CN101309870A - 包括沉降步骤和细筛滤步骤的水处理方法及相应设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水处理方法,该方法旨在降低水中悬浮物质的含量,尤其是寄生生物的含量,该方法包括沉降步骤,该步骤在于以大于10m/h的处理速度使所述水经过沉降槽,该方法的特征在于,所述沉降步骤之后是使用筛孔尺寸为大约5微米至大约25微米的筛的细筛滤步骤。
Description
技术领域
本发明涉及水处理的领域。更具体地,本发明涉及用于减少这种水中的悬浮物质或寄生生物的含量的物理或物理化学方法,以及与这种方法对应的设备。
本发明可用于处理希望减少悬浮物质含量的任何含悬浮物质的水,例如尤其是:
-已经生物处理的废水,以便进一步对其进行纯化;
-在处理之后打算再用的废水,例如在工业中或农业中,尤其用于灌溉;
-打算排放到大海的水;
-已生物或非生物处理的废水,以便控制排放物中残余磷的含量。
如下所示,根据本发明的方法和设备特别有利于处理打算再用于灌溉的水中所含的悬浮物质。
这是因为,废水在灌溉中被越来越频繁地再利用,既用于耕作灌溉也用于例如市政公园或高尔夫球场的灌溉。
背景技术
通常,废水处理的目的在于从其中除去对于接受处理过的废水的环境质量来说可能是危险的污染物。因而,除了含碳、含氮和含磷污染物的代表性参数之外,在处理要求中越来越经常地要考虑微生物学,常使用末道(finition)处理,例如将处理过的水暴露于紫外线中或者在膜上进行最终过滤。
在现有技术中存在几项用于处理悬浮物质的技术。在这些技术中,可以列举以下的技术:
-物理或者优选物理化学沉降,其在于使水澄清,任选地结合了凝结剂(réactif coagulant)的添加,以提高悬浮物质的可沉降性;
-在厚度通常为1.5-2m的砂床上过滤。
至于应用于传统型沉降槽的处理速度,它们罕有超过2-2.5m/h的。当使用的沉降槽是层状类型时,这些处理速度可以增加到10-15m/h,并且当层状沉降与凝结/絮凝步骤结合使用时,可以达到20m/h。
为了获得良好的水品质,现有技术推荐使用最大过滤速度为10m/h的砂床。
这两种类型的处理因而都具有不能够高速实施的缺点,这使得需要使用涉及高土木工程成本的大型设备。
而且,在废水再用于灌溉的情况下,通常要求提供用来将灌溉水中蠕虫卵浓度限制到低水平(通常1个卵/升水)的处理。
这些卵耐受UV或氯类型的处理,并且目前要么通过在砂上的最终过滤要么通过膜微过滤或超过滤来除去。
因而,根据公开号为FR-2767521的法国专利文件已经提出通过使生物处理过的废水相继经过快速沉降步骤(>20m/h)然后经过高速多层上行过滤步骤(>10m/h)来完成蠕虫卵的去除。
在更复杂的组合中,已经提出在沉降槽和过滤器之间插入筛滤步骤,筛孔范围为0.5-5mm,以使沉降过的水中可能存在的污泥、纤维和其它堵塞物质尽可能少地到达过滤材料上。
这项技术在将蠕虫卵浓度降低至总是低于通常所寻求的最大限度(通常1个卵/升水)方面是有效的。
尽管比通过微层和/或上行砂过滤的较慢末道技术更为紧凑,但这项快速过滤技术仍然是相对高成本的,因为过滤设备的尺寸是必需的。
发明内容
本发明的目的尤其在于提出比现有技术方法便宜的水处理方法。
本发明的另一目的在于提供一种水处理设备,该设备涉及与现有技术设备相比尺寸减小的设备。
本发明的另一目的在于提供这种方法和/或这种设备,其适合于处理用于灌溉和用于工业,或者用作饮用水的水。
这些目的以及随后将显现的其它目的可通过本发明实现,本发明的目的在于一种水处理方法,其旨在减少水中悬浮物质的含量,尤其是寄生生物的含量,该方法包括沉降步骤,该步骤在于以大于10m/h的处理速度使所述水经过沉降槽,该方法的特征在于,所述沉降步骤之后是使用筛孔尺寸为大约5微米至大约25微米的筛的细筛滤步骤。
应当指出,利用本发明方法获得的结果至少象利用现有技术的方法获得的结果一样好,该现有技术的方法推荐三步处理(沉降、粗筛滤和多层过滤器过滤)并且其完全没有建议仅组合包括快速沉降和细筛滤的两个步骤的方法可以导致寄生生物的所希望的降低。
根据优选的实施方案,所述细筛滤步骤使用筛孔尺寸范围为大约8微米至大约12微米的筛来进行。
这是因为看来,采用这种细筛滤,废水以统计学上低蠕虫卵含量(大约小于一至几个蠕虫卵/升,取决于废水是未处理还是生物处理的)离开沉降槽。
因而,尽管蠕虫卵能够成椭圆形以经过筛孔,但很清楚的是,出乎意料地,在通过申请人进行的试验过程中,在沉降步骤之后保留的卵通过8-12微米的筛滤被减少到足够低的程度,以便所有试验的水在筛滤之后具有低于1个卵/升限度的蠕虫卵浓度。
根据一种有利的解决方案,所述沉降步骤之前是凝结/絮凝步骤。
这是因为看来,这些卵往往结合成絮状物并且无论是在沉降还在是剩余絮状物的筛滤时被更好地阻挡。
根据第一种有利的变化形式,所述凝结/絮凝步骤通过将来自所述沉降步骤的污泥再循环而获得,其中在所述水中添加至少一种凝结剂和至少一种絮凝剂。
在这种情况下,所述絮凝步骤优选以至少20m/h的速度进行。
根据第二种有利的变化形式,所述凝结/絮凝步骤通过向所述水中添加至少一种凝结剂、至少一种絮凝剂和至少一种水不溶性粒状加重(lestage)材料而获得。
在这种情况下,所述凝结/絮凝步骤优选以至少30m/h的速度进行。
有利地,它包括在所述沉降步骤下游的用于注入氧化剂的步骤。
在这种情况下,所述氧化剂注入步骤优选在所述筛滤步骤的上游进行。
优选地,所述氧化剂包括属于下述组的试剂中的至少一种:
-氯;
-次氯酸钠;
-二氧化氯;
-臭氧。
以此方式进行水的消毒,以进一步提高处理过的水的品质。
有利地,该方法包括在所述筛滤步骤上游的用于注入粉末状试剂的步骤,该粉末状试剂包括属于下述组的试剂中的至少一种:
-粒状形式的活性炭;
-粉末形式的活性炭;
-离子交换树脂。
以此方式进行溶解的污染物的处理。
根据第一种变化实施方式,其包括在所述筛滤步骤下游的用于通过UV辐射使所述水消毒的步骤。
根据第二种变化实施方式,该方法包括在所述沉降步骤下游和在所述筛滤步骤上游的用于通过UV辐射使所述水消毒的步骤。
本发明还涉及用于处理水以降低其中悬浮物质含量并且尤其是寄生生物含量的设备,包括至少一个沉降槽,该设备的特征在于它包括在所述沉降槽下游的至少一个筛,其筛孔尺寸范围为大约5微米至大约25微米,并且优选大约8微米至大约12微米。
根据优选的实施方案,所述沉降槽是凝结/絮凝/加重絮凝物沉降类型的沉降槽。
在这种情况下,所述沉降槽有利地与加重物(lest)相结合,所述加重物包括比重大于水比重并且平均直径为大约50微米至大约250微米的粒状材料。
根据优选的实施方式,所述一个或多个筛是盘或鼓类型的筛。
有利地,它包括用于清除所述一个或多个筛堵塞的装置(moyens)。
在这种情况下,所述清除堵塞的装置优选包括用于在压力下喷洒洗涤水的装置。
在这种情况下,该设备有利地包括用于在向所述沉降槽的上游再循环之前使所述洗涤水消毒的装置。
优选地,所述洗涤水的所述消毒装置选自下述技术:
-氯化;
-臭氧处理;
-UV辐射。
有利地,所述喷洒装置以相对于所述待处理水的逆流进行喷洒。
根据有利的实施方案,该设备包括向所述沉降槽的上游再循环洗涤水的装置。
附图说明
通过阅读以说明性而非限制性实施例的方式给出的本发明优选实施方案的以下描述以及附图,本发明的其它特性和优点将会变得更加清楚,在附图中:
-图1是本发明原理的示意图;
-图2是根据本发明优选实施方案的水处理设备的示意图。
具体实施方式
如图1所示,本发明的原理在于使未处理的或者生物处理的水相继地经过沉降槽1,然后经过筛滤系统2,该筛滤系统在该沉降槽的外部并且筛孔范围为5-25微米,优选8-12微米。
这种类型的加重物例如可以由砂构成。
参考图2,所使用的沉降技术之前是凝结步骤3,其在线或者在凝结池中进行,其中注入31无机盐或阳离子聚电解质,以及注入41阴离子或阳离子聚电解质(聚合物)的絮凝阶段4。
根据可以预期的另一种变化形式,沉降槽1是污泥再循环沉降槽,其中添加至少一种凝结剂和絮凝剂,其以至少20m/h的速率运行。
根据可以预期的又一种变化形式,沉降槽1是加重絮凝物沉降槽,其中添加至少一种凝结剂,絮凝剂和水不溶性粒状加重材料,其以至少30m/h的速率运行,在沉降槽1中使用的加重物是比重大于水比重并且平均直径为50微米至250微米的粒状材料。
该筛滤步骤在该沉降槽的外部且在其下游的筛上进行,以允许控制筛的堵塞及其清洁。
所述筛优选具有10微米的筛孔并且是盘或鼓类型的筛,优选盘类型的筛。
优选的筛滤方向是从盘或鼓的内部向着外部,而该筛将优选配备通过水喷洒的洗涤系统21,其具有优选置于该筛外部的注射喷嘴或岐管(rampe),以与该筛滤方向逆流地注入水。
在试验期间使用“Hydrotech”(注册商标)类型的盘形筛,当筛开始堵塞时,通过置于外部且易于使用的喷嘴可以容易地进行洗涤。
利用标称筛孔为10微米的筛,在打算用于灌溉的生物处理过的废水方面,申请人发现在经过凝结/絮凝/加重沉降然后筛滤之后蠕虫卵的含量总是低于1个卵/升,并且这使用了大于100m/h的沉降速率,并且每小时每平方米所研究的筛滤表面为10-30m3沉降的水的进行速率,其中凝结剂的剂量(在这种情况下使用硫酸铝,铁盐也是优良的凝结剂)大约为12mg/l,以铝表示,并且聚合物的剂量为0.7mg/l。
通过经过凝结/加重沉降/筛滤,悬浮物质的浓度同时下降20倍以上。
该沉降/筛滤处理因而可以显著地降低处理过的水中的悬浮物质的含量并且通过使用以下的另外处理促进了这种水的精制:
-通过注入粉末状试剂如粉末形式或颗粒形式的活性炭或者使用离子交换树脂处理溶解的污染物;
-通过氧化剂如臭氧、过氧化氢、氯、次氯酸钠、二氧化氯或氯胺或者通过UV辐射使水消毒。
应当指出,可在筛滤之后应用UV,以从由于筛滤而导致的悬浮物质(MS)含量的减少中受益。
考虑到良好品质的沉降的水,也可在筛滤的上游应用UV。
在后一种情况下,优选通过直接安装在筛滤格栅周围的UV发射器进行应用,利用UV流来照射该筛滤格栅,其杀菌作用通过以下的事实而增强:在筛上保留的微生物在UV发射器前在每一回经过所述筛时通过它们的周期性经过而受到高UV剂量的作用。
筛的洗涤水优选再循环22到沉降槽的上游,以被再絮凝和沉降。在其中优选的方式中,洗涤水通过在再返回到沉降槽之前的氧化剂23的作用进行消毒。
更一般地,这种洗涤水可通过氯化、臭氧作用或UV辐射消毒。
相同的工艺链可有收益地用于河水或湖水类型的表面水的处理,其目的尤其是为了从中去除悬浮物质和尺寸大于大约5微米的微生物,而且还去除溶解的重金属及颜色。该处理还可以通过利用氧化剂或UV的消毒处理来实施。
作为说明,对湖水进行试验,该试验利用包括以下内容的整体:以58m/h沉降速率运行的砂加重絮凝物沉降槽,之后是10微米筛孔的筛,在下述表1所示的操作条件下得到下表2的结果:
表1
流量 | 1800-2200m3/h |
总保持时间 | 15-20分钟 |
沉降槽的镜(miroir)速度 | 50-58m/h |
凝结剂的剂量 | 8mg Al/l |
聚合物的剂量 | 0.30mg/l |
pH | 5.8-5.9 |
再循环 | 输入流量的4% |
表2
参数 | 输入 | 输出 | 目标 | 效率 |
颜色 | 高达109mg Pt/l | 5mg Pt/l | ≤15mg Pt/l | 95% |
悬浮物质 | 3.3mg/l | <2mg/l | ≤5.0mg/l | >38% |
浊度 | 4.5NTU | 0.19NTU | ≤1.00NTU | - |
KMnO4 | 60.6mg/l | 9.6mg/l | - | 84% |
DCOcr | 34.8mg/l | 9.3mg/l | ≤20mg/l | 74% |
总铝 | - | 0.12mg Al/l | ≤0.50mg Al/l | - |
溶解的铝 | - | <0.05Al/l | ≤0.10mg Al/l | - |
Claims (24)
1.水处理方法,该方法旨在降低水中悬浮物质的含量,尤其是寄生生物的含量,该方法包括沉降步骤,该步骤在于以大于10m/h的处理速度使所述水经过沉降槽,
该方法的特征在于,所述沉降步骤之后是使用筛孔尺寸为大约5微米至大约25微米的筛的细筛滤步骤。
2.权利要求1的水处理方法,其特征在于所述细筛滤步骤通过使用筛孔尺寸范围为大约8微米至大约12微米的筛来进行。
3.权利要求1和2之一的水处理方法,其特征在于所述沉降步骤之前是凝结/絮凝步骤。
4.权利要求3的水处理方法,其特征在于所述凝结/絮凝步骤通过将来自所述沉降步骤的污泥再循环而获得,其中在所述水中添加至少一种凝结剂和至少一种絮凝剂。
5.权利要求4的水处理方法,其特征在于所述凝结/絮凝步骤以至少20m/h的速度进行。
6.权利要求3的水处理方法,其特征在于所述凝结/絮凝步骤通过向所述水中添加至少一种凝结剂、至少一种絮凝剂和至少一种水不溶性粒状加重材料而获得。
7.权利要求6的水处理方法,其特征在于所述凝结/絮凝步骤以至少30m/h的速度进行。
8.权利要求1-7的水处理方法,其特征在于该方法包括在所述沉降步骤下游的用于注入氧化剂的步骤。
9.权利要求8的水处理方法,其特征在于所述氧化剂注入步骤在所述筛滤步骤的上游进行。
10.权利要求8和9之一的水处理方法,其特征在于所述氧化剂包括属于下述组的试剂中的至少一种:
-氯;
-次氯酸钠;
-二氧化氯;
-臭氧。
11.权利要求1-10中任一项的水处理方法,其特征在于该方法包括在所述筛滤步骤上游的用于注入粉末状试剂的步骤,该粉末状试剂包括属于下述组的试剂中的至少一种:
-粒状形式的活性炭;
-粉末形式的活性炭;
-离子交换树脂。
12.权利要求1-11中任一项的水处理方法,其特征在于该方法包括在所述筛滤步骤下游的用于通过UV辐射使所述水消毒的步骤。
13.权利要求1-11中任一项的水处理方法,其特征在于该方法包括在所述沉降步骤下游和在所述筛滤步骤上游的用于通过UV辐射使所述水消毒的步骤。
14.水处理设备,该设备旨在降低水中悬浮物质的含量,尤其是寄生生物的含量,该设备包括至少一个沉降槽,该设备的特征在于它包括在所述沉降槽下游的至少一个筛,其筛孔尺寸范围为大约5微米至大约25微米。
15.权利要求14的水处理设备,其特征在于所述筛的所述筛孔具有大约8微米至大约12微米的尺寸。
16.权利要求14和15之一的水处理设备,其特征在于所述沉降槽是凝结/絮凝/加重絮凝物沉降类型的沉降槽。
17.权利要求16的水处理设备,其特征在于所述沉降槽与加重物相结合,所述加重物包括比重大于水比重并且平均直径为大约50微米至大约250微米的粒状材料。
18.权利要求14至17的水处理设备,其特征在于所述一个或多个筛是盘或鼓类型的筛。
19.权利要求14至18之一的水处理设备,其特征在于该设备包括用于清除所述一个或多个筛堵塞的装置。
20.权利要求19的水处理设备,其特征在于所述清除堵塞的装置包括用于在压力下喷洒洗涤水的装置。
21.权利要求20的水处理设备,其特征在于所述喷洒装置以相对于所述待处理水的逆流进行喷洒。
22.权利要求20和21之一的水处理设备,其特征在于该设备包括向所述沉降槽的上游再循环洗涤水的装置。
23.权利要求22的水处理设备,其特征在于该设备包括用于在向所述沉降槽的上游再循环之前使所述洗涤水消毒的装置。
24.权利要求23的水维护设备,其特征在于所述洗涤水的所述消毒装置选自下述技术:
-氯化;
-臭氧处理;
-UV辐射。
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