Uv與臭氧協(xié)同改性濾料的給水深度處理工藝及其設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種UV與臭氧協(xié)同改性濾料的給水深度處理工藝及其設(shè)備,特點(diǎn)是將污水輸送到設(shè)備中，經(jīng)臭氧優(yōu)化處理進(jìn)行氧化分解，再經(jīng)過(guò)濾部進(jìn)行吸附處理，然后在低濃度臭氧與UV聯(lián)合作用下產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的·OH，進(jìn)一步降低溴酸鹽和其他有害物質(zhì)，且UV起到對(duì)水進(jìn)行消毒的作用。設(shè)備將臭氧氧化處理，濾料過(guò)濾和UV耦合臭氧氧化過(guò)程集為一體，其中臭氧優(yōu)化處理部位于過(guò)濾部的中下部，使臭氧與水有充分的接觸，起到良好的氧化處理效果，同時(shí)臭氧氧化后的副產(chǎn)物易于與濾料接觸和反應(yīng)，臭氧氧化副產(chǎn)物得到去除。采用改性濾料提高吸附處理效果，本發(fā)明簡(jiǎn)化給水處理工藝，解決了現(xiàn)有臭氧副產(chǎn)物問(wèn)題，改善給水處理的出水水質(zhì)，且降低處理的成本。
【專利說(shuō)明】UV與臭氧協(xié)同改性濾料的給水深度處理工藝及其設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種給水深度處理工藝及其設(shè)備，特別涉及一種給水臭氧與UV協(xié)同改性濾料的深度處理及去除臭氧氧化副產(chǎn)物的工藝和設(shè)備，屬于市政工程和環(huán)境工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著飲用水的水源污染加劇和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的提高，作為飲用水深度處理技術(shù)之一的臭氧化工藝得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。臭氧可有效去除或降低有機(jī)物污染程度，并能對(duì)水進(jìn)行消毒。目前，為了應(yīng)對(duì)水源的污染，市政供水的自來(lái)水廠，無(wú)論是新建設(shè)的水廠還是改造的水廠，其工藝流程基本采用臭氧氧化和活性炭吸附聯(lián)合深度處理工藝。
[0003]雖然臭氧工藝為受污染原水的飲用水深度處理技術(shù)提供了有效途徑，但也不可避免的帶來(lái)了一些問(wèn)題。首先，臭氧氧化副產(chǎn)物殘留問(wèn)題，若水源中含有溴化物，則經(jīng)過(guò)臭氧氧化后會(huì)產(chǎn)生溴酸鹽，上述工藝對(duì)溴酸鹽的去除僅僅是活性炭的吸附，去除率低。其次，工藝流程繁瑣。特別是對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)工藝的改造，需要增加多個(gè)構(gòu)筑物，并且在現(xiàn)有處理工藝高程確定的情況下，在構(gòu)筑物之間增加處理單元?jiǎng)荼匾茐脑瓉?lái)的水力平衡，或者增加提升設(shè)備而增大能耗，或者減少后續(xù)構(gòu)筑物的使用范圍。
[0004]所以，如何利用臭氧氧化技術(shù)的同時(shí)去除臭氧氧化副產(chǎn)物及簡(jiǎn)化工藝流程，提高供水水質(zhì)成為亟需解決的一個(gè)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的為了克服現(xiàn)有采用臭氧氧化和活性炭吸附聯(lián)合深度處理工藝及其設(shè)備的缺點(diǎn)，提供一種UV與臭氧協(xié)同改性濾料的給水深度處理工藝及其設(shè)備。
[0006]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種UV與臭氧協(xié)同改性濾料的給水深度處理工藝，其特點(diǎn)是，該處理工藝為:
O污水通過(guò)待處理水進(jìn)水管進(jìn)入設(shè)備，均勻噴灑在設(shè)備中的濾料層上，同時(shí)臭氧曝氣管層最早送入臭氧，污水在經(jīng)過(guò)濾料吸附處理的同時(shí)也經(jīng)過(guò)臭氧與污水中部分有機(jī)物直接氧化分解；
2)流到臭氧曝氣管層下方的污水會(huì)再一次接觸第二層濾料，濾料吸附處理進(jìn)一步去除有害物質(zhì)；
3)經(jīng)臭氧氧化和濾料處理后的污水流進(jìn)設(shè)備中設(shè)置有UV燈管層的區(qū)域，在UV燈管層作用下，臭氧過(guò)程產(chǎn)生大量的.0Η，強(qiáng)氧化性的.0H高效去除溴酸鹽和其他有害物質(zhì)，且UV可對(duì)處理后個(gè)的水進(jìn)行消毒；
4)凈化后的水經(jīng)過(guò)處理后水出水管流向?qū)嶋H工程中的下一處理單元；
5)設(shè)備定期進(jìn)行反沖洗，采用反沖洗水泵將反沖洗水經(jīng)過(guò)底部的反沖洗進(jìn) 水管進(jìn)入設(shè)備，濾料支撐層均勻配水沖洗濾料，沖洗完成后從反沖洗出水 管排出。[0007]—種用于上述處理工藝的設(shè)備，其特點(diǎn)是，所述設(shè)備包括箱體，箱體內(nèi)從上到下分別設(shè)置反沖洗出水管、待處理水進(jìn)水管、主要由濾料層和濾料支撐層構(gòu)成的過(guò)濾部、UV燈管層、由臭氧曝氣管和曝氣頭組成的臭氧曝氣管層、處理后水出水管和反沖洗進(jìn)水管。
[0008]所述進(jìn)水管與出水管的管徑比為1:2，反沖洗進(jìn)水管與處理后水水出水管共用一個(gè)管道，反沖洗出水管和待處理進(jìn)水管共用一個(gè)管道，所述反沖洗進(jìn)水管上的反沖洗進(jìn)水噴頭數(shù)量需要6個(gè)/m3。
[0009]所述的主要由濾料層和濾料支撐層構(gòu)成的過(guò)濾部，位于待處理進(jìn)水管下方，設(shè)兩層濾料，總體積為箱體的2/3，第一層體積為第二層體積的2倍，過(guò)濾填料采用納米鐵、改性的顆?；钚蕴炕蚴⑸?，濾料支撐層采用大粒徑的砂、鵝卵石、礦渣、碎玻璃，體積為濾料總體積的1/5。
[0010]所述的臭氧曝氣管和曝氣頭組成的臭氧曝氣管層位于兩層濾料之間或設(shè)置在濾料層的底部，以使臭氧與水充分接觸。
[0011]所述的UV燈管層采用波長(zhǎng)為182~280nm的紫外燈管一層或多層位于濾料支撐層的下部、處理后水水出水管出水口前端。
[0012]上述UV即是紫外線(ultraviolet )的縮寫。上述為臭氧濾池設(shè)備的技術(shù)方案為重力流式，如待處理水從下面流流入，結(jié)構(gòu)作上下調(diào)整即為上流式的技術(shù)方案。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
1.本發(fā)明的工藝及其設(shè)備，用于微污染水源的深度處理，可與現(xiàn)有處理工藝結(jié)合，也可以在現(xiàn)有砂濾池的基礎(chǔ)上進(jìn)打改造。
[0014]2.將臭氧氧化處理過(guò)程,濾料過(guò)濾過(guò)程和UV稱合臭氧氧化過(guò)程集為一體,三個(gè)處理過(guò)程同時(shí)進(jìn)行并互相影響。不僅進(jìn)行了深度處理，也同時(shí)去除或降低了臭氧氧化產(chǎn)生的副廣物，提聞了水的品質(zhì)。
[0015]3.改性的濾料提高了處理效果，減少了濾料成本。
[0016]4.經(jīng)過(guò)該設(shè)備的多重的處理可以有效去除臭氧氧化副產(chǎn)物，使出水水質(zhì)得到保障，有效替代給水處理中石英砂過(guò)濾+臭氧氧化+活性炭過(guò)濾的工藝，并且有效降低或去除了某些有害物質(zhì)，簡(jiǎn)化了給水處理的工藝流程，取得良好的工程經(jīng)濟(jì)效益。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為UV與臭氧協(xié)同改性濾料的給水深度處理工藝設(shè)備原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1
如圖1所示，本發(fā)明所述的臭氧與UV協(xié)同改性濾料深度處理設(shè)備包括箱體，箱體內(nèi)從上到下分別設(shè)置反沖洗出水管1、待處理水進(jìn)水管2、主要由濾料層5和濾料支撐層4構(gòu)成的過(guò)濾部、UV燈管層6、由臭氧曝氣管和曝氣頭組成的臭氧曝氣管層3、處理后水出水管7和反沖洗進(jìn)水管8。
[0019]所述進(jìn)水管與出水管的管徑比為1:2，反沖洗進(jìn)水管與處理后水水出水管共用一個(gè)管道，反沖洗出水管和待處理進(jìn)水管共用一個(gè)管道，所述反沖洗進(jìn)水管上的反沖洗進(jìn)水噴頭數(shù)量需要6個(gè)/m3。所述的主要由濾料層5和濾料支撐層4構(gòu)成的過(guò)濾部，位于待處理進(jìn)水管2下方，設(shè)兩層濾料，總體積為箱體的2/3，第一層體積為第二層體積的2倍，過(guò)濾填料采用納米鐵、改性的顆粒活性炭或石英砂，濾料支撐層4采用大粒徑的砂、鵝卵石、礦渣、碎玻璃，體積為濾料總體積的1/5。所述的臭氧曝氣管和曝氣頭組成的臭氧曝氣管層3位于兩層濾料之間或設(shè)置在濾料層5的底部，以使臭氧與水充分接觸。
[0020]實(shí)施例中待處理水進(jìn)水管2距離箱體頂部100mm，采用穿孔管配水，主管尺寸DN50mm,支管尺寸DN20mm,支管上每隔50mm均勻開Φ8mm的孔。濾料層5位于待處理水進(jìn)水管2下方100mm，第一層高1000mm，第二層高500mm采用經(jīng)中功率微波改性后的椰殼粉末活性炭和粒徑為30nm的納米鐵，其中第二層中的濾料承托層高200mm，采用堆積密度為1.8g/cm3的鵝卵石和大粒徑的砂。兩層濾料之間距離500mm，以安裝臭氧曝氣管層3，臭氧曝氣管層3包括曝氣管和曝氣頭，曝氣頭采用旋轉(zhuǎn)式曝氣頭10個(gè)，規(guī)格Φ260ΧΗ210 mm。UV燈管層6與濾料支撐層4之間距離300mm，采用波長(zhǎng)為182~280nm的高效紫外燈管，功率密度為80w/cm，一層或多層位于濾料支撐層4的下部、處理后水水出水管出水口前端。
[0021]設(shè)備箱體采用鋼制或不銹鋼等多種結(jié)構(gòu)。
[0022]待處理的水通過(guò)進(jìn)水口 2進(jìn)入設(shè)備，均勻噴灑在濾料層5的第一層濾料上，控制污水在濾料5中的濾速在4~8m/h。打開臭氧曝氣管3，臭氧投加量可依據(jù)進(jìn)水水質(zhì)確定，污水在經(jīng)過(guò)濾料的同時(shí)進(jìn)行臭氧氧化分解過(guò)程，初步去除部分有機(jī)物。經(jīng)過(guò)第一層濾料過(guò)濾和臭氧氧化處理的水流入濾料層5的第二層濾料，再次由濾料進(jìn)行吸附處理，進(jìn)一步去除有害物質(zhì)。在第一層濾料處設(shè)置加藥孔，為保證處理效率，延長(zhǎng)濾料使用壽命，可加入適量的混凝劑。流過(guò)濾料支撐層4的水已初步凈化，但由于臭氧氧化過(guò)程含有副產(chǎn)物，UV層6采用波長(zhǎng)為182~280nm的高效紫外燈管，與臭氧協(xié)同產(chǎn)生大量的.0Η，強(qiáng)氧化性的.0Η高效去除溴酸鹽和其他有害物質(zhì)，同時(shí)起到殺菌消毒作用。完全凈化后的水經(jīng)過(guò)出水口排入實(shí)際工程中的下一單元。
[0023]為保障濾料的處理效果，延長(zhǎng)其使用壽命，需要定期清洗濾池中的濾料，關(guān)閉待處理進(jìn)水管2、處理后水出水管7閥門，打開反沖洗進(jìn)出水管1、8閥門，對(duì)設(shè)備進(jìn)行反沖洗處理4~7分鐘。
[0024]應(yīng)用實(shí)施例1
將本發(fā)明用于微污染水源水的處理，原水為黃浦江水。經(jīng)測(cè)算，出水濁度的、C0D、NH4+-N、UV254的平均去除率分別為82.4%,63.5%、86%、79.4%。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)UV燈管層6不開時(shí)，COD的去除率會(huì)降低，出水含有超標(biāo)溴酸鹽。當(dāng)濾料層5采用普通活性炭濾料時(shí)，COD和UV254的去除率都會(huì)降低，出水色度比使用改性濾料時(shí)高。設(shè)備的最佳工況中臭氧投加量比以往工藝中少，去除率高。
[0025]綜上所述，本發(fā)明所述的新型臭氧濾池將臭氧氧化處理過(guò)程，濾料過(guò)濾過(guò)程和UV耦合臭氧氧化過(guò)程集為一體，三個(gè)處理過(guò)程同時(shí)進(jìn)行并互相影響。改性的濾料提高了處理效果，減少了濾料成本。經(jīng)過(guò)該設(shè)備的多重的處理可以有效去除臭氧氧化副產(chǎn)物，使出水水質(zhì)得到保障，有效替代給水處理中石英砂過(guò)濾+臭氧氧化+活性炭過(guò)濾的工藝，并且有效降低或去除了某些有害物質(zhì)，簡(jiǎn)化了給水處理的工藝流程，取得良好的工程經(jīng)濟(jì)效益。
[0026] 所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說(shuō)明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作旳任何等效變換，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種UV與臭氧協(xié)同改性濾料的給水深度處理工藝，其特征在于，該處理工藝 1)污水通過(guò)待處理水進(jìn)水管(2)進(jìn)入設(shè)備，均勻噴灑在設(shè)備中的濾料層(5)上，同時(shí)臭氧曝氣管層(3)最早送入臭氧，污水在經(jīng)過(guò)濾料吸附處理的同時(shí)也經(jīng)過(guò)臭氧與污水中部分有機(jī)物直接氧化分解； 2)流到臭氧曝氣管層(3)下方的污水會(huì)再一次接觸濾料層(5)中的第二層濾料，濾料吸附處理進(jìn)一步去除有害物質(zhì)； 3)經(jīng)臭氧氧化和濾料處理后的污水流進(jìn)設(shè)備中設(shè)置有UV燈管層(6)的區(qū)域，在UV燈管層(6)作用下，臭氧過(guò)程產(chǎn)生大量的.0Η，強(qiáng)氧化性的.0Η高效去除溴酸鹽和其他有害物質(zhì)，且UV可對(duì)處理后個(gè)的水進(jìn)行消毒； 4)凈化后的水經(jīng)過(guò)處理后水出水管(7)流向?qū)嶋H工程中的下一處理單元； 5)設(shè)備定期進(jìn)行反沖洗，采用反沖洗水泵將反沖洗水經(jīng)過(guò)底部的反沖洗進(jìn) 水管(8)進(jìn)入設(shè)備，濾料支撐層(4)均勻配水沖洗濾料，沖洗完成后從 反沖洗出水管(I)排出。
2.一種用于如權(quán)利要求1所述的UV與臭氧協(xié)同改性濾料的給水深度處理工藝設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括箱體，箱體內(nèi)從上到下分別設(shè)置反沖洗出水管(I)、待處理水進(jìn)水管(2)、主要由濾料層(5)和濾料支撐層(4)構(gòu)成的過(guò)濾部、UV燈管層(6)、由臭氧曝氣管和曝氣頭組成的臭氧曝氣管 層(3)、處理后水出水管(7)和反沖洗進(jìn)水管(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的UV與臭氧協(xié)同改性濾料的給水深度處理工藝設(shè)備，其特征在于，所述進(jìn)水管與出水管的管徑比為1:2，反沖洗進(jìn)水管與處理后水水出水管共用一個(gè)管道，反沖洗出水管和待處理進(jìn)水管共用一個(gè)管道，所述反沖洗進(jìn)水管上的反沖洗進(jìn)水噴頭數(shù)量需要6個(gè)/m3。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的UV與臭氧協(xié)同改性濾料的給水深度處理工藝設(shè)備，其特征在于，所述的主要由濾料層(5)和濾料支撐層(4)構(gòu)成的過(guò)濾部，位于待處理進(jìn)水管(2)下方，設(shè)兩層濾料，總體積為箱體的2/3，第一層體積為第二層體積的2倍，過(guò)濾填料采用納米鐵、改性的顆?；钚蕴炕蚴⑸埃瑸V料支撐(4 )采用大粒徑的砂、鵝卵石、礦渣、碎玻璃，體積為濾料總體積的1/5。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的UV與臭氧協(xié)同改性濾料的給水深度處理工藝設(shè)備，其特征在于，所述的臭氧曝氣管和曝氣頭組成的臭氧曝氣管層(3)位于兩層濾料之間或設(shè)置在濾料層(5)的底部，以使臭氧與水充分接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的UV與臭氧協(xié)同改性濾料的給水深度處理工藝設(shè)備，其特征在于，所述的UV燈管層(6)采用波長(zhǎng)為182~280nm的紫外燈管一層或多層位于過(guò)濾部支撐層(4)的下部、出水管(7)出水口前端。
【文檔編號(hào)】C02F1/78GK103896436SQ201410159961
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】伊學(xué)農(nóng), 王玉琳, 劉建勝 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)