Uv與臭氧協同改性濾料的給水深度處理工藝及其設備的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種UV與臭氧協同改性濾料的給水深度處理工藝及其設備,特點是將污水輸送到設備中，經臭氧優化處理進行氧化分解，再經過濾部進行吸附處理，然后在低濃度臭氧與UV聯合作用下產生強氧化性的·OH，進一步降低溴酸鹽和其他有害物質，且UV起到對水進行消毒的作用。設備將臭氧氧化處理，濾料過濾和UV耦合臭氧氧化過程集為一體，其中臭氧優化處理部位于過濾部的中下部，使臭氧與水有充分的接觸，起到良好的氧化處理效果，同時臭氧氧化后的副產物易于與濾料接觸和反應，臭氧氧化副產物得到去除。采用改性濾料提高吸附處理效果，本發明簡化給水處理工藝，解決了現有臭氧副產物問題，改善給水處理的出水水質，且降低處理的成本。
【專利說明】UV與臭氧協同改性濾料的給水深度處理工藝及其設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種給水深度處理工藝及其設備，特別涉及一種給水臭氧與UV協同改性濾料的深度處理及去除臭氧氧化副產物的工藝和設備，屬于市政工程和環境工程領域。
【背景技術】
[0002]隨著飲用水的水源污染加劇和水質標準的提高，作為飲用水深度處理技術之一的臭氧化工藝得到了越來越廣泛的應用。臭氧可有效去除或降低有機物污染程度，并能對水進行消毒。目前，為了應對水源的污染，市政供水的自來水廠，無論是新建設的水廠還是改造的水廠，其工藝流程基本采用臭氧氧化和活性炭吸附聯合深度處理工藝。
[0003]雖然臭氧工藝為受污染原水的飲用水深度處理技術提供了有效途徑，但也不可避免的帶來了一些問題。首先，臭氧氧化副產物殘留問題，若水源中含有溴化物，則經過臭氧氧化后會產生溴酸鹽，上述工藝對溴酸鹽的去除僅僅是活性炭的吸附，去除率低。其次，工藝流程繁瑣。特別是對現有傳統工藝的改造，需要增加多個構筑物，并且在現有處理工藝高程確定的情況下，在構筑物之間增加處理單元勢必要破壞原來的水力平衡，或者增加提升設備而增大能耗，或者減少后續構筑物的使用范圍。
[0004]所以，如何利用臭氧氧化技術的同時去除臭氧氧化副產物及簡化工藝流程，提高供水水質成為亟需解決的一個問題。
【發明內容】
[0005]本發明的目的為了克服現有采用臭氧氧化和活性炭吸附聯合深度處理工藝及其設備的缺點，提供一種UV與臭氧協同改性濾料的給水深度處理工藝及其設備。
[0006]本發明采用以下技術方案:一種UV與臭氧協同改性濾料的給水深度處理工藝，其特點是，該處理工藝為:
O污水通過待處理水進水管進入設備，均勻噴灑在設備中的濾料層上，同時臭氧曝氣管層最早送入臭氧，污水在經過濾料吸附處理的同時也經過臭氧與污水中部分有機物直接氧化分解；
2)流到臭氧曝氣管層下方的污水會再一次接觸第二層濾料，濾料吸附處理進一步去除有害物質；
3)經臭氧氧化和濾料處理后的污水流進設備中設置有UV燈管層的區域，在UV燈管層作用下，臭氧過程產生大量的.0Η，強氧化性的.0H高效去除溴酸鹽和其他有害物質，且UV可對處理后個的水進行消毒；
4)凈化后的水經過處理后水出水管流向實際工程中的下一處理單元；
5)設備定期進行反沖洗，采用反沖洗水泵將反沖洗水經過底部的反沖洗進 水管進入設備，濾料支撐層均勻配水沖洗濾料，沖洗完成后從反沖洗出水 管排出。[0007]—種用于上述處理工藝的設備，其特點是，所述設備包括箱體，箱體內從上到下分別設置反沖洗出水管、待處理水進水管、主要由濾料層和濾料支撐層構成的過濾部、UV燈管層、由臭氧曝氣管和曝氣頭組成的臭氧曝氣管層、處理后水出水管和反沖洗進水管。
[0008]所述進水管與出水管的管徑比為1:2，反沖洗進水管與處理后水水出水管共用一個管道，反沖洗出水管和待處理進水管共用一個管道，所述反沖洗進水管上的反沖洗進水噴頭數量需要6個/m3。
[0009]所述的主要由濾料層和濾料支撐層構成的過濾部，位于待處理進水管下方，設兩層濾料，總體積為箱體的2/3，第一層體積為第二層體積的2倍，過濾填料采用納米鐵、改性的顆粒活性炭或石英砂，濾料支撐層采用大粒徑的砂、鵝卵石、礦渣、碎玻璃，體積為濾料總體積的1/5。
[0010]所述的臭氧曝氣管和曝氣頭組成的臭氧曝氣管層位于兩層濾料之間或設置在濾料層的底部，以使臭氧與水充分接觸。
[0011]所述的UV燈管層采用波長為182~280nm的紫外燈管一層或多層位于濾料支撐層的下部、處理后水水出水管出水口前端。
[0012]上述UV即是紫外線(ultraviolet )的縮寫。上述為臭氧濾池設備的技術方案為重力流式，如待處理水從下面流流入，結構作上下調整即為上流式的技術方案。
[0013]本發明的有益效果是:
1.本發明的工藝及其設備，用于微污染水源的深度處理，可與現有處理工藝結合，也可以在現有砂濾池的基礎上進打改造。
[0014]2.將臭氧氧化處理過程,濾料過濾過程和UV稱合臭氧氧化過程集為一體,三個處理過程同時進行并互相影響。不僅進行了深度處理，也同時去除或降低了臭氧氧化產生的副廣物，提聞了水的品質。
[0015]3.改性的濾料提高了處理效果，減少了濾料成本。
[0016]4.經過該設備的多重的處理可以有效去除臭氧氧化副產物，使出水水質得到保障，有效替代給水處理中石英砂過濾+臭氧氧化+活性炭過濾的工藝，并且有效降低或去除了某些有害物質，簡化了給水處理的工藝流程，取得良好的工程經濟效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為UV與臭氧協同改性濾料的給水深度處理工藝設備原理圖。
【具體實施方式】
[0018]實施例1
如圖1所示，本發明所述的臭氧與UV協同改性濾料深度處理設備包括箱體，箱體內從上到下分別設置反沖洗出水管1、待處理水進水管2、主要由濾料層5和濾料支撐層4構成的過濾部、UV燈管層6、由臭氧曝氣管和曝氣頭組成的臭氧曝氣管層3、處理后水出水管7和反沖洗進水管8。
[0019]所述進水管與出水管的管徑比為1:2，反沖洗進水管與處理后水水出水管共用一個管道，反沖洗出水管和待處理進水管共用一個管道，所述反沖洗進水管上的反沖洗進水噴頭數量需要6個/m3。所述的主要由濾料層5和濾料支撐層4構成的過濾部，位于待處理進水管2下方，設兩層濾料，總體積為箱體的2/3，第一層體積為第二層體積的2倍，過濾填料采用納米鐵、改性的顆粒活性炭或石英砂，濾料支撐層4采用大粒徑的砂、鵝卵石、礦渣、碎玻璃，體積為濾料總體積的1/5。所述的臭氧曝氣管和曝氣頭組成的臭氧曝氣管層3位于兩層濾料之間或設置在濾料層5的底部，以使臭氧與水充分接觸。
[0020]實施例中待處理水進水管2距離箱體頂部100mm，采用穿孔管配水，主管尺寸DN50mm,支管尺寸DN20mm,支管上每隔50mm均勻開Φ8mm的孔。濾料層5位于待處理水進水管2下方100mm，第一層高1000mm，第二層高500mm采用經中功率微波改性后的椰殼粉末活性炭和粒徑為30nm的納米鐵，其中第二層中的濾料承托層高200mm，采用堆積密度為1.8g/cm3的鵝卵石和大粒徑的砂。兩層濾料之間距離500mm，以安裝臭氧曝氣管層3，臭氧曝氣管層3包括曝氣管和曝氣頭，曝氣頭采用旋轉式曝氣頭10個，規格Φ260ΧΗ210 mm。UV燈管層6與濾料支撐層4之間距離300mm，采用波長為182~280nm的高效紫外燈管，功率密度為80w/cm，一層或多層位于濾料支撐層4的下部、處理后水水出水管出水口前端。
[0021]設備箱體采用鋼制或不銹鋼等多種結構。
[0022]待處理的水通過進水口 2進入設備，均勻噴灑在濾料層5的第一層濾料上，控制污水在濾料5中的濾速在4~8m/h。打開臭氧曝氣管3，臭氧投加量可依據進水水質確定，污水在經過濾料的同時進行臭氧氧化分解過程，初步去除部分有機物。經過第一層濾料過濾和臭氧氧化處理的水流入濾料層5的第二層濾料，再次由濾料進行吸附處理，進一步去除有害物質。在第一層濾料處設置加藥孔，為保證處理效率，延長濾料使用壽命，可加入適量的混凝劑。流過濾料支撐層4的水已初步凈化，但由于臭氧氧化過程含有副產物，UV層6采用波長為182~280nm的高效紫外燈管，與臭氧協同產生大量的.0Η，強氧化性的.0Η高效去除溴酸鹽和其他有害物質，同時起到殺菌消毒作用。完全凈化后的水經過出水口排入實際工程中的下一單元。
[0023]為保障濾料的處理效果，延長其使用壽命，需要定期清洗濾池中的濾料，關閉待處理進水管2、處理后水出水管7閥門，打開反沖洗進出水管1、8閥門，對設備進行反沖洗處理4~7分鐘。
[0024]應用實施例1
將本發明用于微污染水源水的處理，原水為黃浦江水。經測算，出水濁度的、C0D、NH4+-N、UV254的平均去除率分別為82.4%,63.5%、86%、79.4%。運行中發現，當UV燈管層6不開時，COD的去除率會降低，出水含有超標溴酸鹽。當濾料層5采用普通活性炭濾料時，COD和UV254的去除率都會降低，出水色度比使用改性濾料時高。設備的最佳工況中臭氧投加量比以往工藝中少，去除率高。
[0025]綜上所述，本發明所述的新型臭氧濾池將臭氧氧化處理過程，濾料過濾過程和UV耦合臭氧氧化過程集為一體，三個處理過程同時進行并互相影響。改性的濾料提高了處理效果，減少了濾料成本。經過該設備的多重的處理可以有效去除臭氧氧化副產物，使出水水質得到保障，有效替代給水處理中石英砂過濾+臭氧氧化+活性炭過濾的工藝，并且有效降低或去除了某些有害物質，簡化了給水處理的工藝流程，取得良好的工程經濟效益。
[0026] 所述內容僅為本發明構思下的基本說明，而依據本發明的技術方案所作旳任何等效變換，均屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種UV與臭氧協同改性濾料的給水深度處理工藝，其特征在于，該處理工藝 1)污水通過待處理水進水管(2)進入設備，均勻噴灑在設備中的濾料層(5)上，同時臭氧曝氣管層(3)最早送入臭氧，污水在經過濾料吸附處理的同時也經過臭氧與污水中部分有機物直接氧化分解； 2)流到臭氧曝氣管層(3)下方的污水會再一次接觸濾料層(5)中的第二層濾料，濾料吸附處理進一步去除有害物質； 3)經臭氧氧化和濾料處理后的污水流進設備中設置有UV燈管層(6)的區域，在UV燈管層(6)作用下，臭氧過程產生大量的.0Η，強氧化性的.0Η高效去除溴酸鹽和其他有害物質，且UV可對處理后個的水進行消毒； 4)凈化后的水經過處理后水出水管(7)流向實際工程中的下一處理單元； 5)設備定期進行反沖洗，采用反沖洗水泵將反沖洗水經過底部的反沖洗進 水管(8)進入設備，濾料支撐層(4)均勻配水沖洗濾料，沖洗完成后從 反沖洗出水管(I)排出。
2.一種用于如權利要求1所述的UV與臭氧協同改性濾料的給水深度處理工藝設備，其特征在于，所述設備包括箱體，箱體內從上到下分別設置反沖洗出水管(I)、待處理水進水管(2)、主要由濾料層(5)和濾料支撐層(4)構成的過濾部、UV燈管層(6)、由臭氧曝氣管和曝氣頭組成的臭氧曝氣管 層(3)、處理后水出水管(7)和反沖洗進水管(8)。
3.根據權利要求2所述的UV與臭氧協同改性濾料的給水深度處理工藝設備，其特征在于，所述進水管與出水管的管徑比為1:2，反沖洗進水管與處理后水水出水管共用一個管道，反沖洗出水管和待處理進水管共用一個管道，所述反沖洗進水管上的反沖洗進水噴頭數量需要6個/m3。
4.根據權利要求2所述的UV與臭氧協同改性濾料的給水深度處理工藝設備，其特征在于，所述的主要由濾料層(5)和濾料支撐層(4)構成的過濾部，位于待處理進水管(2)下方，設兩層濾料，總體積為箱體的2/3，第一層體積為第二層體積的2倍，過濾填料采用納米鐵、改性的顆粒活性炭或石英砂，濾料支撐(4 )采用大粒徑的砂、鵝卵石、礦渣、碎玻璃，體積為濾料總體積的1/5。
5.根據權利要求2所述的UV與臭氧協同改性濾料的給水深度處理工藝設備，其特征在于，所述的臭氧曝氣管和曝氣頭組成的臭氧曝氣管層(3)位于兩層濾料之間或設置在濾料層(5)的底部，以使臭氧與水充分接觸。
6.根據權利要求2所述的UV與臭氧協同改性濾料的給水深度處理工藝設備，其特征在于，所述的UV燈管層(6)采用波長為182~280nm的紫外燈管一層或多層位于過濾部支撐層(4)的下部、出水管(7)出水口前端。
【文檔編號】C02F1/78GK103896436SQ201410159961
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月22日 優先權日:2014年4月22日
【發明者】伊學農, 王玉琳, 劉建勝 申請人:上海理工大學