[发明专利]利用二级生物膜滤池的深度净水处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用二级生物膜滤池的深度净水处理装置，具体地说，利用二级生物膜滤池将原水进行净水处理，与普通的深度净水处理装置相比，设施简单，净水处理设备的占地面积小，且净水效率和净水能力优异。

背景技术

大部分的供水源对河川、湖水等地表水的依赖性很高，因此对供水源的水质污染问题的重视越来越大。对韩国来说，供水源的依赖性情况是河川、湖水等地表水为92.8%、河川伏流水为4.5%、地下水为1.4%，因此大部分的取水源为地表水。但是，占有供水源相当大的部分的河川由于长期无雨、干旱、水温上升等而污染很严重，不适合用作供水源的情况很多。河川流域已经城市化，不仅住有大都市的人口，而且建设有各种工业，污染负荷很高，不利于水质管理。

为了将河川地表水作为供水源水进行供给，采取直接取水方式，直接取水方式可大量取水，在城市化的人口密集区可随时大量供给所需供水量。但是，直接取水存在如下问题：投入的水质管理费用很高，实施供水源污染源降低所需的净水工艺的深度处理等净水处理费用也相应增加，强降雨时水浑浊问题、环境激素等难分解性微量污染物质流入引起的原水水质恶化、水质污染事故等。

为了改善这些供水源水，如图1所示，以往的典型的净水处理装置是进行如下步骤的处理：作为前处理进行沉沙处理后，将沉沙处理后的原水Q加入到凝集、沉淀槽中，投入作为凝集剂的硫酸铝，在沙过滤槽除去已凝集的污染物质，之后将移送的处理水经过超滤膜（Ultra Filtration Membrane,UFM）处理，或将从过滤槽移送的处理水在臭氧杀菌槽进行臭氧处理，最后进行在粒状活性炭（Granular Activated Carbon,GAC）处理槽投入粒状活性炭等工艺。

但是，上述以往的净水处理装置中，为了除去原水中含有的氨氮和有机污染物质，进行前氯处理（Pre-chlorination）或前臭氧处理（pre-ozonation）等，但是在前氯处理中，自然水中的有机着色成分—腐殖质中的腐植酸或富里酸与氯反应，生成致癌物质三卤甲烷（THM），而且不能除去氨氮（NH₄⁺-N）。

另外，上述以往的净水处理装置是，在凝集、沉淀过程中，为了除去原水中含有的污染物质而加入作为凝集剂的硫酸铝，因此急速沙过滤池很快堵塞而产生过滤障碍；而且大量使用作为氧化及杀菌剂的氯和凝集剂，而增加凝集试剂费用，沉淀池的沉浆以及沙过滤池的回洗排水中的灰浆产生量增加，沙过滤池的过滤运行时间缩短而回洗处理频繁，引起经济性差的问题；另外，急速沙过滤方法是将浑浊物质附着在沙滤材表面而除去的物理方法，对已溶解的污染物质的除去有限，目前净水设施主要是由臭氧和活性炭组成，与原水的水质污染程度无关，需要大量原水处理费用和维持费用。

另外，从设施的占地面积来看，以往的净水处理厂由于由多个工序组成、净水处理工艺复杂而需要很大的沉淀池安装面积，净水厂的用地组成带来困扰。此外，从设施的建设方面来看，试剂投入设备、混合池搅拌装置、过滤池回洗设施、臭氧发生器等动力设备很多，因此电力费用很高。

因此，为了改善上述问题，需要深度净水处理方法。为此，在有些原水水质很差的地区已采用由臭氧和活性炭组成的生物活性炭（Biologicalactivated carbon,BAC）的深度净水处理系统包括，如图2所示，在韩国注册专利公报第10-0386168号所示，该深度净水设施包括：过滤土沙和浮游物等异物的自动过滤器3、过滤动植物性浮游生物的微过滤器4、产生臭氧氧化的加压臭氧溶解器6、产生微生物氧化的生物活性炭槽7，使取水源1的原水依次经过上述组成部分进行净水，其中上述微过滤器4和加压臭氧溶解器6之间设置臭氧吸入混合器20。上述深度净水处理设施由于生物活性炭的频繁交替作业，使净水处理变得复杂，而且由于生物活性碳的交替而需要支出大量维持费用。

另外，使用生物膜的技术有，本发明人开发并得到授权的韩国注册专利公报第10-0325830号，如图3所示，利用生物膜过滤的供水源水前处理及深度净水处理装置，其特征是，该净水处理装置包括：沉沙池1、试剂混合池2、floc形成池3、生物膜过滤设备4、臭氧处理设备5、生物活性炭BAC处理设备6。另外，还有韩国注册专利公报第10-0946898号，如图4所示，该深度净水处理装置，包括：设置有生物膜过滤管9的生物膜过滤槽6；填充有沙或无烟煤的滤材的过滤槽；以及臭氧处理槽和储水槽。上述深度净水处理装置中，在生物膜过滤处理后进行臭氧处理，因此，处理水中微量含有的有机物质与臭氧结合，可能生成致癌物质-三卤甲烷（THM）。