[发明专利]生物强化粉末活性炭和硅藻土联用给水净化方法

权利要求书

1.生物强化粉末活性炭和硅藻土联用给水净化方法，其特征在于，该方法将粉体颗粒具有巨大表面积的优势、粉末活性炭和硅藻土对原水中不同性质有机物吸附优势、微生物对有机物的降解作用、以及利用粉末活性炭和硅藻土形成自生动态膜接近超滤膜的分离效果结合在一起，使原水在一个处理水池内，完成吸附、生物降解、动态膜分离全部净化过程，该方法包括以下步骤：

首先，向需要净化的原水连续、定量投加粉末活性炭、硅藻土，通过机械搅拌混合，使之悬浮于水中，吸附原水中的有机物；

然后，通过人工强化方法形成微生物包裹的生物强化粉末活性炭、硅藻土颗粒，利用微生物作用进一步降解原水中有机污染物，处理后出水达到国家《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006规定指标；

所述的方法具体包括以下工艺：

(1)生物强化粉末活性炭、硅藻土联用给水净化技术参数设置：

1)生物强化粉末活性炭、硅藻土联用给水净化池设计水力停留时间为3～5h；

2)首次投加粉末活性炭、硅藻土的量，使净化池中悬浮浓度达到10～12g/L，投加的粉末活性炭、硅藻土的配合比为：粉末活性炭∶硅藻土＝1∶3～1∶3.5；

3)运行阶段连续投加的粉末活性炭、硅藻土的混合物料量为：30～50mg/L，投加的粉末活性炭∶硅藻土＝1∶3～1∶3.5；

4)净化池中总搅拌功率根据有效容积合理布置搅拌机，最不利位置的搅拌功率为25～30W/m³；

5)主要由粉末活性炭、硅藻土混合液形成的动态膜采用180～200目不锈钢网作为支撑体，通量为40～50L/m²·h，根据出水量计算设计支撑网总面积，选择支撑网组件尺寸，以及组合数量；或选择可以耐受高浓度混合液的微滤膜、超滤膜，采用错流运行方式进行固液分离；

6)采用浸没式组件，负压抽吸运行方式；或采用外置式内压管式微滤膜或超滤膜，以正压错流运行方式；

7)动态膜面的错流采用空气提升方式形成，有充氧和控制动态膜面堵塞二个功能，气水比为：曝气量m³/h∶原水流量m³/h等于0.3∶1～1∶1； 

(2)启动期间投加营养物质强化微生物生长：

1)在系统启动初期15天期间，人工投加含碳营养物质，提高微生物的增长速率；

2)测定原水中氨氮、磷的含量，以及高锰酸盐指数；

3)根据测定值计算确定含碳营养物质投加量，按照氨氮、磷二个测定指标中较小一个作为控制配比标准，根据含碳营养物质∶氨氮∶磷＝100∶5∶1的关系，确定含碳营养物质投加量计算值mg/L，实际含碳营养物质投加量为计算值减去高锰酸盐指数测定值；

4)含碳营养物质投加分为首次投加和连续投加2个阶段，首次投加量为上述确定的实际含碳营养物质投加量乘以净化池有效容积获得，连续投加量为实际含碳营养物质投加量乘以进水流量获得；

5)启动15天后，停止投加营养物质，进入微生物驯化期，在20℃水温条件下，驯化期为15～20天；

(3)启动期间流量控制方案：

1)启动初期，首次投加营养物质后，按照设计出水流量运行，第1天采用100％出水回流；

2)第2天开始每天监测进、出水高锰酸盐指数和氨氮值变化，出水回流比例调为70％，排水30％，进水补充30％；

3)如果监测发现出水高锰酸盐指数和氨氮值开始连续2天以上稳定下降，表示微生物生长情况良好，则逐步减少回流比例，增加排水量和进水量；

4)在启动初期15天内，分为3～4步将回流量减少到0，每次减少回流量后，观察2天以上，高锰酸盐指数和氨氮值开始连续2天以上稳定下降后，再继续减少回流比；

5)启动初期15天后进入微生物驯化期，投加营养物质停止，仍然连续投加粉末活性炭、硅藻土的混合物料，进、出水量均为设计流量100％；

(4)运行操作与过程控制措施

1)净化池中混合液浓度达到20～25g/L，通过每日定量排出混合液方式，控制混合液浓度维持在20g/L；

2)混合液排出量计算方法：

每日排出混合物料固体量＝投加粉末活性炭、硅藻土量/天+截留原水悬浮固体量/天+微生物增殖量估计值/天；

每日排出混合液体积＝每日排出混合物料固体量/混合液浓度g/L或kg/m³；

3)动态膜工作周期为：2.5～3h；

4)微滤膜、超滤膜工作周期为0.5h；

5)动态膜组件为6组，串级排列或并列布置；运行模式为始终保持5组运行，1组反冲洗状态；

6)多组超滤膜组件并列布置，运行操作模式为始终保持1～2组反冲洗状态，其余运行；

7)出水特别控制指标为：高锰酸盐指数稳定控制在2mg/L以下，氨氮值稳定控制在0.2mg/L以下；其余指标均满足国家《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006中的各项指标限值要求。