申请日2017.05.19
公开(公告)日2017.07.25
IPC分类号C02F1/78; C02F9/14
摘要
本发明公开了一种基于臭氧和生物活性炭联用技术的水处理系统，包括臭氧制备单元以及水处理单元，其中：所述臭氧制备单元包括至少一台臭氧机组以及分别与所述臭氧机组的氧气入口和冷却液入口相连的气源单元以及冷却单元，所述水处理单元包括依次设置的预氧化槽、后氧化槽以及生物活性炭滤池，其中，预氧化槽和后氧化槽分别与所述臭氧机组的臭氧出口相连。本发明还公开了所述水处理系统的处理方法，其步骤包括：1)待处理原水与臭氧制备单元制备的臭氧进行预氧化处理;2)将步骤1)的出水与臭氧制备单元制备的臭氧进行深度氧化处理;3)对步骤2)的出水进行生物活性炭过滤处理。本发明的处理系统及方法，自动化程度高、处理效率高且能耗低。
摘要附图
权利要求书
1.一种基于臭氧和生物活性炭联用技术的水处理系统，包括臭氧制备单元以及水处理单元，其特征在于：所述臭氧制备单元包括至少一台臭氧机组以及分别与所述臭氧机组的氧气入口和冷却液入口相连的气源单元以及冷却单元，所述水处理单元包括依次设置的预氧化槽、后氧化槽以及生物活性炭滤池，其中，所述预氧化槽和后氧化槽分别与所述臭氧机组的臭氧出口相连。
2.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于：所述臭氧制备单元还包括设置于臭氧机组的臭氧出口与水处理单元之间的臭氧分配器。
3.根据权利要求2所述的水处理系统，其特征在于：所述水处理系统还包括设置于所述臭氧分配器与预氧化槽之间的混合器。
4.根据权利要求2所述的水处理系统，其特征在于：所述水处理系统还包括设置于臭氧分配器与后氧化槽之间的阀门组，以将从臭氧分配器进入到后氧化槽中的臭氧分成若干路臭氧流。
5.根据权利要求4所述的水处理系统，其特征在于：各路臭氧流具有不同的臭氧流量。
6.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于：所述水处理单元还包括与所述预氧化槽的臭氧尾气出口依次相连的第一消雾器、第一风机以及第一臭氧消解器。
7.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于：所述水处理单元还包括与所述后氧化槽的臭氧尾气出口依次相连的第二消雾器、第二风机以及第二臭氧消解器。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的水处理系统，其特征在于：所述预氧化槽和后氧化槽之间依次设置有沉砂池、混合池、反应池以及石英砂滤池。
9.根据权利要求1-7中任意一项所述的水处理系统，其特征在于：所述水处理系统还包括与所述臭氧制备单元以及水处理单元相连并控制其自动化运行的智能控制单元。
10.一种利用如权利要求1-7中任意一项所述的水处理系统进行水处理的方法，其特征在于：所述方法包括以下处理步骤：
1)待处理的原水在预氧化槽中与臭氧制备单元制备的臭氧进行预氧化处理;
2)将步骤1)中经预氧化处理的出水与臭氧制备单元制备的臭氧在后氧化槽中进行深度氧化处理;
3)对步骤2)中经深度氧化处理后的出水进行生物活性炭过滤处理。
说明书
基于臭氧和生物活性炭联用技术的水处理系统及方法
技术领域
本发明涉及一种水处理系统及方法，具体涉及一种基于臭氧和生物活性炭联用技术的水处理系统及方法，属于环保技术领域。
背景技术
臭氧的氧化能力仅次于氟与原子态氧，氧化能力极强，常用于氧化、消毒、除臭、保鲜等领域，且不会产生二次污染，是大自然馈赠给人类的“绿色”的治理环境的利器。
“臭氧氧化+生物活性炭”的首次联合使用是1961年在德国Dusseldorf市的Amstand水厂中实现的，它的成功引起了德国以及西欧水处理工程界的重视。从70年代初开始，进行了臭氧氧化-生物活性炭水处理工艺的大规模研究和应用，其中较重要的是西德Bremen市的Auf dem Werder的半生产性和Mulheim市的Dohne水厂的中试以及生产性规模的应用。
以上处理过程中，臭氧投加量是臭氧-生物活性炭工艺控制的重要指标，其直接影响净水效果和处理费用。投加量过低，达不到臭氧氧化的处理效果;而投加量过高，则易生成极性较强的中间产物，不利于后期活性炭的吸附和生物降解，而且，大剂量地投加臭氧还有可能增加臭氧副产物的生成量，大大增加臭氧发生系统的投资和运行费用。此外，地域水质和水厂规模的差异、臭氧投加工艺的差异、用水高峰和低峰的差异、季节的差异以及水的温度、pH值等都会对臭氧浓度和投加量产生影响。由此可见，该工艺对臭氧系统的要求极高，并非所有的臭氧发生器都能胜任。
传统的臭氧氧化工艺依赖于传统的管式臭氧发生器，其将数百、甚至上千只放电管集中在一个庞大的罐体中，采用集中供电、集中控制技术，很难对臭氧生产过程中的产量、质量(浓度)、以及投加量进行有效调节。近年来，尽管不少厂家采用了PLC控制，但由于管式臭氧发生器的先天性弊端，只能将其庞大的罐体当作“黑匣子”来处理，并不能伸入到罐体内部检测/控制到每一根放电管，而一旦发生放电管故障，便只能整机停机检修，系统的可靠性大打折扣。在饮用水处理等要求高可靠、高稳定的应用领域，为解决这一弊端，通常采用高冗余配置方法来变通解决，但与此同时，也大大提高了工程造价，增加了用户负担。这也是该项工艺难于推广的症结所在。
专利申请CN101468844A《臭氧水处理系统》中公开了一种控制操作过程全自动化操作的臭氧水处理系统，包括水管、控制柜和臭氧机等，整个控制过程全自动化操作，降低成本。然而，该系统仅是一种小型装置，并不适合于大型工业化应用。专利CN201762214《臭氧-生物活性炭水净化装置》中公开了一种臭氧-生物活性炭水净化装置，包括臭氧制备间、臭氧接触池、提升泵房以及生物活性炭滤池等。其集活性炭物理化学吸附、臭氧化学氧化以及生物氧化降解为一体，污水中难降解有机物经臭氧氧化成易降解有机物后进入生物活性炭滤池进行有机物的进一步去除。但该处理装置并不适用于有高要求的水处理工程，例如，饮用水处理等。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自动化程度高、处理效果好的基于臭氧和生物活性炭联用技术的水处理系统。此外，本发明的另一目的在于提供一种基于臭氧和生物活性炭联用技术的水处理方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于臭氧和生物活性炭联用技术的水处理系统，包括臭氧制备单元以及水处理单元，其中：所述臭氧制备单元包括至少一台臭氧机组以及分别与所述臭氧机组的氧气入口和冷却液入口相连的气源单元以及冷却单元，所述水处理单元包括依次设置的预氧化槽、后氧化槽以及生物活性炭滤池，其中，所述预氧化槽和后氧化槽分别与所述臭氧机组的臭氧出口相连。
优选的是：所述臭氧制备单元还包括设置于臭氧机组的臭氧出口与水处理单元之间的臭氧分配器。
优选的是：所述水处理系统还包括设置于所述臭氧分配器与预氧化槽之间的混合器。
优选的是：所述水处理系统还包括设置于臭氧分配器与后氧化槽之间的阀门组，以将从臭氧分配器进入到后氧化槽中的臭氧分成若干路臭氧流。
优选的是：各路臭氧流具有不同的臭氧流量。
优选的是：所述水处理单元还包括与所述预氧化槽的臭氧尾气出口依次相连的第一消雾器、第一风机以及第一臭氧消解器。
优选的是：所述水处理单元还包括与所述后氧化槽的臭氧尾气出口依次相连的第二消雾器、第二风机以及第二臭氧消解器。
优选的是：所述预氧化槽和后氧化槽之间依次设置有沉砂池、混合池、反应池以及石英砂滤池。
优选的是：所述水处理系统还包括与所述臭氧制备单元以及水处理单元相连并控制器自动化运行的智能控制单元。
本发明的另一目的，一种利用如上所述的水处理系统进行水处理的方法，其包括以下处理步骤：
1)待处理的原水在预氧化槽中与臭氧制备单元制备的臭氧进行预氧化处理;
2)将步骤1)中经预氧化处理的出水与臭氧制备单元制备的臭氧在后氧化槽中进行深度氧化处理;
3)对步骤2)中经深度氧化处理后的出水进行生物活性炭过滤处理。
本发明的有益效果在于，本发明的水处理系统，基于模块化板式臭氧发生系统进行设计，可无缝地接入水厂的原有处理系统，大大减小改造的难度。并且，通过系统化、智能化的设计，可实现处理过程中臭氧生产、分配以及投加的动态控制，并可根据实时采集的水源流量、水源水质、出口流量、出口水质以及消解器中残余臭氧浓度等信息，动态调节臭氧投加量，控制臭氧预氧化、后氧化以及生物活性炭处理过程，实现真正的闭环控制。
