[发明专利]一种高效高浊度高耗氧量饮用水预处理药剂及饮用水预处理工艺

说明书

本发明公开了一种高效高浊度高耗氧量饮用水预处理药剂及水处理工艺，所述饮用水预处理药剂为高锰酸钾复合盐药剂，其组分质量百分比为：高锰酸钾40~75%，络合剂15~30%，诱导剂5~20%，助凝剂1~10%；所述水处理工艺包括如下步骤：向原水中先投加高锰酸钾复合盐，搅拌、氧化5~10min后再投加炭黑，继续搅拌、氧化5~20min后再投加混凝剂，然后进行沉淀过滤，即可得到处理过后的水样。通过该预处理工艺将高浊度、高耗氧量的原水易于处理，使耗氧量、浊度达到国家标准；不需要增建大型水处理构筑物，可与国内现行的传统工艺相结合，经济有效，易于操作管理和实现自动控制；还具有使用安全、高效的特点，不会产生对人体有害的副产物。

技术领域

本发明涉及水处理领域，特别涉及一种饮用水预处理药剂及水处理工艺，尤其是原水为高浊度、高耗氧量的情况。

背景技术

世界卫生组织(WHO)调查显示：全球80%的疾病与水有关；50%的儿童死亡是由于饮用水问题造成的，饮用水安全问题逐渐成为全球主要致病原因之一，由于饮用不良水质而导致的消化道疾病、传染病、结石、皮肤病、癌症、妇科炎症等疾病达50多种。

据统计，我国目前95%以上的自来水厂依然沿用传统水处理工艺技术，即通过“混凝—沉淀—过滤—消毒”等处理工艺，将江河、湖泊、水库或地下水加工成可饮用水。

常规饮用水处理技术及其工艺在20世纪初期就已形成雏形，并在饮用水处理的时间中不断得以完善。在工业化不发达时期，天然水体较少受到人类活动的污染，水处理的主要对象是源水中的泥沙、胶体物质、少量的病原微生物，水源水经过常规处理后就可以得到透明、无色、无臭、味道可口的饮用水，可以满足直接生饮对微生物学的健康要求。

但是，因受工业、农业和生活污染等污染了江河、湖泊、水库和地下水的源水，自来水屡屡受到影响。传统工艺对目前以有机污染和重工业污染为主的微污染的源水，则不能彻底去除有机污染物、部分重金属离子污染物、农药、环境内分泌干扰物和藻类毒素，致使出厂水时有检出部分指标超标。

大量文献表明，受污染源水经过常规的处理工艺“混凝-沉淀-过滤”，有机物的去除率仅为20~30%，且由于溶解性有机物的存在，使得常规工艺对浊度的去除率仅为50~60%。

耗氧量是重要的水质指标之一，耗氧量的高低能很大程度上反应水体的污染程度，耗氧量高的水反映其受到有机物较多的污染，有机物中有致嗅、致味物，造成水的不良嗅味，有色的有机物、腐殖质含量高的水样色度也高，受到饮用者的厌恶，耗氧量反映水质受到有机物污染的程度，也反映在水厂处理过程中净化的程度，受到污染的水或净化不良的水会导致饮用者肠道疾病的发生，耗氧量高的水质，消毒后余氯容易消失，微生物易于复苏，成为肠道疾病增加的导因，其次，耗氧量与水的致突变性、致癌性也有很大的相关性。

水的浊度的增加能引起病例增加的倾向，有作者还报道了滤后水浊度增加与穿过滤层的病毒百分数的试验，得出的结果是，当浊度低于0.15NTU时，透过的病毒小于5%；当浊度在1h内又0.15NTU迅速上升到1.8NTU时，在以后的时间内透过的病毒即逐渐分别上升到月20%和30%。

传统处理工艺中，如果仅靠提高混凝剂的投加量来改善水质，则在增加成本的同时也导致水体中金属离子超标，对人体的健康产生威胁。目前，国内大多水厂采用的折点加氯法进行预处理，但会产生大量卤代有机副产物，使得水质安全性下降；另外，臭氧预处理虽具有很好的效果，但其投加量高不利于絮凝，投加量低会增加水的致突变活性，通常需要与生物活性炭联用，由此又会大大增加处理成本。

高锰酸钾预氧化是近些年逐渐兴起的一种新型处理工艺，高锰酸钾的氧化电位高于氯，它能有效控制水中的重金属离子超标（如铁、锰）、抑制藻类生长、提高有机物的去除率、去除水中异臭异味、降低水体浊度和色度等。高锰酸钾复合盐则是以高锰酸钾为主剂，以多种化学物质为辅剂，通过物理方式进行复配而成的一种化学药剂，可以有效强化高锰锰酸钾的水处理作用，进一步提高水处理效果。高锰酸钾预处理工艺通常可与活性炭或者生物预处理进行联用，加强处理效果。