CN101641297B - 采用压载絮凝和倾析处理水的方法与装置 - Google Patents

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Abstract

在一种装置中处理水的方法，其包括下列步骤：在絮凝区域(1)中让水与压载物和絮凝剂进行接触以便形成絮状物，把形成的混合物加到倾析区域(11)中，将经处理的水分离，在所述倾析区域(1)的下部取出污泥和压载物的混合物，再把它送到中间混合搅拌区域(19)，取出所述中间混合区域(19)中的污泥和压载物的混合物，再通过水力旋流作用进行污泥/压载物分离的步骤(26)，将底流循环到絮凝区域(1)中，取出来自溢流的一部分污泥，并把另一部分循环到中间区域(19)中，其特征在于它包括，在水进入絮凝区域前或进入絮凝区域过程中，连续测定这种水的杂质浓度的至少一个代表性参数的步骤，以及利用如此进行的测定的结果，连续推断出得到具有预定质量的经处理的水应该使用的压载物的量。

Description

采用压载絮凝和倾析处理水的方法与装置
技术领域
本发明涉及水处理领域。
背景技术
水处理(主要是水的可饮用化以及待消除污染的城市或工业废水的处理)经常采用一种方法，该方法在于使用往往由三价金属盐组成的凝聚剂使含有杂质的待处理水凝聚，使用通常由有机聚合物组成的絮凝剂使这种凝聚水絮凝，以及让这些生成的絮状物在倾析器中倾析，污泥从倾析器下部取出，而经处理的水从倾析器上部取出。
这样一种技术能够清除这些经处理的水的胶状的、溶解的或悬浮的杂质，这些杂质由有机物，特别是微生物的微污染物组成。
更具体地，本发明涉及所谓压载絮状物的絮凝-倾析技术，该技术使用一种由高密度细粒物质组成的压载物，例如微沙粒，将其注入到絮凝区域，以便用作絮凝引发剂增加絮状物的形成速度，还通过增加其密度而提高在絮凝阶段生成的絮状物的倾析速度，这样能够减小工程规模。
实际上，让这种凝聚水在反应器中与絮凝剂(例如聚合物)和压载物进行接触，再使用搅拌设备与它们进行充分混合。水与絮凝剂和压载物的接触时间应该足以能借助该絮凝剂在压载物周围形成由这些聚集杂质组成的絮状物并使其尺寸加大。
平均直径约20-400微米，往往80-300微米的微沙子由于可得性和成本的原因而是最常使用的压载物。
在下述专利中描述了压载絮凝倾析技术：
-1989年9月1日公开的专利申请FR-A-2627704；
-1995年11月3日公开的专利申请FR-A-2719234。
在这样一种技术中，通常借助再循环设备将压载物从倾析工程取出的污泥中分离以便可以在该方法中循环。
再循环时，极小部分压载物随这些污泥离去。因此，必需定期注入用于补偿失去的压载物的新压载物。
由这些污泥造成的压载物损失对于进行控制以便使新压载物的消耗量降至最低是很重要的。另外，太大量的再循环可能招致取出的污泥的质量降低，即导致得到太稀的取出污泥，它相应于“水损失”。
为了使这些流失降至最低，一般通过污泥/压载物混合物的水力旋流将该压载物与污泥分离，从而使压载物在该方法中循环。
不过，水力旋流器功能障碍的危险性快速增加超过在底流中的给定固体浓度(往往约40体积％固体)。
最后，水力旋流器的底流被堵塞时，可能发生压载物的大量损失，该压载物这时以溢流方式离去。
为了解决这些问题，在现有技术中，即在2003年7月3日公开的专利申请WO-A-03053862中，提出采用泵在该倾析器下部取出污泥和压载物的混合物，再把它送到中间混合搅拌区域，取出所述中间混合区域中的污泥和压载物的混合物，再采用水力旋流方法让该混合物经历污泥/压载物分离步骤，并循环一部分污泥，同时调节这种循环流量。
但是，采用这种技术快速导致经处理的水的质量降低，如果期望在达到在该絮凝区域中尽可能干净地循环压载物的条件下实施压载物与污泥的分离步骤时。事实上，涌来的额外固体易于污染经处理的水的质量。
总之，无论WO-A-03053862描述的这种方法，还是FR-A-2627704、FR-A-2719234描述的这些方法都不能够根据待处理的水中待絮凝物的质量使应当使用的压载物的量最优化，即同时能够达到如下作用的最优化：
获得待除去的杂质的絮凝，
使压载物损失降至最低，
使水损失降至最低，
得到质量良好的经处理的水，
并且这样还不会大大增加形成絮状物和污泥再循环所需要的能量。
发明内容
本发明的目的是提出一种能够趋向于或达到这样一种最优化的技术。
利用本发明达到这个目的，本发明涉及在一种处理装置中处理含有胶体状、溶解的或悬浮状杂质的水的方法，其包括下列步骤：
-在絮凝区域中让所述的水与由至少一种比水重的不溶颗粒物质组成的至少一种压载物和至少一种絮凝剂进行接触，以便能形成絮状物；
-把水和如此形成的絮状物的混合物加到倾析区域中；
-在所述倾析区域的上部，将经处理的水与由所述絮状物倾析得到的污泥和压载物的混合物分离；
-在所述倾析区域的下部取出污泥和压载物的混合物，再把它送到中间混合搅拌区域；
-取出所述中间混合区域中的污泥和压载物的混合物，再通过水力旋流作用进行污泥/压载物分离的步骤；
-将水力旋流步骤的底流循环到所述的絮凝区域中；
-取出来自水力旋流阶段的溢流的一部分污泥，并把这些污泥的另一部分循环到所述的中间混合搅拌区域中；
其特征在于它包括：
-在水进入所述的絮凝区域前或进入所述的絮凝区域过程中，连续测定这种水的杂质浓度的至少一个代表性参数的步骤；
-利用如此进行的所述测定的结果，连续推断出得到具有预定质量的经处理的水应该使用的压载物的量的步骤。
这样一种方法使得能够在每个瞬间都知道，根据待处理的水的污染物含量，达到使所有这种污染物絮凝所需要的压载物的量，同时使压载物的损失降至最低。
优选地，本发明的方法包括：
-连续测定从所述倾析区域取出的混合物或所述絮凝区域中存在的混合物的压载物浓度的步骤；
-由从所述倾析区域取出的混合物浓度的连续测定结果，推断出在所述装置中有效存在的压载物浓度的步骤；
-在所述装置中有效存在的所述压载物浓度低于预定阈值时，往该絮凝区域再加压载物的步骤。
根据一个有利的变化方案，在所述装置中有效存在的压载物的量低于预定阈值时往该絮凝区域再加压载物的步骤自动进行。
有利地，这种方法还包括一个步骤，它在于利用水杂质浓度的所述至少一个代表性参数的所述测定结果，还推断得到具有所述预定质量的经处理的水所应当在该絮凝区域中分配的所述絮凝剂的剂量。
根据一个变化方案，该方法还包括一个预备步骤，它在于在水进入絮凝区域之前，根据预定的剂量往所述的水中连续注入至少一种凝聚剂，如果必要，根据预定的剂量注入至少一种用于调节其pH的试剂。这个凝聚剂和pH调节剂注入步骤通常是必不可少的。不过，也存在不是绝对必要的一些罕见情况，尤其是当待处理的水含有非常少量有机杂质时。
优选地，在实施所提出的方法时所采用的水杂质浓度的所述代表性参数是所谓“总MES”的所述水浓度(X)，所谓“总MES”的所述浓度通过考虑所有或部分下述参数来计算：
-所述水的悬浮状物质的浓度，
-所述水的有机物浓度，
-未净化的水的微生物浓度，
-未净化的水的微污染物浓度，
-凝聚剂的所述预定剂量，
-用于调节pH的试剂的所述预定剂量。
根据所披露的该方法的一个变化方案，使用根据下式I：Y＝aXb+c(式中a是0.4-1，b是0.3-1，c是0-2)计算的所谓“总MES”的所述浓度X所需要的压载物浓度Y，并使用在所述装置中存在的水的大致体积，确定为得到具有所述预定质量的经处理的水应当在絮凝槽中悬浮的压载物的量。
优选地，所提出的该方法包括一个步骤，该步骤还在于根据为得到具有预定质量的经处理的水应当使用的压载物的所述浓度，连续调节分配在所述絮凝区域中的所述絮凝剂的剂量。
优选地，在所述倾析区域的下部取出污泥和压载物的混合物再将其送到中间混合区域的步骤是借助至少一种涡杆进行的。这样一种涡杆能够将来自倾析器下部的污泥和压载物的混合物以非常有规律的方式送到中间区域，而使用配备泵的简单管道系统则不能如此。
根据一种有利的变化方案，该方法还包括一个步骤，该步骤在于调节循环到所述中间混合区域的来自水力旋流步骤溢流的污泥流量，以便在所述的中间混合区域中保持预定的污泥和压载物水平。
在这样一种情况下，该方法优选地包括一个步骤，该步骤在于将来自水力旋流步骤溢流的污泥储存在有溢流管的贮槽中，测量在中间混合区域中存在的污泥和压载物的混合物的水平，并在该测量值小于预定阈值时把所述贮槽的至少一部分释放到所述中间混合区域中。
根据所披露的该技术的另一个优选方面，通过往所述污泥切向注入辅助液体来进行来自所述倾析区域的污泥和压载物的混合物的所述水力旋流步骤。
有利地，按照相应于加入水力旋流步骤中污泥和压载物的混合物体积的5-100％，典型地5-20％的体积注入所述的辅助液体。
使用这样一种辅助液体能够在水力旋流器底流中得到更清洁的压载物，该压载物基本除去了到达该水力旋流器时围绕它的杂质脉石。
根据所描述方法的一个变化方案，在絮凝区域中让所述的水、至少一种由比水更重的至少一种不溶颗粒物质组成的压载物以及至少一种絮凝剂进行接触以形成絮状物的步骤包括：
-借助完全浸没的导流(guide-flux)结构在絮凝区域内界定一个内区域，在该内区域中通过搅拌引起待处理的水、压载物和絮凝剂的混合物沿着该导流结构轴向方向的紊乱轴向流动的步骤，
-借助水力分配装置往所述轴向流动内注入所述的絮凝剂的步骤，
-借助与这种流动的旋转相反的并且放置在该导流结构出口的静态设备分配这种流动的步骤；
-让该混合物在围绕该导流结构的外围区域中沿着相反方向流动直到所述内区域入口的步骤；以及，
-让该混合物通到所述的倾析区域的步骤。
使用在由这种导流结构界定的内区域内所配备的搅拌设备能够让压载物与絮凝剂和悬浮状物质强烈混合，同时在外围区域中良好形成絮状物。该絮凝区域分成内区域与外围区域能够避免搅拌设备使被这种导流结构保护的这些絮状物受到机械破坏。
优选地，该方法包括借助流分配静力设备将从所述导流结构出来的流动转化成轴向流动的步骤。可以考虑这种设备与导流结构分开，例如固定在絮凝区域底部。但是，优选地这种流分配静力设备配备在这种导流结构本身内。
所披露的该方法能够将在所述的絮凝区域中待处理的水、絮凝剂和压载物之间的接触时间规定为一分钟至几分钟。
优选地，所述的压载物是平均直径约20-400微米的微沙子。
根据该方法的一个变化方案，把具有吸附性能的颗粒材料，例如活性碳粉，或具有离子或分子交换性质的颗粒材料，例如树脂，加到该絮凝区域中或该絮凝区域上游，以便使这种材料与待处理的水有足够的接触时间。
如果必要，这种材料能构成所述的压载物或第二种压载物。
优选地，该方法的倾析步骤是一个层式倾析步骤。
本发明还涉及实施这样一种方法的任何装置，它包括：
-至少一个装备至少一个搅拌器的絮凝槽；
-把待处理的水送到所述絮凝槽中的管道；
-在下部配备有经处理的水的排出装置的倾析器；
-将倾析器下部与配备至少一个搅拌器的中间槽连接的管道；
-将所述的中间槽与水力旋流器连接的管道；
-将水力旋流器的一部分溢流循环到所述中间槽的管道；
其特征在于它包括：
至少一个第一传感器，它用于连续测定进入所述装置的水的杂质浓度的至少一个代表性参数；
计算机，它能够利用所述第一传感器进行测量的结果连续推断获得具有预定质量的经处理的水所应该使用的压载物的量。
优选地，这样一种装置包括在所述絮凝槽中或在所述中间槽中或在将所述中间槽与所述水力旋流器连接的所述管道处配备的至少一个第二传感器，它能够连续测定在其中一个中通过的混合物的压载物浓度，其特征还在于所述的计算机能够利用所述第二传感器进行测量的结果连续推断在所述装置中有效存在的压载物的量。
有利地，这样一种装置包括压载物的自动再装载设备。
优选地，所述的计算机设计成利用所述第一传感器进行测量的结果连续推断获得具有预定质量的经处理的水所应该使用的絮凝剂的剂量。
根据一个变化方案，该装置还包括与所述计算机连接的絮凝剂自动分配器。
有利地，所述第一传感器是一种测量未净化水的悬浮状物质浓度和/或未净化水的有机物浓度，例如所述水的总有机碳浓度的传感器。
根据一个变化方案，该装置包括至少一种用于连续测定使用所述装置处理的水的质量的传感器。在另一个变化方案中，这种测量仅仅能够不时地进行，如果必要手工进行。
优选地，将水送到絮凝槽的所述管道安装一种待处理的水与絮凝剂的静力混合器。
有利地，所述倾析器的经处理的水的所述排出装置包括至少一个溢流口或钻孔管。
优选地，所述的倾析器在其进口配备虹吸管状隔板。
还优选地，所述的倾析器在其进口装备一种整流结构。有利地，它包括至少两块彼此平行的板，它们位于浸没的溢流口的两侧，所述溢流口配备在絮凝槽与倾析器之间，另一方面包括彼此平行放置在所述板之间并骑坐在所述浸没的溢流口上的板，这些横向板与所述板在絮凝槽与倾析器之间构成同样多的流动管道。
根据一个有利的变化方案，将倾析器下部与所述中间槽连接的所述管道装备有涡杆。
根据另一个变化方案，该装置包括一个装备在所述管道上的配备有溢流管的贮槽，以便将水力旋流器的一部分溢流循环到所述的中间槽中，并且该装置优选地包括一个配备在所述管道上的阀，以便将水力旋流器的一部分溢流循环到所述的中间槽中，所述的阀配备在所述贮槽的下游。
还优选地，该装置包括一个所述中间槽中的污泥和压载物的混合物水平的传感器。
根据一个变化方案，所披露的装置中使用的水力旋流器有一个圆柱体部分，它装备至少一个待处理的污泥和压载物的混合物的切向供料器，和一个锥形部分，并且在其锥形部分的出口具有一个辅助液体注入室，该注入室具有一个辅助液体切向供料器。
根据一个变化方案，所提出的装置在所述絮凝槽中包括至少一个具有吸附性能或离子或分子交换性能的材料的分配器。
优选地，所述倾析器是层式倾析器，根据一个变化方案，它配备有垂直层。
根据一个有利的方面，所述的絮凝槽优选地包括一个导流结构，该结构两端开口，并且放置在距所述槽的底一定距离，它界定了一个装备有所述搅拌器的中间区域和一个外围区域，所述的絮凝槽还包括从所述导流结构出来的流分配静力设备。优选地，这种导流结构是一种圆截面管，它垂直地放置在距所述絮凝槽的底一定距离。
根据一种有利的变化方案，这样一种静力装置与这种导流结构下部结合，优选地在搅拌器下面至少200mm。有利地，这种装置由至少一块高度H的直径板组成，该直径板界定了至少两个格。优选地，由所述至少一个板形成的所述格具有基本相等的面积，并且选择每个格的理论宽度B，以便所述至少一个板的高度H与所述理论宽度B的比H/B是约1-2，典型地等于约1.5。
附图说明
借助下面参照附图给出的两个优选实施方式的详细描述，将更容易理解本发明及其具有的各种不同的优点，其中：
图1表示本发明装置的第一个实施方式的剖面示意图；
图2表示在图1中示出的装置的导流管出口处所配备的流分配设备的上部透射图；
图3表示在图1中示出的装置的絮凝槽与倾析器之间的溢流口上配备的整流结构下部透射图；
-图4表示该装置的水力旋流器的剖面图；
-图5表示本发明装置的第二个实施方式的剖面示意图；
-图6表示在图5中示出的装置的导流管及其结合的流分配器的剖面图；
-图7表示该流分配器沿AA′的剖面图；
-图8和9表示流分配器的其它实施方式的剖面图。
具体实施方式
参看图1，这里描述的实施方式的实例具有装备机械搅拌器2的絮凝槽1。该机械搅拌器2包括一个浸入该槽中的旋转安装的垂直轴，在其端部装备有桨叶。
在这个优选实施方式中，絮凝槽1具有基本平行六面体形状，但在其它实施方式中也可以具有其它的形状，特别是圆形。
这个絮凝槽1在其中心部分装备一种导流结构，该结构由容纳搅拌器2的圆柱形导流管3组成。这个导流管3配备在距该槽底一定距离，并在该槽中界定由导流管3的管腔构成的中心内区域1a，和在这个导流管3外壁与絮凝槽1的侧壁1c之间的外围区域1b。
这个絮凝槽1在其导流管3出口并距其一定距离还装备一种固定在其底壁1d上的流分配器静力装置4。
图2以透视方式表示这种静力装置4。由该图可以看到，它由两个板4a和4b结合构成，这两个板彼此形成十字状。
应该指出，在另外的实施方式中，这种静力装置可以配备在该导流管出口，但是结合在其中而不是配备在距其一定距离并固定在底上。
图1描述的装置还包括将待处理的水送到上述絮凝槽中的管道5，这个管道5通到絮凝槽的下部。
这个管道5配置诸如氯化铁的絮凝剂注入设备6，例如注射器，和一种诸如石灰的能够调节pH的试剂的注入设备7，例如注射器，以及能够将通过设备6和7提供到该管道中的这些试剂与未净化水进行混合的静力混合器8，以便在该絮凝槽进口得到具有预定pH的凝聚水。
图1描述的装置还包括在絮凝槽1中构成压载物的诸如微沙子的颗粒材料的分配设备9(例如分配器)，以及在这个同一絮凝槽中诸如聚合物的絮凝剂的分配设备10(例如分配器)。
更确切地说，设备10能在位于搅拌器2桨叶下面的导流管部分中将该絮凝剂分配到导流管3内。
该装置还包括在絮凝槽下游配备的层式倾析器11。在这种优选实施方式的范围内，为了提高该装置的紧凑性，该倾析器与该絮凝槽有一个共同壁1c，这个共同壁有一个配置有整流结构17的溢流口16。倾析器11安装一个虹吸管状隔板18，它与该溢流口16和整流结构在絮凝槽1与倾析器11之间构成通道18a。
参看图3更详细地描述这个通道18a。
由这个图3可以看出，絮凝槽1和倾析器11的公共壁1c在其上部具有浸没的溢流口9。这个浸没的溢流口9配置有整流结构17。更确切地，该结构由两块板17a和板17b组成，彼此平行的两块板17a置于该浸没的溢流口16两侧，而彼此平行的板17b位于这些板17a之间并骑坐在浸没的溢流口16上。这些横向板17b与板17a构成了在絮凝槽1与倾析器11之间同样多的流动管道。这些管道与还被配备在倾析器11中的虹吸管状隔板界定的通道18a相连通。
参看图1，该装置的倾析器11在其下部装备有刮污泥旋转设备12，而在其上部装备有水平薄板13。
现有技术事实上提出将在有压载絮状物的水处理装置范围内使用的层式倾析器薄板倾斜，以便有利于絮状物的倾析。然而，本发明人发现，使该倾析器薄板为垂直的这种特征不妨碍絮状物的倾析，还具有这些板易于装卸的优点。不过应指出，在其它的实施方式中，倾析器可以有倾斜的薄板或没有薄板。
倾析器11在其下部有在其中倾析的污泥的排出斜槽14，并且在其上部有经处理水的排出口15，根据这种实施方式该排出口由简单溢流口组成。来自这个溢流口的经处理的水通过管道15a回收，在该管道上配备传感器44，它能够连续或按时地测定与经处理的水的质量相关的一个或多个参数。为此应当指出，在本发明的其它实施方式中，可以采用手工进行与经处理的水的质量相关的这样一些测定。
还是参看图1，本发明的装置还包括所谓“中间槽”的槽19，它装备有搅拌器20，该搅拌器由其上安装桨叶的旋转轴构成。
在这种实施方式中，由于紧凑性原因，这个中间槽19配备成与絮凝槽1紧贴。但是，这个中间槽19底部的水平低于絮凝槽1底部的水平。
图1描述的装置还包括将倾析器11的斜槽14与中间槽19内部连接的管道21。该管道21配置有涡杆22，它的旋转是由马达23控制的。
该装置还包括管道25，它装备有将中间槽19与水力旋流器26连接起来的泵28，水力旋流器26的底流27配备在絮凝槽1上面。
水力旋流器26的溢流29与接在中间槽19上面的循环管道30相连接。贮槽31配备在这个循环管道30上并安装溢流管32以及这个溢流管的排出管道33。配备在这个贮槽31下游的管道30部分安装阀34。
中间槽19还配置有槽19中存在的污泥和压载物混合物水平的传感器43。这个传感器43与阀34相连。
根据这个优选实施方式，该装置还包括将工业用水35送到水力旋流器26的底流27的管道。这个管道安装有絮凝剂加入设备10a，它能够使其与压载物的混合最优化。图4剖面图更详细地表示了该水力旋流器。
参看图4，水力旋流器26包括圆柱体部分50，在其上部配备有待处理悬浮液的切向供料器。这种切向供料器与循环管道25连接。
水力旋流器26还包括圆柱体部分50的接续圆锥形部分52，它与圆柱体室53是相通的。圆柱体室53有一个切向供料器54，它与上述工业用水引入管道35连通。圆柱体室53与水力旋流器的底流27连通。水力旋流器的溢流29配备在圆柱体部分50的上部。
参见图1，所描述的装置包括传感器40、40a，它们用于连续测定进入絮凝槽1中的待处理未净化水杂质浓度的代表性参数。这些杂质可以是性质不相同的和/或呈不同形态的(悬浮状物质、胶体物质、溶解物质、微生物、微污染物等)。这些测定参数例如可以是未净化水的悬浮状物质浓度或这种未净化水的有机物质浓度，该浓度以COT(总有机碳)或在254nm的UV吸收或DCO(化学需氧量)或高锰酸钾氧化性(KMnO4)形式测定或任何其它能够更准确地估计MO(微粒或溶解的)的测定方式测定。
正如下面将更详细地解释的，采用这些传感器40、40测定的这些参数将用于推断进入絮凝槽1中的水的所谓“总MES”的浓度。
应该指出，在图1描述的实施方式中，这个传感器40配备在静力混合器8的上游，该混合器配备在絮凝槽1中的待处理水引入管道5上。因此，使用传感器40对未净化水进行测定。不过，还可以考虑在其它实施方式中对凝聚水进行这些测定，因此把相应的传感器放置在水的凝聚设备的下游。
所描述的装置还包括在将中间槽19与水力旋流器26连接起来的管道25处配备的传感器41。这个传感器41能够连续测定通过这个管道25的压载物与污泥的混合物中的压载物(在这个实施方式的实例的范围内为微沙子)浓度。这样一个压载物浓度相应于存在于中间槽19中的压载物浓度，并且与絮凝槽1中存在的水、压载物和聚合物的混合物的压载物浓度成比例。
还应指出，在其它实施方式中，这种压载物浓度传感器能够配备在中间槽19中或者絮凝槽1中。
该装置还包括计算机42，它能够采集由传感器40、40a和41进行测定结果。
上面参看图1-4所描述的装置的操作如下。
待处理的未净化水由管道5送达。絮凝剂(例如氯化铁)和用于调节pH的试剂(例如石灰)分别借助设备6和7按照预定的剂量注入到未净化水中，并借助静力混合器8与未净化水进行混合，以使得到达絮凝槽1中的水发生凝聚，并且根据所选择的凝聚剂类型而具有最优化的pH。
到达絮凝槽1下部的凝聚水在由絮凝槽1侧壁1b与导流管3外壁界定的絮凝槽1外围区域1b中上升通过(如图1所示，在絮凝槽1中这些箭头朝上)，然后由其上口进入这个导流管3中，并且在由这个导流管3管腔界定的中心内区域1a中下降移动(如图1所示，在导流管3d中这些箭头朝下)。
应当指出，在其它实施方式中，这种凝聚水能够到达该絮凝槽的上部，这时它的流动是在该外围区域中向下移动，而在该内区域中向上移动。
当凝聚水在导流管3中向下移动时，这种向下移动因搅拌器2桨叶的运动而有一个水平径向分量。
在由导流管3下出口流出导流管3时，该流碰到流分配静力装置4。由于其结构，流分配静力装置4能够大大地衰减来自导流管3的流的径向分量，并且以基本相同方式将这种流分配在整个絮凝槽1外围区域1b中。
借助分配设备9，将如下面所指出那样计算的压载物的量分配在絮凝槽1的水中。
借助分配设备10，将如下面所指出那样计算的絮凝剂的剂量连续地分配在上述水中的导流管3内。
借助导流管3和搅拌器2，聚合物和微沙与水的混合被最优化。
在絮凝槽1中形成絮状物，它们由压载物组成，借助絮凝剂在该压载物周围聚集了水中所含的杂质。水与压载物和絮凝剂的混合的改进也能够使絮状物的形成最优化。
分别借助传感器40和40a，连续测定未净化水中悬浮状物质的含量与有机物质(MO)的浓度。
把这些相应测定结果送到计算机42，它将凝聚剂和用于调节pH的试剂的预定剂量和未净化水的微藻类浓度的相关数据与这些测定结果联系起来，推断进入絮凝槽1中所谓“总MES”的凝聚水浓度，它代表了在这种水中所含的待除去的污染物的浓度。
然后，计算机42根据下述参数计算在该装置中借助设备9应该使用的絮凝剂剂量：
-通过管道5到达该装置中的待处理的未净化水的流量，
-到达絮凝槽1的水的所谓“总MES”浓度，
-构成压载物的颗粒物质的粒度。
计算机42计算在该装置中达到经处理的水的预定质量应该使用的压载物量，这个量相应于在该絮凝槽中的压载物最小浓度。
在该实施方式的实例的范围内，利用下式使用计算机42计算压载物浓度Y：
Y＝0.4208×X0.3667
其中X相应于“总MES”浓度。
在其它实施方式中，可以考虑采用其它计算方式计算压载物浓度。
通过絮凝槽1后，由水和絮状物形成的混合物还从上部通过浸没的溢流口16进入倾析器11。
在这种通过过程中，该混合物通过由参照图3所描述的整流结构的板17，17a界定的管。
这个结构能够在这些管出口得到沿着溢流口16长度较好分配的水和絮状物的混合物的流动。
这种混合物然后通过由溢流口16和虹吸管状隔板18界定的通道18a，到达倾析器11。
在倾析器11中，由在压载物周围聚集的物质形成的絮状物倾析并积累在倾析器11底部壁上，形成污泥和压载物的混合物。这种倾析是借助在倾析器11上部配备的薄板13进行改进的。
刮污泥旋转设备12能够将这种污泥和沙的混合物送向倾析器11的斜槽14。
除去其杂质的经处理的水在倾析器11的上部由排出口15排出。
在倾析器11的斜槽14中存在的污泥和压载物的混合物本身借助在管道21中配备的涡杆22，即借助马达23开动的涡杆，通过管道21从斜槽14取出。
这种污泥和压载物的混合物以基本恒定的速度送到中间槽19中。由于槽19的底设置在低于絮凝槽1的底的水平面上而有利于这种输送，这样允许管道21在其下面通过。
这种污泥和压载物的混合物借助在槽19中配备的搅拌设备20进行混合，其中发生先向上然后向下移动的情况(如这些向上和向下的箭头所指出的)。
这种污泥和压载物的混合物借助泵28通过管道25从中间槽19连续地取出，送到水力旋流器26，它用于将在这种混合物中含有的压载物与污泥分离。
通过管道35将工业用水注入到水力旋流器中以改进这种分离。工业用水的注入能够在这个水力旋流器26的底流27中得到基本除去有机物质的压载物。将在水力旋流器底流27中回收的压载物再分配到絮凝槽1中。
由稀污泥组成的水力旋流器26的溢流29通过管道30送到在其上配备的贮槽31。这些稀污泥积累在这个贮槽31中。这些稀污泥的一部分通过与在这个贮槽中配备的溢流管32连接的管道33排出，而另外一部分通过管道30送到中间槽19。不过，这种再循环只是在用传感器43检测的在槽19中的混合物水平低于预定值时才进行。在这种情况下，在管道30上配备的阀34开启，把贮槽31的一部分内容物放到槽19中，并且当传感器43检测到在这个槽19中的混合物水平达到所述的预定值时就关闭。
这种机制能够保证在槽19中的压载物浓度基本不变。
传感器41一直在测定这个浓度，并将其传输给计算机42，它由此推断出在该装置中有效存在的压载物的量。
如果这个量低于或过多低于为得到预定的水质量而必需的压载物的量(如上面指出的，由压载物浓度Y计算的量)，换句话说如果这个量降低到低于预定值，计算机42给分配设备9指令，往该装置自动再装载补充的压载物量以达到所述的必需量。
参看图5-7说明实施方式的第二个实例。
图5描述的装置与图1所示的完全相同，只是：
-絮凝槽1有一个具有流分配器4a的导流管3a；
-它包括在絮凝槽1中的第二种颗粒材料(具有吸附性能或离子或分子交换性质的材料)分配器9a。
参看图6，结合到该管上的流分配器放置在搅拌器2下面200mm多的地方，并且由8块板50组合构成，这些板彼此构成多个十字形，因此界定了25个能让从管3流出流体通过的管51。
参看图8和9，这种流分配器能由板数不是8，例如是4(图8)或9(图9)的板组成。
板50的高度H与其最大宽度B的比优选地是1.5-2。

Claims (50)

1.在一种处理装置中处理含有胶体状、溶解的或悬浮状杂质的水的方法，其包括下列步骤：
-在絮凝区域中让所述的水与由至少一种比水重的不溶颗粒物质组成的至少一种压载物和至少一种絮凝剂进行接触，以便能形成絮状物；
-把水和如此形成的絮状物的混合物加到倾析区域中；
-在所述倾析区域的上部，将经处理的水与由所述絮状物倾析得到的污泥和压载物的混合物分离；
-在所述倾析区域的下部取出污泥和压载物的混合物，再把它送到中间混合搅拌区域；
-取出所述中间混合区域中的污泥和压载物的混合物，再通过水力旋流作用进行污泥/压载物分离的步骤；
-将水力旋流步骤的底流循环到所述的絮凝区域中；
-取出来自水力旋流阶段的溢流的一部分污泥，并把这些污泥的另一部分循环到所述的中间混合搅拌区域中；
其特征在于它包括：
-在水进入所述的絮凝区域前或进入所述的絮凝区域过程中，连续测定这种水的杂质浓度的至少一个代表性参数的步骤；
-利用如此进行的所述测定的结果，连续推断出得到具有预定质量的经处理的水应该使用的压载物的量的步骤；
-连续测定从所述倾析区域取出的混合物或所述絮凝区域中存在的混合物的压载物浓度的步骤；
-由从所述倾析区域取出的混合物浓度的连续测定结果，推断出在所述装置中有效存在的压载物浓度的步骤；
-在所述装置中有效存在的所述压载物浓度低于推断出的得到预定质量的经处理的水应该使用的压载物的量时，往该絮凝区域再加压载物的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在所述装置中有效存在的压载物的量低于预定阈值时往该絮凝区域再加压载物的步骤自动进行。
3.根据权利要求1或2中任一项权利要求所述的方法，其特征在于它包括一个步骤，该步骤在于利用水杂质浓度的所述至少一个代表性参数的所述测定结果，推断得到具有所述预定质量的经处理的水所应当在该絮凝区域中分配的所述絮凝剂的剂量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于它包括一个预备步骤，该步骤在于在水进入絮凝区域之前，根据预定的剂量往所述的水中连续注入至少一种凝聚剂。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述预备步骤还在于在水进入絮凝区域之前，根据预定的剂量往所述的水中连续注入至少一种用于调节其pH的试剂。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于水杂质浓度的所述代表性参数是所谓“总MES”的所述水浓度(X)，所谓“总MES”的所述浓度通过考虑所有或部分下述参数来计算：
-所述水的悬浮状物质的浓度，
-所述水的有机物浓度，
-未净化的水的微生物浓度，
-未净化的水的微污染物浓度，
-凝聚剂的所述预定剂量，
-用于调节pH的试剂的所述预定剂量。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于
使用根据下式(I)得到的所谓“总MES”的所述浓度X所需要的压载物浓度Y，
Y＝aXb+c
式中a是0.4-1，b是0.3-1，c是0-2
并使用在所述装置中存在的水的大致体积，
确定为得到具有所述预定质量的经处理的水应当在絮凝槽中悬浮的压载物的量。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于它包括一个步骤，该步骤在于根据为得到具有预定质量的经处理的水应当使用的压载物的所述浓度，连续调节分配在所述絮凝区域中的所述絮凝剂的剂量。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在所述倾析区域的下部取出污泥和压载物的混合物再将其送到中间混合区域的步骤是借助至少一种涡杆进行的。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于它包括一个步骤，该步骤在于调节循环到所述中间混合区域的来自水力旋流步骤溢流的污泥流量，以便在所述的中间混合区域中保持预定的污泥和压载物水平。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于它包括一个步骤，该步骤在于将来自水力旋流步骤溢流的污泥储存在有溢流管的贮槽中，测量在中间混合区域中存在的污泥和压载物的混合物的水平，并在该测量值小于预定阈值时把所述贮槽的至少一部分释放到所述中间混合区域中。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于通过往所述污泥切向注入辅助液体来进行来自所述倾析区域的污泥和压载物的混合物的所述水力旋流步骤。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于按照相应于加入水力旋流步骤中污泥和压载物的混合物体积的5-100％体积注入所述的辅助液体。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于按照相应于加入水力旋流步骤中污泥和压载物的混合物体积的5-20％注入所述的辅助液体。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在絮凝区域中让所述的水、至少一种由比水更重的至少一种不溶颗粒物质组成的压载物以及至少一种絮凝剂进行接触以形成絮状物的步骤包括：
-借助完全浸没的导流(guide-flux)结构在絮凝区域内界定一个内区域，在该内区域中通过搅拌引起待处理的水、压载物和絮凝剂的混合物沿着该导流结构轴向方向的紊乱轴向流动的步骤，
-借助水力分配装置往所述轴向流动内注入所述的絮凝剂的步骤，
-借助与这种流动的旋转相反的并且放置在该导流结构出口的静态设备分配这种流动的步骤；
-让该混合物在围绕该导流结构的外围区域中沿着相反方向流动直到所述内区域入口的步骤；以及，
-让该混合物通到所述的倾析区域的步骤。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于它包括借助流分配静力设备将从所述导流结构出来的流动转化成轴向流动的步骤。
17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于借助流分配静力设备将从所述导流结构出来的流动转化成轴向流动的步骤在导流结构本身内进行。
18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于它在于将在所述的絮凝区域中待处理的水、絮凝剂和压载物之间的接触时间规定为一分钟至几分钟。
19.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的压载物是沙。
20.根据权利要求1所述的方法，其特征在于把具有吸附性能或离子或分子交换性质的颗粒材料加到该絮凝区域中或该絮凝区域上游，以便使这种材料与待处理的水有足够的接触时间。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于具有离子或分子交换性质的所述材料是树脂。
22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于具有吸附性能的所述材料是活性碳粉。
23.根据权利要求20或21中任一项权利要求所述的方法，其特征在于具有吸附性能或离子或分子交换性质的所述颗粒材料构成所述的压载物。
24.根据权利要求20或21所述的方法，其特征在于具有吸附性能或离子或分子交换性质的所述颗粒材料构成第二种压载物。
25.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的倾析步骤是一个层状倾析步骤。
26.实施根据权利要求1-25中任一项权利要求所述方法的装置，它包括：
-至少一个装备至少一个搅拌器(2)的絮凝槽(1)；
-把待处理的水送到所述絮凝槽(1)中的管道(5)；
-在下部配备有经处理的水的排出装置(15)的倾析器(11)；
-将倾析器下部与配备至少一个搅拌器(20)的中间槽(19)连接的管道(21)；
-将所述的中间槽(19)与水力旋流器(26)连接的管道(25)；
-将水力旋流器(26)的一部分溢流循环到所述中间槽(19)的管道(30)；
其特征在于它包括：
至少一个第一传感器(40，40a)，它用于连续测定进入所述装置的水的杂质浓度的至少一个代表性参数；
计算机(42)，它能够利用所述第一传感器进行测量的结果连续推断获得具有预定质量的经处理的水所应该使用的压载物的量；
在所述絮凝槽中或在所述中间槽中或在将所述中间槽与所述水力旋流器连接的所述管道(25)处配备的至少一个第二传感器(41)，它能够连续测定在其中一个中通过的混合物的压载物浓度，其特征还在于所述的计算机(42)能够利用所述第二传感器(41)进行测量的结果连续推断在所述装置中有效存在的压载物的量，
所述计算机(42)设计成比较推断出的该装置中的压载物的量和推断出的得到预定质量的经处理的水应该使用的压载物的量，并基于该比较推断此后是否需要向该装置中加入压载物。
27.根据权利要求26所述的装置，其特征在于它包括压载物的自动再装载设备(9)。
28.根据权利要求27所述的装置，其特征在于所述的计算机(42)设计成利用所述第一传感器(40，40a)进行测量的结果连续推断获得具有预定质量的经处理的水所应该使用的絮凝剂的剂量。
29.根据权利要求28所述的装置，其特征在于它包括与所述计算机连接的絮凝剂自动分配器(10)。
30.根据权利要求26所述的装置，其特征在于所述第一传感器(40，40a)是一种测量未净化水的悬浮状物质浓度和/或未净化水的有机物浓度的传感器。
31.根据权利要求26所述的装置，其特征在于它包括至少一种用于连续测定使用所述装置处理的水的质量的传感器(44)。
32.根据权利要求26所述的装置，其特征在于将水送到絮凝槽(1)的所述管道(5)安装一种待处理的水与絮凝剂的静力混合器(8)。
33.根据权利要求中26所述的装置，其特征在于所述倾析器的经处理的水的所述排出装置(15)包括至少一个溢流口或钻孔管。
34.根据权利要求26所述的装置，其特征在于所述的倾析器(11)在其进口配备虹吸管状隔板(18)。
35.根据权利要求26所述的装置，其特征在于所述的倾析器(11)在其进口处配备整流结构(17)。
36.根据权利要求35所述的装置，其特征在于所述的整流结构(17)包括至少两块彼此平行的板(17a)，它们位于浸没的溢流口(16)的两侧，所述溢流口配备在絮凝槽(1)与倾析器(11)之间，另一方面包括彼此平行放置在所述板(17a)之间并骑坐在所述浸没的溢流口(16)上的横向板(17b)，这些横向板(17b)与所述板(17a)在絮凝槽(1)与倾析器(11)之间构成同样多的流动管道。
37.根据权利要求26所述的装置，其特征在于将倾析器下部与所述中间槽连接的所述管道(21)装备有涡杆(22)。
38.根据权利要求26所述的装置，其特征在于它包括配备有溢流管(32)的贮槽(31)，该贮槽(31)装备在用于将水力旋流器(26)的一部分溢流循环到所述的中间槽(19)中的所述管道(30)上。
39.根据权利要求38所述的装置，其特征在于它包括阀(34)，该阀(34)配备在用于将水力旋流器(26)的一部分溢流循环到所述中间槽(19)中的所述管道(30)上，所述的阀(34)配备在所述贮槽(31)的下游。
40.根据权利要求38或39中任一项权利要求所述的装置，其特征在于它包括所述中间槽(19)中的污泥和压载物的混合物水平的传感器(43)。
41.根据权利要求26所述的装置，其特征在于所述的水力旋流器(26)有一个圆柱体部分(50)，它装备至少一个待处理的污泥和压载物的混合物的切向供料器，和一个锥形部分(52)，并且在其锥形部分的出口具有一个辅助液体注入室(53)，该注入室具有一个辅助液体切向供料器(54)。
42.根据权利要求26所述的装置，其特征在于它在所述絮凝槽中包括至少一个具有吸附性能或离子或分子交换性能的材料的分配器(9a)。
43.根据权利要求26所述的装置，其特征在于所述的倾析器(11)是层式倾析器。
44.根据权利要求43所述的装置，其特征在于所述的层式倾析器(11)配备有垂直层(13)。
45.根据权利要求26所述的装置，其特征在于所述的絮凝槽(1)包括一个导流结构，该结构两端开口，并且放置在距所述絮凝槽(1)的底一定距离，它界定了一个装备有所述搅拌器(2)的中间区域(1a)和一个外围区域(1b)，所述的絮凝槽还包括从所述导流结构出来的流分配静力设备(4，4a)。
46.根据权利要求45所述的装置，其特征在于该导流结构是一种圆截面管(3)，它垂直地放置在距所述絮凝槽(1)的底一定距离。
47.根据权利要求45或46中任一项权利要求所述的装置，其特征在于所述静力设备(4a)与这种导流结构下部结合。
48.根据权利要求46和47之一所述的装置，其特征在于结合在导流管(3)中的所述流分配静力设备(4a)由至少一块高度H的直径板组成，该直径板界定了至少两个格。
49.根据权利要求47或48中任一项权利要求所述的装置，其特征在于流分配静力设备(4a)配备在该搅拌器下面至少200nm。
50.根据权利要求48或49中任一项权利要求所述的装置，其特征在于由所述至少一个板形成的所述格具有基本相等的面积，并且其特征在于选择每个格的理论宽度B，以便所述至少一个板的高度H与所述理论宽度B的比H/B是1-2。
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