[发明专利]一种适用于河流型水源地水体的生物预处理系统及方法

说明书

本发明公开了一种适用于河流型水源地水体的生物预处理系统及方法，该方法是属于水处理技术领域。本发明涉及的河流型水源地水体的生物预处理方法不需要新建构筑物、不用占用土地，是一种原位预处理方法。水源水经过自然沉淀后流入填料区，在水体自然流态和微孔曝气的双重作用下，与填料充分接触反应，提高了水体的可生化性，能够有效降低水体中氨氮和COD的浓度，最后流入湿地植物区，利用植物‑生物的同化、吸收、转化等作用进一步降低水源水中污染物质。该方法具有基建投资少、实施简单、运行稳定、效果显著等优点。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，更具体地说，是一种针对河流型水源地水体的原位预处理技术。

背景技术

随着我国现代化建设进程的加快，大量工业废水和生活污水不经处理或处理不达标而直接排放，使得城市河流黑臭现象严重，导致城镇的水源地也受到不同程度的污染。水源水中的污染物种类和数量大大增加、性质复杂，但是浓度又相对较低，尤其是那些难降解、已生物累积的有机污染物对人体健康危害极大。而自来水水厂以除浊和消毒为主的常规的水处理工艺对水中微量污染物质没有明显的去除效果，出水水质难以达到水质安全要求。因此，需要对水源水进行合理的预处理，以减轻后续水厂处理工艺的负荷。

水的预处理通常是指在常规处理工艺面前，采用适当物理、化学和生物的处理方法，对水中的污染物进行初级去除，同时可以使常规处理更好地发挥作用，减轻常规处理的负担，改善和提高饮用水水质。目前，常用的预处理技术有曝气法、吸附法、化学药剂法、生物法。其中，曝气法通常不单独使用，如与生物法组合使用，可有效降低水体中的氨氮。吸附法常用一些如活性炭、天然沸石等具有巨大比表面积且吸附能力强的固体材质，可降低水体中浊度、色度等，是水厂常用的处理技术之一。但是，因为这些吸附材料具有不可再生性，且需要固定的反应设备，运行费用高，不适合应用在水源水原位预处理工艺中。化学药剂法主要是采用氧化能力强的药剂，如高锰酸钾、氯、臭氧等，通过破坏水体中污染物的结构，达到转化或分解污染物的目的。该技术也是水厂常用的处理技术之一，污染物去除效果显著，但是使用化学药剂处理饮用水往往具有一定的安全风险，且用在水源地预处理过程中，处理成本高、对河流生态系统影响大等。水源水的生物预处理方法主要就是生物膜法，包括生物接触氧化池、生物滤池、生物转盘、生物流化床等。另外，人工湿地也是目前运用较多的预处方法之一，不管是生物膜法还是人工湿地法，对水体中的氨氮和有机物均具有较好的去除效果，且经济有效、无二次污染、运行成本低、管理简便。

在水源地原位预处理技术研究中，国内学者开展了众多方面的研究。刘科军、吕锡武等利用三阶跌水曝气反应器处理了太湖边充山水库水厂的水源水，水质取得明显提升，主要水质指标浊度、氨氮和高锰酸盐指数分别下降36.2％、65.4％和17.0％。董玉莲等运用悬浮填料生物接触法对珠江原水进行预处理，经处理后原水中氨氮和高锰酸盐指数分别下降了80％～90％、15.6％～23.2％；韩梅等研究了齿轮型流化载体生物接触氧化池对某水厂水源水预处理效果，结果表明氨氮去除率达80.26％。而本发明适用于河流水源地，根据实地的水文特性，结合微动力曝气和载体生物膜技术，实际应用后，主要水质指标因子浓度较前人研究成果有明显减小。

例如，中国专利申请号为200810155119.0，申请公开日为2009年3月11日的专利申请文件公开了一种饮用水源水的多级生态净化工艺。该专利采用沉淀池、生化池、复合湿地和调蓄水库四个工艺单元串联；中国专利申请号为201210181368.3，申请公开日为2012年10月3日的专利申请文件公开了一种受污染饮用水源原水的生态净化工艺。该专利的原水依次流经预处理单元、负荷湿地净化单元、高效氧化净化单元、沉水植物净化单元和深度净化单元，出水进入水厂进行处理。以上两种预处方法均采用人工湿地法对水源水进行预处理，对水中的污染物处理效果较好，但是运用人工湿地预处理水源水均存在占地面积大、基建费用和运行成本较高、流程较为复杂等缺点。