專利名稱：提高飲用水水質生物穩(wěn)定性的生物單元組合處理方法
技術領域：
本發(fā)明屬于飲用水處理技術領域，涉及一種提高飲用水水質生物穩(wěn)定性的生物單 元組合處理方法。
背景技術：
由于持續(xù)的工農業(yè)污染，使大量難降解的有毒有害有機污染物進入水體，和長期 以來水源保護未受到足夠的重視，飲用水源普遍受到氨氮和有機物等的污染，造成了水源 水質的惡化，這些有機污染物包括自身對人體有毒害的微量有機污染物，如致癌、致畸、致 突變物質等和氯化消毒副產物，也包括一些溶解性的其它有機污染物等。由于常規(guī)凈水 工藝的局限性，這些種類繁多的有機物不能被有效去除，處理后的出廠水中往往還含有對 人體有直接危害和潛在危害的天然有機物、人工合成有機物，易與氯反應生成三氯甲烷 (THMs)等消毒副產物(DBP)的溶解性有機物，以及能引起微生物在配水系統(tǒng)內再生長，產 生“生物不穩(wěn)定性”的有機物等，這將極大地威脅飲用水的化學安全性和生物穩(wěn)定性。雖 保持管網中適量的余氯可在一定程度上抑制細菌的生長，但如果存在有機物營養(yǎng)基質，即 使保持較高的余氯，細菌仍會生長。細菌隨機附著在管壁上利用營養(yǎng)基質生長而成為生物 膜，管壁生物膜可能成為管壁腐蝕結垢的誘因，而生物膜的老化脫落會惡化水質，使用戶水 的色度和濁度上升，細菌數增加，這將引起加氯量的增加，從而會引起氯代消毒副產物的增 力口。無論是未去除的有機物還是加大氯量，都將降低飲用水的安全性。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就在于提供一種提高飲用水水質生物穩(wěn)定性的生物單元組合處理 方法，該方法將曝氣生物濾池與臭氧-生物活性炭組合工藝用于給水處理的方法，尤其適 用于有機污染較嚴重的微污染水源水處理，是一種水質生物穩(wěn)定性較高的飲用水處理方 法。如上構思，本發(fā)明的技術方案是一種提高飲用水水質生物穩(wěn)定性的生物單元組 合處理方法，其特征在于將待處理的水依次經過曝氣生物濾池、臭氧發(fā)生器和生物活性炭 反應器的處理。具體步驟是(1)將待處理的水從底部設有曝氣裝置的曝氣生物濾池的下部或頂部進入，空氣 從曝氣生物濾池的底部通入，空氣氣體經曝氣裝置釋放與水均勻混合，水中的有機污染物 及氨氮被濾料上的微生物去除，初步處理后的水從曝氣生物濾池的上部或下部出水口流 出；(2)曝氣生物濾池的出水從臭氧反應器的下部或頂部進入，臭氧氣體從臭氧反應 器的底部通入，所述臭氧氣體經過臭氧反應器中的布氣板或其它布氣裝置與水均勻混合， 臭氧氣體向上流經臭氧反應器，在反應器內與水接觸，水中的有機污染物被去除或轉化；初 步處理后的水從臭氧反應器的上部或下部出水口流出，臭氧尾氣從臭氧反應器的氣體排放口排出；(3)臭氧反應器的出水從生物活性炭反應器的下部或頂部流入，水流經生物活性 炭反應器中填充的生物活性炭層，水中有機污染物被活性炭吸附、生物降解得以去除，處理 后的水從生物活性炭反應器的另一端流出。上述曝氣生物濾池中空氣氣體與水的比為1. 0 3 1，在空床停留時間為10 60mino上述臭氧發(fā)生器中臭氧與曝氣生物濾池的出水接觸反應時間為10 30min，臭氧 投加量1. 0 10mg/L。上述生物活性炭反應器中經過臭氧發(fā)生器處理后的水在反應器中停留的時間為 10 60mino上述曝氣生物濾池和臭氧發(fā)生器之間可設置一中間水箱。本發(fā)明處理微污染水的原理是在曝氣生物濾池單元，濾料表面附著了大量微生 物，水流經曝氣生物濾池時，水中能被生物降解利用的有機物在微生物和溶解氧作用下，被 降解去除，同時水中的氨氮、鐵、錳等污染物也被轉化或去除；在臭氧反應器單元，在臭氧氧 化作用下，水中的大分子不能被生物降解的有機物被氧化為小分子有機物，有機物的可生 物降解性得到提高，或水中的小分子有機物直接被臭氧氧化去除；在生物活性炭單元，在活 性炭表面及內孔生長了微生物，水流經生物活性炭時，水中的有機物及其它污染物被這些 微生物吸附和降解，那些在臭氧反應器單元被轉化成的可生物降解有機物在生物活性炭單 元被去除。本發(fā)明是將曝氣生物濾池和臭氧/生物活性炭技術組合在一起，應用于微污染水 處理去除有機污染物等，提高出水的水質生物穩(wěn)定性。本發(fā)明具有如下的優(yōu)點和積極效 果(1)有機物去除效果好。通過曝氣生物濾池單元主要去除BDOC和氨氮，然后通過 臭氧反應器單元，利用臭氧將不能被生物降解的大分子有機物氧化為小分子有機物，提高 有機物的可生物降解性，被后續(xù)的生物活性炭單元去除，或臭氧直接將小分子有機物去除。(2)確保水質穩(wěn)定性，出水水質好。利用曝氣生物濾池和臭氧/生物活性炭技術去 除了微污染水源水中的有機物，特別是可生物降解的那部分有機物，降低了輸水管網中菌 群再生長的可能性，在提高出廠水生物穩(wěn)定性的同時，也減少了對管網的腐蝕；曝氣生物濾 池能有效去除水中的氨氮，可減少因氨氮引起的液氯的消耗，從而間接地降低THMs等消毒 副產物DBPs的水平；同時曝氣生物濾池單元和生物活性炭技術對鐵、錳等污染物也有較好 的去除作用，能進一步保障水質的穩(wěn)定性和安全性。(3)相對常規(guī)飲用水處理方法，該方法不需要化學藥劑，經濟、高效、環(huán)保。


圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實施例方式待處理的水從曝氣生物濾池的下部或上部進入，空氣從所述濾池的底部通入，濾 池的底部設有曝氣裝置，氣水比為1. O 3 1，在濾池內停留10 60min，水中的有機污染物及氨氮等被濾料上的微生物去除，初步處理后的水從濾池上部或下部的出水口流出，進入臭氧反應器的下部或上部，臭氧氣體從反應器底部通入，臭氧氣體流向與水流同向或 異向，與水在反應器內接觸反應10 30min，臭氧投加量1. 0 10mg/L，水中的有機污染物 被去除或轉化。初步處理后的水由臭氧反應器上部或下部流出，由生物活性炭反應器的下 部或上部進入反應器，水流經反應器中填充的生物活性炭層，在反應器內停留10 60min， 水中有機污染物被活性炭吸附、生物降解得以去除。處理后的水從反應器另一端流出。實驗實例采用曝氣生物濾池(BAF)和臭氧-生物活性炭(BAC)組合工藝處理某自來水廠的 水源水_溧河水，處理流程示意圖見圖1。原水水溫為16. 5 22. 0°C，濁度為6NTU左右， CODfc和DOC平均值分別為3. 83mg/L和2. 83mg/L, BDOC平均值為0. 5mg/L左右，UV254平均 值為0. 043左右，且分子量小于1000的有機物所占比例較高，在75%左右。曝氣生物濾池 1濾料采用生物陶粒，由上部進水，空床停留時間30min，氣水比為1. 5 1 ；臭氧反應器3 由下部進水，臭氧反應接觸時間20min，臭氧投加量1. 5mg/L ；生物活性炭反應器4由上部進 水，空床停留時間22. 5min，處理后的水從生物活性炭反應器的另一端流出，流入產水箱5。 上述曝氣生物濾池和臭氧發(fā)生器之間可設置一中間水箱2。溧河水經曝氣生物濾池處理，BDOC的平均去除率達到了 54. 0%，且分子質量低于 1000的有機物去除率達到了 22. 3%。溧河水經臭氧/生物活性炭處理，DOC的平均去除率 為33. 7%，且去除的主要是分子量小于3000的小分子有機物。溧河水經曝氣生物濾池和臭 氧_生物活性炭組合工藝的全流程處理，CODtfa* DOC去除率達到了 55. 和41. 1%。
權利要求
一種提高飲用水水質生物穩(wěn)定性的生物單元組合處理方法，其特征在于將待處理的水依次經過曝氣生物濾池、臭氧發(fā)生器和生物活性炭反應器的處理。
2.根據權利要求1所述的提高飲用水水質生物穩(wěn)定性的生物單元組合處理方法，其特 征在于(1)將待處理的水從底部設有曝氣裝置的曝氣生物濾池的下部或頂部進入，空氣從曝 氣生物濾池的底部通入，空氣氣體經曝氣裝置釋放與水均勻混合，水中的有機污染物及氨 氮被濾料上的微生物去除，初步處理后的水從曝氣生物濾池的上部或下部出水口流出；(2)曝氣生物濾池的出水從臭氧反應器的下部或頂部進入，臭氧氣體從臭氧反應器的 底部通入，所述臭氧氣體經過臭氧反應器中的布氣板或其它布氣裝置與水均勻混合，臭氧 氣體向上流經臭氧反應器，在反應器內與水接觸，水中的有機污染物被去除或轉化；初步處 理后的水從臭氧反應器的上部或下部出水口流出，臭氧尾氣從臭氧反應器的氣體排放口排 出；(3)臭氧反應器的出水從生物活性炭反應器的下部或頂部流入，水流經生物活性炭反 應器中填充的生物活性炭層，水中有機污染物被活性炭吸附、生物降解得以去除，處理后的 水從生物活性炭反應器的另一端流出。
3.根據權利要求1或2所述的提高飲用水水質生物穩(wěn)定性的生物單元組合處理方法， 其特征在于上述曝氣生物濾池中空氣氣體與水的比為1.0 3 1，在空床停留時間為 10 60mino
4.根據權利要求1或2所述的提高飲用水水質生物穩(wěn)定性的生物單元組合處理方法， 其特征在于上述臭氧發(fā)生器中臭氧與曝氣生物濾池的出水接觸反應時間為10 30min， 臭氧投加量1. 0 10mg/L。
5.根據權利要求1或2所述的提高飲用水水質生物穩(wěn)定性的生物單元組合處理方法， 其特征在于上述生物活性炭反應器中經過臭氧發(fā)生器處理后的水在反應器中停留的時間 為 10 60mino
6.根據權利要求1或2所述的提高飲用水水質生物穩(wěn)定性的生物單元組合處理方法， 其特征在于上述曝氣生物濾池和臭氧發(fā)生器之間可設置一中間水箱。
全文摘要
一種提高飲用水水質生物穩(wěn)定性的生物單元組合處理方法，其特征在于將待處理的水依次經過曝氣生物濾池、臭氧發(fā)生器和生物活性炭反應器的處理。本發(fā)明能高效地去除有機污染物，特別是能引起水質生物不穩(wěn)定性的那部分可生物降解有機物，具有有機物去除效果好，出水水質穩(wěn)定和安全、不需化學藥劑、成本低等的優(yōu)點。
文檔編號C02F9/14GK101817616SQ20101013024
公開日2010年9月1日 申請日期2010年3月23日 優(yōu)先權日2010年3月23日
發(fā)明者劉景艷, 郭興芳, 陳立, 陶潤先 申請人:中國市政工程華北設計研究總院