申请日2011.07.11
公开(公告)日2011.12.07
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及一种以微污染水体为水源的再生水处理装置和方法，该装置包括常规水处理单元，在常规水处理单元的前部分增设生物预处理单元，并在常规水处理单元的后部分增设深度处理膜单元;所述生物预处理单元由厌氧池(3)、缺氧水解酸化池(4)、生物接触氧化池(5)依次连接组成;所述深度处理膜单元为膜生物反应器(9)。在常规净水单元前增设生物预处理单元的方法，可以去除各种有机物，增加生活饮用水和工业用水的安全可靠性。而在常规净水单元之后增设深度处理膜单元的方法，主要是起保安和把关作用，从而保证出水水质。
权利要求书
1.一种以微污染水体为水源的再生水处理装置，包括常规水处理单元， 其特征是，在常规水处理单元的前部分增设生物预处理单元，并在常规水 处理单元的后部分增设深度处理膜单元;所述生物预处理单元由厌氧池 (3)、缺氧水解酸化池(4)、生物接触氧化池(5)依次连接组成;所述深 度处理膜单元为膜生物反应器(9);
所述厌氧池(3)内设有潜水搅拌机(12);
所述缺氧水解酸化池(4)内设有旋流式气泡曝气器(13)和组合填料 (15)，其中旋流式气泡曝气器(13)设在缺氧水解酸化池(4)底部，组 合填料(15)设在旋流式气泡曝气器(13)的上方;
所述生物接触氧化池(5)内设有下弯式环形穿孔管曝气系统(14)和 弹性波纹立体填料(16)，其中下弯式环形穿孔管曝气系统(14)设在生物 接触氧化池(5)底部，弹性波纹立体填料(16)设在下弯式环形穿孔管曝 气系统(14)的上方;
所述膜生物反应器(9)内设有内置式中空纤维膜组件(24)。
2.一种以微污染水体为水源的再生水处理方法，包括常规水处理步骤， 其特征是，采用权利要求1所述的装置，在常规水处理步骤的前段部分增 加生物预处理步骤，并在常规水处理步骤的后段部分增加深度膜处理步骤;
所述生物预处理步骤为：先在厌氧池内进行厌氧处理，控制厌氧停留时 间为1.8-2.2h，控制溶解氧为零;然后在缺氧水解酸化池内水解酸化，控制 水力停留时间为1.0-1.2h，气水比为1∶0.8-1.2，溶解氧为0.5mg/L以下;再 通过生物接触氧化池进行生物氧化，控制水力停留时间为1.8-2.2h，气水比 为2∶0.8-1.2，溶解氧为2～4mg/L;
所述深度膜处理步骤为：将上述处理后的水通过所述膜生物反应器去除 细菌病毒。
说明书
以微污染水体为水源的再生水处理装置和方法
技术领域
本发明涉及受污染水源的特殊处理装置和方法，特别指以微污染水体为 水源的再生水处理装置和方法。
背景技术
我国是一个水资源匮乏的国家，人均水资源占有量仅为世界水平的1/4。 从目前的状况来看，水源污染日益严重，受污染的水源范围日益扩大。近 年来，虽然我国在水污染防治方面做了许多工作，也新建设了许多污水处 理厂，但不少江河湖泊的水质仍在逐渐变差，工业发达地区水域的污染尤 为严重。在这种情况下，随着人口的快速增长和工农业生产的迅速发展， 要想使受到污染水源的水质在短期内恢复是不可能的。在我国淡水资源本 来就十分短缺的情况下，完全不使用受到污染的淡水资源是不现实的。也 就是说，我国自来水厂和工业用水厂不得不面临着使用更多的水质不符合 要求的受污染水源作为生后饮用水和其他用途的水源。为了改变这种状况， 我国的一些城市只能在远离城市的上流另辟水源，建设新水厂，用铺设长 距离输水管道的办法来解决。这势必需要大量资金和投入大量人力物力进 行工程实施才能实现。况且，从长远来看，如果不从根本上解决日趋严重 的工业、农业与生活污染问题，新辟水源又有可能会出现新的污染。为此， 面对我国国情，开发受污染水源的水处理技术，变革传统的水处理工艺， 以满足生产和人们不断增长的物质与文化生活需要，适应我国经济和社会 发展，是摆在我们面前急待解决的问题。
目前，水源普遍存在着溶解性有机物增多、氨氮偏高、水体有异味、色 度增高、藻类繁殖等问题，我们把这些受到污染，但经过特殊工艺处理后 尚可使用的源水称为微污染源水。有机物与氨氮超标是现阶段我国水体污 染的主要问题，以地表水体为水源的自来水厂和工业用水厂大多采用混凝、 沉淀、过滤、消毒等常规净水工艺来去除水中的悬浮物并灭杀病原体，但 是常规净水工艺难以去除水中日益增加的有机污染物。目前国内外对受污 染水源处理技术的开发研究主要有物理、化学两个方面，其中主要有：应 用粉末活性炭混合悬浮吸附技术，以去除色度和臭味;应用臭氧-生物活 性炭技术，以去除微量有机物和脱色除臭;各种氧化法(如高锰酸钾氧化 法、光化学激发氧化法及催化氧化法)去除微污染技术。但这些技术都不 同程度的存在缺陷和价格昂贵等问题。
目前常规水处理单元有很多种，例如一种常规水处理单元，由沉砂池、 初沉池、波板反应器、斜管沉淀池、快滤池、消毒池和清水池连接组成。
国内外对饮用水处理的装置较多，主要有：实用新型93242813属于净 水或污水处理的组合装置。该装置内部从进水管到出水管依次分成混合反 应区、沉淀区和过滤区。由于在反应区设置了由喇叭筒和锥筒构成的第一 反应室和由波纹板构成的、起改善沉淀区布水稳流作用的第二反应室，在 沉淀区内设置了斜管，在过滤区内设置了滤头板组合装置和单质均质滤料。
实用新型97246127公开了一种一体化水处理装置，它在常规水厂的多 个单元构筑物的基础上耦合了曝气气浮沉砂池、生物接触氧化室等污水处 理厂的单元构筑物，提高了水质处理能力。它利用水从切线方向进出旋流 絮凝反应室产生的旋转流动有效改善絮凝条件，有利矾花的生成。它的环 形配水管、环形集水管上开有槽口，使得管路不易被堵塞。该一体化水处 理装置中各单元构筑物合理、紧凑地布置，大大减少了整个装置的占地面 积。
专利申请号200810050403涉及一种微污染饮用水处理新工艺，属于资 源与环境领域水污染治理技术。该发明在传统给水处理工艺沉淀池之前增 加新开发的缓速曝气生物流化床处理单元，同时将传统的曝气池通过隔板 分割成多个微元，其中填加生物活性炭，在气流作用下形成流化床，利用 活性炭的吸附作用和生物膜载体的作用可有效去除水中有机污染，同时活 性炭因在反应器中循环流化，使表面不断更新，可以长期使用，运行费用 低。该发明的权利要求1，一种微污水饮用水处理新工艺，其特征在于，在 传统给水处理工艺沉淀池之间增加新开发的缓速曝气生物流化床处理单 元，同时将传统的曝气池通过隔板分割成多个微元，其中填加生物活性炭， 在气流作用下形成流化床。
目前用于饮用水处理的装置各有各的优势，但是也存在一些不足之处， 如常规净水装置难以去除水中日益增加的有机污染物等。因此，必须改进 现在水处理装置，使得受污染的水中有机物可以有效的去除，保证饮用水 的质量。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明在现在技术的基础上加以改进，提 供一种生物预处理单元+常规净水单元+深度处理膜单元处理的以微污染水 体为水源的再生水处理装置和水处理方法，有效去除污水中的有机物，保 证水的质量。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种以微污染水体为水源的再生水厂处理装置，包括常规水处理单元， 在常规水处理单元的前部分增设生物预处理单元，并在常规水处理单元的 后部分增设深度处理膜单元;所述生物预处理单元由厌氧池、缺氧水解酸 化池、生物接触氧化池依次连接组成;所述深度处理膜单元为膜生物反应 器;
所述厌氧池内设有潜水搅拌机;
所述缺氧水解酸化池内设有旋流式气泡曝气器和组合填料，其中旋流式 气泡曝气器设在缺氧水解酸化池底部，组合填料设在旋流式气泡曝气器的 上方;
所述生物接触氧化池内设有下弯式环形穿孔管曝气系统和弹性波纹立 体填料，其中下弯式环形穿孔管曝气系统设在生物接触氧化池底部，弹性 波纹立体填料设在下弯式环形穿孔管曝气系统的上方;
所述快滤池底部设有气冲系统，再依次往上为小阻力滤板滤头配水系 统，垫层和滤料，反冲洗排水槽、出水堰;
所述膜生物反应器内设有内置式中空纤维膜组件。
一种以微污染水体为水源的再生水处理方法，包括常规水处理步骤，采 用上述装置，在常规水处理步骤的前段部分增加生物预处理步骤，并在常 规水处理步骤的后段部分增加深度膜处理步骤;
所述生物预处理步骤为：先在厌氧池内进行厌氧处理，控制厌氧停留时 间为1.8-2.2h，控制溶解氧为零;然后在缺氧水解酸化池内水解酸化，控制 水力停留时间为1.0-1.2h，气水比为1∶0.8-1.2，溶解氧为0.5mg/L以下;再 通过生物接触氧化池进行生物氧化，控制水力停留时间为1.8-2.2h，气水比 为2∶0.8-1.2，溶解氧为2～4mg/L;
所述深度膜处理步骤为：将上述处理后的水通过所述膜生物反应器去除 细菌病毒。
下面对本发明做进一步详细的解释和说明：
生物预处理单元利用该单元中富集的微生物群体(生物膜)的新陈代谢 作用，去吸收和利用源水中各种污染物质(主要是有机物)。生物预处理可 以抗水质变化带来的冲击负荷，增加生活用水和工业用水的安全可靠性; 可以改善水的混凝沉降性能，使后续的常规净水单元更好的发挥作用;可 以降低处理费用，与背景技术中列举的技术相比，具有经济高效、简单易 行的优点。在常规净水单元之后深度处理膜单元，主要起到保安和把关作 用，从而保证出水水质，由于膜孔径为亚微米级，可去除前面单元残留的 细菌、病毒等。
设计生物预处理单元，采用了厌氧-缺氧水解酸化池-生物接触氧化池 的流程，同时在厌氧池内设置潜水搅拌机主要是考虑到：
①在厌氧池中设置潜水搅拌机，可以使厌氧污泥呈悬浮状态，更有效 地同进水混合，充分发挥厌氧污泥的吸附和降解有机物的作用。
②在受污染水源中可能含有LAS等有机合成洗涤剂和其他难生物降解 物质。使水经过厌氧-缺氧水解酸化后水中较大分子复杂有机物分解为小 分子简单有机物，以利于生物接触氧化处理。
现有技术中为了去除有机物，势必要在净水过程中大量投氯。但是氯化 过程有可能与受污染源水中某些有机物生成三卤甲烷等“三致”(致癌、致畸、 致突变)物质，严重威胁用水安全。而应用生物预处理方法可在不投加任 何化学药剂的情况下，通过生物吸附、絮凝、生物降解、硝化等作用，经 济有效地去除受污染水源中的有机物、氨氮，降低浊度等。生物氧化不需 要担心化学氧化(如氯化和臭氧化)可能产生的“三致”物质的担忧，有利于 保证生活饮用水和工业用水的安全性。生物氧化经化学混凝沉淀和过滤处 理还可以减少混凝剂和消毒剂的投加量，从而降低经常药剂费用，降低净 水成本。生物氧化预处理系统运行稳定，操作管理方便。
本发明适合于以微污染水体为水源的生活饮用水处理，也可用于以微污 染水体为水源的工业用水处理。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
1、本发明的以微污染水体为水源的再生水厂处理装置，在常规净 水单元前增设生物预处理单元，是用以去除各种有机物，增加 生活饮用水和工业用水的安全可靠性。
2、在常规净水单元之后增设深度处理膜单元，主要是起保安和把 关作用，从而保证出水水质。
3、本发明的微污染水体为水源的再生水厂处理装置具有经济高 效，简单易行的优点，适用于以微污染水体为水源的生活用水 处理，也可用于以微污染水体为水源的工业用水处理。