[发明专利]微污染水源水原位净化系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种微污染水源水原位净化系统，尤其涉及一种利用沸石吸附过滤与生物接触氧化相结合的技术进行微污染水源水原位净化的装置。属于微污染水源原水预处理技术领域。

背景技术

近年来，作为主要水源地的湖泊、水库水质不断恶化，富营养化加剧。由于湖泊、水库水深大、流动性小，容易出现水体分层现象：夏季表层水体温度高、密度小，底层水体温度低而密度大，上下层水体之间保持相对静止，加之水体处于富营养化状态，藻类极易在光照充足的表层水体大量生长；而底层水体缺氧导致底泥中有机质、氮、磷等污染物的释放，造成水源水的微污染。微污染水源水不仅危害人体健康，而且给自来水厂的运行和出水水质造成很大影响。

在实际水源地中，水体中存在的主要污染物是氨氮和藻类，在相关水质标准中尤其对氨氮的含量做了严格限定。现有的微污染水源水治理技术主要包括原位处理和异位处理，由于湖泊、水库水量大，异位治理技术在应用中存在投资大、成本高等不足，因此在处理技术的发展过程中，原位处理技术逐渐得到了实际应用的机会。扬水曝气就是近年来应用较为广泛的一种原位处理技术，该技术通过扬水设备形成间歇气弹带动水体混合，将藻类从水体表层带到底层光限制区，抑制藻类生长，并向水体充氧改善水质。扬水曝气能够有效抑制藻类增殖现象，但是却不能从微污染水体中去除氨氮等污染物，不能很好地解决氨氮和藻类复合污染的问题。因此，急需研究开发一种能够同时防止藻类和氨氮污染的水源水原位预处理技术，从而提升水源原水水质。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种微污染水源水原位净化系统，不仅能将水体充分混合，抑制藻类生长，并且能通过沸石填料吸附过滤、生物接触氧化技术去除水中的氨氮、有机物和悬浮颗粒物。

为实现这一目的，本发明在湖泊、水库等水域中组合安装的微污染水源水原位净化系统包括一扬水设备和若干沸石填料装置。扬水设备垂直安装于水中，沸石填料装置以扬水设备为中心呈环形布置，两者之间通过绳索联结固定。在扬水设备中，气弹推动下层水体上升并分布到沸石填料装置，该填料装置由沸石填料、U型支撑结构和浮子组成。沸石填料表面是一种凹凸不平的多孔结构，对水中的氨氮有很强的吸附富集功能，使游离在水中的硝化细菌能够在沸石表面固着生长。在好氧条件下，硝化细菌利用硝化作用将氨氮转化为硝态氮从填料区脱离而从水体中去除，此过程同时实现了沸石的生物再生，使该装置能持续性地从水中吸附去除氨氮；同时该净化装置在运行中能同步吸附过滤有机物和悬浮颗粒物，提升水源水水质。

本发明的系统具体结构为：

微污染水源水原位净化系统由扬水设备和以扬水设备为中心环形设置的若干沸石填料装置构成。所述扬水设备为筒状结构，底部设有气室，气室出口设有隔板，气室进气口连接空气压缩机，扬水设备的顶部连接浮筒，底部连接沉子，从而垂直竖立于水中并保持位置固定。所述沸石填料装置中，沸石由圆心向外围的方向分三层铺设于U型支撑中，沸石平均粒径为内层60～100mm，中层50～80mm，外层30～60mm，按照与扬水设备距离的增大依次减小；三层沸石采用尼龙网分隔；U型支撑外壁连接有浮子，使沸石填料装置浮于水面；U型支撑的内壁上设有挂环，通过绳索与扬水设备连接，保持沸石填料装置与扬水设备的位置相对稳定。所述扬水设备顶部距水面2m，所述沸石填料装置距扬水设备25～50m。

本发明中，扬水设备的个数和规格可以根据水域的水面面积和平均水深确定。扬水设备采用有机塑料材质，通过空气压缩机供气形成间歇性“气弹”，从而带动水体混合流动，使水流经过沸石填料装置；同时破坏水体分层，将藻类带到水体底部的光限制区，抑制藻类生长。

扬水设备运行时，距扬水设备25～50m处(水面流速≤0.5m/s)的水面，以扬水设备为中心设置环形沸石填料装置，在此位置下的填料装置不会对扬水设备混合水体的作用造成影响，并形成一定流速的水流穿过沸石填料装置。填料采用沸石，铺设于断面为U型的支撑结构中，该U型支撑宽2～6m，高0.5～3m，为高分子有机塑料材质。该U型支撑的三面支撑壁上设有穿孔，孔径50～100mm，过水面积不低于壁面的60％，使水流顺利流经沸石填料装置。

本发明中，扬水设备顶部连接的浮筒高30～40cm，直径为10～15cm，内部为塑料泡沫。

本发明中，用于分隔三层沸石的尼龙网的网孔为10～20mm，沸石填料的顶部低于U型支撑顶部10～20cm。

本发明中，U型支撑外壁连接的浮子高60～80cm，直径为20～30cm。