[发明专利]微污染原水富氧生物预处理除污染工艺

说明书

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种微污染原水富氧生物预处理工艺。该方法与工艺特别适用于微污染水源原水预处理除污染，适合与传统的常规净水工艺联合形成优化组合工艺净化微污染原水。

背景技术

从我国目前的状况来看，水源污染日益严重，受污染的水源范围日益扩大。近年来，虽然我国在水污染防治方面做了许多工作，但不少江河湖泊的水质仍在逐渐变差，并呈发展势头，工业发达地区水域的污染尤为严重。在这种情况下，随着人口的快速增长和工农业生产的迅速发展，要想使受到污染水源的水质在短期内恢复是不可能的。在我国淡水资源本来就十分紧缺的前提下，完全不使用受到污染的淡水水源越来越不可能。也就是说，我国自来水厂不得不面临着使用更多的水质不符合要求的受污染原水作为生活饮用水和其它用途的水源。

目前，微污染水源原水普遍存在着溶解性有机物增多、NH₄⁺-N浓度高、水体有异味、色度增高、藻类大量繁殖等问题。我国目前六大水系中有80％的水域受到污染，39％的水源已不能满足地面水环境质量III类标准，属微污染水源。由于水厂水源受到污染，许多出厂水水质已不能达到国家生活饮用水水质标准，并出现了一些新情况：投加的化学混凝剂量大量增加，过滤出水浊度不能达标，出水有较明显的嗅味等问题。另外，氯耗增加，出厂水余氯过低，难以保证出厂水余氯达最低限制值，并且随着氯耗的增加，出厂水有机卤化物含量升高，不利于饮水安全。研究证实，各自来水厂处理后的出水厂水质，其致突变阳性率均高于未经处理的原水水质。可见，常规净水工艺不但不能去除原水致突变物，而加氯处理后，其出厂水的致突变阳性经常高于未经处理的原水。

常规净水工艺系统只适用于一般较清洁原水的处理，如果水源水被污染，则处理效果将很不理想。主要集中体现在三个方面：①需要投加过量的混凝剂和氯，增加了水处理成本。而且，常规净水工艺无法去除某些有机污染物；②现有的常规净水系统对有机物的去除率一般为20％～50％，对氨氮的去除率为15％左右，出水中有机物含量仍然很高，并且其中某些有机物具有致癌性；③有机污染物在输水管网中被管壁上附着的微生物所利用，它们在氯化消毒之后，仍然存活，比起一般的微生物来有更大的危害，在出水管网中形成非生物稳定的水，具有“三致”特性。常规净水工艺系统主要由混凝、澄清、过滤和消毒等组成。混凝、澄清工艺主要去除水中悬浮物和胶体物质，该过程对水中难溶物和胶态有机物等去除率很高，但对溶解性有机物去除率却很低，难以有效地降低水中有机物污染。传统的物理化学方法已不能满足净化水质的需要。新出现的一些新型、高效的物理化学方法，虽然处理效果好，可去除部分有机物，但许多技术还不够成熟，不能大规模使用，而且还存在着设备费用大，运行成本高等缺点，并且多数的化学方法都将产生一定的副作用，如高锰酸钾氧化法会带来色度等问题；折点加氯法会使水中致癌物三卤甲烷含量大量增加，导致自来水的口感变差、安全性降低、出水pH值下降等问题。

本发明所述的微污染原水富氧生物预处理，是借助于贫营养微生物的新陈代谢活动，通过充分曝气在富氧条件下将水中的有机污染物、氨氮、亚硝酸氮以及铁、锰等有效除去，并明显改善饮用水中的色、嗅、味。富氧生物预处理，能够有效地改善水的混凝沉淀性能，并显著减少混凝剂和液氯用量；对于富营养化湖泊水，可以完全替代预氯化工艺，并且避免了预氯化引起的卤代有机物的生成，有利于降低水的致突变活性和控制三卤甲烷物质的生成。富氧生物预处理设在沉淀工艺之后，可以降低后续处理的负荷，延长过滤或活性炭吸附等物化处理工艺的使用周期，最大可能地发挥水处理工艺的整体作用，降低水处理费用。研究表明，富氧生物预处理净水方法有着很好的去除原水中有机物、氨氮等污染物的效果。

污染原水富氧生物预处理技术可在传统净水工艺前增设富氧生物预处理装置，借助该装置中富集的贫营养微生物群体(生物膜)的新陈代谢，从而去吸收利用原水中各种污染物质。富氧生物预处理可以应付水质变化带来的不利冲击，增加饮用水的安全可靠性；改善水的混凝沉淀性能，使后续的常规处理更好地发挥作用；降低水处理费用，更好地控制水质的污染。且与物化工艺处理相比具有经济有效、简单易行的优点。

本发明所述的富氧生物预处理微污染原水是采用微孔曝气富氧生物膜法处理。处理的机理就是通过依附在填料上的特种高好氧贫营养微生物的自身生命代谢活动——氧化、还原、合成等过程，贫营养微生物的生物絮凝、吸附、氧化、生物降解和硝化等综合作用将水中NH₃-N、有机物等逐渐有效去除。与传统的物理化学方法相比，富氧生物预处理污染原水具有处理效果好、处理费用低等优点。