专利名称：集吸附-生物氧化-膜分离技术为一体的短流程微污染原水处理组合系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种集吸附-生物氧化-膜分离技术为一体的短流程微污染原水处理组合系统。
背景技术：
目前我国饮用水水源普遍面临着水源水中溶解性有机污染物和氨氮超标的问题，城市自来水厂绝大部分仍采用混凝-沉淀-过滤-消毒工艺，这一工艺对原水中的溶解性有机物和氨氮的处理效果很差，使出水水质不能满足《生活饮用水卫生标准》 (GB5749-2006)。如何在现有工艺设备的基础上对原工艺技术进行升级改造，使自来水厂出水水质满足饮用水的卫生标准是我国目前许多水厂面临的问题。20世纪60年代兴起的膜分离技术，由于具备良好的调节水质能力，去除污染物范围广泛，易于自动控制管理，得到了广泛的开发和研究。然而，对于普遍使用的超滤膜过滤系统，由于其截留分子量仅限于微米级，可以对水中的悬浮颗粒有很好的去除效果，但对微污染水源中的溶解性有机物和氨氮无法去除。将吸附、生物氧化和分离技术进行有效的组合，可以弥补不足，提高净水工艺对溶解性有机污染物和氨氮的去除效果。粉末活性炭可以有效吸附水中溶解性的小分子有机物，在有充分溶解氧的情况下，活性炭表面会逐渐形成生物膜，成为生物活性炭，即可以通过生物氧化作用降解水中的溶解性有机物和氨氮；活性炭吸附溶液中的营养物质，为微生物的新陈代谢和对有机物的生物降解去除提供了良好的环境，同时也提高了系统抗冲击负荷的能力；结合超滤膜对大分子物质的高效截留作用，混合液中活性炭絮体以及一些大分子微生物代谢产物都能得到分离去除，使得出水浊度、有机物和氨氮等指标得到较大改善。
发明内容
本发明的目的是提供一种集吸附-生物氧化-膜分离技术为一体的短流程微污染原水处理组合系统。本发明提出的集吸附-生物氧化-膜分离技术为一体的短流程微污染原水处理组合系统，该系统包括原水箱1、生物接触氧化区4、过渡区5和膜反应区9，原水箱1通过吸水隔膜泵2和管道连接生物接触氧化区4顶部一侧进水口，气泵3通过气动碟阀11和管道连接生物接触氧化区4顶部一侧进气口，所述进气口连接进气管，进气管插入生物接触氧化区4底部；生物接触氧化区4和过渡区5内均设有PAC颗粒6，生物接触氧化区4和过渡区 5通过溢流板连接，过渡区5底部设有排泥斜板8，过渡区5 —侧设有膜池9，膜池9内设有中空纤维膜10 ；气泵3通过气动碟阀11和管道连接膜池9顶部一侧的进气口，所述进气口连接进气管，进气管插入膜池9底部。本发明中，生物接触氧化区4、过渡区和膜池9底部均设有放空阀7。本发明中，膜池9的出水口通过水泵2和管道连接清水箱。
本发明的工作过程如下原水由吸水隔膜泵2由原水箱1提升至生物接触氧化区 4中，同时，由气泵3经气动碟阀11向生物接触氧化区4中曝气。在生物接触氧化区4和过渡区5均设有PAC颗粒6，PAC颗粒6在生物接触氧化区4中充分和原水进行混合，然后溢流至过渡区5中。在过渡区5底部设有排泥斜板8。原水经过渡区5后进行膜池9，在膜池 9中设有中空纤维膜10，由气泵3经气动碟阀11向膜池9中曝气。在生物接触氧化区4、过渡区5和膜池9底部均设有放空阀7。原水经水泵2由膜池9抽至清水箱。本发明所采用的技术方案是
原水在混凝、短时间沉淀后进入生物接触氧化池，在曝气系统的作用下与活性炭颗粒进行充分混合接触后，溢流至过渡区沉降；而后水进入膜池，在膜池中空纤维膜的吸附、截留和生物降解共同作用下进一步得到净化；过渡区及膜池底部的活性污泥通过刮泥机回流至生物接触氧化池，形成集粉末活性炭吸附、生物降解以及膜分离于一体的能去除悬浮物、 氨氮、溶解性有机物的净水工艺。该工艺尤其针对贫营养的微污染地表水源水，去除水体中浓度低、种类多、性质复杂的污染物，同时也具备抵抗水质和水量变化的冲击、设备布置紧凑、易于自动化控制管理等优点。该组合系统保持了原水处理系统的反应和1/2停留时间的沉淀工艺，在后1/2平流沉淀池中投加粉末活性炭于生物接触氧化池中，使粉末活性炭与水进行充分的接触，活性炭吸附水中的溶解性小分子有机物并通过生物氧化作用降解水中可生物降解的有机物， 随后进入过渡区，大部分粉末活性炭在过渡区中沉降，过渡区和膜池的活性炭污泥通过底部刮泥机回流至接触氧化池进水端中循环使用。被处理的水进入浸没式超滤膜池，通过抽吸泵将清水泵入清水池，完成整个水处理工艺。上述组合系统具有如下优点
(1)针对微污染水源水主要问题C0Dfc和氨氮超标，投加粉末活性炭能吸附固定溶解性有机物质，在有溶解氧的情况下，随着系统的运行，粉末活性炭上逐渐生长出生物膜，成为生物活性炭，能很好地去除水中的CODsfa和氨氮。(2)超滤膜对大分子物质的良好截留作用，能将混合液中活性炭颗粒以及一些大分子微生物代谢产物分离，保证了优良的出水水质。(3)整个系统包括了混合液中活性炭的吸附生物降解和超滤膜的截留分离作用， 混合液和膜形成双重保障，因此抵抗环境变化能力强。(4)粉末活性炭一次投加，在系统中循环使用，充分发挥活性炭的吸附作用，并使表面的生物膜保持正常的生命活动，同时可以节约活性炭的投加量。
图1为本发明的结构图示。图中标号1为原水箱，2为吸水隔膜泵，3为小型气泵，4为生物接触氧化池，5为过渡区，6为PAC颗粒，7为放空阀，8为排泥斜板，9为膜池，10为中空纤维膜，11为气动蝶阀，12为真空表。
具体实施例方式下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。
实施例1
如图ι所示，本系统包括原水箱1、生物接触氧化区4、过渡区5和膜反应区9，原水箱1 通过吸水隔膜泵2和管道连接生物接触氧化区4顶部一侧进水口，气泵3通过气动碟阀11 和管道连接生物接触氧化区4顶部一侧进气口，所述进气口连接进气管，进气管插入生物接触氧化区4底部；生物接触氧化区4和过渡区5内均设有PAC颗粒6，生物接触氧化区4 和过渡区5通过溢流板连接，过渡区5底部设有排泥斜板8，过渡区5 —侧设有膜池9，膜池 9内设有中空纤维膜10 ；气泵3通过气动碟阀11和管道连接膜池9顶部一侧的进气口，所述进气口连接进气管，进气管插入膜池9底部。生物接触氧化区4、过渡区和膜池9底部均设有放空阀7。膜池9的出水口通过水泵2和管道连接清水箱。原水投加药剂后，经过充分的混合和完善的絮凝，凝聚成矾花，并使可能存在的铁锰离子得到充分的氧化，使这些投加的药剂充分发挥作用。通过预沉池处理后进入原水箱 1。通过吸水隔膜泵2进入生物接触氧化池4。生物接触氧化池4设集水总渠，过渡区5和膜池9及刮出的浓缩活性污泥，在生物接触氧化池4处与原水箱1的出水混合。在生物接触氧化池4之后设过渡区5，使生物接触氧化池4的出水，在过渡区5中的排泥斜板8上进行初步的沉淀，然后进入膜池9，膜池9中设有中空纤维膜10。在过渡区并延伸到膜池9，设往复式底部刮泥机，在生物接触氧化池4出口处设气提排泥装置，将过渡区5、膜池9中沉淀的污泥浓缩并排出，至前一格氧化吸附池与改造后预沉池出水混合。多余浓缩污泥定期排出ο膜池9的管路由吸水隔膜泵2、气动蝶阀11以及管路组成，通过膜池9的管路使膜池9与出水管相联，全自动完成产水、反洗、鼓风曝气和完整性检测等过程。实施例2
以某市上源闸水厂的运行为例说明该组合系统处理微污染原水的效果原水浊度 126 NTU，氨氮1. 14 mg/L, C0Dfc5. 57 mg/L，经过该组合系统投加混凝剂混合后经折板絮凝、短流程沉淀、粉末活性炭接触氧化、膜分离工艺后，出水浊度0. 03 NTU、氨氮0. 21 mg/L, CODsfaL 55 mg/L，特征污染物指标和常规水质指标全部达到《生活饮用水卫生标准》 (GB5749-2006)，出水水质优于原常规水处理工艺，特别是大大改善工艺系统对有机污染物和氨氮的处理效果。
权利要求
1.集吸附-生物氧化-膜分离技术为一体的短流程微污染原水处理组合系统，其特征在于该系统包括原水箱(1)、生物接触氧化区G)、过渡区(5)和膜反应区(9)，原水箱 (1)通过吸水隔膜泵( 和管道连接生物接触氧化区(4)顶部一侧进水口，气泵C3)通过气动碟阀(11)和管道连接生物接触氧化区(4)顶部一侧进气口，所述进气口连接进气管， 进气管插入生物接触氧化区(4)底部；生物接触氧化区(4)和过渡区(5)内均设有PAC颗粒(6)，生物接触氧化区(4)和过渡区( 通过溢流板连接，过渡区( 底部设有排泥斜板(8)，过渡区( 一侧设有膜池(9)，膜池(9)内设有中空纤维膜(10)；气泵C3)通过气动碟阀(11)和管道连接膜池(9)顶部一侧的进气口，所述进气口连接进气管，进气管插入膜池(9)底部。
2.根据权利要求1所述的集吸附-生物氧化-膜分离技术为一体的短流程微污染原水处理组合系统，其特征在于所述生物接触氧化区G)、过渡区和膜池(9)底部均设有放空阀 ⑵。
3.根据权利要求1所述的集吸附-生物氧化-膜分离技术为一体的短流程微污染原水处理组合系统，其特征在于膜池(9)的出水口通过水泵( 和管道连接清水箱。
全文摘要
本发明涉及一种集吸附-生物氧化-膜分离技术为一体的短流程微污染原水处理组合系统，该系统包括原水箱、生物接触氧化区、过渡区和膜反应区，原水箱通过吸水隔膜泵和管道连接生物接触氧化区顶部一侧进水口，气泵通过气动碟阀和管道连接生物接触氧化区顶部一侧进气口，所述进气口连接进气管，进气管插入生物接触氧化区底部；生物接触氧化区和过渡区内均设有PAC颗粒，生物接触氧化区和过渡区通过溢流板连接，过渡区底部设有排泥斜板，过渡区一侧设有膜池，膜池内设有中空纤维膜；气泵通过气动碟阀和管道连接膜池顶部一侧的进气口，所述进气口连接进气管，进气管插入膜池底部。
文档编号C02F1/28GK102515419SQ201110385730
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年11月29日
发明者何音腩, 倪炯, 尤晓明, 邓慧萍, 金国水 申请人:同济大学