[发明专利]应对饮用水突发致嗅物质污染的曝气吹脱系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种应对饮用水突发致嗅物质污染的曝气吹脱系统和方法。

背景技术

嗅味是饮用水水质标准中重要的一项感官性状指标，尽管地表水质量标准中没有关于该指标的规定限值；但一当饮用水水源受到含有大量的致嗅物质的污染时，常规净水工艺的局限性导致饮用水会有嗅味异常的水质风险，城市供水企业就不得不面临处理含有超标的致嗅物质的难题。目前可用于饮用水嗅味处理的方法主要有粉末活性炭吸附法和化学氧化剂氧化法两种，但均不同程度存在成本高或效率低的问题。

粉末活性炭吸附法利用活性炭发达的多孔特性使致嗅物质吸附于固体表面，从而达到分离致嗅物质的目的。此方法的主要缺点是：目前没有很好的粉末活性炭回收再生利用方法，只能一次性使用，费用较高，不适用于市政自来水厂，尤其是大中型自来水厂。

高锰酸钾氧化法利用其本身的氧化性来氧化水中的致嗅物质，使其达到分解的目的。此方法的缺点是高锰酸钾的氧化性不强，对水中典型致嗅物质的去除效果较差；如果投加量过多时，残余的高锰酸钾会在市政自来水管网中与其他物质继续反应，使用户龙头水出现呈黄褐色，并易使衣料着色等一系列不良后果；食品级高锰酸钾的价格较高。

二氧化氯具有较强的氧化性，是一种广谱杀菌剂，在碱性条件下仍具有很强的杀菌能力，对藻类也有很好的杀灭作用。二氧化氯对一些使水带有泥腥怪味的物质如2-甲基异茨醇等，具有一定的去除效果。但此方法的主要缺点是二氧化氯的液体与气体极不稳定，在空气中浓度为10％时就可能爆炸，到目前为止，将二氧化氯液化储存的种种努力都没有非常成功，只能在使用现场临时制备。此外，加入到水中的二氧化氯有50％～70％转变为ClO₂^-、ClO₃^-，这些无机副产物还会引起损害红血细胞、干扰对碘的吸收代谢、使血液中胆固醇升高等不利于健康的问题。

臭氧的氧化能力相对较强，虽然去除去除致嗅物质的能力略优于高锰酸钾和二氧化氯；但存在现场制备困难、使用成本高昂的不足。

水中典型致嗅物质如土臭素和二甲基异冰片属半挥发性物质，理论上可以采用曝气吹脱的方法对其进行去除，而且曝气吹脱系统方法易于实施、成本低廉；但目前尚未见此方面的专利申请和授权。

发明内容

本发明的目的在于针对现有嗅味控制技术的不足，提供了一种应对饮用水突发致嗅物质污染的曝气吹脱系统和方法，以实现在水体突发性嗅味污染时，经济、安全、高效确保城市供水行业正常供水，以解决目前的饮用水常规处理工艺无法应对水源水致嗅物质污染物的超标问题。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

应对饮用水突发致嗅物质污染的曝气吹脱系统，包括用于模拟水体的曝气柱，曝气柱的底部设置底部支座，曝气柱的侧壁上从下至上依次设置出水口和若干取样口，曝气柱内设置有曝气头，且曝气头布置在底部支座上，曝气头通过曝气吹脱软管与设置在水体外的空气泵相连。

本发明进一步的改进在于，曝气头的微气孔直径为1mm～3mm，其铺设位置距水面高度为40cm。

本发明进一步的改进在于，曝气柱的侧壁上从下至上设置有第一出水口和第二出水口，其中，第一出水口距离曝气柱底部30cm处，第二出水口距离曝气柱底部10cm处。

应对饮用水突发致嗅物质污染的曝气吹脱方法，包括以下步骤：

当水体突发致嗅物质污染时，构建一个曝气吹脱系统：

先在水体外安装一个空气泵，以气体流量计测定曝气量，单位为L/min；

然后在水体底部安装一个底部支座和设置在底部支座上的曝气柱，曝气柱的侧壁上从下至上依次设置出水口和若干取样口，并在曝气柱内设置一个曝气头，且曝气头布置在底部支座上，曝气头通过曝气吹脱软管与设置在水源外的空气泵相连；

在空气泵插入电源启动后，通过调整曝气头的出气流量，对突发致嗅类物质的水源进行曝气吹脱处理，其中，致嗅类物质包括土臭素、二甲基异冰片、乙硫醇以及二甲基三硫醚，根据致嗅类物质在水源中的浓度和国家生活饮用水卫生规范的对应限值，实时调整水体中所需要的气水比。

本发明进一步的改进在于，水源中土臭素和二甲基异冰片浓度分别不高过40ng/L和20ng/L的场合，即水源水中土臭素和二甲基异冰片浓度超标倍数分别不超过3倍和1倍的场合，所采用的气水比为30。

本发明进一步的改进在于，曝气柱的侧壁上从下至上设置有第一出水口和第二出水口，其中，第一出水口距离曝气柱底部30cm处，第二出水口距离曝气柱底部10cm处。