[发明专利]羟基自由基杀灭水华微藻与矿化有机污染物处理系统及其方法

说明书

羟基自由基杀灭水华微藻与矿化有机污染物处理系统及其方法，设有羟基自由基强氧化预处理系统、羟基自由基矿化有机污染物系统、次氯酸钠消毒单元、中央控制系统、余氯在线监测仪、混凝沉淀池、砂滤池、清水池、次氯酸钠存储罐、机械泵、控制器、水流量计、电磁阀和单元出水阀；羟基自由基强氧化预处理系统设有羟基自由基强氧化预处理装置、第1水射流空化液液溶解装置和第1余氯在线监测仪；羟基自由基矿化有机污染物系统包括羟基自由基矿化有机污染物装置、第2水射流空化液液溶解装置、第2余氯在线监测仪。

技术领域

本发明涉及水华微藻以及有机污染物处理，尤其是涉及羟基自由基杀灭水华微藻与矿化有机污染物处理系统及其方法。

背景技术

湖泊水或河流水库区水是我国重要的地表水饮用水源，随着经济的发展，地表水饮用水源营养盐负荷日益增加，水体中主要的污染指标如化学需氧量、总磷和氨氮等的升高，导致藻类在春夏季节大量繁殖。近年来，我国的滇池、巢湖、太湖等大型淡水湖泊基本都处于富营养化状态。湖泊中水华大量暴发，水体异常腥嗅，且呈深褐色，藻类死亡导致水质进一步恶化，并大量释放出藻毒素等有机污染物，严重威胁城市饮用水供水安全。

现阶段我国大部分水厂采用的是混凝-沉淀-过滤-氯消毒的净水工艺。但当值藻类爆发生长期，藻类细胞可能向胞外分泌可溶性有机物。藻类分泌的此类物质主要由含氮物质和戊糖胶类物质组成，在混凝沉淀阶段将与混凝剂中的铁盐、铝盐等形成络合物悬浮于水中，不利于脱稳，无法有效沉淀藻类。经过混凝沉淀池后水中藻类仍可达到10⁵cells/mL左右，高密度的藻类随后进入滤池，容易造成滤池的堵塞。由此可见，传统的“混凝-沉淀-过滤-氯消毒”方式不能很好地杀死和去除藻类。此外，藻类产生的藻毒素和次级代谢产物如致嗅物质等化学结构较为稳定，常规氯消毒工艺很难将其氧化降解。李学艳等(李学艳,马军,陈忠林,等.若干氧化剂对水中嗅味物质2-MIB的氧化去除[J].黑龙江大学自然科学学报,2007,24(01):76-80)研究发现KMnO₄、H₂O₂以及NaClO等消毒剂几乎无法氧化降解2-甲基异莰醇。

我国针对高藻饮用水的相关专利已有如下报道。

中国专利CN106044875A公开一种高藻水的处理方法及处理系统，使用添加不同滤料的方法来滤除高藻，但该方法需要经常更换膜，成本较高。中国专利CN104176839A公开一种使用膜处理和粉末活性炭投加的处理系统，但使用的膜片需要化学清洗，投加的粉末活性炭吸附在膜表面也可能加剧膜污染。中国专利CN104925920A公开一种物化强化灭藻的方法，在预处理前同时投加铜盐与氯，氯自由基可破坏藻细胞壁的完整性，铜离子作用于细胞质。但对藻类细胞壁的破坏可能造成藻内溶质的溢出，释放出藻毒素。中国专利CN101948153A公开了一种高藻水原水的超声波-紫外线耦合预处理装置，但该方法的处理量仅为3m³/h，较难实现自来水厂的应用。

综合分析以上高藻水处理技术，物理法虽不会造成藻细胞破裂释放胞内溶质，但需要经常更换滤膜，成本较高。传统化学法虽能有效杀灭藻类，但容易造成二次污染，生成有毒消毒副产物。紫外法等高级氧化技术生成的羟基自由基能快速杀灭藻类矿化有机污染物，但大部分的高级氧化技术水处理量小，无法实现水厂规模化的应用。因此，研发应急供水技术装备，安全有效的杀灭高藻、矿化有机污染物，保障群众生活用水，对维护社会稳定具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供羟基自由基杀灭水华微藻与矿化有机污染物处理系统及其方法。

本发明设有羟基自由基强氧化预处理系统、羟基自由基矿化有机污染物系统、次氯酸钠消毒单元、中央控制系统、余氯在线监测仪、混凝沉淀池、砂滤池、清水池、次氯酸钠存储罐、机械泵、控制器、水流量计、电磁阀和单元出水阀；

所述羟基自由基强氧化预处理系统设有羟基自由基强氧化预处理装置、第1水射流空化液液溶解装置和第1余氯在线监测仪；