一种地表水氨氮高效去除工艺系统技术方案

本发明专利技术公开了一种地表水氨氮高效去除工艺，包括混合反应沉淀系统、锰铁药剂适配投加系统、化学辅助氧化系统、机械充氧系统、过滤系统和消毒系统。本发明专利技术合理有效地集成了锰铁药剂适配投加、化学辅助氧化、机械充氧氧化、截留过滤、化学吸附、化学接触催化氧化等多种技术，可有效实现地表水源中氨氮、浊度和色度的高效去除。不仅具有去除效率高、处理速度快、受环境因素影响小，不产生副作用等技术优势，而且具有工程投资小、运行成本低的经济优势；不仅适用于新水厂设计，而且易于实现现有水厂的升级改造。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种地表水氨氮高效去除工艺，包括混合反应沉淀系统、锰铁药剂适配投加系统、化学辅助氧化系统、机械充氧系统、过滤系统和消毒系统。本专利技术合理有效地集成了锰铁药剂适配投加、化学辅助氧化、机械充氧氧化、截留过滤、化学吸附、化学接触催化氧化等多种技术，可有效实现地表水源中氨氮、浊度和色度的高效去除。不仅具有去除效率高、处理速度快、受环境因素影响小，不产生副作用等技术优势，而且具有工程投资小、运行成本低的经济优势；不仅适用于新水厂设计，而且易于实现现有水厂的升级改造。【专利说明】一种地表水氨氮高效去除工艺系统
本专利技术属于饮用水处理
，主要涉及一种地表水氨氮高效去除的技术方法，具体涉及一种成本低廉、流程简短、技术集成的地表水氨氮高效去除工艺系统。
技术介绍
随着我国经济的高速发展和人口剧增，生活污水和工业废水增多，使饮用水源水受到不同程度的污染。据调查表明，氨氮作为主要超标污染物在七大水系中出现频率非常之高，现已成为全国性的水源污染问题。2007年，氨氮是长江、黄河、海河和辽河的首要污染物，同时也是珠江和淮河的主要污染物。据2008年调查结果表明，重点流域氨氮污染严重，海河、辽河、三峡库区及其上游、黄河中上游等流域大部分断面氨氮超标，太湖、巢湖、滇池等流域氨氮达标率也偏低。2008年全国地表水河流国控断面中氨氮劣V类断面占19.2%,全部断面氨氮平均浓度为1.9mg/L，仅达V类标准水平。近几年，地表水的氨氮污染虽有一定程度的改善，但季节性超标问题，尤其是由内源污染引起的湖库的氨氮污染问题仍然没有得到解决，甚至在一定程度上呈现进一步加剧的趋势。由此可见，地表水源的氨氮污染已成为现阶段影响我国地表水源水质主要污染因子。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，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预处理法虽对氨氮的去除率可达80%，但其带来建设投资大、运行成本高、处理效率偏低等问题，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，对地表水源中氨氮的高效去除已成为当前我国饮用水安全保障所面临的重要课题。因此，为满足国家饮用水水质标准，就有必要研究开发针对地表水源中氨氮的高效经济去除工艺系统，从而保障城市供水水质的安全性。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种高效去除地表水源中氨氮的新工艺，实现对氨氮的快速高效去除，从而达到工艺简单、投资节省、成本低廉以及运行管理方便之目的。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下:一种地表水氨氮高效去除工艺，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；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；机械充氧系统，用于向水中强制机械充氧，并将铁锰氧化成新生态铁锰复合氧化物；过滤系统，用于为机械充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，锰铁药剂适配投加系统和化学辅助氧化系统均与混合反应沉淀系统相连，逐级经过锰铁药剂适配投加系统和化学辅助氧化系统处理的地表水与机械充氧系统相连，机械充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。本专利技术还具有以下其他技术特点:所述的混合反应沉淀系统包括混合池、反应池和沉淀池，地表水直接进入混合反应沉淀系统中的混合池与混凝剂充分混合，而后流入反应池进行充分絮凝反应形成较大的絮体颗粒，再经沉淀池的沉淀作用去除水体中的絮体颗粒和悬浮物，沉淀池通过出水管与机械充氧系统相连。所述的锰铁药剂适配投加系统包括药剂配制与储存装置、计量投加装置和投药管，药剂配制与储存装置和计量投加装置相连接，计量投加装置通过投药管与机械充氧系统的进水管相连。所述的化学辅助氧化系统由配药装置、投药装置和投药管组成，投药装置与配药装置相连接，投药装置通过投药管与机械充氧系统的进水管相连。所述机械充氧系统依据充氧方式的不同可分为鼓风曝气系统和机械曝气系统两种；所述的鼓风曝气系统包括曝气池、输气管道、曝气器、空气加压装置和布气管道，在曝气池内部设置有布气管道，曝气器固定于布气管道上方，曝气器通过输气管道与空气加压装置相连。所述的机械曝气系统可分为表面曝气、水下曝气和射流曝气三种，所述的表面曝气、水下曝气系统均主要由曝`气机、传动轴、电动机、减速机、曝气池等构成，在曝气池内部安装曝气机，曝气机通过传动轴与电动机和减速机相连。所述的射流曝气系统主要由加压泵、射流管和曝气池等构成。所述滤池采用气水反冲洗形式，滤池中的滤料采用普通均质石英砂滤料、陶粒滤料或锰砂滤料。所述的反冲洗系统包括反冲洗水泵，反冲洗水泵与吸水井相连，反冲洗水泵通过反冲洗水管道与滤池之间通过相连接，滤池还通过输气管道与空气加压装置相连接；所述的滤料再生系统包括加药设施和贮药装置，加药设施与贮药装置相连接，加药设施与滤池相连；所述的消毒系统包括计量投加设施与贮药设施，计量投加设施分别与贮药设施和滤池的出水管道相连。进一步地，所述的空气加压装置为空压机或鼓风机；所述的曝气器的结构形式为管式、盘式、钟罩式或平板式结构。所述曝气机可分为转刷式、转盘式、潜水离心式、深水式、倒伞形立式等。所述的滤池滤速为7~14m/h,滤层厚度为1.2~1.6m,过滤周期为I~4d。所述的滤料再生系统再生周期为I~3年。本专利技术的工艺系统合理有效地集成了锰铁药剂适配投加、化学辅助氧化、机械充氧氧化、截留过滤、化学吸附、化学接触催化氧化等多种技术协同去除水源中的氨氮、浊度和色度，与现有处理技术相比，优点如下:具有去除效率高(氨氮去除95%左右)、处理速度快(7-14m/h滤速可有效去除)、受环境因素影响小，不产生副作用、运行管理简单等技术优势；具有工程投资小、运行成本低等经济优势。此专利技术工艺系统不仅适用于新地表水厂设计，而且易于实现现有地表水厂的升级改造；尤其是对于现有地表水厂的升级改造，仅需增设锰铁药剂适配投加系统、机械充氧系统和化学辅助氧化系统，便能有效提高水中氨氮的去除效能，保证出水水质。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术工艺系统结构示意图。图2为本专利技术工艺流程示意图。附图上的标记为:a、地表水；b、混合反应沉淀系统；c、锰铁药剂适配投加系统；d、化学辅助氧化系统；e、机械充氧系统；e_l、鼓风曝气系统；e_2、机械曝气系统；f、过滤系统；g、消毒系统；h、反冲洗系统；1、滤料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地表水氨氮高效去除工艺系统，其特征在于，包括混合反应沉淀系统（b），用于对地表水（a）进行混合、反应、沉淀处理；锰铁药剂适配投加系统（c），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（d），用于对经锰铁药剂适配投加系统（c）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；机械充氧系统（e），用于向经过锰铁药剂适配投加系统（c）及化学辅助氧化系统（d）的水体进行强制机械充氧，并将铁锰氧化成新生态铁锰复合氧化物；过滤系统（f），用于为机械充氧系统（e）生成的铁锰复合氧化物提供附着表面，形成活性氧化膜，进而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（g），用于灭杀经过过滤系统（f）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（a）与混合反应沉淀系统（b）相连，锰铁药剂适配投加系统（c）和化学辅助氧化系统（d）均与混合反应沉淀系统（b）相连，逐级经过锰铁药剂适配投加系统（c）和（或）化学辅助氧化系统（d）处理的地表水（a）与机械充氧系统（e）相连，机械充氧系统（e）与过滤系统（f）相连，过滤系统（f）包括滤池（12）、反冲洗系统（h）和滤料再生系统（i），反冲洗系统（h）和滤料再生系统（i）分别与滤池（12）相连；过滤系统（f）与消毒系统（g）相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄廷林，章武首，郭渊，文刚，戴雪峰，孔令勇，龚沛，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，中国市政工程西北设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：