本發明涉及給水處理領域，具體地說，涉及一種用于給水廠應急處理、深度處理和特種水處理的生物粉末活性炭凈化方法。
背景技術：
目前，地表水水質不斷惡化，飲用水水質標準不斷提高，傳統水處理工藝不能滿足人們對高質量飲用水水質的要求。有機污染物是我國大部分城市飲用水處理中所必須面對的問題之一，有機污染物特別是微量有毒有害污染物會嚴重影響居民的身體健康，如何經濟有效安全的去除原水中的有機污染物是目前飲用水處理領域關注的熱點。目前水廠實際生產中多通過采用強化常規及增設預處理和深度處理方式改善有機物的去除效果，其中深度處理以臭氧活性炭和膜處理技術為兩種最主要的應用形式。
粉末活性炭是活性炭的一種，具有良好的吸附性能，是良好的微生物繁殖載體。粉末活性炭在處理自來水改善水質中是一種非常有效的方法，其對腐植酸等天然有機物、異嗅類物質、內分泌干擾物、持久性有機污染物、藻類代謝產物、藥物與個人護理品等吸附性能好，在水處理方面有很好的應用。
但目前給水處理中對粉末活性炭的應用主要利用其吸附性能，其吸附容量有限，因此使用費用較高，大部分水廠作為應急處理可以考慮，但作為長期運行難以承受起運行成本。
因此，迫切需要提供一種能夠強化利用好粉末活性炭的吸附和生物載體作用的凈化方法，以達到經濟有效安全的去除原水中有機污染物的目的。
技術實現要素：
本發明的目的是一種用于給水廠應急處理、深度處理和特種水處理的生物粉末活性炭凈化方法，以實現將生物粉末活性炭對原水中有機污染物的去除，本發明的凈化處理方法分為吸附和降解兩個過程，分別在生物粉炭吸附池和生物粉炭降解池中進行，達到粉末活性炭上生物生長條件好，處理效率高的目的，極大的提高了有機物的去除效果和粉末活性炭的重復利用率，降低制水成本。
為達到上述目的，本發明提供了一種用于給水廠的生物粉末活性炭凈化方法，該凈化方法采用一套水處理循環系統進行，該水處理循環系統由生物粉炭吸附池、粉炭分離池及生物粉炭降解池組成，其中，生物粉炭吸附池的出口與粉炭分離池連通，該粉炭分離池的第一出口用于排放凈化后的水，其第二出口與生物粉炭降解池連通，該生物粉炭降解池的出口又連接到生物粉炭吸附池的進水端，該生物粉炭降解池還設置有鼓風曝氣入口；該凈化方法包含：
步驟1，將待凈化的水輸入到生物粉炭吸附池中，與其中填充的生物粉炭充分接觸，利用生物粉炭的快速吸附能力將待凈化的水中有機污染物吸附至粉炭上；
步驟2，利用粉炭分離池將凈化后的水與生物粉炭進行分離，由第一出口排出凈化后的水；
步驟3，由粉炭分離池第二出口排出的高濃度粉炭泥排至生物粉炭降解池進行有機污染物的生物降解，經鼓風曝氣入口鼓入氧氣，氣水比0.5~5：1，以體積比計，以創造良好的生物降解污染物的環境；
步驟4，經降解污染物后的高濃度生物粉炭泥回流至生物粉炭吸附池的進水端，與待凈化的水混合后進入生物粉炭吸附池繼續吸附，以實現生物粉炭的循環使用以及飲用水中有機污染物的去除和生物降解。
所述待凈化的水是指去除泥沙和雜質的沉淀后的水，其在生物粉炭吸附池和粉炭分離池中不會產生泥沙沉淀，影響生物粉末活性炭的純度。
所述的生物粉末活性炭選用煤質粉末活性炭。
所述的生物粉末活性炭的粒徑為100~200目。
所述生物粉炭吸附池內粉末活性炭濃度為20~200mg/L。
步驟1中，所述生物粉炭吸附池內吸附時間為5~20min。
所述的生物粉炭吸附池為完全混合形式。
所述生物粉炭降解池內生物粉末活性炭濃度為2000~100000mg/L。
所述的生物粉炭降解池底部還設置有排污口，以排出失去活性的生物粉末活性炭。
本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：
1、本發明的處理方法中生物粉炭吸附池吸附時間較短，僅為5~20min，因此，吸附池的容積一般較小，而生物粉炭降解池接納的分離以后的高濃度生物粉炭泥，因此，生物粉炭降解池的容積也是較小的。
2、本發明的處理方法中生物粉炭降解池內有機質含量高，曝氣充分，溶解氧高，創造了有利于于生物降解的適宜環境，較好的降解了粉炭上附著的有機物，較好的馴化了以粉炭作為載體的微生物，極大的提高了生物降解給水中有機物的處理效果。
3、本發明的處理方法對來水水質、水量的沖擊負荷具有較高的承受能力，當生物粉炭吸附池內的生物粉炭遭到破壞時候，可由生物粉炭降解池內的生物粉炭及時補充。
附圖說明
圖1為本發明的一套水處理循環系統結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例詳細說明本發明的技術方案。
如圖1所示，為本發明的一套水處理循環系統，其包含：生物粉炭吸附池10、粉炭分離池20及生物粉炭降解池30。
所述的生物粉炭吸附池10內填充有生物粉末活性炭（簡稱生物粉炭），待凈化的水輸入到該生物粉炭吸附池中，與其中的生物粉末活性炭充分接觸，完成吸附凈化。
所述的粉炭分離池20與生物粉炭吸附池10的出口連接，用于分離經充分凈化處理的水與生物粉末活性炭；該粉炭分離池20設置有用于排放凈化水的第一出口21及用于排出生物粉末活性炭的第二出口22；
所述的生物粉炭降解池30與粉炭分離池的第二出口22連通；該生物粉炭降解池30還設置有鼓風曝氣入口31，用于鼓入氧氣，以創造良好的生物降解污染物的環境，加速生物粉炭降解池30內的降解反應；該生物粉炭降解池30的出口連通到生物粉炭吸附池10，使得經降解處理的生物粉末活性炭循環使用。所述的生物粉炭降解池30底部還設置有排污口（圖中未示）。如生物粉末活性炭喪失活性，可在粉炭分離池底部排污口將失效的粉炭排除，并在生物粉炭吸附池10補充新鮮的粉末活性炭。
所述的生物粉炭吸附池為完全混合形式，待凈化的水與生物粉炭的充分接觸可以有多種方式，可以折管擾流水力混合，潛水攪拌機混合，立式攪拌器混合等。
所述的粉炭分離池也可以有多種方式，有自然沉淀分離、斜管分離、斜板分離和膜分離等，一般不會采用濾網分離，難以清洗。
利用上述循環系統，本發明的用于給水廠的生物粉末活性炭凈化方法如下：
步驟1，將待凈化的水輸入到生物粉炭吸附池10中，所述生物粉炭吸附池內粉末活性炭濃度為20~200mg/L，利用粉炭的快速吸附能力將待凈化的水中有機污染物吸附至粉炭上，吸附時間為5~20min；
步驟2，利用粉炭分離池20將水與生物粉炭進行分離，水得到凈化；
步驟3， 粉炭分離池20的高濃度底部粉炭泥排至生物粉炭降解池30進行有機物的生物降解，所述生物粉炭降解池30內經鼓風曝氣入口31鼓入氧氣，氣水比0.5~5：1，以體積比計，以創造良好的生物降解污染物的環境，所述生物粉炭降解池內生物粉末活性炭濃度為2000~100000mg/L；
步驟4，經降解污染物后的高濃度生物粉炭泥回流至生物粉炭吸附池10的進水端，與待凈化的水混合后進入生物粉炭吸附池繼續吸附。
按上述步驟連續運行，可實現飲用水中有機污染物的去除和生物降解。
所述待凈化的水是指去除泥沙和雜質的沉淀后的水，其在生物粉炭吸附池和粉炭分離池中不會產生泥沙沉淀，影響生物粉末活性炭的純度。
所述的生物粉末活性炭選用煤質粉末活性炭，其粒徑為100~200目。
實施例1
本實施例中，采用生物粉炭吸附、分離池和降解池凈化工藝處理污染水，待凈化的水為給水廠沉淀后水，濁度為1.85NTU，TOC（總有機碳Total Organic Carbon）為4.5mg/L，UV254（UV254值是水中一些有機物在254nm波長紫外光下的吸光度，反映的是水中天然存在的腐殖質類大分子有機物以及含C=C雙鍵和C=O雙鍵的芳香族化合物的多少）為0.07。生物粉炭吸附池進水生物粉炭的投加量為50mg/L，生物粉炭降解池內生物粉炭的濃度為20000mg/L，鼓風曝氣氣水比為1：1。連續運行7天，粉炭上生物生長良好，分離池出水濁度1.8NTU，TOC為2.7mg/L，UV254為0.03。
實施例2：
本實施例中，采用生物粉炭吸附、分離池和降解池凈化工藝處理污染水，待凈化的水為給水廠沉淀后水，濁度為1.85NTU，TOC為4.5mg/L，UV254為0.07。生物粉炭吸附池進水生物粉炭的投加量為100mg/L，生物粉炭降解池內生物粉炭的濃度為50000mg/L，鼓風曝氣氣水比為2：1。待凈化的水模擬突發水質污染事件投加硝基苯0.05mg/L，分離池出水0.01mg/L，去除率80%。
本發明提供了一種適用于給水廠應急處理、深度處理和特種水處理的循環系統，該系統包括生物粉炭吸附池、粉炭分離池、生物粉炭降解池。經過沉淀去除泥沙的水與回流的高濃度生物粉炭泥混合后進入生物粉炭吸附池，生物粉炭吸附池為完全混合形式，利用粉炭的快速吸附能力將待凈化的水中有機污染物吸附至粉炭上，在粉炭分離池將水與生物粉炭進行分離，實現了凈化水質的目的。同時，吸附了污染物的生物粉炭進入生物粉炭降解池，降解池內鼓風曝氣充氧，給生物粉炭創造良好的生物降解污染物的環境，實現以粉炭作為載體的生物對粉炭上吸附的有機污染物進行充分降解，經降解污染物后的生物粉炭泥再回流至生物粉炭吸附池的進水端，與待凈化的水混合后進入生物粉炭吸附池繼續吸附。本發明的凈化方法處理受污染原水（即待凈化的水），將生物粉末活性炭對原水中有機污染物的去除分為兩個過程——吸附和降解，分別在生物粉炭吸附池和生物粉炭降解池中進行，處理效率高，凈化效果好，生物粉末活性炭能重復多次使用，能耗低，可廣泛應用于給水廠泥沙沉淀后水的深度處理中。
盡管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。