申请日2012.12.24
公开(公告)日2013.11.20
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种城市污水再生利用安全保障的装置及控制方法，设有依序前后排列和连通的臭氧接触池、生物活性碳滤池和清水池;臭氧接触池与二级处理出水连通，生物活性碳滤池里设有颗粒活性炭填料，进水管与臭氧接触池出水管连通，并设有与风机、清水池连通的反冲洗气、水管道，设有控制器。控制方法：1)在控制器上设定各计量部件的进行允许值范围及各设备运行条件;2)开启城市污水再生利用安全保障的装置运行。本发明适用于城市污水再生利用的安全保障，结构完善，控制灵活，自动化程度高，水处理高质高效。
权利要求书
1.一种城市污水再生利用安全保障的装置，其特征是：设有依序前后排列和连通 的臭氧接触池(4)、生物活性碳滤池(9)和清水池(12);所述臭氧接触池通过带 有可控变频泵(2)和在线液体流量计(3)的管道与污水处理装置的二级处理出水(1) 连通，臭氧接触池底部设有臭氧布气装置，该臭氧布气装置通过带在线气体流量计(6) 的管路与臭氧发生器(7)连通，臭氧经布气装置与进水逆向流动;所述生物活性碳滤 池里设有粒径8-16目的颗粒活性炭填料，进水管与臭氧接触池出水管连通，生物活性 碳滤池内水流方向为由下至上的上流式，并设有与清水池连通的反冲洗水管道，该反 冲洗水管道设有可控反冲洗泵(10);生物活性碳滤池还与带可控变频器(18)的风 机(17)连通，该风机为空气曝气和空气反冲洗风机;生物活性碳滤池内进水侧设有 测压装置，生物活性碳滤池的出水管上设有在线溶解氧浓度计(11)，该出水管与所 述清水池的进水管连通，该清水池的进水管通过带可控变频投加泵(16)与药剂存储 罐(15)连通，清水池的出水管上设有在线余氯计(13);另外设有控制器(19)， 该控制器与上述可控变频泵(2)、可控反冲洗泵(10)、可控变频投加泵(16)、在 线液体流量计(3)、在线气体流量计(6)、臭氧发生器(7)、在线溶解氧浓度计(11)、 在线余氯计(13)和风机的可控变频器(18)进行信号和控制连接。
2.根据权利要求1所述的城市污水 再生利用安全保障的装置的控制方法，其特征 包括以下步骤：
1)在控制器上设定各计量部件的进行允许值范围：
(1)设定臭氧接触池进水管上的在线液体流量计的允许值范围：该允许值根据 臭氧接触池中处理水停留的时间和生物活性碳滤池中处理水的停留时间及具体的池体 容积来确定，臭氧接触池中水停留的时间为10-20分钟;生物活性碳滤池中水停留的 时间为60-120分钟，根据这两个停留时间确定臭氧接触池的单位时间进水流量值的允 许范围，也就是臭氧接触池进水管上的在线液体流量计的允许值范围;
(2)设定生物活性碳滤池出水管上的在线溶解氧浓度计的取值范围：为2-5mg/L;
(3)设定臭氧发生器供气管上的在线气体流量计取值范围：在保证恒定的投加 浓度3-8mg/L的条件下，根据臭氧接触池体积来设定在线气体流量计的允许值范围;
(4)设定清水池的出水管上的在线余氯计的允许值范围：为0.3-0.5mg/L;
(5)设定生物活性碳滤池内进水侧的压力允许范围：0.03-0.06MPa：
2)开启城市污水再生利用安全保障的装置运行;
(1)臭氧接触池的进水流量控制：当臭氧接触池进水管上的在线液体流量计值 高于设定值时，控制器调低第一变频泵的进水量，反之，在线液体流量计值低于设定 值时，控制器调高第一变频泵的进水量;
(2)臭氧发生器供给臭氧接触池臭氧量的控制：当在线气体流量计值低于设定 值时，控制器调高臭氧发生器的供气量，反之，当在线气体流量计值高于设定值时， 控制器调低臭氧发生器的供气量;
(3)生物活性碳滤池曝气量的控制：当生物活性碳滤池出水管上在线溶解氧浓 度计值低于设定值时，控制器控制风机加大供气量，反之，在线溶解氧浓度计值高于 设定值时，控制器控制风机降低供气量;
(4)生物活性碳滤池气、水反冲洗的控制：根据生物碳滤池的测压装置的压力 值控制气、水反冲洗，当压力值超过设定值后启动反冲洗程序，反冲洗程序控制风机 的气冲和可控反冲洗泵的水冲交替进行，每次各5分种;
(5)清水池的加药量的控制;根据清水池出水管上的在线余氯计的余氯浓度值 控制加药的变频投加泵的投加量，浓度高时增加投加药量，反之，浓度低时减少投加 药量，维持出水余氯浓度在0.3-0.5mg/L。
说明书
城市污水再生利用安全保障的装置及控制方法
技术领域
本发明属于一种污水处理技术领域，具体是污水再生处理技术，一种用于污水再 生利用，深度去污去毒，安全保障的装置及工艺。
背景技术
城市污水再生利用是缓解水资源短缺的有效途径之一，经过净化处理后的城市污 水可以用作生活杂用水、市政绿化用水、工业用水、景观生态补水和农田灌溉等多种 用途，可替代等量的新鲜水量。污水的再生利用既开辟了一个稳定的新水源，又可减 少废水排放造成的环境负荷，对缓解水资源紧缺和改善水环境都有重要的意义。然而， 城市污水厂二级处理出水即再生水中残留的毒害污染物COD、营养盐和病原微生物通过 不同的回用途径对生物和受纳水体的生态安全构成了潜在的危害。因此，城市污水再 生的经济开发问题是城市污水再生利用亟待解决的问题。
据有关数据显示：污水再生后水中仍然残留部分有机物及病原微生物。这些有机 物及病原微生物在再生水的应用中，会给生态环境以及人体健康带来严重的破坏，带 来潜在的风险。城市污水再生利用保障技术主要就是去除在前端处理过程中不能去除 或不能完全去除的污染物和病原微生物。由于污水再生利用的目的不同，对污水的处 理程度也要求不同，需要针对具体回用目的选用不同的处理工艺。
污水再生深度处理工艺目的是去除悬浮物、浊度和杀灭水传染病菌，提高对有机 物、浊度、磷和氮等营养物质及其他溶解性物质的去除率，改善出水水质，但难以彻 底去除水中营养盐及悬浮物、有毒有害微量污染物和色度等，难以保证出水水质满足 地表水体的要求。因此，需要对目前的处理艺做进一步的改进，以提高污水深度处理 的效果，进一步提高再生水的水质，而且简化运行工艺，降低运行成本，更好地满足 社会的需要。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提出一种城市污水再生利用安全保障的 装置及控制方法，本装置及工艺采用臭氧氧化、活性炭过滤、次氯酸氨消毒工艺，通 过臭氧氧化降解部分有机物，去除再生水中微量有害污染物并杀灭部分病原微生物， 再通过活性炭过滤不仅可以进一步去除浊度，同时吸附降解部分有机物，后续氯消毒 处理，不仅可以氧化杀灭再生水中残余的病原微生物，而且能够防止后续存储输配过 程病原微生物的复活与繁殖。该安全保障装置及工艺流程简单、处理质量高、投资省、 占地小。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
城市污水再生利用安全保障的装置，其特征是：设有依序前后排列和连通的臭氧 接触池、生物活性碳滤池和清水池;所述臭氧接触池通过带有可控变频泵和在线液体 流量计的管道与污水处理装置的二级处理出水连通，臭氧接触池底部设有臭氧布气装 置，该臭氧布气装置通过带在线气体流量计的管路与臭氧发生器连通，臭氧经布气装 置与进水逆向流动;所述生物活性碳滤池里设有粒径8-16目的颗粒活性炭填料，进水 管与臭氧接触池出水管连通，生物活性碳滤池内水流方向为由下至上的上流式，并设 有与清水池连通的反冲洗水管道，该反冲洗水管道设有可控反冲洗泵;生物活性碳滤 池还与带可控变频器的风机连通，该风机为空气曝气和空气反冲洗风机;生物活性碳 滤池内进水侧设有测压装置，生物活性碳滤池的出水管上设有在线溶解氧浓度计，该 出水管与所述清水池的进水管连通，该清水池的进水管通过带可控变频投加泵与药剂 存储罐连通，清水池的出水管上设有在线余氯计;另外设有控制器，该控制器与上述 可控变频泵、可控反冲洗泵、可控变频投加泵、在线液体流量计、在线气体流量计、 臭氧发生器、在线溶解氧浓度计、在线余氯计和风机的可控变频器进行信号和控制连 接。
上述的城市污水再生利用安全保障的装置的控制方法，其特征包括以下步骤：
1)在控制器上设定各计量部件的进行允许值范围：
(1)设定臭氧接触池进水管上的在线液体流量计的允许值范围：该允许值根据 臭氧接触池中处理水停留的时间和生物活性碳滤池中处理水的停留时间及具体的池体 容积来确定，臭氧接触池中水停留的时间为10-20分钟;生物活性碳滤池中水停留的 时间为60-120分钟，根据这两个停留时间确定臭氧接触池的单位时间进水流量值的允 许范围，也就是臭氧接触池进水管上的在线液体流量计的允许值范围;
(2)设定生物活性碳滤池出水管上的在线溶解氧浓度计的取值范围：为2-5mg/L;
(3)设定臭氧发生器供气管上的在线气体流量计取值范围：在保证恒定的投加 浓度3-8mg/L的条件下，根据臭氧接触池体积来设定在线气体流量计的允许值范围;
(4)设定清水池的出水管上的在线余氯计的允许值范围：为0.3-0.5mg/L;
(5)设定生物活性碳滤池内进水侧的压力允许范围：0.03-0.06MPa;
2)开启城市污水再生利用安全保障的装置运行;
(1)臭氧接触池的进水流量控制：当臭氧接触池进水管上的在线液体流量计值 高于设定值时，控制器调低第一变频泵的进水量，反之，在线液体流量计值低于设定 值时，控制器调高第一变频泵的进水量;
(2)臭氧发生器供给臭氧接触池臭氧量的控制：当在线气体流量计值低于设定 值时，控制器调高臭氧发生器的供气量，反之，当在线气体流量计值高于设定值时， 控制器调低臭氧发生器的供气量;
(3)生物活性碳滤池曝气量的控制：当生物活性碳滤池出水管上在线溶解氧浓 度计值低于设定值时，控制器控制风机加大供气量，反之，在线溶解氧浓度计值高于 设定值时，控制器控制风机降低供气量;
(4)生物活性碳滤池气、水反冲洗的控制：根据生物碳滤池的测压装置的压力 值控制气、水反冲洗，当压力值超过设定值后启动反冲洗程序，反冲洗程序控制风机 的气冲和可控反冲洗泵的水冲交替进行，每次各5分种;
(5)清水池的加药量的控制;根据清水池出水管上的在线余氯计的余氯浓度值 控制加药的变频投加泵的投加量，浓度高时增加投加药量，反之，浓度低时减少投加 药量，维持出水余氯浓度在0.3-0.5mg/L。
发明的城市污水再生利用安全保障的装置的运行机理：二级处理出水进入臭氧接 触池，对再生水中有毒微量有机物——雌激素类、抗生素类进行氧化降解，同时对溶 解态难以生物降解的致色有机物进行臭氧氧化脱色降解，提高水中有机物可生化性的 同时进一步改善出水色度;在臭氧氧化过程可以杀灭部分病原微生物;对经过臭氧接 触池处理后经管道输送至生物活性碳滤池;
生物活性碳滤池，在臭氧氧化的基础上进行进一步去除有机物的处理;二级处理 出水中的有机物经过臭氧氧化后增加了可生化性，在生物活性炭滤池中被吸附降解; 由于再生水中有机物含量较低，活性碳表面生物膜生长较慢，生物活性碳反应器挂膜 启动的方法采用连续流培养，然后再进行负荷逐渐增加的连续流进水或逐渐增加流速 进行连续流培养的方法;生物活性碳滤池反冲洗过程宜采用降水→气冲→气水冲→水 冲的运行方式;反冲洗过程如下：降水：降低水位至过滤层10cm以上;气冲：气冲强 度50～70m/h，时间2-5min;气水冲：气冲强度50～70m/h，水冲强度25～40m/h，时间 5-10min;水冲：水冲强度25～40m/h，时间5-10min。
氯消毒剂可以采用次氯酸钠，有效率含量不低于10%。采用隔膜泵进行药剂的管 道投加，经检测合格后排入清水池;
本发明的有益效果：可以充分利用二级处理出水中残余碳源，臭氧氧化去除毒害 有机物，提高水中有机物的可生化性，同时又可以有效的杀灭部分病原微生物。通过 生物活性炭过滤能够进一步去除水中有机物而且可以有效去除臭氧降解副产物并降低 出水浊度，以保证处理的效果。后续氯消毒能够很好地控制病原微生物，残留余氯也 可以抑制后续过程微生物的繁殖。因此，本发明具有结构完善、工艺流程简单、处理 质量好、效率高、投资省、占地小、特别是自动化控制程度设，控制灵活精确，操作 简单，运行成本低诸多优点，在城市污水再生利用安全保障上有重要的应用前景。