申请日2018.02.08
公开(公告)日2018.06.19
IPC分类号C02F9/14
摘要
常规工艺的中小型水厂短流程深度水处理系统及改造方法，水处理系统包括：预处理池;臭氧接触池;滤池，和紫外消毒室。预处理池包括用于存储预氧化剂的加药罐和用于存储强化混凝剂的储药罐;滤池，包括至少一层生物填料层和一层石英砂层。应用本发明的水处理系统对常规工艺的水处理系统进行改进，强化预处理工艺，更换沉淀池斜管类型，新建提升井、新增臭氧和紫外消毒工艺，将石英砂滤池原位升级改造为活性炭‑石英砂双层滤料滤池。在低工程造价、较短改造周期内、新增构筑物少、不需要扩大生产用地的情况下，实现深度处理效果，提升水质保障能力。实现使用常规工艺的中小型水厂的短流程深度处理升级改造。
权利要求书
1.常规工艺的中小型水厂短流程深度水处理系统，包括：预处理池(100)，用于对原水进行预处理;滤池(300)，用于去除水中悬浮物，其特征在于，还包括：
臭氧接触池(200)，与预处理池(100)相连接，用于将难降解的有机物氧化为小分子且微生物易分解的有机物;
紫外消毒室(400)，与滤池(300)相连接，用于确保水中的微生物的安全性;
其中，所述预处理池(100)包括用于存储预氧化剂的加药罐(1011)和用于存储强化混凝剂的储药罐(101);所述滤池(300)，与臭氧接触池(200)相连接，包括至少一层生物填料层(301)和一层石英砂层(302)。
2.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，所述预处理池(100)还包括用于将强化混凝剂和预氧化剂与原水进行混合的混合池(102)、用于使强化混凝剂和预氧化剂与原水充分反应形成絮凝物的絮凝池(103)和用于进行絮凝物沉淀的沉淀池(104)，所述储药罐(101)和加药罐(1011)通过加药管道与混合池(102)相连，混合池(102)、絮凝池(103)和沉淀池(104)依次串联。
3.根据权利要求2所述的水处理系统，其特征在于，沉淀池(104)为斜管沉淀池，斜管沉淀池中的斜管为U型斜管，长度L为7cm，宽度W为3.5cm。
4.根据权利要求1中所述的水处理系统，其特征在于，还包括用于对滤池(300)进行冲洗的反冲洗系统(500)，与滤池(300)相连接;所述反冲洗系统(500)包括气源(501)、水源(502)、连接在气源(501)和滤池(300)之间的气洗管道、连接在水源(502)和滤池(300)之间的水洗管道、用于清扫滤料表面的清扫模块(504)和用于控制反冲洗程序的控制系统(503)。
5.根据权利要求1中所述的水处理系统，其特征在于，所述至少一层生物填料层(301)为一层活性炭层;石英砂层(302)的厚度为0.2-1.0m，由粒径为9-11mm的石英砂组成;所述活性炭层的厚度为0.5-2.5m，由活性炭颗粒堆积形成。
6.常规工艺的中小型水厂短流程深度水处理改造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100、在装有强化混凝剂的储药罐(101)旁增加装有预氧化剂的加药罐(1011)，并连接到混凝沉淀池(700)，将混凝沉淀池(700)改造为预处理池(100)，预氧化剂和强化混凝剂同时加入原水中，对原水进行预处理;
S200、增加臭氧接触池(200)和分别与臭氧接触池(200)连接的臭氧发生装置(500)和臭氧排出装置，连接预处理池(100)和臭氧接触池(200)，采用臭氧对经过预处理池(100)的水进行处理，将难降解的有机物氧化为小分子且微生物易分解的有机物;
S300、从石英砂滤池(800)中取出部分滤料，并添加入有利于微生物附着生长的生物填料，形成具有至少一层生物填料层(301)和一层石英砂层(302)的滤池(300)，将滤池(300)的进水口与臭氧接触池(200)的出水口连接;
S400、在含氯消毒剂消毒室(900)中安装紫外灯管，将含氯消毒剂消毒室(900)改装成紫外消毒室(400)，采用紫外线消毒，确保去除经过滤池(300)处理后的水中的微生物。
7.根据权利要求6所述的水处理改造方法，其特征在于，预氧化剂包括高锰酸钾，高锰酸钾的添加量为0.5-1.5mg/L，强化混凝剂包括聚氧化铝，聚氧化铝的添加量为10-40mg/L。
8.根据权利要求6中所述的水处理改造方法，其特征在于，所述臭氧接触池(200)中的臭氧投加量为1-3mg/L，接触时间为12-15min。
9.根据权利要求6中所述的水处理改造方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S500、增加与滤池(300)可拆卸连接的反冲洗系统(500)，对滤池(300)进行反冲洗。
10.根据权利要求9中所述的水处理改造方法，其特征在于，反冲洗系统(500)包括气源(501)、水源(502)、气洗管道、水洗管道、用于清扫滤料表面的清扫模块(504)和用于控制反冲洗程序的控制系统(503);
步骤S500还包括以下步骤：
S510、将滤池(300)右下角的出水口连接到紫外消毒室(400)的出水管路断开，将气洗管道和水洗管道安装在滤池(300)右下方的出水口中，并开启反冲洗系统(500)对滤池(300)进行反冲洗;
S520、控制系统(503)控制气源(501)打开，加压的空气对滤池(300)进行冲洗;
S530、控制系统(503)关闭气源，让滤池(300)静置;
S540、控制系统(503)控制水源(502)打开，对滤池(300)进行冲洗;
S550、控制系统(503)保持打开水源(502)，同时控制清扫模块(504)对滤料表面进行清扫。
说明书
常规工艺的中小型水厂短流程深度水处理系统及改造方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及常规工艺的中小型水厂短流程深度水处理系统及改造方法。
背景技术
目前，现有中小型水厂处理技术大多采用如图1所示的常规水处理系统对水体进行净化处理，图1中水处理系统主要包括混凝沉淀池700、石英砂滤池800、含氯消毒剂消毒池900。其中，混凝沉淀池700对原水进行预处理，其包括储药罐、混合池、絮凝池和沉淀池，其中，储药罐存储有混凝剂，例如，聚氯化铝等，通过储药罐向混合池进行加药，在混合池中，设置有混合器，采用机械搅拌等混合方式将进入混合池的原水与混凝剂混合均匀并充分反应，从混合池中流出的水，流经絮凝池絮凝，最后进入沉淀池中去除颗粒。经过混凝沉淀池700的水从石英砂滤池800的上部流入，通过石英砂去除混凝沉淀池700中处理过的水中的悬浮物，最后，从石英砂滤池800中出来的水经过含氯消毒剂消毒池900，去除水中的微生物。
上述图1所示的水处理系统至少具有以下技术问题：1)对重金属、耐氯菌、痕量有机污染物、环境雌激素等水体污染物去除效果有限;2)产生可能对人体有害的含氯有机消毒副产物。
另外，目前水源地污染日益严重，自然界水体中重金属、耐氯菌、环境雌激素等污染逐渐增多，上述水处理系统对水净化处理效果有限，按照常规工艺进行水处理达到原有出水标准的水处理周期长，因此，因水源的水质变化，采用上述常规工艺的水处理系统面临升级改造的压力，特别对于中小型水厂，改造工作有工程造价高、周期长、新增用地和新建构筑物申报工作繁杂困难、现场可用空间小等困难。因此，如何在中小型水厂对现有技术中常规短流程深度处理工艺的水处理系统进行改进，达到更好的净化处理效果，同时避免改进工程造价高，改造周期长、现场可用空间小等难题成为了当前中小型水厂工艺处理系统改造的硬需求。
发明内容
针对上述采用现有技术中常规工艺的水处理系统进行短流程深度处理中产生的技术问题，本发明提出常规工艺的中小型水厂短流程深度水处理系统及改造方法，其造价低、新增构筑物少、改造周期短、占地面积基本无变化、无含氯有机消毒副产物且净化效果更好。
本发明提供了常规工艺的中小型水厂短流程深度水处理系统，包括：
预处理池，用于对原水进行预处理;滤池，用于去除水中悬浮物，还包括：
臭氧接触池，与预处理池相连接，用于将难降解的有机物氧化为小分子且微生物易分解的有机物;
紫外消毒室，与滤池相连接，用于确保水中的微生物的安全性;
其中，所述预处理池包括用于存储预氧化剂的加药罐和用于存储强化混凝剂的储药罐;所述滤池，与臭氧接触池相连接，包括至少一层生物填料层和一层石英砂层。
优选地，所述预处理池包括用于将强化混凝剂和预氧化剂与原水进行混合的混合池、用于使强化混凝剂和预氧化剂与原水充分反应形成絮凝物的絮凝池和用于进行絮凝物沉淀的沉淀池，所述储药罐和加药罐通过加药管道与混合池相连，混合池、絮凝池和沉淀池依次串联。
优选地，沉淀池为斜管沉淀池，斜管沉淀池中的斜管为U型斜管，长度L为7cm，宽度W为3.5cm。
优选地，所述的水处理系统还包括用于对滤池进行冲洗的反冲洗系统，与滤池相连接;所述反冲洗系统包括气源、水源、连接在气源和滤池之间的气洗管道、连接在水源和滤池之间的水洗管道、用于清扫滤料表面的清扫模块和用于控制反冲洗程序的控制系统。
优选地，所述至少一层生物填料层为一层活性炭层，石英砂层的厚度为0.2-1.0m，由粒径为9-11mm的石英砂组成;所述活性炭层的厚度为0.5-2.5m，由活性炭颗粒堆积形成。
本发明还提供了常规工艺的中小型水厂短流程深度水处理改造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100、在装有强化混凝剂的储药罐旁增加装有预氧化剂的储药罐，并连接到混凝沉淀池，将混凝沉淀池改造为预处理池，预氧化剂和强化混凝剂同时加入原水中，对原水进行预处理;
S200、增加臭氧接触池和分别与臭氧接触池连接的臭氧发生装置和臭氧排出装置，连接预处理池和臭氧接触池，采用臭氧对经过预处理池的水进行处理，将难降解的有机物氧化为小分子且微生物易分解的有机物;
S300、从石英砂滤池中取出部分滤料，并添加入有利于微生物附着生长的生物填料，形成具有至少一层生物填料层和一层石英砂层的滤池，将滤池的进水口与臭氧接触池的出水口连接;
S400、在含氯消毒剂消毒室中安装紫外灯管，将含氯消毒剂消毒室改装成紫外消毒室，采用紫外线消毒，确保去除经过滤池处理后的水中的微生物。
可选地，预氧化剂包括高锰酸钾，高锰酸钾的添加量为0.5-1.5mg/L，强化混凝剂包括聚氧化铝，聚氧化铝的添加量为10-40mg/L。
可选地，所述臭氧接触池中的臭氧投加量为1-3mg/L，接触时间为12-15min。
可选地，常规工艺的中小型水厂 短流程深度水处理改造方法还包括以下步骤：
S500、增加与滤池可拆卸连接的反冲洗系统，对滤池进行反冲洗。
可选地，反冲洗系统包括气源、水源、气洗管道、水洗管道、用于清扫滤料表面的清扫模块和用于控制反冲洗程序的控制系统;
步骤S500还包括以下步骤：
S510、将滤池右下角的出水口连接到紫外消毒室的出水管路断开，将气洗管道和水洗管道安装在滤池右下方的出水口中，并开启反冲洗系统对滤池进行反冲洗;
S520、控制系统控制气源打开，加压的空气对滤池进行冲洗;
S530、控制系统关闭气源，让滤池静置;
S540、控制系统控制水源打开，对滤池进行冲洗;
S550、控制系统保持打开水源，同时控制清扫模块对滤料表面进行清扫。
应用本发明提出的水处理系统对原水进行了深度处理，造价低、新增构筑物少，比现有技术达到更好的水处理净化效果：本发明提供了一种造价低、改造工程简单且耗时短、新增构筑物少、且能达到更好的水处理净化效果的基于常规工艺的中小型水厂短流程深度处理的水处理系统及改造方法。对于已经配套有现有技术的水处理系统设备的常规工艺的中小型水厂，可以在基本不改变现有水处理系统设备的条件下，通过替换和重新规划水处理系统设备中的投放药剂、材料并增加紫外灯管，达到本发明中更好的短流程深度水处理净化效果。