一種去除水中三鹵甲烷的裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及水處理技術領域，具體涉及一種去除水中三鹵甲烷的裝置及方法。
【背景技術】
[0002] 傳統(tǒng)給水廠采用常規(guī)水處理工藝，其步驟為"混凝-沉淀-過濾-消毒"。其中消毒工 藝是傳統(tǒng)給水廠工藝流程的最后一步，是保證出廠水水質生物安全性的最關鍵環(huán)節(jié)。但現(xiàn) 有的消毒工藝中，還不能克服產生消毒副產物的問題，因為消毒副產物具有"三致性"，作用 于人體易致癌、致畸和致突變。加大消毒力度、確保滅殺致病微生物的同時，也加大了消毒 副產物的量，導致出廠水化學安全性的風險增加。所以消毒副產物一直是給水處理工藝的 重點研究方向。三鹵甲烷是被發(fā)現(xiàn)最早、最廣為人們所熟知、在飲用水中分布的最廣泛的一 種消毒副產物。三鹵甲烷包括氯仿、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷和溴仿，其中以氯仿的出 現(xiàn)頻率及濃度為最高。在毒理學上，三鹵甲烷具有一定的致病性，長時間接觸會產生眼睛、 表層皮膚以及呼吸系統(tǒng)的病癥，此外三鹵甲烷還具有一定的致癌風險。當給水廠原水中有 機物濃度較高并采用液氯對水進行消毒時，出廠水存在三鹵甲烷消毒副產物超標的風險。 專利201510282028.3公開了一種利用UV/H2〇2去除飲用水中三鹵甲烷的水處理方法，該方法 雖然對三鹵甲烷較好的去除效果，但對于給水廠應用環(huán)境下布設紫外設備并且投加雙氧水 藥劑，處理成本極高，且存在雙氧水殘留的問題，實際上是難以實施的。專利 201010523355.0公開了一種飲用水突發(fā)鹵代烷烴類有機物污染時的曝氣吹脫方法，其特征 是該方法是在水中鋪設鼓風曝氣系統(tǒng)，通過曝氣實現(xiàn)揮發(fā)性鹵代烷烴類有機污染物的去 除。此類方法存在以下問題：系統(tǒng)比較復雜，需要設置鼓風機設備，布設微孔曝氣管路施工 周期長，不適合基本封閉且對停水時間要求短的清水池中布設，成本較高，靈活性差。在清 水池中一旦布設方式不當，不能較好地控制曝氣量，清水池中的氯氣過快被吹脫出來，難以 實現(xiàn)清水池超標三鹵甲烷的應急處理。

【發(fā)明內容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種去除水中三鹵甲烷的裝置，該 裝置通過曝氣吹脫法去除水中三鹵甲烷，安裝時不需鋪設管道，且該裝置通過自控系統(tǒng)調 節(jié)充氣電機的頻率，高效曝氣吹脫水中超標的三鹵甲烷；同時該裝置將吹脫出來的氯氣等 消毒劑重新吸入水中再次曝氣，達到平衡，保證水中保留足夠的游離余氯。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:一種去除水中三鹵甲烷的裝置，包括 若干臺曝氣設備、啟動設備、檢測設備和自控系統(tǒng)；
[0005] 所述每一臺曝氣設備包括:遮雨帽、充氣機、浮筒、密封筒和射流器;所述遮雨帽蓋 設在充氣機的上方;所述浮筒分別安裝在充氣機的左右兩側;所述密封筒和充氣機的下端 相連接;所述射流器安裝在密封筒的下端；
[0006] 所述啟動設備包括充氣電機和射流器電機;所述充氣電機與充氣機相連接;所述 射流器電機與射流器相連接；
[0007] 所述檢測設備包括:流量計、溫度傳感器、余氯檢測儀和三齒甲烷檢測儀；
[0008] 所述自控系統(tǒng)包括PLC控制器和變頻器；
[0009] 所述PLC控制器的第一信號輸入端和流量計的信號輸出端相連接；
[0010] 所述PLC控制器的第二信號輸入端和溫度傳感器的信號輸出端相連接;所述PLC控 制器的第三信號輸入端和余氯檢測儀的信號輸出端相連接;所述PLC控制器的第四信號輸 入端和三鹵甲烷檢測儀的信號輸出端相連接;所述PLC控制器的第一信號輸出端與變頻器 的信號輸入端相連接;所述變頻器的信號輸出端與充氣電機的信號輸入端相連接;所述PLC 控制器的第二信號輸出端與射流器電機的信號輸入端相連接。
[0011] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的方案:所述充氣電機的轉速為500~3000r/min。
[0012] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的方案:所述充氣機的充氣量為10~1000m3/h。
[0013] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的方案:所述充氣機的充氣水深為2~6m。
[0014]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的方案:所述射流器電機的轉速為500~1500r/min;所述 經射流器電機切割后釋放的微氣泡直徑為0.2~2_。
[0015] 本發(fā)明的另一個目的在于提供一種去除水中三鹵甲烷的方法，該方法通過在清水 池中布設去除水中三鹵甲烷的裝置，通過PLC控制器智能化調節(jié)充氣電機頻率，達到高效去 除清水池中的三鹵甲烷的效果。
[0016] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：
[0017] 一種去除水中三鹵甲烷的方法，采用如上所述的去除水中三鹵甲烷的裝置，包括 以下步驟：
[0018] 1)將若干臺曝氣設備垂直漂浮均勻布設在清水池廊道的中段或后端；
[0019]曝氣設備用伸縮的纜繩固定在清水池廊道，曝氣設備漂浮于水面，隨著清水池的 水位變化而調整；
[0020] 2)在PLC控制器上分別設定三鹵甲烷和余氯的濃度限值；
[0021] 3)將檢測設備安裝在清水池的出水口；
[0022] 4)啟動檢測設備，檢測設備將檢測數(shù)據(jù)傳到PLC控制器；
[0023] 5)當清水池中三鹵甲烷的濃度高于限值時，PLC控制器驅動變頻器和射流器電機； 變頻器驅動充氣電機運作；
[0024] 6)所述三鹵甲烷檢測儀檢測到三鹵甲烷的濃度在限值范圍內時，PLC控制器控制 使充氣電機的頻率降低5~10Hz;
[0025] 7)所述三鹵甲烷檢測儀檢測到三鹵甲烷的濃度超出限值時，PLC控制器控制使充 氣電機的頻率提高5~10Hz;
[0026]8)重復步驟6)-7)，當充氣電機的頻率降低到0時，充氣電機停止運作;所述充氣電 機的最高頻率為50Hz;
[0027] 9)余氯檢測儀檢測到水中余氯低于限值時，PLC控制器發(fā)出警報，向水中加大投氯 量，余氯濃度達到濃度限值后解除警報。
[0028] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的方案，步驟1)中，所述曝氣設備按氣水比為5~10:1設 置；
[0029] 氣水比為:充氣總量Q%/最大供水流量Q7>ax，根據(jù)已測清水池的最大供水流量，可 得出充氣總量，在每一臺曝氣設備的充氣量是已知的情況下，可以通過氣水比得出曝氣設 備的數(shù)量。
[0030] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的方案，步驟1)中，每一臺曝氣設備之間的布設距離為L，L 2 3m;距離過近，曝氣有效作用范圍會重疊，從而把水中的游離鹵氣吹脫出來，消毒效果減 弱。
[0031] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的方案，步驟5)中，所述充氣電機啟動時的頻率按以下公 式計算：
[0033] 其中k為系數(shù)，k與水溫T相關，當15°C時，k取值為1，當T>15°C時，k取值為0.5~ 〇. 8;Q*為清水池供水流量;ft^ax為清水池供水最大流量;C為三鹵甲烷的檢測濃度;C標為輸 入PLC控制器的三鹵甲烷的濃度限值;為50Hz。
[0034]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的方案，步驟6)和7)中，所述充氣電機的頻率間隔1~2h調 整一次;間隔的時間和清水池水力停留時間一致。
[0035]本發(fā)明的有益效果在于：
[0036] 1、本發(fā)明所述的去除水中三鹵甲烷的裝置安裝時不需在清水池中鋪設曝氣管路 以及額外設置鼓風機房，通過直接在水廠清水池中布設曝氣設備，用伸縮的纜繩固定，漂浮 于清水池水面上，并隨著清水池水位變化上下移動，施工簡單快速，不影響清水池運行，尤 其適合突發(fā)污染時的應急處理；
[0037] 2、本發(fā)明通過充氣機和射流器的組合，充氣量大，所產生的氣泡微小，曝氣效果 好，反應時間短，無需添加化學物質，全自動化運行，操作簡單，綜合處理成本較低；
[0038] 3、本發(fā)明中設有檢測設備，可同時檢測水溫、供水流量、清水池出水游離性余氯和 水中三鹵甲烷各種物質濃度的情況，以便及時控制設備運行；
[0039] 4、本發(fā)明通過自控系統(tǒng)調節(jié)充氣電機的轉速，控制曝氣機曝氣量，智能化高效去 除清水池中的三鹵甲烷，同時大大地降低了能耗；
[0040] 5、本發(fā)明所述的曝氣設備采用一體化設計，能夠把吹脫出來的氯氣等消毒劑吸入 水中再次曝氣，避免了清水池中加入的氯氣等消毒劑被大量吹脫出來，保證清水池水中具 有足夠的游離余氯，達到平衡狀態(tài)，使出廠水符合安全標準。
[0041] 發(fā)明附圖：
[0042] 圖1為本發(fā)明的去除水中三鹵甲烷的曝氣設備結構示意圖；
[0043] 圖2為本發(fā)明在清水池的布設示意圖；
[0044] 圖3本發(fā)明的電路結構示意圖。
[0045] 其中，1、曝氣設備；11、遮雨帽；12、充氣機；13、浮筒；14、密封筒；15、射流器;2、啟 動設備;21、充氣電機;22、射流器電機;3、檢測設備;31、流量計;3 2、溫度傳感器;33、余氯檢 測儀;34、三鹵甲烷檢測儀;4、自控系統(tǒng);41、PLC控制器;42、變頻器。
【具體實施方式】
[0046] 下面，結合【具體實施方式】，對本發(fā)明做進一步描述：
[0047]具體實施例：
[0048] 實施例1
[0049]參照圖1并結合圖2,本實施例公開了一種去除水中三鹵甲烷的裝置，包括若干臺 曝氣設備1、啟動設備2、檢測設備3和自控系統(tǒng)4;
[0050] 所述每一臺曝氣設備1包括:遮雨帽11、充氣機12、浮筒13、密封筒14和射流器15; 所述遮雨帽11蓋設在充氣機12的上