[发明专利]一种地表水强化常规处理去除氨氮/藻类的工艺系统

说明书

技术领域

本发明属于饮用水处理技术领域，主要涉及一种地表水强化常规处理去除氨氮/藻类的技术方法，具体涉及一种流程简短、技术集成、安全高效的地表水强化常规处理去除氨氮和藻类工艺系统。

背景技术

随着我国工农业的迅速发展和城市化进程的加快，工业废水和城市污水排放量不断增大，从而对江、河、湖泊、水库等地表水水源的污染加重，使其呈现不同程度的富营养化状态，并由此产生的藻类大量繁殖或爆发，已引起水处理领域的广泛关注。

藻类含量过高会影响水体水质、增加给水处理难度并提高处理成本，同时其代谢产物又是消毒副产物的前体物质；而藻类生长繁殖的首要条件为具备充足的氮、磷等营养盐。氨氮超标主要由外源输入和内源污染造成，其中外源输入主要指生活污水、工业废水和农田排水等排入江河，如福建九龙江和珠江广州段等；而湖库因其具有容量大、水深大、流动性差等特点使底层水体呈缺氧或厌氧状态，从而使污染物大量释放，导致包括氨氮、磷、Fe、Mn等季节性超标的内源污染问题，如巢湖、崂山水库、岗南水库和凤凰山水库等。

水源的氨氮污染不仅带来水质方面的问题，而且对净水工艺也提出了更高的要求和新的挑战。而现行的常规水质净化工艺无法有效去除水中的氨氮和藻类，针对氨氮和藻类单一污染指标的处理技术已较为成熟，但针对氨氮和藻类高效集成且安全去除的工艺少有报道。

目前常见的氨氮处理方法主要有吸附去除法、折点加氯法和生物脱氮法等，其中吸附去除法因其建设运行成本高和运行管理难度大等缺点而应用较少；折点加氯虽可去除水中氨氮，但投氯量的增加易致消毒副产物的生成风险加大，从而导致水质安全性下降；而采用生物接触氧化法或曝气生物滤池等生物膜预处理法对氨氮的去除率可达80%以上。而水厂除藻方法则多采用化学预氧化、强化混凝、气浮、生物膜预处理法等，其中化学预氧化虽具有良好的杀藻效果，但易造成藻细胞破裂释放出胞内污染物，并增加消毒副产物的生成量；强化混凝虽能在不破坏藻细胞前提下将藻类去除，但由于藻类密度较小，沉淀去除效率较低，且药剂耗量大；气浮方法采用微气泡的黏附作用带动藻类强制上浮，对藻类具有更高的去除效率，但对氨氮没有去除效果；生物膜预处理法可利用其吸附、截留和生物降解作用去除水中的藻类，虽对藻类的去除率达50%以上、对氨氮的去除率达80%以上，但存在建设投资大、运行成本高、水温水质影响大等问题，尤其是对现行绝大部分水厂的常规处理工艺的升级改造，由于条件限制，实施难度很大。

综上可见，地表水源中氨氮和藻类的高效集成和安全去除工艺的研发已成为饮用水处理领域所面临的难题之一。因此，研究和开发一种针对地表水氨氮和藻类严重污染的高效集成和安全去除工艺系统，对饮用水的安全保障具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有常规处理技术的不足，提供一种高效去除地表水源中氨氮和藻类的工艺系统，实现对氨氮和藻类的联合高效去除，从而达到技术集成、流程简短以及处理高效之目的。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种地表水强化常规处理去除氨氮/藻类的工艺，包括混合反应沉淀系统，用于对地表水的混合、反应、沉淀处理；气浮系统，用于强化去除混合反应沉淀系统中去除效率较低的藻类与杂质等，同时对系统内水体进行微气泡传质充氧，增加水体溶解氧浓度；锰铁药剂适配投加系统，用于向地表水中投加低价态锰铁适配药剂；化学辅助氧化系统，用于对经锰铁药剂适配投加系统向地表水中投加的低价态锰铁进行化学氧化反应，生成铁锰复合氧化物将附着于滤料表面，进而形成氧化膜；无动力混合增氧系统，用于对气浮系统出水和锰铁适配药剂、化学氧化剂进行充分混合，同时对水体进一步混合充氧，并将铁锰氧化成新生态铁锰复合氧化物；过滤系统，用于为无动力混合增氧系统生成的铁锰复合氧化物提供附着表面，形成活性氧化膜，在活性氧化膜表面实现对水中氨氮的化学吸附和接触催化氧化，并同时截留水中残留的悬浮物；消毒系统，用于灭杀经过滤系统处理后的地表水中的病原微生物，最终生产出合格的饮用水。

其中，地表水与混合反应沉淀系统相连，气浮系统均与混合反应沉淀系统和无动力混合增氧系统相连，锰铁药剂适配投加系统和化学辅助氧化系统均与无动力混合增氧系统相连，无动力混合增氧系统与过滤系统相连，过滤系统包括滤池、反冲洗系统和滤料再生系统，反冲洗系统和滤料再生系统分别与滤池相连；过滤系统与消毒系统相连。

本发明还具有以下其他技术特点：