本实用新型属于饮用水处理技术领域，尤其涉及一种卤代醛类消毒副产物前体物去除装置。
背景技术：
氯系消毒剂仍是目前饮用水处理中使用比例最高的消毒剂，氯消毒在保障饮用水微生物安全性的同时，能够与饮用水中的有机物反应，生成多种氯化消毒副产物。目前已发现的氯化消毒副产物有700余种，对人体健康构成严重危害。饮用水中卤代醛类消毒副产物含量仅次于三卤甲烷、卤乙酸，为第三大类消毒副产物，且卤乙醛对人体的危害性远远超过三卤甲烷和卤乙酸。
随着经济的迅速发展和人口的快速增长，大量的生活污水，工业、养殖等废水未经处理直接进入到水源水库中，直接导致各水源水库基本处于富营养状态，消毒副产物前体物含量增加，导致卤代醛类消毒副产物有较高的超标风险。
化学预氧化是利用氧化势较高的氧化剂来氧化分解或转化水中污染物，同时削弱对常规处理工艺的不利影响，强化常规处理工艺的除污效能。同时化学预氧化在去除水中的有机物和控制氯化消毒副产物方面也有一定的应用研究。
曝气生物滤池结合了填料吸附截留和微生物降解双重功能，能够有效地去除水中的有机物、氨氮及消毒副产物前体物等微污染物质，提高水质的生物稳定性。
但是，化学预氧化由于氧化剂的氧化能力不足以将有机物完全矿化，只能将大分子有机物氧化分解为小分子有机物，而这些小分子有机物很可能是卤代醛类消毒副产物的前体物，因此单独使用预氧化技术可能会使卤代醛类消毒副产物的生成势增加。
曝气生物滤池若直接作为原水的预处理工艺，原水中的较大颗粒性杂质、悬浮物可能堵塞填料，使曝气生物滤池过水能力下降，从而减小滤池的工作周期、加大滤池的反冲洗频率，从而增加水厂的运行费用。
技术实现要素：
本实用新型的主要目的在于提供一种卤代醛类消毒副产物前体物去除装置，将化学预氧化与生物预氧化相结合，更有利于去除卤代醛类消毒副产物的前体物，有效控制卤代醛类风险。
为实现上述目的，本实用新型提供的一种卤代醛类消毒副产物前体物去除装置，包括：用于混合高锰酸钾、二氧化氯和待处理原水，对原水采用高锰酸钾和二氧化氯进行复合预氧化，去除所述原水中的一部分卤代醛类消毒副产物前体物的加药混合池反应系统，以及用于利用填料的吸附作用和微生物的降解作用进一步去除经复合预氧化后的水中的卤代醛类消毒副产物前体物的曝气生物滤池处理系统，所述加药混合池反应系统与所述曝气生物滤池处理系统通过管道连接。
其中，所述卤代醛类消毒副产物前体物去除装置还包括：用于对所述曝气生物滤池处理系统中的滤池进行反冲洗的气水反冲洗系统，所述气水反冲洗系统与所述曝气生物滤池处理系统通过管路连接。
其中，所述加药混合池反应系统包括：加药混合池、高锰酸钾药液灌、二氧化氯药液灌、磁力泵，以及放置在所述加药混合池内的搅拌器；其中：
所述加药混合池设有进水口和出水口，所述加药混合池的出水口与所述曝气生物滤池处理系统通过管路连接；
所述高锰酸钾药液灌通过加药管与所述加药混合池的进水口连接，所述二氧化氯药液灌通过加药管与所述高锰酸钾药液灌的加药管连接，并一同连接所述加药混合池的进水口；
所述高锰酸钾药液灌的加药管及所述二氧化氯药液灌的加药管均与磁力泵的出水管相连接，使原水与药剂在管段中混合均匀，并通过所述进水口进入加药混合池中。
其中，各加药管上设有隔膜式计量泵和阀门。
其中，所述进水口设置在所述加药混合池一侧的上端，所述出水口设置在所述加药混合池的进水口相对一侧的底端。
其中，所述曝气生物滤池处理系统包括：进水管、出水管、出水池、滤池、填料、溢流管，其中：
所述进水管、出水管和溢流管分别设置在所述滤池上，所述进水管位于所述滤池的一侧上端，所述出水管位于所述滤池的底部，所述溢流管位于所述滤池的另一侧的上端；所述填料设置在所述滤池内；
所述加药混合池的出水口与所述滤池上的进水管相连接；
所述出水池与所述滤池上的出水管相连接。
其中，所述曝气生物滤池处理系统还包括：曝气管以及设置在所述曝气管端部的曝气头，所述曝气管位于曝气头的一端插入所述滤池内，且所述曝气头位于所述填料之下；所述曝气管的另一端连接所述气水反冲洗系统。
其中，所述气水反冲洗系统包括：空气压缩机、反冲洗水泵、反冲洗水管、空气压缩机、反冲洗气管，其中：
所述反冲洗水管连接在所述出水池与所述滤池的底部之间；
所述反冲洗气管连接在所述空气压缩机与所述滤池的底部之间；
所述空气压缩机还与所述曝气管的另一端连接，所述空气压缩机通过所述反冲洗气管及所述曝气管向所述滤池鼓入空气进行气洗；
所述反冲洗水泵连接在所述反冲洗水管上，所述反冲洗水泵从出水池抽水，并由反冲洗水管送入滤池进行水洗，反冲洗后的水由所述溢流管排走。
其中，所述填料为陶粒。
本实用新型的有益效果是：提供一种化学与生物预处理相结合的卤代醛类消毒副产物前体物去除装置，采用高锰酸钾和二氧化氯进行复合预氧化，高锰酸钾作为一种传统的氧化剂在净水处理中被广泛应用，一方面它可以氧化水中的有机物，将大分子有机物氧化分解成易于微生物降解的小分子有机物，同时高锰酸钾氧化生成的新生态二氧化锰具有巨大的比表面积，有很强的吸附作用，可在水中形成较大的分子聚合物，并在胶体颗粒间起到架桥作用，使水中胶体结合在一起，起到强化混凝作用，使得一部分卤代醛类消毒副产物前体物在加药混合池中被去除。二氧化氯作为预氧化剂，与液氯相比，其与有机污染物反应具有高度选择性，且与有机物反应主要以氧化反应为主，基本不与有机腐殖质发生氯化反应，因此可以减少卤代醛类消毒副产物的产生。另外，二氧化氯能有效控制藻类等水生生物的繁殖，促进胶体和藻类脱稳，使絮体有更好的沉降性，这些都有利于卤代醛类消毒副产物前体物的去除。经过化学预氧化后的水再进入曝气生物滤池进行进一步的处理，利用填料的吸附作用和微生物的降解作用使卤代醛类消毒副产物前体物进一步去除。该工艺组件布置紧凑、占地空间少，且各个工艺之间相互协调、功能互补，预氧化工艺去除了原水中较大的颗粒性杂质、悬浮物，为曝气生物滤池创造了良好的工作环境，同时曝气生物滤池将预氧化工艺不能去除的小分子卤代醛类消毒副产物前体物进一步去除，从而降低卤代醛类消毒副产物超标风险。
附图说明
图1为本实用新型卤代醛类消毒副产物前体物去除装置结构示意图。
附图标号：
(1)为进水口，(2)为出水口，(3)为加药管，(4)为搅拌器，(5)为加药混合池，(6)为高锰酸钾药液灌，(7)为二氧化氯药液灌，(8)为磁力泵，(9)为隔膜式计量泵，(10)为进水管，(11)为出水管，(12)为出水池， (13)为滤池，(14)为填料，(15)为溢流管，(16)为曝气头，(17)为曝气管，(18)为反冲洗水泵，(19)为反冲洗水管，(20)为空气压缩机，(21) 为反冲洗气管。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型考虑到：化学预氧化由于氧化剂的氧化能力不足以将有机物完全矿化，只能将大分子有机物氧化分解为小分子有机物，而这些小分子有机物很可能是卤代醛类消毒副产物的前体物，因此单独使用预氧化技术可能会使卤代醛类消毒副产物的生成势增加。
曝气生物滤池若直接作为原水的预处理工艺，原水中的较大颗粒性杂质、悬浮物可能堵塞填料，使曝气生物滤池过水能力下降，从而减小滤池的工作周期、加大滤池的反冲洗频率，从而增加水厂的运行费用。
因此，将化学预氧化与生物预氧化相结合，更有利于去除卤代醛类消毒副产物的前体物，有效控制卤代醛类风险。
具体地，本实用新型提出一种卤代醛类消毒副产物前体物去除装置，包括：用于混合高锰酸钾、二氧化氯和待处理原水，对原水采用高锰酸钾和二氧化氯进行复合预氧化，去除所述原水中的一部分卤代醛类消毒副产物前体物的加药混合池反应系统，以及用于利用填料的吸附作用和微生物的降解作用进一步去除经复合预氧化后的水中的卤代醛类消毒副产物前体物的曝气生物滤池处理系统，所述加药混合池反应系统与所述曝气生物滤池处理系统通过管道连接。
由此，通过采用化学预氧化与生物处理相结合的工艺，充分发挥各工艺的特有功能，同时工艺之间相互协调、功能互补，预氧化工艺去除了原水中较大的颗粒性杂质、悬浮物，为曝气生物滤池创造了良好的工作环境，同时曝气生物滤池将预氧化工艺不能去除的小分子卤代醛类消毒副产物前体物进一步去除，从而降低卤代醛类消毒副产物超标风险。
进一步地，所述卤代醛类消毒副产物前体物去除装置还包括：用于对所述曝气生物滤池处理系统中的滤池进行反冲洗的气水反冲洗系统，所述气水反冲洗系统与所述曝气生物滤池处理系统通过管路连接。
气水反冲洗系统主要是通过气水反冲洗将滤料中截留的有机物洗脱下来，并随反冲洗水流排走，从而达到滤层再生的目的。
具体地，如图1所示，所述加药混合池反应系统包括：进水口(1)、出水口(2)、加药管(3)、搅拌器(4)、加药混合池(5)、高锰酸钾药液灌(6)、二氧化氯药液灌(7)、磁力泵(8)、隔膜式计量泵(9)，其中：
在加药混合池(5)一侧上部设有进水口(1)，加药管(3)与磁力泵(8) 出水管相连接，使原水与药剂在管段中混合均匀，并通过进水口(1)进入加药混合池(5)中；
在加药混合池(5)中设有搅拌器(4)，使原水与药剂进一步充分反应，在加药混合池(5)进水口(1)相对的一侧底部设有出水口(2)，混合均匀的水样从出水口(2)流出，在高锰酸钾药液灌(6)和二氧化氯药液灌(7) 中配好所需浓度的药液，并由加药隔膜式计量泵(9)将药剂投入到磁力泵(8) 出水管中；加药混合池反应系统用于使药剂与原水充分混合、反应完全，将大分子有机物打碎成小分子有机物。
曝气生物滤池处理系统包括进水管(10)、出水管(11)、出水池(12)、滤池(13)、填料(14)、溢流管(15)、曝气头(16)、曝气管(17)，加药混合池(5)的出水口(2)与曝气生物滤池(13)的进水管(10)相连接，隔膜式计量泵(9)将混合池(5)中反应完全的水样送入曝气生物滤池(13) 中，滤池(13)中采用的填料(14)是陶粒，经过滤池(13)处理后的水样由出水管(11)排入到出水池(12)中，曝气头(16)安置在陶粒层下方0.6m 处(该值可以根据实际情况选择设置)，空气压缩机(20)通过曝气管(17) 将空气鼓入到滤池(13)中；曝气生物滤池处理系统主要是利用陶粒的吸附和附着在陶粒上的微生物的降解作用，将前续工艺中残留的有机物进一步去除。
气水反冲洗系统包括反冲洗水泵(18)、反冲洗水管(19)、空气压缩机 (20)、反冲洗气管(21)，反冲洗水管(19)和反冲洗气管(21)都安装在滤池(13)底部，空气压缩机(20)通过反冲洗气管(21)及曝气管(17) 向滤池(13)鼓入空气进行气洗，反冲洗水泵(18)从出水池(12)抽水，并由反冲洗水管(19)送入滤池(13)进行水洗，反冲洗后的水由溢流管(15) 排走；气水反冲洗系统主要是通过气水反冲洗将滤料中截留的有机物洗脱下来，并随反冲洗水流排走，从而达到滤层再生的目的。
以下详细阐述本实用新型卤代醛类消毒副产物前体物去除装置的原理如下：
进入水厂的原水由磁力泵(8)抽到加药混合池(5)中，同时打开加药隔膜式计量泵(9)，使其从高锰酸钾药液灌(6)和二氧化氯药液灌(7)中抽取配制好的所需浓度的高锰酸钾、二氧化氯溶液送到磁力泵(8)出水管中，使原水与高锰酸钾、二氧化氯溶液充分混合，在磁力泵(8)的推动作用下，混合后的水样进入到加药混合池(5)中，为了使水样混合均匀且反应完全，水样在加药混合池(5)中的水力停留时间至少为30分钟，同时打开搅拌器 (4)搅拌，经预氧化处理后的水样由隔膜式计量泵(9)送到曝气生物滤池 (13)处理，为了增强微生物的活性和降解作用，空气压缩机(20)通过曝气管(17)不断的向滤池(13)中鼓入空气，经曝气生物滤池(13)处理之后的水由出水管(11)排入到出水池(12)中作为反冲洗水。曝气生物滤池 (13)运行一段时间后，填料(14)中截留了大量有机物，使滤池(13)过水能力下降且滤池(13)出水水质变差，因此需要定期对滤池(13)进行反冲洗，反冲洗时关闭滤池(13)的进水阀和出水阀，依次打开反冲洗气管(21) 的进气阀和空气压缩机(20)进行气洗，气洗完毕之后依次打开反冲洗水管 (19)的进水阀和反冲洗水泵(18)进行水洗，反冲洗废水通过溢流管(15) 排走，反冲洗完毕之后滤池进入下一个工作周期。
相比现有技术，本实用新型提供一种化学与生物预处理相结合的卤代醛类消毒副产物前体物去除装置，采用高锰酸钾和二氧化氯进行复合预氧化，高锰酸钾作为一种传统的氧化剂在净水处理中被广泛应用，一方面它可以氧化水中的有机物，将大分子有机物氧化分解成易于微生物降解的小分子有机物，同时高锰酸钾氧化生成的新生态二氧化锰具有巨大的比表面积，有很强的吸附作用，可在水中形成较大的分子聚合物，并在胶体颗粒间起到架桥作用，使水中胶体结合在一起，起到强化混凝作用，使得一部分卤代醛类消毒副产物前体物在加药混合池中被去除。二氧化氯作为预氧化剂，与液氯相比，其与有机污染物反应具有高度选择性，且与有机物反应主要以氧化反应为主，基本不与有机腐殖质发生氯化反应，因此可以减少卤代醛类消毒副产物的产生。另外，二氧化氯能有效控制藻类等水生生物的繁殖，促进胶体和藻类脱稳，使絮体有更好的沉降性，这些都有利于卤代醛类消毒副产物前体物的去除。经过化学预氧化后的水再进入曝气生物滤池进行进一步的处理，利用填料的吸附作用和微生物的降解作用使卤代醛类消毒副产物前体物进一步去除。该工艺组件布置紧凑、占地空间少，且各个工艺之间相互协调、功能互补，预氧化工艺去除了原水中较大的颗粒性杂质、悬浮物，为曝气生物滤池创造了良好的工作环境，同时曝气生物滤池将预氧化工艺不能去除的小分子卤代醛类消毒副产物前体物进一步去除，从而降低卤代醛类消毒副产物超标风险。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。