专利名称：一种处理微污染水源水的方法
技术领域：
本发明涉及一种采用化学氧化法除微污染水的方法，特别是涉及一种主要利用臭氧/高锰酸盐复合氧化的协同效应，把水中的无机物、微污染有机物去除或氧化生成中间产物通过后续工艺得以去除的处理微污染水源水的方法.属于饮用水除微污染技术。
背景技术：
随着工业化的发展和人类物质生活的提高，工业废水和生活污水向水体排放量的不断增加，尤其是未经处理的污水的大量排放，以及农田径流、大气沉降等非点源污染，致使世界范围的水源污染日益加剧。鉴于饮用水微污染的普遍性及其危害，国内外早就确立了“饮用水预氧化法除微污染”这一具有重要社会及经济意义的课题。氧化法分为化学氧化法和生物氧化法。目前常用的化学氧化剂有氯气、臭氧、高锰酸钾、二氧化氯和紫外光等。预氯化导致大量卤化有机污染物的生成，且不易被后续的常规工艺去除。因此可能造成处理后水的毒理学安全性降低。高锰酸钾氧化的组合工艺虽然能有效的降低水中的致突变活性，对移码突变物前提物有较好的去除效果，但有机物经高锰酸钾氧化后的氧化产物中，有些是碱基置换突变物，他们不易被后续常规工艺去除，在组合工艺出水氯化后，这些前体物转化为致突变物，使水的致突变活性有较大幅度的增加。臭氧预氧化虽然对水中移码突变物有部分去除效果，但对碱基置换突变物没有明显的处理能力，而且部分臭氧化产物不易被常规处理去除，出水氯化后的致突变活性与原水相比有较高的上升。生物氧化法接种，培养，驯化和成熟时间长，上述方法要么可能带来副产物，要么运行条件受到限制及投资和运行费用高。
总之，以上各种方法由于某种特定的运行条件，有些很难在工程上实现。出水水质不稳定，运行不易控制。因此有必要寻求一种简单高效的除微污染工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种运行工艺简单、成本低、安装方便的处理微污染水源水的方法。该方法利用臭氧/高锰酸盐复合氧化的协同效应，把水中的无机物、微污染有机物除去或氧化生成中间产物通过后续工艺得以去除，具有工艺设备结构简单、占地少、启动运行方便、投资少、见效快的特点，特别适用于作为水厂改造的供水系统。
本发明给出的技术方案是这种处理微污染水源水的方法包括有加压泵、接触氧化塔、管道混合器、混凝沉淀池、砂滤池、滤柱设备，其特点是由下列步骤组成(1).臭氧经水射器与原水混合进入接触氧化塔，同时高锰酸钾经加压泵注入管道中进入接触氧化塔，经过混合完成预氧化过程；(2).接触氧化塔的出水进入管式静态混合器，混凝剂、助凝剂由加压泵经管式静态混合器后进入混凝沉淀池沉淀；(3).混凝沉淀池的出水再经加压泵进入砂滤池，砂滤池的出水进入滤柱过滤，滤柱的出水经消毒进入清水池，过滤结束后进行反冲洗，反冲洗方式采用气、水反冲洗。
在本发明中采用的除微污染设备，即加压泵、接触氧化塔、管道混合器、混凝沉淀池、砂滤池、滤柱等设备，均为现有的成熟技术。
在本发明中采用的臭氧、高锰酸钾、混凝剂、助凝剂、滤料均从市场上购得，在实际运行过程中，臭氧和高锰酸钾投加量、接触氧化时间应根据实际情况加以确定。
本发明中采用的臭氧/高锰酸盐复合氧化新技术明显优于现有的两种氧化剂单独氧化的效果，其主要原因在于高锰酸钾，高锰酸钾本身的氧化作用与臭氧氧化产生了协同氧化的效果。同时高锰酸钾还原的中间价态锰的氧化物对臭氧产生了催化氧化作用。提高了臭氧的氧化效率。而且高锰酸盐还起到了一定的强化混凝的效果。
臭氧氧化过程中产生的一些副产物(如生物可同化有机碳、溴酸盐和甲醛等)会影响供水水质安全性。采用臭氧/高锰酸盐复合氧化可在不同程度上提高对的去除率，其合理的投量配比下，对生物可同化有机碳的去除率有明显的提高。复合氧化减少了溴酸盐的生成，在不同的臭氧投量情况下都可以取得很高的降幅。甲醛是一种典型的臭氧氧化副产物，单纯臭氧氧化后会导致甲醛浓度升高，而投加高锰酸盐可以降低这种趋势，即复合氧化可以有效地减少甲醛的生成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是利用臭氧/高锰酸盐复合氧化的协同效应，把水中的无机物、微污染有机物除去或氧化生成中间产物通过后续工艺得以除去，具有工艺设备结构简单、占地少、启动运行方便、投资少、见效快、除微污染效果良好的特点，特别适用于作为水厂改造的供水系统。
附图为本发明给出实施例的设备连接示意图。
具体实施例方式
如图所示，实施例中采用的设备数据是，接触氧化塔内径为400mm，有效水深为3.0m，接触氧化时间为20min；混凝沉淀池采用一体化设备；絮凝反应池为网格式，分为14格，反应时间为13min；沉淀池为小间距斜板沉淀池，水力停留时间为30min；过滤装置实施例中的模型滤柱分别采用内径250mm高3.0m。以塑料圆盘焊接其底部并用螺栓固定于角钢支架上滤柱上设有过滤进水管出水管溢流管还有反冲洗进气进水管出水管滤柱两侧有与测压管相连。滤层采用d为0.8～1.25毫米的均质石英砂滤料滤层厚H＝800mm。本实施例中的承托层共分为四层，其分布从下到上分别为粒径16～32mm的粗卵石厚100mm；粒径8～16mm的较粗卵石厚100mm；粒径4～8mm的较细卵石100mm；粒径2mm～4mm的细卵石；这种处理微污染水源水的方法由下列步骤组成(1).臭氧(投加量为2.0mg/L)经水射器1与原水混合进入接触氧化塔2，同时高锰酸钾(投加量为0.4mg/L)经加压泵注入管道中进入接触氧化塔2，经过混合完成预氧化过程；(2).接触氧化塔2的出水进入管式静态混合器3，混凝剂4(聚合氯化铝，投加量为35.0mg/L)、助凝剂5(聚丙烯酰胺，投加量为0.7mg/L)由加压泵经管式静态混合器3后进入混凝沉淀池6沉淀；(3).混凝沉淀池6的出水再经加压泵进入砂滤池7，砂滤池7的出水进入滤柱8过滤，滤柱8的出水经消毒进入清水池，过滤结束后进行反冲洗，反冲洗方式采用气、水反冲洗。
本发明处理微污染水源水的实验数据详见下表除微污染检测表
从上表可以看出该实用新型设备在原水高锰酸盐指数为4.06～4.75mg/L的地下水处理中，其出水高锰酸盐指数均有明显的去除效果，混凝出水高锰酸盐指数均小于我国生活饮用水水质卫生标准规定的3.0mg/L，对色度、浊度的去除作用也非常明显。
权利要求
1.一种处理微污染水源水的方法，包括有加压泵、接触氧化塔、管道混合器、混凝沉淀池、砂滤池、滤柱设备，其特征在于由下列步骤组成(1).臭氧经水射器与原水混合进入接触氧化塔，同时高锰酸钾经加压泵注入管道中进入接触氧化塔，经过混合完成预氧化过程；(2).接触氧化塔的出水进入管式静态混合器，混凝剂、助凝剂由加压泵经管式静态混合器后进入混凝沉淀池沉淀；(3).混凝沉淀池的出水再经加压泵进入砂滤池，砂滤池的出水进入滤柱过滤，滤柱的出水经消毒进入清水池，过滤结束后进行反冲洗，反冲洗方式采用气、水反冲洗。
全文摘要
一种处理微污染水源水的方法，其特点是由下列步骤组成(1)臭氧经水射器与原水混合进入接触氧化塔，同时高锰酸钾经加压泵注入管道中进入接触氧化塔，经过混合完成预氧化过程；(2)接触氧化塔的出水进入管式静态混合器，混凝剂、助凝剂由加压泵经管式静态混合器后进入混凝沉淀池沉淀；(3)混凝沉淀池的出水再经加压泵进入砂滤池，砂滤池的出水进入滤柱过滤，滤柱的出水经消毒进入清水池，过滤结束后进行反冲洗，反冲洗方式采用气、水反冲洗。本发明利用臭氧/高锰酸盐复合氧化的协同效应，把水中的无机物、微污染有机物除去，具有工艺设备简单、占地少、启动运行方便、投资少、见效快、除微污染效果良好的特点，特别适用于作为水厂改造的供水系统。
文档编号C02F103/02GK1803672SQ20051004808
公开日2006年7月19日 申请日期2005年12月20日 优先权日2005年12月20日
发明者傅金祥, 梁建浩 申请人:沈阳建筑大学