[发明专利]一种适用于微污染水源水预处理的高效曝气生物滤池

说明书

技术领域

本发明涉及一种给水净化技术，尤其涉及一种适用于微污染水源水预处理的高效曝气生物滤池。

背景技术

我国七大流域的地表水有机污染普遍，各流域干流70％以上的断面为IV类、V类或劣V类水质；主要湖泊的氮、磷污染严重，富营养化问题突出，五大淡水湖中，太湖、洪泽湖、巢湖已达富营养程度，鄱阳湖、洞庭湖目前虽维持中营养水平，但磷、氮含量偏高，正处于向富营养过渡阶段。目前很多城市水厂所能利用的地表水经常是IV、V类水质，甚至更差水质的地表水。

另一方面，人们对生活饮用水水质的要求越来越高，传统的“混凝+沉淀+过滤+消毒”工艺处理现有有机物、氨氮污染严重的地表水很难达到《饮用水水质标准》(GB5749-2006)要求的标准。因此，除了强化现有传统处理工艺外，寻求一种高效的预处理工艺，对进入传统处理工艺前的地表水进行有效的预处理显得尤为重要。因此，能有效去除有机污染物同时具有脱氮效果的生物预处理工艺越来越受到青睐。

曝气生物滤池是20世纪80年代末90年代初在普通生物滤池的基础上借鉴给水滤池工艺而开发的生物膜法处理新工艺。主要用于污水深度处理及二级处理工艺。该技术采用高比面积的粒状填料作为生物膜载体。其突出的特点是生物量多、水力负荷大、水力停留时间短、氧利用率高，有机污染物去除率高，有机氮和氨氮可以完全硝化，又具有截留悬浮物的功能，不需再设生物膜沉淀池。因此，曝气生物滤池是一种效率高、占地少、投资省、能耗低、运行可靠的，自动化程度高、出水水质好、具有较大潜力的净水工艺。随着我国城市供水水质标准的提高及饮用水水源有机污染严重，将曝气生物滤池引入给水生物预处理工艺技术，将原水中的有机污染物和氨氮处理达到饮用水水质标准。

微污染水源水较城市污水二级或三级处理又有不同，目前采用常规曝气生物滤池作为微污染水源的预处理主要存在如下问题：

1)微污染原水中杂质较多，容易堵塞滤头，需采取一定的防堵措施；

2)微污染原水水温随季节变化大，对有机污染物及氨氮的去除影响较大，因此，常规的曝气生物滤池充氧系统很难在如此大的温差条件下做到适应性强、高效、节能；

3)有机污染物及氨氮相较污水低得多，水力负荷较大，需根据曝气生物滤池的形式，选择能耐水力负荷大的曝气生物滤池形式。

申请号为200610035882.0的中国发明专利申请公开了一种叠式曝气生物滤池专利技术，以降流式大颗粒滤料滤池作为前处理，以升流式曝气生物滤池作为二级处理去除水中的污染物。

此发明专利具有如下优点：

①采用集中式鼓风曝气系统集中，节省曝气量，且易调节曝气量，节能显著；

②比表面积大，能承受较大的水力负荷，适用于原水污染程度较高的场合。

同时存在如下问题：

对于污染轻微的原水，虽然预处理效果好，但采用高滤速时水头损失较大，提高滤速受限，故其净化优势不能充分施展。

申请号为200810028952.9的中国发明专利公开申请了一种高速给水曝气生物滤池专利技术。高速给水曝气生物滤池采取了一定的措施，在处理污染不是特别严重的原水有一定的优势，主要体现在以下几个方面：

①在高速曝气生物滤池前设滤网框与带滤网固定格栅共同截滤杂质，能有效防止原水杂质堵塞滤头；

②高速给水曝气生物滤池采用升流式，选择粒径较大的双层轻质给水陶粒滤料，降低了浊度去除率，减小了水头损失，降低了提升能耗，水力负荷较大，且具有适当的氨氮容积。

③采用集中式鼓风曝气系统，节省曝气量，且易调节曝气量，节能显著。

④高速给水曝气生物滤池以预处理出水作为反冲洗水源，反冲洗水与预处理水出水混合排放，显著降低自用水消耗以及对后续混凝反应的不利影响。

高速曝气生物滤池对于去除污染较轻的原水相较叠式曝气生物滤池有一定的优势，但仍存在一定的问题，具体如下：

①滤池前设固定格栅数量较多，增加投资；

②如何在高滤速下提高对原水浊度及有机污染物及氨氮的去除效果是尚需解决的一个问题。高速曝气生物滤池的滤速提高是以降低原水浊度、氨氮及有机污染物的去除率，这对处理污染较严重的微污染原水不利，且增加后续处理工艺的负荷；

③这两种技术均采用集中式的鼓风曝气系统，在一定程度上节省曝气量且气量调节相对方便，但是仍有一定的局限性，因此，需提供一种更高效节能的充氧供气系统。

④滤池反冲洗系统有待进一步简化。

发明内容