澄清池、鼓風(fēng)系統(tǒng)、超濾膜單元、加藥系統(tǒng)和接觸消毒池；所述曝氣生物濾池與高速澄清池、超濾膜單元和接觸消毒池順次連接；其中，曝氣生物濾池的進(jìn)水口作為引入處理的劣V類地表水進(jìn)口；所述接觸消毒池的出水口作為處理后的達(dá)標(biāo)水的出水口；所述鼓風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)力輸出口連接至所述曝氣生物濾池的進(jìn)風(fēng)口；所述加藥系統(tǒng)的加藥口連接至所述高速澄清池的投藥口；所述加藥系統(tǒng)的臭氧輸出口連接至所述接觸消毒池內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的將劣V類地表水處理為生活飲用水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所 述曝氣生物濾池設(shè)有池體，池體底部設(shè)有配水室，所述配水室上設(shè)有承托層，所述承托層上 的池體內(nèi)設(shè)有陶粒濾料構(gòu)成的濾料層。
3.如權(quán)利要求1所述的將劣V類地表水處理為生活飲用水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所 述高速澄清池包括管道混合器、快速反應(yīng)區(qū)、推流反應(yīng)區(qū)、澄清區(qū)和斜管分離區(qū)；所述管道混合器與加藥系統(tǒng)的加藥管路連接，管道混合器的出口依次與快速反應(yīng)區(qū)連 接、推流反應(yīng)區(qū)和澄清區(qū)連接，所述澄清區(qū)上方設(shè)置斜管分離區(qū)。
4.如權(quán)利要求1所述的將劣V類地表水處理為生活飲用水的處理系統(tǒng)，其特征在于， 所述超濾膜單元采用浸沒式的中空纖維超濾膜組件，膜孔徑為0. 02 0. 05 μ m ；膜通量為 29. OL/m2 · ho
5.如權(quán)利要求1所述的將劣V類地表水處理為生活飲用水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所 述鼓風(fēng)系統(tǒng)由變頻式羅茨鼓風(fēng)機與風(fēng)管管路連接構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述的將劣V類地表水處理為生活飲用水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所 述加藥系統(tǒng)由溶藥箱上設(shè)置加藥管路，加藥管路設(shè)置加藥泵構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1所述的將劣V類地表水處理為生活飲用水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所 述超濾膜單元與接觸消毒池之間設(shè)有超濾出水泵，超濾膜單元的出水通過超濾出水泵送入 接觸消毒池。
8.一種將劣V類地表水處理為生活飲用水的處理方法，其特征在于，包括采用上述權(quán)利要求1 7任一項所述的處理系統(tǒng)；將處理的劣V類地表水進(jìn)入曝氣生物濾池，曝氣生物濾池內(nèi)底部的配水、配氣及設(shè)置 的陶粒濾料和微生物對所處理水進(jìn)行作用，初步去除水中的有機污染物和無機物，水力停 留時間為0. 35 0. 8小時；所述曝氣生物濾池的出水進(jìn)入高速澄清池，在高速澄清池內(nèi)投加聚合氯化鋁作為絮凝 劑，投加聚丙烯酰胺作為助凝劑，對所處理水依次進(jìn)行混合、絮凝、沉淀、污泥濃縮處理后， 去除水中懸浮物、色度、磷及部分有機物，水力停留時間為0. 5 1. 0小時；高速澄清池的出水進(jìn)入超濾膜單元，通過超濾去除水中懸浮體、膠體和細(xì)菌，及去除分 子量不小于100000的較大分子量的有機物，使出水的COD含量達(dá)標(biāo)，對細(xì)菌、病毒、隱孢子 蟲和賈第蟲達(dá)到41og以上的去除率；超濾膜單元超濾后出水進(jìn)入接觸消毒池，在接觸消毒池內(nèi)通過投加的消毒劑和加入臭 氧進(jìn)行消毒，使所處理水達(dá)到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要求，消毒后的出水作為生活飲用 水進(jìn)入供水管網(wǎng)。
9.如權(quán)利要求8所述的將劣V類地表水處理為生活飲用水的處理方法，其特征在于，所 述曝氣生物濾池底部的配水、配氣的氣水比為2 ；設(shè)置的陶粒濾料的比表面積為40000cm2/ g、陶粒濾料的粒內(nèi)孔隙率為30%。
10.如權(quán)利要求8所述的將劣V類地表水處理為生活飲用水的處理方法，其特征在于， 所述在高速澄清池內(nèi)投加聚合氯化鋁作為絮凝劑，投加聚丙烯酰胺作為助凝劑為作為絮 凝劑的聚合氯化鋁的投加量為8 20mg/L ；作為助凝劑的聚丙烯酰胺的投加量為0. 05 lmg/L ；所述接觸消毒池內(nèi)臭氧投加量為0. 5 2mg/L ；所述曝氣生物濾池初步去除的無機物包括SS及氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、鐵和錳。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種將劣V類地表水處理為生活飲用水的處理系統(tǒng)及方法，屬給水處理領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括曝氣生物濾池、高速澄清池、鼓風(fēng)系統(tǒng)、超濾、加藥系統(tǒng)、接觸消毒池。曝氣生物濾池底部配水、配氣，對水中的有機污染物、SS及氨氮、硝酸鹽、業(yè)硝酸鹽、鐵、錳等無機物進(jìn)行初步去除。濾池出水進(jìn)入高速澄清池，投加混凝劑和助凝劑，去除懸浮物、色度、磷及部分有機物。澄清池出水進(jìn)入超濾單元，采用浸沒式中空纖維膜組件，可以有效地去除懸浮體、膠體、細(xì)菌。超濾出水進(jìn)入接觸消毒池，投加臭氧消毒，出水進(jìn)入供水管網(wǎng)。該系統(tǒng)可目前將劣V類地表水處理為生活飲用水，在我國滿足作為自來水源水的I、II、III類地表水日益減少的情況下，具有重要意義。
文檔編號C02F1/44GK101891337SQ201010218518
公開日2010年11月24日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者張寶林, 楊晨, 王凱, 郅海威, 高宇學(xué) 申請人:北京伊普國際水務(wù)有限公司