本实用新型涉及给水处理领域，尤其涉及一种适用于低色度微污染水源水的预处理系统。
背景技术：
随着工业的发展，水源污染的强度和广度呈现叠加的效应，进一步加剧了水资源短缺与供水需求的矛盾。水体富营养化及水中微量有机污染物问题也变得愈发突出，常规净水工艺，即絮凝-沉淀-砂滤-消毒处理方法已很难保证水质质量。
当水中所含的污染物种类较多、性质较复杂，但浓度比较低微时，通常被称为微污染水，其特点就是与一般污水相比，污染物水中的含量很低，其主要污染物有有机物、氨氮、铁、锰、重金属等。微污染水源水的预处理通常是指在常规处理工艺前面，采用适当物理、化学和生物的处理方法，对水中的污染物进行初级去除，同时可以使常规处理更好地发挥作用，减轻常规处理的负担，改善和提高饮用水水质。同时预处理也为饮用水的深度处理提供了条件。目前微污染水源水的预处理技术有以下几种：曝气法、吸附法、化学药剂法和生物法等。其中生物预处理就是借助于微生物群体的新陈代谢活动除去水中的氨氮、有机物等污染物。由于低营养条件限制，微污染水源水的生物预处理方法主要是生物膜法，主要包括：生物接触氧化池、生物滤池、生物转盘、生物流化床等。
生物预处理工艺虽然是去除微污染水中氨氮和有机物行之有效的方法，但生物预处理对污染物的有效去除需要建立在较长的水力停留时间的基础上，这无疑会增加基建和运营成本，其去除效果受外界环境变化影响较大，且原水中的持久性有机污染物大都具有难以生物降解的特性，故生物预处理用于去除原水中有机物和色度存在一定的局限性。
技术实现要素：
基于现有技术所存在的问题，本实用新型的目的是提供一种适用于低色度微污染水源水的预处理系统，能解决臭氧-生物活性炭预处理技术中滤池堵塞，有机物去除率低，运行成本高的问题。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
本实用新型实施方式提供一种适用于低色度微污染水源水的预处理系统，包括：
原水管、臭氧预氧化池、臭氧多孔扩散装置、颗粒活性炭混合池、空气扩散装置、集水井、潜水泵、超越管、臭氧一体化投加系统和控制装置；其中，
所述臭氧预氧化池的前端连接所述原水管；
所述臭氧预氧化池内设置臭氧多孔扩散装置，该臭氧多孔扩散装置与所述臭氧预氧化池外部的臭氧一体化投加系统连接；
所述臭氧预氧化池的后端出水管与颗粒活性炭混合池和集水井顺次连接；
所述臭氧预氧化池的后端出水管经超越管与所述集水井的进水管连接；
所述颗粒活性炭混合池内底部设置空气扩散装置；
所述集水井内设置潜水泵，所述潜水泵与所述集水井的出水管连接；
所述控制装置，分别与所述臭氧多空扩散装置、空气扩散装置、潜水泵和臭氧一体化投加系统电气连接，能协同控制各装置。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的适用于低色度微污染水源水的预处理系统，其有益效果为：
通过在臭氧预氧化池内设置臭氧多空扩散装置，在颗粒活性炭混合池内设置空气扩散装置，通过臭氧多空扩散装置与空气扩散装置的作用使各池内填料处理流化状态，能解决臭氧-生物活性炭预处理中滤池堵塞，有机物去除率低，运行成本高的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本实用新型实施例提供的适用于低色度微污染水源水的预处理系统的示意图；
图中，1.原水管，2.臭氧预氧化池，3.臭氧多空扩散装置，4.第一电动阀门，5.颗粒活性炭混合池，6.空气扩散装置，7.颗粒活性炭填料，8.集水井，9.潜水泵，10.长距离输水管道反应器，11.第二电动阀门，12.超越管，13.臭氧一体化投加系统。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。本实用新型实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述。
如图1所示，本实用新型实施例提供一种适用于低色度微污染水源水的预处理系统，包括：
原水管、臭氧预氧化池、臭氧多空扩散装置、颗粒活性炭混合池、空气扩散装置、集水井、潜水泵、超越管、臭氧一体化投加系统和控制装置；其中，
所述臭氧预氧化池的前端连接所述原水管；
所述臭氧预氧化池内设置臭氧多空扩散装置，该臭氧多空扩散装置与所述臭氧预氧化池外部的臭氧一体化投加系统连接；
所述臭氧预氧化池的后端出水管与颗粒活性炭混合池和集水井顺次连接；
所述臭氧预氧化池的后端出水管经超越管与所述集水井的进水管连接；
所述颗粒活性炭混合池内底部设置空气扩散装置；
所述集水井内设置潜水泵，所述潜水泵与所述集水井的出水管连接；
所述控制装置，分别与所述臭氧多孔扩散装置、空气扩散装置、潜水泵和臭氧一体化投加系统电气连接，能协同控制各装置。
上述预处理系统中，所述臭氧多孔扩散装置设有多个纯钛金属曝气头。
上述预处理系统中，颗粒活性炭混合池内设有颗粒活性炭填料；
所述颗粒活性炭混合池的进水管上设有第一电动阀门，该第一电动阀门与所述控制装置电气连接。
上述预处理系统中超越管上设有第二电动阀门，该第二电动阀门与所述控制装置电气连接。
上述预处理系统中集水井的出水管上连接长距离输水管道反应器。
上述预处理系统中臭氧多孔扩散装置设在所述臭氧预氧化池内底部。
本实用新型的预处理系统，通过分别在臭氧预氧化池中设置臭氧多孔扩散装置，在颗粒活性炭混合池中设置空气扩散装置，可以解决臭氧-生物活性炭预处理中滤池堵塞，有机物去除率低，运行成本高的问题；通过将集水井的出水管上连接长距离输水管道反应器，以较低的成本增加了水力停留时间，解决了目前生物预处理原水中污染物的有效去除需要建立在较长的水力停留时间的基础上、增加基建和运营成本的问题。
本实用新型的预处理系统在对低色度微污染水源水进行预处理的步骤如下：
(1)水源原水自流进入到臭氧预氧化池，池底内铺设纯钛金属曝气头，池体分前后2段，2段池容比3:2；臭氧投加浓度1～3mg/L，停留时间10～15min；水中大分子有机物通过臭氧的强氧化作用分解为小分子有机物。
(2)臭氧预氧化池出水以一定流速从下向上自流入颗粒活性炭混合池。颗粒活性炭混合池采用颗粒活性炭填料，粒径1.3～4.7mm，相对密度1.500，填料高度0.7m，混合池池底铺设穿孔曝气管，压缩空气通过曝气管提供填料流化的动力来源。
颗粒活性炭混合池中，由于填料处于流化状态，与微污染水源水充分接触，利用颗粒活性炭比表面积大(每m3填料的表面积可达2000～3000㎡)，吸附性强的特点使水中微量有机物、氨氮及臭氧尾气得以去除。
(3)颗粒活性炭混合池出水重力流至调节混合池，混合池集水井内设有潜水泵，潜水泵连接长距离输水管道反应器。当进入调节混合池中的原水浊度和色度明显增加，或铁锰含量明显升高，向调节混合池中投加高锰酸钾，通过高锰酸盐的氧化性在长距离输水管道中氧化去除污染物，并在混凝沉淀阶段发挥助凝除浊的作用，同时去除浊度和臭味。长距离输水管道反应器的管道中水流速为1m/s，停留时间6～10小时。
本实用新型的预处理系统在对低色度微污染水源水进行预处理时，低色度微污染水源水自流入臭氧预氧化池，经臭氧氧化后，水中大分子有机物分解为小分子有机物，提高水中有机物可生化性和降低水的色度，出水以一定流速从下向上自流入颗粒活性炭混合池，经活性炭的吸附作用，水中微量有机物、氨氮及臭氧尾气得以去除，将经预处理后的原水送入调节池内加高锰酸盐药剂后送入长距离输水管道反应器，利用输水过程中在管道内停留较长时间进行去污反应后送入水厂，并在混凝沉淀阶段进一步发挥去除色度的作用。
具体的，本实用新型的预处理系统对低色度微污染水源水进行预处理的步骤如下：
(1)水源地原水首先经过原水管1进入臭氧预氧化池2进行臭氧预处理阶段，臭氧预氧化池2底部设置臭氧多孔扩散装置3，采用纯钛金属曝气头，通过臭氧一体化投加系统13投加臭氧。池体分前后2段，2段池容比3:2；臭氧投加浓度1～3mg/L，停留时间10～15min；水中大分子有机物通过臭氧的强氧化作用分解为小分子有机物。
(2)含有小分子有机物的臭氧预氧化池2出水通过管道进入颗粒活性炭混合池5，同时设置超越管12，根据情况可选择直接进入集水井8内。当原水耗氧量浓度持续低于3㎎/L、无臭无味时，此时可关闭第一电动阀门4，开启第二电动阀门11，使臭氧预氧化池2出水经超越管12直接进入集水井8内，再由潜水泵9提升进入长距离输水管道反应器10送入水厂。当原水耗氧量浓度大于3㎎/L，或色度、臭味明显，此时可打开第一电动阀门4，关闭第二电动阀门11，使臭氧预氧化池2出水进入颗粒活性炭混合池5，利用颗粒活性炭的吸附作用去除部分有机污染物。
(3)颗粒活性炭混合池5出水通过管道进入集水井8，如来水中色度、臭味等感官性状指标超标，可在该池内投加高锰酸盐净水药剂，再由潜水泵9提升进入长距离输水管道反应器10。集水井8仅作为一个混合传质反应器，水停留时间为5～8分钟，所投加的药剂在该池内与水进行简单的混合接触，并不提供反应所需要的停留时间，这样可大批量处理水，节省建造成本，药剂与污染物的反应发生于长距离输水管道反应器10中。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：由于各反应池内填料处于流化状态，有效解决活性炭滤池易堵塞问题，不需要反冲洗，节约了能耗，且占地少，处理效果好；同时通过与调节混合池(即集水井)组合运用，既降低了原水色度、浊度、去除铁锰等，又通过强化预处理降低了水厂的运营成本；利用设在水源厂的预处理设施和水源厂与自来水厂之间的长距离输水管道，构建微污染原水的强化预处理系统，有效降解原水中污染物，使原水在长距离输水管道输送过程中在管道内即可得到处理，降低了运营成本，保证出水的稳定性。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。