一種萬家寨水庫黃河水的深度處理方法
【專利摘要】一種萬家寨水庫黃河水的深度處理方法。它涉及一種水體的深度處理方法。它解決了目前水庫水體深度處理工藝臭氧投加量高、處理效果差、生物安全性差、溴酸鹽或甲醛超標(biāo)的問題。深度處理方法：一級(jí)臭氧接觸；二、二級(jí)臭氧接觸；三、活性炭過濾。本實(shí)施方式方法出水水質(zhì)優(yōu)于《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749-2006)。本實(shí)施方式運(yùn)行成本低，節(jié)約藥耗10％～20％。
【專利說明】一種萬家寨水庫黃河水的深度處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水體的深度處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 為了替代地下水,太原市興建汾河水庫，引入萬家寨水庫黃河水。黃河從發(fā)源地青 海出發(fā)，經(jīng)四川、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古以及陜西五省，到達(dá)山西，流域沿岸煤礦企業(yè)、石油化工 業(yè)、造紙業(yè)、有色金屬冶煉行業(yè)林立，這些重化工業(yè)每年向黃河排放的污染物種類復(fù)雜，毒 性強(qiáng)，總量大，導(dǎo)致黃河水污染形勢(shì)日益嚴(yán)峻。黃河中上游水中的污染物種類繁多，其中尤 以C0Dto、氨氮、石油化工類物質(zhì)、酚類物質(zhì)等污染較為嚴(yán)重，高有機(jī)物原水在消毒過程中會(huì) 生成具有"三致性"消毒副產(chǎn)物，影響身體健康。
[0003] 不僅僅是黃河上的萬家寨水庫，在我國很多大型水庫都存在上述問題。為了去除 水體中的有機(jī)物微污染及抵御突發(fā)污染，廣泛采用深度處理工藝。目前的深度處理工藝主 要為臭氧-活性炭工藝，臭氧_活性炭工藝結(jié)合了臭氧氧化、活性炭吸附、微生物吸附以及 生物降解作用。然而，臭氧活性炭工藝的運(yùn)行效果受原水水質(zhì)、水量影響較大。由于不同微 污染水源中的有機(jī)物種類、突發(fā)污染物種類的不同，所使用的臭氧-活性炭工藝運(yùn)行參數(shù) 也千差萬別，導(dǎo)致了目前深度處理效果仍然不理想，出水生物安全性差、溴酸鹽及甲醛超標(biāo) 的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為了解決目前水庫水體深度處理工藝臭氧投加量高、處理效果差、生物安 全性差、溴酸鹽或甲醛超標(biāo)的問題，而提供的一種萬家寨水庫黃河水的深度處理方法。
[0005] 本發(fā)明按以下步驟對(duì)水庫水進(jìn)行深度處理：
[0006] -、將待深度處理的水體通入一級(jí)臭氧接觸池，一級(jí)臭氧接觸池中臭氧投加量為 0. 8?1. 5mg/L，臭氧接觸時(shí)間為4. 5?5. 5min;
[0007] 二、將經(jīng)過步驟--級(jí)臭氧氧化的水體通入二級(jí)臭氧接觸池，二級(jí)臭氧接觸池中 臭氧投加量為0. 8?1. 5mg/L，臭氧接觸時(shí)間為4. 5?5. 5min;
[0008] 三、將經(jīng)過步驟二二級(jí)臭氧氧化的水體通入活性炭濾池，活性炭濾池中濾料分為 上下兩層結(jié)構(gòu)，上層為活性炭濾層，下層為石英砂墊層；水體在活性炭濾池中的水力停留時(shí) 間為14?16min;即完成水體的深度處理。
[0009] 經(jīng)過預(yù)處理、一級(jí)處理、二級(jí)處理的水體再進(jìn)行深度處理。現(xiàn)有的臭氧-活性炭工 藝采用臭氧單級(jí)投加，雖然臭氧投加量大，但只有曝氣點(diǎn)位置初始臭氧濃度較大，而且由于 該區(qū)域臭氧濃度大，其自分解速率增加，同時(shí)與水中的溴離子反應(yīng)產(chǎn)生溴酸鹽等氧化副產(chǎn) 物，導(dǎo)致臭氧大部分在曝氣端就被消耗殆盡，致使中后段臭氧濃度低，臭氧的整體有效濃度 大幅降低且高效氧化時(shí)間短，達(dá)不到深度處理的要求。
[0010] 本發(fā)明采用兩級(jí)臭氧氧化，分散了臭氧投加量，降低了臭氧的使用量，在曝氣端臭 氧濃度適中，有效地減少臭氧氧化副產(chǎn)物的生成，削弱了臭氧的自分解作用，保證臭氧的有 效濃度，延長臭氧的高效接觸氧化時(shí)間，提高臭氧的整體氧化水平，使污染物被更充分的氧 化、分解和吸附，提高了深度處理的凈水效果。
[0011] 本發(fā)明方法同樣適用于其它水庫水體和流域水體的深度處理。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實(shí)施方式】，還包括各【具體實(shí)施方式】間的 任意組合。

【具體實(shí)施方式】 [0013] 一：本實(shí)施方式按以下步驟對(duì)萬家寨水庫黃河水進(jìn)行深度處理：
[0014] 一、將待深度處理的水體通入一級(jí)臭氧接觸池，一級(jí)臭氧接觸池中臭氧投加量為 0. 8?1. 5mg/L，臭氧接觸時(shí)間為4. 5?5. 5min;
[0015] 二、將經(jīng)過步驟--級(jí)臭氧氧化的水體通入二級(jí)臭氧接觸池，二級(jí)臭氧接觸池中 臭氧投加量為0. 8?1. 5mg/L，臭氧接觸時(shí)間為4. 5?5. 5min;
[0016] 三、將經(jīng)過步驟二二級(jí)臭氧氧化的水體通入活性炭濾池，活性炭濾池中濾料分為 上下兩層結(jié)構(gòu)，上層為活性炭濾層，下層為石英砂墊層；水體在活性炭濾池中的水力停留時(shí) 間為14?16min;即完成水體的深度處理。
[0017] 本實(shí)施方式經(jīng)過預(yù)處理、一級(jí)處理、二級(jí)處理的水體再進(jìn)行深度處理。
[0018] 本實(shí)施方式由于在活性炭濾池底部增加了石英砂墊層，能夠過濾活性炭顆粒表面 脫落的生物膜以及非生物顆粒，降低出水的濁度，消除出水濁度比進(jìn)水濁度略微升高的現(xiàn) 象，可以有效地控制生物安全性、保證出水水質(zhì)的生物穩(wěn)定性。
[0019] 本實(shí)施方式運(yùn)行成本低，節(jié)約藥耗10%?20%。
[0020] 本實(shí)施方式方法可有效控制后消毒副產(chǎn)物及其前驅(qū)物。
[0021] 本實(shí)施方式方法可有效降解高分子有機(jī)物，可用于石油類物質(zhì)、苯酚等突發(fā)污染 物對(duì)水體污染的水處理。
[0022] 本實(shí)施方式方法出水水質(zhì)優(yōu)于《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006)。

【具體實(shí)施方式】 [0023] 二：本實(shí)施方式與一的不同點(diǎn)是：步驟三中活性炭種 類為煤質(zhì)破碎炭，活性炭的碘值>950mg/g，活性炭的亞甲藍(lán)值>180mg/g。其它步驟及參數(shù) 與實(shí)施方式一相同。

【具體實(shí)施方式】 [0024] 三：本實(shí)施方式與一或二的不同點(diǎn)是：步驟三中上層 活性炭濾層的厚度為1. 〇?1. 5m。其它步驟及參數(shù)與實(shí)施方式一或二相同。
[0025] 本實(shí)施方式在保證出水水質(zhì)的同時(shí)又將水頭損失降低到最小。

【具體實(shí)施方式】 [0026] 四：本實(shí)施方式與一、二或三的不同點(diǎn)是：步驟三中 下層石英砂墊層的厚度為〇. 2?0. 3m。其它步驟及參數(shù)與實(shí)施方式一、二或三相同。

【具體實(shí)施方式】 [0027] 五：本實(shí)施方式與一至四之一的不同點(diǎn)是：步驟三中 石英砂墊層中石英砂粒徑為〇. 8?1. 2_。其它步驟及參數(shù)與實(shí)施方式一至四之一相同。

【具體實(shí)施方式】 [0028] 六：本實(shí)施方式與一至五之一的不同點(diǎn)是：活性炭濾 池的過濾周期為7?9d，初濾水的排放時(shí)間為反沖洗后25?30min。其它步驟及參數(shù)與實(shí) 施方式一至五之一相同。
[0029]【具體實(shí)施方式】七：本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】六的不同點(diǎn)是：活性炭濾池采用三 段式氣-水聯(lián)合反沖洗；第一階段為單獨(dú)氣沖階段，氣沖洗強(qiáng)度為16?17. 5lV(m2 ?s)，反 沖洗時(shí)間為1.2?1.8min;第二階段為氣-水聯(lián)合階段，氣-水同時(shí)反沖洗時(shí)氣沖洗強(qiáng)度 為16?17. 5L/(m2 ?s)，水沖洗強(qiáng)度為5?6. 5L/(m2 ?s)，反沖洗時(shí)間為4?5min;第三階 段為單獨(dú)水漂洗階段，水沖洗強(qiáng)度為5?6. 5lV(m2 ?s)，反沖洗時(shí)間為4?6min。其它步 驟及參數(shù)與實(shí)施方式六相同。
[0030] 本實(shí)施方式反沖洗效果好，避免了活性炭濾池反沖洗過程出現(xiàn)的泡料現(xiàn)象，降低 了活性炭的磨損。
[0031] 實(shí)施例1
[0032] 模擬各種水體經(jīng)過前期的預(yù)處理、一級(jí)處理和二級(jí)處理后，再進(jìn)行深度處理。
[0033] ①正常黃河流域水體深度處理前濁度為0. 205?0. 328NTU，0?^為1. 56? 1. 94mg/L，UV254 為 0? 0125 ?0? 0134CHT1，氨氮為 0? 06 ?0? 09mg/L，顆粒數(shù)為 434 ?488CNT/ mL，苯酚濃度為0? 003?0? 006mg/L，石油類物質(zhì)濃度為0? 03?0? 05mg/L，溴酸鹽濃度為 5yg/L，甲醛濃度為12?14iig/L。
[0034] ②受到有機(jī)物污染的水體深度處理前濁度為0. 205?0. 328NTU，COD^為2. 78? 3. 95mg/L，UV254 為 0? 0178 ?0? 0194CHT1，氨氮為 0? 06 ?0? 09mg/L，顆粒數(shù) 434 ?488CNT/ mL，苯酚濃度為0? 003?0? 006mg/L，石油類物質(zhì)濃度為0? 03?0? 05mg/L，溴酸鹽濃度為 5yg/L，甲醛濃度為12?14iig/L。
[0035] ③受到氨氮污染的水體深度處理前濁度為0. 205?0. 328NTU，COD^為1. 56? 1. 94mg/L，UV254 為 0? 0125 ?0? 0134CHT1，氨氮為 0? 268 ?0? 331mg/L，顆粒數(shù)為 434 ? 488CNT/mL，苯酚濃度為0? 003?0? 006mg/L，石油類物質(zhì)濃度為0? 03?0? 05mg/L，溴酸鹽 濃度為5yg/L，甲醛濃度為12?14yg/L。
[0036] ④突發(fā)石油類物質(zhì)污染的水體深度處理前濁度為0. 205?0. 328NTU，COD^為 1. 56 ?1. 94mg/L，UV254 為 0? 0125 ?0? 0134CHT1，氨氮為 0? 06 ?0? 09mg/L，顆粒數(shù)為 434 ? 488CNT/mL，苯酚濃度為0? 003?0? 006mg/L，石油類物質(zhì)濃度為0? 06?0?lmg/L，溴酸鹽濃 度為5yg/L，甲醛濃度為12?14yg/L。
[0037] ⑤突發(fā)苯酚污染的水體深度處理前濁度為0. 205?0. 328NTU，COD^為1. 56? 1. 94mg/L，UV254 為 0? 0125 ?0? 0134CHT1，氨氮為 0? 06 ?0? 09mg/L，顆粒數(shù)為 434 ?488CNT/ mL，苯酚濃度為0? 012?0? 015mg/L，石油類物質(zhì)濃度為0? 03?0? 05mg/L，溴酸鹽濃度為 5yg/L，甲醛濃度為12?14iig/L。
[0038]I、現(xiàn)有臭氧-活性炭工藝（臭氧單級(jí)投加）
[0039] -、將待深度處理的水體通入臭氧接觸池，臭氧接觸池中臭氧投加量為3.0? 4. Omg/L，臭氧接觸時(shí)間為10?15min;
[0040] 二、將經(jīng)過步驟一臭氧氧化的水體通入活性炭濾池，活性炭濾池中濾料為活性炭； 水體在活性炭濾池中的水力停留時(shí)間為15?20min。
[0041] II、本發(fā)明方法1:
[0042] 一、將待深度處理的水體通入一級(jí)臭氧接觸池，一級(jí)臭氧接觸池中臭氧投加量為 1. 1?1. 4mg/L，臭氧接觸時(shí)間為5min;
[0043] 二、將經(jīng)過步驟--級(jí)臭氧氧化的水體通入二級(jí)臭氧接觸池，二級(jí)臭氧接觸池中 臭氧投加量為1. 1?1. 4mg/L，臭氧接觸時(shí)間為5min;
[0044] 三、將經(jīng)過步驟二二級(jí)臭氧氧化的水體通入活性炭濾池，活性炭濾池中濾料分為 上下兩層結(jié)構(gòu)，上層為活性炭濾層，下層為石英砂墊層；水體在活性炭濾池中的水力停留時(shí) 間為15min;即完成水體的深度處理；
[0045] 其中，驟三中活性炭種類為煤質(zhì)破碎炭，活性炭的碘值為968mg/g，活性炭的亞甲 藍(lán)值為186mg/g;
[0046] 步驟三中上層活性炭濾層的厚度為1. 2m;
[0047] 步驟三中下層石英砂墊層的厚度為0. 23m;
[0048] 步驟三中石英砂墊層中石英砂粒徑為0. 8?1. 1mm。
[0049] III、本發(fā)明方法2:
[0050] -、將待深度處理的水體通入一級(jí)臭氧接觸池，一級(jí)臭氧接觸池中臭氧投加量為 1. 1?1. 5mg/L，臭氧接觸時(shí)間為4. 8min;
[0051] 二、將經(jīng)過步驟--級(jí)臭氧氧化的水體通入二級(jí)臭氧接觸池，二級(jí)臭氧接觸池中 臭氧投加量為1. 1?1. 5mg/L，臭氧接觸時(shí)間為4. 6min;
[0052] 三、將經(jīng)過步驟二二級(jí)臭氧氧化的水體通入活性炭濾池，活性炭濾池中濾料分為 上下兩層結(jié)構(gòu)，上層為活性炭濾層，下層為石英砂墊層；水體在活性炭濾池中的水力停留時(shí) 間為14min;即完成水體的深度處理；
[0053] 其中，驟三中活性炭種類為煤質(zhì)破碎炭，活性炭的碘值為968mg/g，活性炭的亞甲 藍(lán)值為186mg/g。
[0054] 步驟三中上層活性炭濾層的厚度為1. 4m;
[0055] 步驟三中下層石英砂墊層的厚度為0. 25m;
[0056] 步驟三中石英砂墊層中石英砂粒徑為0. 9?1. 2mm。
[0057] 本實(shí)施例出水水質(zhì)如表1所示。
[0058] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種萬家寨水庫黃河水的深度處理方法，其特征在于按以下步驟對(duì)萬家寨水庫黃河 水進(jìn)行深度處理： 一、 將待深度處理的水體通入一級(jí)臭氧接觸池，一級(jí)臭氧接觸池中臭氧投加量為 0. 8?1. 5mg/L，臭氧接觸時(shí)間為4. 5?5. 5min ; 二、 將經(jīng)過步驟--級(jí)臭氧氧化的水體通入二級(jí)臭氧接觸池，二級(jí)臭氧接觸池中臭氧 投加量為〇. 8?1. 5mg/L，臭氧接觸時(shí)間為4. 5?5. 5min ; 三、 將經(jīng)過步驟二二級(jí)臭氧氧化的水體通入活性炭濾池，活性炭濾池中濾料分為上下 兩層結(jié)構(gòu)，上層為活性炭濾層，下層為石英砂墊層；水體在活性炭濾池中的水力停留時(shí)間為 14?16min ;即完成水體的深度處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種萬家寨水庫黃河水的深度處理方法，其特征在于步驟三 中活性炭種類為煤質(zhì)破碎炭，活性炭的碘值>950mg/g，活性炭的亞甲藍(lán)值>180mg/g。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種萬家寨水庫黃河水的深度處理方法，其特征在于步驟三 中上層活性炭濾層的厚度為1. 0?1. 5m。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種萬家寨水庫黃河水的深度處理方法，其特征在于步驟三 中下層石英砂墊層的厚度為〇. 2?0. 3m。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種萬家寨水庫黃河水的深度處理方法，其特征在于步驟三 中石英砂墊層中石英砂粒徑為0. 8?1. 2_。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種萬家寨水庫黃河水的深度處理方法，其特征在于活性炭 濾池的過濾周期為7?9d，初濾水的排放時(shí)間為反沖洗后25?30min。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種萬家寨水庫黃河水的深度處理方法，其特征在于活性炭 濾池采用三段式氣-水聯(lián)合反沖洗；第一階段為單獨(dú)氣沖階段，氣沖洗強(qiáng)度為16?17. 5L/ (m2 *s)，反沖洗時(shí)間為1. 2?1. 8min ;第二階段為氣-水聯(lián)合階段，氣-水同時(shí)反沖洗時(shí)氣 沖洗強(qiáng)度為16?17. 5L/(m2 *s)，水沖洗強(qiáng)度為5?6. 5L/(m2 *s)，反沖洗時(shí)間為4?5min ; 第三階段為單獨(dú)水漂洗階段，水沖洗強(qiáng)度為5?6. 5lV(m2 ? s)，反沖洗時(shí)間為4?6min。
【文檔編號(hào)】C02F9/04GK104355460SQ201410691548
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】杜韌, 周建軍, 王福進(jìn), 赫俊國, 劉劍, 唐小斌, 鄒建鋒 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)