一种原水生物预处理系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明为土木工程和环境保护工程所涉及的水处理技术领域，具体涉及自来水厂的一种内含高浓度活性炭泥渣和悬浮填料混合物流化的原水生物预处理系统及方法。
【背景技术】
[0002]目前，微污染地表原水一般呈现高氨氮、高有机物污染等特征，为了降低出厂水氨氮、溶解性有机物和消毒副产物等浓度，自来水厂设计时一般会选用生物预处理技术，如生物滤池、生物接触氧化池等。这些生物处理技术本质上均为生物膜处理技术，是利用人工塑料填料生物膜上的微生物代谢作用，降解原水中的氨氮、亚硝酸氮、有机物等污染物。传统的生物滤池和生物接触氧化池尽管对氨氮去除率较高，但对溶解性有机物去除效果较差，且不稳定。主要原因有:
[0003]I)生物量有限。限于塑料填料的加工工艺和成本，比表面积难以做到很大，池体内微生物含量有限。
[0004]2)现有塑料填料对有机物吸附能力不足，无法造成微环境中足够的营养基质，有机物去除效率难以提高。
[0005]3)由于作为载体的塑料填料个体较大，反应室内气液固三相不够均匀，气、液、固传质效率不高。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种对原水氨氮和溶解性有机物去除效果均较好的原水生物预处理系统及方法，解决传统生物预处理池由于反应室内生物量有限，难以形成有利的有机物去除环境，传质效果不佳的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案:
[0008]—种原水生物预处理系统，包括内含高浓度粉炭和悬浮填料的复合式生物流化池、带浓缩功能的沉淀池、进水管、排水管、供氧曝气搅拌装置、回流管以及用于将原水与粉末活性炭泥渣混合形成混合液的混合器，所述混合器设置于所述进水管上靠近所述复合式生物流化池的部位，所述供氧曝气搅拌装置设置于所述复合式生物流化池底部，所述带浓缩功能的沉淀池接收来自所述复合式生物流化池的混合液，通过沉淀工艺分离出活性炭泥渣，并利用所述回流管将所述活性炭泥渣回流至所述进水管形成循环。
[0009]可选的，在上述的原水生物预处理系统中，所述复合式生物流化池包括池体、反应室、平面格栅、所述池体分别与所述进水管及所述排水管连接，所述反应室设置于所述池体内并将所述池体分隔成与所述进水管连通的进水室以及与所述排水管连通的出水室，所述平面格栅设置于所述反应室内并将所述反应室分隔成用于承载所述悬浮填料的上部空间与下部空间，所述上部空间内悬浮填料的填充率为30%?40%，所述供氧曝气搅拌装置设置于所述下部空间内，
[0010]可选的，在上述的原水生物预处理系统中，经所述进水管进入所述进水室的混有回流活性炭泥渣的混合液依次经过所述下部空间、所述平面格栅、进入所述上部空间与所述悬浮填料共同作为载体生长生物膜，在充分充氧、搅拌、传质的条件下，反应时间保持I小时以上，后经由所述出水室从所述排水管流出，经沉淀池分离再回流至所述上部空间中，形成循环，且维持混合液中粉末活性炭浓度在100mg/L以上。
[0011]可选的，在上述的原水生物预处理系统中，在所述供氧曝气搅拌装置上0.Sm左右设置所述平面格栅。
[0012]可选的，在上述的原水生物预处理系统中，所述供氧曝气搅拌装置包括曝气总管、若干曝气支管以及若干曝气头，所述曝气支管分别与所述曝气总管连接，所述曝气头分布设置于所述曝气支管上。
[0013]可选的，在上述的原水生物预处理系统中，还包括一补充粉炭投加管，所述补充粉炭投加管用于给进入所述混合器的原水补充因沉淀池排泥损失的活性炭，所述补充粉炭投加管设置于原水管道上或者所述进水管上。
[0014]可选的，在上述的原水生物预处理系统中，还包括一臭氧投加管，所述臭氧投加管设置于原水管道上或者所述进水管上。
[0015]可选的，在上述的原水生物预处理系统中，所述池体包括两个以上的所述反应室，每个反应室内分别设置所述平面格栅与所述供养曝气装置，且内含高浓度粉炭和悬浮填料，相邻的反应室之间通过导流墙连接，使得每个反应室内液体的流向为下部空间进上部空间出。
[0016]本发明还公开了一种原水生物预处理方法，采用如上所述的原水生物预处理系统，所述预处理方法包括:通过初始投加活性炭，在复合式生物流化池中形成高浓度活性炭混合液，通过后续沉淀池的沉淀工艺分离出活性炭泥渣，利用所述回流管将所述活性炭泥渣回流至所述生物流化池内，形成循环，且在复合式生物流化池中对活性炭泥渣和悬浮填料进行充氧曝气，强化传质效果，提供生物反应所需的氧气以及促进有机物及微生物与所述活性炭泥渣和悬浮填料的接触。
[0017]可选的，在上述的水生物预处理方法中，在复合式生物流化池的进水浊度低于50NTU以下时，每天原水中活性炭的投加量为5?8mg/L。
[0018]由以上公开的技术方案可知，与现有技术相比，本发明通过初始投加多量活性炭，在复合式生物流化池中形成高浓度活性炭混合液，在后续沉淀池中分离，通过污泥浓缩后使之回流至生物流化池内，循环熟化，延长活性炭泥渣在池中停留时间，利用回流至复合式生物流化池内比表面积巨大的粉末活性炭泥渣与复合式生物流化池内的悬浮填料为载体生长生物膜，增大了复合式生物流化池中微生物的量；利用复合式生物流化池中悬浮填料流化所需的供氧曝气搅拌装置进行充氧、流化和搅拌，结合粉末活性炭泥渣易于分散均匀，可加强固、液、气的传质，加快生物的更新，提高反应效率，强化生物作用；利用粉末活性炭良好的吸附作用，有利于聚集有机物，与微生物降解形成协同，从而有效提高了对氨氮和有机物的去除率。
[0019]此外，由于沉淀池排泥会损失活性炭，在进水中补充少量活性炭，维持生物流化池中活性炭高浓度，该工艺极大地提高了活性炭的使用效率，可大幅节省活性炭用量。每日仅补充因排泥损失的活性炭，在进水浊度低于50NTU以下时，排泥损失的活性炭量较低，折算到原水，每天原水中活性炭的投加量为5?8mg/L，运行成本低。
【附图说明】
[0020]图1为本发明一实施例的原水生物预处理系统的示意图。
[0021]图2为本发明一实施例中生物流化池的平面示意图。
[0022]图3为图2的A-A剖视示意图。
[0023]图4为本发明一实施例中曝气头与曝气支管的安装示意图。
[0024]图中:1-生物流化池、11-池体、12-反应室、13-平面格栅、14-进水室、15-出水室、2-沉淀池、3-进水管、4-排水管、5-供氧曝气搅拌装置、51-曝气总管、52-曝气支管、53-曝气头、54-支架、55-抱箍、6-混合器、7-补充粉炭投加管、8-臭氧投加管、9-回流管、10-悬浮填料。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图和具体实施例对本发明提出的原水生物预处理系统及方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
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