复合微污染水源水中Fe、Mn和氨氮协同去除工艺系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种复合微污染水源水中Fe、Mn和氨氮协同去除工艺系统，针对地表水处理通过混合反应沉淀系统、化学辅助氧化系统、空气氧化系统、过滤系统和消毒系统；而地下水处理除不设置混合反应沉淀系统外，其他与地表水处理系统完全一致。本实用新型专利技术合理有效地集成了传质充氧、自然氧化、化学氧化、截留过滤、物理化学吸附、接触催化/生物氧化等多种技术，可有效地协同去除复合微污染水源中的浊度、色度、Fe、Mn和氨氮。不仅具有去除效率高、处理速度快、受环境因素影响小，不产生副作用、运行管理简单等技术优势，而且具有工程投资小、运行成本低的经济优势；不仅适用于新水厂设计，而且易于实现现有水厂的升级改造。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种复合微污染水源水中Fe、Mn和氨氮协同去除工艺系统，针对地表水处理通过混合反应沉淀系统、化学辅助氧化系统、空气氧化系统、过滤系统和消毒系统；而地下水处理除不设置混合反应沉淀系统外，其他与地表水处理系统完全一致。本技术合理有效地集成了传质充氧、自然氧化、化学氧化、截留过滤、物理化学吸附、接触催化/生物氧化等多种技术，可有效地协同去除复合微污染水源中的浊度、色度、Fe、Mn和氨氮。不仅具有去除效率高、处理速度快、受环境因素影响小，不产生副作用、运行管理简单等技术优势，而且具有工程投资小、运行成本低的经济优势；不仅适用于新水厂设计，而且易于实现现有水厂的升级改造。【专利说明】复合微污染水源水中Fe、Mn和氨氮协同去除工艺系统
本技术属于饮用水处理
，主要涉及一种复合微污染水源水中Fe、Mn和氨氮协同去除的技术方法，具体涉及一种技术集成、流程简短、处理高效、系统完备的复合微污染水源水中Fe、Mn和氨氮协同去除工艺。
技术介绍
近年来，我国水污染日趋严重，饮用水水源也受到不同程度的污染，尤其是近年来全国各地饮用水水源Fe、Mn和氨氮等复合微污染的频繁出现，对饮用水水质安全造成了直接威胁，而常规的饮用水净化工艺已难以保证处理后饮用水的达标供应，因此，复合微污染水源水中Fe、Mn和氨氮复合污染物的有效去除已成为当前我国饮用水安全保障面临的重要问题之一。目前，全国655个城市中以地下水作为主要供水水源的有400多个，约占城市总数的61%。但随着我国国民经济的飞速发展，地下水水污染问题日趋严重，特别是对地下水依赖程度较高的北方地区，正面临地下水储量下降、水质恶化、用水负荷上升的严峻形势；而地下水的Fe、Mn和氨氮污染已成为较为常见的现象，依据环保部对全国1817个地下水水源进行监测评价发现:Fe、Mn和氨氮指标超标率分别为15.58%、12.56%和10.63%，处于所有考察指标的前三位。由于城市污水处理相对不力，以及农业生产大量使用化学肥料，使地表饮用水源污染呈加重趋势，未达到III类水质的河流段仅占35.8%，这使得我国大多数城市集中式地表饮用水水源已经或正在逐步将河流型更替为水库、湖泊型；调查表明，目前水库、湖泊型饮用水水源地约占地表水集中式饮用水水源地的40.2%。而水库和湖泊水体因其具有容量大、水深大、流动性差等特点，容易形成水体分层，使下层水体溶解氧减少，处于缺氧或厌氧状态，导致底层中污染物的大量释放，最终引起底层和中层水中Fe、Mn和氨氮含量的季节性超标，如青岛崂山水库、贵阳阿哈水库和福建古田溪水库等。由此可见，城市饮用水水源受Fe、Mn和氨氮复合污染的现象较为常见。研究表明，当铁浓度高于0.5mg/L时，水体会产生明显的嗅味与颜色，影响感官；长期锰摄入过量，可能导致消化系统与骨骼疾病；而氨氮浓度超标会导致自来水厂消毒过程消毒剂用量增加并产生令人厌恶的嗅和味。目前，针对Fe、Mn和氨氮单一污染指标的处理技术已较为成熟，但针对Fe、Mn和氨氮同时超标的复合微污染协同去除工艺鲜有报道。当前，水中铁锰去除主要是先将水中低价离子氧化为高价后，再通过滤层过滤实现分离。而常见的氨氮处理方法主要有吸附去除法、折点加氯法和生物脱氮法等，其中吸附去除法因其建设运行成本高和运行管理难度大等缺点而应用较少；折点加氯虽可去除水中氨氮，但投氯量的增加易致消毒副产物的生成风险加大，从而导致水质安全性下降；采用生物接触氧化法或曝气生物滤池等生物脱氮法常用作在常规处理工艺前增设的生物预处理工艺，虽对自来水中氨氮的去除率可达80%，同时对铁锰具有一定的去除效果(不足50%)，但其工艺流程长、受温度影响大、运行周期长、投资大、运行费用较高、运行管理难度大等因素的影响，使其推广应用受到极大限制。因此，当下迫切需要解决的一个技术问题就是:如何能提出一种水处理工艺或系统，以解决现有工艺技术中存在的问题，既能协同有效地去除复合微污染水源中的Fe、Mn和氨氮，又能缩短处理工艺流程、降低处理成本、节省建设投资以及简化运行管理。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可协同去除复合微污染水源中Fe、Mn和氨氮的新系统，既可实现对低价铁锰的催化氧化去除，又可实现氨氮的短流程、高效去除，从而达到成本低廉、投资节省以及运行管理简单之目的。为了实现上述目的，本技术采取的技术方案如下:一种复合微污染水源水中Fe、Mn和氨氮协同去除工艺系统，包括混合反应系统，用于对地表水进行混合、反应、沉淀处理；化学辅助氧化系统，用于对经过混合反应系统处理后的地表水中的低价态铁锰进行化学氧化反应，以及用于对地下水中低价态铁锰进行化学氧化反应；空气氧化系统，用于对依次经过混合反应系统及化学辅助氧化系统处理后的地表水，或者经过化学辅助氧化系统处理后的地下水进行氧化反应，空气氧化系统分为空气机械充氧系统和空气自然充氧系统，空气机械充氧系统用于地表水水处理系统的强制机械充氧和将铁锰氧化成新生态铁锰复合氧化物，空气自然充氧系统用于地下水水处理系统的自然充氧和将铁锰氧化成新生态铁锰复合氧化物；过滤系统，用于去除经过空气氧化系统处理后的地表水和地下水中的Fe、Mn、氨氮、悬浮物和颗粒物；消毒系统，用于灭杀经过过滤系统处理后的地表水和地下水中的病原微生物,最终输出达标水质；其中，地表水与混合反应系统相连，化学辅助氧化系统分别与混合反应系统及地下水相连，经过化学辅助氧化系统处理的地表水与空气机械充氧系统相连，经过化学辅助氧化系统处理的地下水与空气自然充氧系统相连，空气机械充氧系统和空气自然充氧系统分别与过滤系统相连，过滤系统包括滤池、反冲洗系统和滤料再生系统，反冲洗系统和滤料再生系统分别与滤池相连；过滤系统与消毒系统相连。本技术还具有以下其他技术特点:所述的混合反应系统包括混合池、反应池和沉淀池，地表水直接进入混合反应系统中的混合池进行水体与混凝剂的混合，而后流入反应池进行充分絮凝反应形成较大的絮体颗粒，再经沉淀池的沉淀作用去除水体中的絮体颗粒和悬浮物，沉淀池通过出水管与空气机械充氧系统相连。所述的化学辅助氧化系统由配药装置、投药装置和投药管组成，投药装置与配药装置相连接，投药装置通过投药管分别与空气机械充氧系统和空气自然充氧系统的进水管相连。所述的空气机械充氧系统依据充氧方式的不同可分为鼓风曝气系统和机械曝气系统两种。所述的鼓风曝气系统包括曝气池、输气管道、曝气器、空气加压装置和布气管道，在曝气池内部设置有布气管道，曝气器固定于布气管道上方，曝气器通过输气管道与空气加压装置相连。所述的机械曝气系统分为表面曝气、水下曝气和射流曝气三种，所述的表面曝气、水下曝气系统均由曝气机、传动轴、电动机、减速机、曝气池等构成，在曝气池内部安装曝气机，曝气机通过传动轴与电动机和减速机相连。所述的射流曝气系统由加压泵、射流管和曝气池构成。所述的空气自然充氧系统分为向上喷洒、向下喷淋或跌水三种方式，所述的向上喷洒系统包括喷洒池、喷洒管、喷洒装置，喷洒池的底部铺设有喷洒管，喷洒装置安装于喷洒管上方。所述滤池采用气水反冲洗形式，滤池中的滤料采用普通均质石英砂滤料或陶粒滤料。所述的反冲洗系统包括反冲洗水泵、空气加压装置、反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合微污染水源水中Fe、Mn和氨氮协同去除系统，其特征在于，包括混合反应系统（c），用于对地表水（a）进行混合、反应、沉淀处理；化学辅助氧化系统（d），用于对经过混合反应系统（c）处理后的地表水中的低价态铁锰进行化学氧化反应，以及用于对地下水（b）中低价态铁锰进行化学氧化反应；空气氧化系统（e），用于对依次经过混合反应系统（c）及化学辅助氧化系统（d）处理后的地表水，或者经过化学辅助氧化系统（d）处理后的地下水进行氧化反应，空气氧化系统（e）分为空气机械充氧系统（e?1）和空气自然充氧系统（e?2），空气机械充氧系统（e?1）用于地表水（a）系统的机械充氧和将铁锰氧化成铁锰复合氧化物，空气自然充氧系统（e?2）用于地下水系统（b）的自然充氧和将铁锰氧化成铁锰复合氧化物；过滤系统（f），用于去除经过空气氧化系统（e）处理后的地表水和地下水中的Fe、Mn、氨氮、悬浮物和颗粒物；消毒系统（g），用于灭杀经过过滤系统（f）处理后的地表水和地下水中的病原微生物，最终输出达标水质；?其中，地表水（a）与混合反应系统（c）相连，化学辅助氧化系统（d）分别与混合反应系统（c）及地下水（b）相连，经过化学辅助氧化系统（d）处理的地表水（a）与空气机械充氧系统（e?1）相连，经过化学辅助氧化系统（d）处理的地下水（b）与空气自然充氧系统（e?2）相连，空气机械充氧系统（e?1）和空气自然充氧系统（e?2）分别与过滤系统（f）相连，过滤系统（f）包括滤池（12）、反冲洗系统（h）和滤料再生系统（i），反冲洗系统（h）和滤料再生系统（i）分别与滤池（12）相连；过滤系统（f）与消毒系统（g）相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄廷林，章武首，文刚，郭渊，孔令勇，赵荣，戴雪峰，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，中国市政工程西北设计研究院有限公司，
类型：实用新型
国别省市：