[发明专利]一种臭氧预氧化水处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，特别是涉及微污染饮用水水源净化的技术领域，特别是涉及一种臭氧预氧化水处理方法。

背景技术

近年来，由于大量生活污水、工业废水、农渔牧水的排入，使大部分水体遭受不同程度的污染，对城市供水造成严重影响。由于工业污水的排放，农业化肥使用量的增加特别是渔业饲料的广泛应用造成氮磷营养物的大量流失。湖泊富营养化的程度日趋严重，已成为突出的环境污染问题。城市自来水的取水口周围的湖面被大量的藻类包围，直接恶化了人们赖以生存的自来水的水质。据调查，我国430个城市中有90％以上的饮用水源受到污染，导致水体的富营养化，而富营养化最明显的特征就是藻类的过度繁殖，给供水工程带来很大影响。

现有技术中的水处理有物理方法和化学方法两大类，其中诸如过滤、分离等物理方法无法对水中的可溶性有机物等进行净化处理，化学方法如水源通常采用氯进行消毒，但水源的污染使用氯消毒后会产生氯仿、溴二氯甲烷、四氯化碳等有致癌性氯化有机物(THM)，即会带来二次污染。

另外，水中的物质除了溶解性的有机物之外，还有多种颗粒物，如藻类、硅藻土、有机颗粒等等，是构成微细胶体和浊度的主要结构体。砂滤是饮用水处理过程中去除颗粒物的关键步骤，尤其是以地表水为水源的处理过程，但是在净水处理厂经常会出现滤池堵塞的现象。很多研究发现藻是滤池堵塞的罪魁祸首，甚至有一些大型藻会导致滤池运行周期的大大缩短，给水厂的运行带来严峻的挑战。虽然其他大型的藻类也会影响过滤过程，但是硅藻是造成滤池堵塞的主要藻种，例如，丝状硅藻导致滤池运行周期从30小时缩短至8小时，针杆藻(Synedra)导致滤池运行周期从35小时缩短至3.5小时。

现有技术中，杀菌灭藻并抑制藻类大量繁殖的技术主要有：1)滤网捞集、2)超声技术、3)高压灭藻、4)生物治理、5)生态治理和6)氧化除藻等。其中，首推化学氧化法，且用于杀菌除藻的化学氧化剂非常多，如液氯、臭氧、二氧化氯、次氯酸钠等。液氯虽然能使藻细胞死亡，但并不能分解藻细胞的尸体和藻毒素，产生消毒副产物三卤甲烷、卤代烃等对人体及环境有害的三致物质，且有氯臭味和腥臭味，因此尽管价格便宜，也应当慎重使用。臭氧作用速度快，不具有抑制藻类大量繁殖的效果，在灭藻一段时间之后，其中的藻细胞又开始生长。二氧化氯难以解决大量的藻类死亡之后沉积在水底被微生物分解消耗水中的溶解氧而导致水体变质的问题。次氯酸钠的杀菌除藻效果低于二氧化氯，而且其杀生能力随PH值的升高而明显下降，因此，目前在国内外都没有得到广泛的应用。诸如超声波除藻技术，臭氧与高锰酸钾联用除藻技术，双场式除藻杀菌消毒器等等。物理法费时费力，效率很低；化学法虽然见效快，如控制不好投加量，易引起二次污染；常规生物法工程投资大、操作较困难、除藻效率低、不适用于大规模的水域治理。少量或微量的含藻自来水达不到国家规定的生活用水和饮用水的标准。

因此，在本领域，需要一种不仅能够去除水中的颗粒、包括藻类的有机物等杂质的水处理设备，使得水质达到饮用水标准，而且不会造成水处理设备运行周期缩短、能够快速高效地进行水处理。

本发明提供的水处理设备及其方法与现有技术相比较，本发明具有以下有益效果：

1)本发明采用臭氧预氧化反应部分、混合部分、凝聚部分、沉淀部分以及过滤部分联合净化除藻，避免了现有技术中的化学方法产生的二次污染等问题，避免了物理方法的处理时间长、净化效果不好等问题，也避免了单一使用臭氧抑制时效短的缺点，有效抑制藻类再生，预防水华。

2)本发明通过电控单元对臭氧量进行调节，控制氧化效果，并且臭氧氧化和凝聚作用、过滤作用产生倍增效应，超声波振动和搅拌机搅拌结合促进了凝聚作用和破碎作用，多层不同材料的过滤层从多个维度进行过滤等技术手段显著地提高了本发明的水处理的净化效果。

3)本发明能够在小于1小时的短时间内完成一批次的待处理原水的水处理，而且本发明的方法不会造成由于藻类等原因造成的无法长周期运行，因此，本发明的方法能够高效地长周期地进行净水效果显著的处理，节约运行成本。

发明内容

本发明提供了一种臭氧预氧化水处理方法，其包括以下步骤。