[发明专利]前置反硝化预臭氧曝气生物活性炭滤池河水净化法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种河水净化处理技术，具体涉及利用前置反硝化预臭氧曝气生物活性炭滤池净化碳源偏低的微污染河水的方法和装置。

背景技术

随着我国社会经济的发展，人口的增加和企业规模的扩大，污水排放量日益增加，河流水体受到污染，水质日益恶化；因连续干旱，雨洪入河量减少，更加剧了河道水质恶化趋势；不仅水资源短缺形势无法得到根本解决，而且环境用水也不能得到有效改善。为此，寻求利用新型高效的深度净化技术解决受污染的河水水质问题，是水资源可持续利用和社会发展的迫切需要。

臭氧-生物活性炭(O₃-BAC)技术是欧洲在利用臭氧和活性炭去除饮用水中的有机物时发现的，是一种用于水深度处理的组合工艺，该工艺是在传统水处理工艺的基础上，以预臭氧氧化代替预氯化，在快滤池后设置生物活性炭滤池，是将活性炭物理化学吸附、臭氧化学氧化、生物氧化降解及臭氧灭菌消毒4种技术合为一体的工艺。臭氧具有强氧化性，原水首先进行臭氧氧化，将臭氧对水中有机物的氧化作用作为预处理；之后进行活性炭吸附，利用活性炭上生物膜的生物降解作用将有机物去除，达到净化水质的目的。

O₃-BAC技术对去除存在于水源中的有机微污染具有显著的效果，在我国净水厂正处于在试验性的运行中，并取得了较好成果，而应用于受污染河水深度处理的工程实例仍然较少，因此针对C/N较低的微污染河流水体进行净化时，在传统O₃-BAC技术基础上进一步优化工艺系统结构，增强抗冲击负荷、提高系统对各项污染物的去除效果和运行稳定性等，可使该工艺在净化河流水体中发挥其最佳效能，达到最佳处理效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有曝气生物活性炭滤池工艺在处理微污染河水净化过程中技术性和针对性上的不足，提供一种前置反硝化预臭氧曝气生物活性炭滤池系统净化低碳源微污染河水方法及装置。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种前置反硝化预臭氧曝气生物活性炭滤池河水净化装置，其包括进水泵2、加药罐9、反硝化滤池4、臭氧接触柱12、臭氧发生器13、生物活性炭滤池19、鼓风机24；

该进水泵2的入水口201连接水源，其出水口202连接位于反硝化滤池4底部的入水口41；该加药罐9的出料口连接位于反硝化滤池4底部的入水口41；位于反硝化滤池4上部的出水口7与位于臭氧接触柱12底部的入水口121连接；位于臭氧接触柱12上部的出水口17与位于生物活性炭滤池19上部的入水口191连接；鼓风机24分别连接反硝化滤池4和生物活性炭滤池19底部的进气口；

该反硝化滤池4内部具有填料6，该填料为亲水性多孔悬浮型介质，填料的厚度为0.5至1m；

臭氧接触柱12底部具有曝气头15，曝气头与臭氧发生器13连接；臭氧接触柱12柱壁内侧具有相对交错设置的折板16，各折板平面平行与水平方向；臭氧接触柱12顶部具有排气口18；该臭氧接触柱12的长度为0.8至1.5m；

生物活性炭滤池19内部填充填料20，该填料20为柱状活性炭，填料厚度为0.8至1.5m；生物活性炭滤池19底部具有出水口30。

如上所述的装置，其中该装置还可包括清水池31，该清水池31的入水口与生物活性炭滤池19的出水口30连接；该清水池31的一个出水口39经回流泵32分别连接生物活性炭滤池19底部的入水口192和反硝化滤池4底部的入水口41。

如上所述的装置，其中该加药罐9中优选放置外碳源，外碳源可选自糖类，优选淀粉、葡萄糖和蔗糖；油脂，优选动和植物油；有机酸，优选琥珀酸、柠檬酸、乳酸和乙酸；和C_1-5醇，优选甲醇。

如上所述的装置，其中该外碳源优选为甲醇。

如上所述的装置，其中该反硝化滤池4中的填料6优选为聚氨酯填料，其湿密度为0.6～1.0g/cm³，持水量为2000-2600％，比表面为80-120m²/g。

如上所述的装置，其中该生物活性炭滤池19内填料20优选为柱状活性炭和砾石双层组合填料，厚度分别为80至150cm和10至20cm；底部承托层为厚度为10至20cm的石英砂。

另一方面，本发明提供应用上述装置的河水净化法，该方法包括如下步骤：

(a)由进水泵2提升河水送入反硝化滤池4，同时投放加药罐9中的外碳源；投加碳源后进水中BOD₅与TN之比为3∶1至5∶1；