水处理方法及处理系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种水处理方法，包括以下步骤：提供一水管，该水管中有流动的水，所述水管定义一第一部位及一第二部位，水从第一部位流向第二部位；提供一过氧化氢溶液，将该过氧化氢溶液从水管的第一部位加入水管并与流动的水混合；以及在水管的第二部位设置一酶载体，该酶载体上设置有与过氧化氢反应产生氧气的酶，与过氧化氢混合后的水流经所述酶载体产生氧气。本发明进一步涉及一种水处理系统。
【专利说明】
水处理方法及处理系统
技术领域
[0001 ]本发明设及一种水处理方法及处理系统。
【背景技术】
[0002] 随着我国社会经济快速发展，污染物排放量逐年增加，我国地表水体也普遍受到 氨氮污染，水质逐年下降。屯大水系中除珠江和长江，氨氮含量均超过《生活饮用水标准》 (GB5749-2006)中0.5 mg/L的限值，多数水系氨氮含量大于4 mg/L。
[0003] 目前，生物滤池法是去除氨氮最经济有效的方法。该方法是通过硝化菌的硝化作 用，将氨氮氧化成硝酸盐氮，在该硝化过程中需要满足氨氮完全硝化的耗氧需求。Img/L的 挪巧-故通过硝化作用转化为需要消耗的毎为4.57mg/L，传统提供氧气的方法包括 将外界的氧气直接通入生物滤池中，方便且成本较低，但是由于氧气的饱和溶解度低，溶解 传质速度降低，氧气在传输的过程中容易溢出，利用率降低，很难满足硝化过程所需的氧 气，因此，需要提供一种能够提高氧气利用率、增大溶解氧浓度的水处理方法及处理系统。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，确有必要提供一种能够提高氧气利用率、增大溶解氧浓度的水处理方 法及处理系统。
[0005] -种水处理方法，包括W下步骤:提供一水管，该水管中有流动的水，所述水管定 义一第一部位及一第二部位，水从第一部位流向第二部位;提供一过氧化氨溶液，将该过氧 化氨溶液从水管的第一部位加入水管并与流动的水混合；W及在水管的第二部位设置一酶 载体，该酶载体上设置有与过氧化氨反应产生氧气的酶，与过氧化氨混合后的水流经所述 酶载体产生氧气。
[0006] -种水处理系统，包括一水管，该水管定义一第一部位及一第二部位;一过氧化氨 供给装置，该过氧化氨供给装置与水管在第一部位相通;一酶载体，设置于水管的内部，位 于水管的第二部位，该酶载体上设置有与过氧化氨反应产生氧气的酶。
[0007] 与现有技术相比较，本发明提供的水处理方法及处理系统通过向水管中注入过氧 化氨并分解产生氧气，产生的氧气原位溶解于流动的水中，氧气直接在水管的内部产生，提 高了氧气的利用率，而且提高了溶解氧的浓度，传质速度也提高。
【附图说明】
[000引图1为本发明第一实施例提供的水处理方法的流程图。
[0009] 图2为本发明第二实施例提供的水处理系统的结构示意图。
[0010] 图3为本发明第Ξ实施例提供的水处理系统的结构示意图。
[0011] 主要元件符号说明
如下【具体实施方式】将结合附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0012] 下面将结合附图及具体实施例，对本发明提供的水处理方法及处理系统作进一步 的详细说明，本发明水处理方法不限于获得饮用水，只要是水体中需要提供氧气的都可W， 所述水处理系统10也不限于W下的结构，只需确保过氧化氨溶液能够在水体中直接产生氧 气即可。
[0013] 请参阅图1和图2,本发明实施例提供一种水处理方法，包括W下步骤： S1，提供一水管11，该水管11中有流动的水，所述水管11定义一第一部位110及一第二 部位111，水从第一部位110流向第二部位111; S2，提供一过氧化氨溶液，该过氧化氨溶液从水管11的第一部位110加入水管11并与流 动的水混合；W及 S3,在水管11的第二部位111设置一酶载体12,该酶载体12上设置有与过氧化氨反应产 生氧气的酶，与过氧化氨混合后的水流经所述酶载体12产生氧气。
[0014] 在步骤S1中，本实施例提供一水处理系统10,该水处理系统10该包括一水管11，该 水管11定义一第一部位110及一第二部位111; 一过氧化氨供给装置14,该过氧化氨供给装 置14与水管11在第一部位110相通;一酶载体12,设置于水管11的内部，位于水管11的第二 部位111，该酶载体12上设置有与过氧化氨反应产生氧气的酶。所述水处理系统10可进一步 包括一反应滤池13,该反应滤池13与水管11连通，用于接收水管11中的水，经过后续处理可 获得饮用水。
[0015] 所述水管11用于传输水体，所述第一部位110靠近所述水管11的进水端，所述第二 部位111远离所述水管11的进水端，水从所述水管11的进水端进入水管11的内部，并从所述 水管11的第一部位110流向第二部位111。所述水管11可为直管、文丘里管，所述水管11的数 量不限，根据实际需要设置。本实施例中，所述水体为氨氮含量超过生活饮用水标准限值的 水体，所述水管11为直管。
[0016] 在步骤S2中，所述过氧化氨供给装置14包括一过氧化氨原料罐140、一压力累141、 一连接管142、一过氧化氨释放组件143，所述过氧化氨释放组件143设置于水管11的内部， 所述过氧化氨原料罐140通过所述连接管142与所述过氧化氨释放组件143连通，所述压力 累141用于将所述过氧化氨原料罐140中的过氧化氨溶液输入所述过氧化氨释放组件143， 该过氧化氨释放组件143将过氧化氨溶液释放于流动的水中。
[0017] 所述连接管142包括一总连接管1420及至少一子连接管1421，所述总连接管1420 的一端与所述过氧化氨原料罐140连通，所述总连接管1420的另一端通过所述第一部位110 进入所述水管11的内部，所述子连接管1421设置于所述水管11的内部，连接所述总连接管 1420及所述过氧化氨释放组件143。所述连接管142的类型不限，可为柔性管，可为刚性管， 也可部分为柔性管、部分为刚性管。优选的，所述总连接管1420与所述第一部位110交接处 为柔性管，可W在不移动或增加所述过氧化氨供给装置14的情况下通过移动所述总连接管 1420使所述过氧化氨释放组件143局部移动，从而充分实现过氧化氨溶液分散。
[0018] 所述过氧化氨释放组件143包括至少一个分散器1430,该分散器1430的表面包括 多个释放孔1431，当所述过氧化氨释放组件143设置于所述水管11的内部时，所述释放孔 1431浸没于流动的水中，所述过氧化氨原料罐140中的过氧化氨溶液通过所述释放孔1431 均匀分散。
[0019] 所述分散器1430可为管式、盘式、膜式等形状，其数量不限，可单独设置，也可多个 分散器1430串联、并联、串并联设置，所述分散器1430的数量及设置方式与所述子连接管 1421的数量及设置方式相对应，当所述分散器并联设置时，所述多根子连接管1421亦并联 设置。本实施例中，所述盘式分散器1430为2个，串联设置。
[0020] 所述过氧化氨供给装置14进一步包括一流量计144和一调节阀145,所述流量计 144和调节阀145分别设置于所述总连接管1420,分别用于监测和控制过氧化氨的进液量， 实现过氧化氨的充分反应，满足实际所需要的氧含量。
[0021] 在步骤S3中，所述水管11中与过氧化氨混合后的水在流经所述酶载体12时，过氧 化氨与所述酶载体12上的酶接触产生氧气，产生的氧气原位溶解于流动的水中。所述酶载 体12设置于所述第二部位111，位于所述水管11的内部，所述酶载体12上设置有与过氧化氨 反应产生氧气的酶，优选的，所述酶载体12用于固定过氧化氨酶，该过氧化氨酶通过诱捕、 共价/离子结合、物理吸附、交联等任意一种方式结合于所述酶载体12上。所述酶载体12与 流动的水的水流方向成切面或斜面，确保过氧化氨酶不被流动的水冲刷流失，能够与过氧 化氨充分接触反应。
[0022] 所述酶载体12的结构为网状、膜状或颗粒状中的任意一种，所述酶载体12的材料 为有机物或无机物。固定化后的过氧化氨酶具有催化效率高、稳定性高、可回收、可连续反 应、成本低等优点。本实施例中，所述酶载体12为氧化侣颗粒，本实施例进一步包括一纱网 15,该纱网15设置于所述水管11的第二部位111远离第一部位110的一侧，防止所述吸附有 过氧化氨酶的氧化侣颗粒被冲到所述反应滤池13中，造成堵塞。
[0023] 所述酶载体12可W为一个，也可W为多个，该多个酶载体12在所述水管11的第二 部位间隔设置，使过氧化氨溶液在流动过程中能够与酶载体12上的酶二次接触反应。所述 酶载体12应每隔一段时间进行更换，更换的时间应不大于过氧化氨酶的失活时间。本实施 例中，过氧化氨与过氧化氨酶的总接触时间不大于Is。
[0024] 所述水处理方法可进一步包括一分流管（图中未示），该分流管与所述水管11并联 设置，使一部分水通过分流管传输，所述分流管定义一第一部位110和一第二部位111，将该 过氧化氨溶液从第一部位110加入分流管并与流动的水混合;在分流管的第二部位111设置 一酶载体12,使与过氧化氨混合后的水流经所述酶载体12。在所述分流管的进水端设置一 阀口（图中未示），用于控制所述水管11和所述分流管的水流量，所述分流管的水流量应小 于等于所述水管11的水流量，能够降低水体冲击，防止过氧化氨酶被冲刷流失。
[0025] 所述水处理方法进一步包括一反应滤池13,用于接收所述水管11中的水，所述反 应滤池13与所述水管11远离第一部位110的一端连通，流动的水携带氧气流入所述反应滤 池13,在该反应滤池13中进行硝化过程，水体中的氨氮被氧化成硝酸盐氮，从而去除所述水 管11中水体的氨氮，得到滤后水，经过消毒等步骤后得到可直接饮用的水。所述反应滤池13 为常用的生物活性炭滤池，优选的，所述反应滤池13为双层滤料快滤池、单层滤料快滤池。
[0026] 请参阅图3,本发明另一实施例提供的水处理系统10与第一实施例的区别在于，所 述过氧化氨供给装置14包括Ξ个管式分散器1430,所述Ξ个管式分散器1430并联设置，所 述酶载体12为尼龙网，两个酶载体12在所述第二部位111间隔设置，使第一次反应后未发生 反应的过氧化氨再次经过所述酶载体12,进一步与酶载体12上固定的过氧化氨酶反应。
[0027] 本发明第Ξ实施例提供的水处理系统10与第一实施例的区别在于，所述过氧化氨 供给装置14中使用管道混合器替代所述过氧化氨释放组件143,所述管道混合器设置于所 述水管11的第一部位110与第二部位111之间，过氧化氨溶液通过所述子连接管1421流入所 述水管11中，与流动的水共同经过所述管道混合器进行螺旋混合，使过氧化氨溶液和流动 的水混合均匀。所述管道混合器为市场上一般的管道混合器。
[0028] 本发明提供的水处理方法及处理系统通过向水管中注入过氧化氨溶液，与水管中 的水共同流动，后续流动过程中在酶的催化作用下产生氧气，此时产生的氧气会原位溶解 在流动的水中，共同流入反应滤池中，在反应滤池中对水体进行氨氮的去除，而不需要从外 界引入氧气，避免氧气溢出，提高了氧气的利用率，水中氧气的浓度提高，传质速度也提高。
[0029] 另外，本领域技术人员还可W在本发明精神内做其他变化，运些依据本发明精神 所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。
【主权项】
1. 一种水处理方法，包括以下步骤： 提供一水管，该水管中有流动的水，所述水管定义一第一部位及一第二部位，水从第一 部位流向第二部位； 提供一过氧化氢溶液，将该过氧化氢溶液从水管的第一部位加入水管并与流动的水混 合；以及 在水管的第二部位设置一酶载体，该酶载体上设置有与过氧化氢反应产生氧气的酶， 与过氧化氢混合后的水流经所述酶载体产生氧气。2. 如权利要求1所述的水处理方法，其特征在于，进一步包括一反应滤池，所述流动的 水为氨氮含量超标的饮用水，该流动的水携带产生的氧气共同进入该反应滤池，从而获得 饮用水。3. 如权利要求1所述的水处理方法，其特征在于，所述酶载体为网状、膜状或颗粒状结 构中的任意一种，所述酶载体的材料为有机物或无机物。4. 如权利要求1所述的水处理方法，其特征在于，所述酶载体上固定有过氧化氢酶，过 氧化氢与过氧化氢酶反应产生氧气，该氧气原位溶解于水中。5. 如权利要求1所述的水处理方法，其特征在于，所述酶载体与所述水管中水的水流方 向成切面或斜面。6. 如权利要求1所述的水处理方法，其特征在于，进一步包括一调节阀，用于控制所述 过氧化氢溶液的进液量，确保所述过氧化氢溶液与酶载体上的酶能够充分反应。7. 如权利要求1所述的水处理方法，其特征在于，所述酶载体为一个或多个，该多个酶 载体在所述水管的第二部位间隔设置，使过氧化氢能够二次反应。8. -种水处理系统，包括一水管，该水管定义一第一部位及一第二部位;一过氧化氢供 给装置，该过氧化氢供给装置与水管在第一部位相通;一酶载体，设置于水管的内部，位于 水管的第二部位，该酶载体上设置有与过氧化氢反应产生氧气的酶。9. 如权利要求8所述的水处理系统，其特征在于，所述过氧化氢供给装置包括至少一个 分散器，该分散器设置于水管的内部，分散器的表面包括多个释放孔，所述释放孔浸没于流 动的水中，过氧化氢溶液通过所述释放孔均匀分散。10. 如权利要求8所述的水处理系统，其特征在于，进一步包括一反应滤池，该反应滤池 与水管连通，用于接收水管中携带氧气的水并进行氨氮处理，从而获得饮用水。
【文档编号】C02F3/02GK105906031SQ201610400818
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】王小毛, 赵阳莹, 杨宏伟, 解跃峰
【申请人】清华大学