[发明专利]O3-BAC水处理工艺及其配套饮用水处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种饮用水处理工艺及设备，特别是涉及一种O₃-BAC水处理工艺及其配套饮用水处理设备。

背景技术

O₃-BAC（臭氧-生物活性炭）深度处理工艺是国内外研究较多的给水处理技术。O₃-BAC工艺是将活性炭物理化学吸附、臭氧化学氧化、生物氧化降解及臭氧灭菌消毒四种技术集成为一体的工艺。从20世纪60年代开始，欧洲一些国家就利用生物活性炭技术来处理饮用水，并取得良好的效果。德国杜塞尔多夫水处理厂首先采用臭氧-生物活性炭技术，我国自20世纪80年代开始研究O₃-BAC工艺，目前全国多个地区均已有水厂运行。

O₃-BAC工艺的一般工艺流程为：取水→预臭氧接触处理→混凝沉淀→砂过滤→后臭氧接触处理→炭过滤→消毒→供水。该工艺主要由两部分组成：臭氧氧化和生物活性炭的物理吸附、生物降解。臭氧具有极强的氧化能力，其在水中的氧化还原电位仅次于氟。利用臭氧的氧化作用，初步氧化分解水中的一部分简单的有机物及其还原性物质，使之变为CO₂和H₂O，以降低生物活性炭滤池的有机负荷，提高活性炭处理能力。颗粒活性炭极其丰富的微孔体积和巨大的比表面积，使其具有良好的吸附性能。而水中溶解杂质溶质分子的憎水性和活性炭对溶质分子的静电吸附、物理化学吸附以及生物吸附的联合作用，使活性炭对多种分子量大而极性小的有机有害物质、金属、非金属、色、嗅、味、酚类、表面活性剂、不易溶解的碳氢化合物以及各种农药去除效果明显。但对极性溶剂和分子量小的有机氯化物吸附较差，而且需要频繁再生、费用较高。颗粒活性炭又是微生物生长的载体，但必须以水中充足的溶解氧作为好氧微生物着床、生长、繁殖的必要条件。活性炭表面及微孔形成的微生物膜通过生物降解作用，可进一步降解在活性炭表面及微孔富集的有机物，从而降低了活性炭的吸附饱和度，延长了其使用寿命。因其生物活性炭是通过界面吸附作用实现水质净化的目的。

臭氧和活性炭吸附联合使用，除可保持各自的优势外，臭氧对大分子的开链作用与充氧作用，为活性炭提供了更易吸附的小分子物质和产生生物活性炭作用的溶解氧，而臭氧化可能产生的有害物质，则可被活性炭吸附并降解，这使臭氧一生物活性炭吸附工艺相得益彰。

O₃-BAC深度处理工艺对有机物、NH₄⁺-N、NO₂^--N等的去除效果良好，出水水质可达到《饮用净水水质标准》（CJ94-1999）。但是，该工艺对NH₄⁺-N的去除效果随季节变化而波动很大，例如文献《杭州市南星水厂O₃-BAC工艺的运行效果分析》（中国给水排水，第22卷第17期）中指出，其所使用的O₃-BAC工艺在每年的11月份至次年的2月份对NH₄⁺-N的去除率只有61-79.89%，而在其他时间对NH₄⁺-N的去除率均可达97%以上。这主要是由于冬季气温低，生物活性炭上微生物的活性弱，而进入3月份后，随着气温的上升则微生物逐渐恢复其活动能力，对C、N、P等营养物质的需求增加，对NH₄⁺-N的去除率也随之提高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种O₃-BAC水处理工艺及其配套的饮用水处理设备，该设备可适用于不同季节，适用于各种微污染原水，可以解决现有技术中存在的上述技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供了一种臭氧-生物活性炭水处理工艺，包括以下步骤：

1）将原水通入预臭氧接触柱中与臭氧接触；

2）所述预臭氧接触柱的出水与混凝剂混合后进入混凝沉淀器中混凝沉淀；

3）所述混凝沉淀器的出水依次经石英砂过滤器和精细过滤器过滤；

4）所述精细过滤器的出水进入后臭氧接触柱中与臭氧接触；

5）所述后臭氧接触柱的出水再依次经活性炭过滤器和超滤膜过滤系统过滤。

优选地，步骤1）中，所述预臭氧接触柱中的臭氧投加量为1-2mg/L，接触时间为3-10min。最优选地，步骤1）中，所述预臭氧接触柱中的臭氧投加量为1.5mg/L，接触时间为3min。