CN102078709B - 一种高密度活性炭沉淀池及其沉淀工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高密度活性炭沉淀池，其特征在于利用沉淀工艺本身对水中浊度物质和外加活性炭的浓缩分离作用，将富集的污泥和活性炭回流至混合池，获得污泥和活性炭颗粒浓度都很高的混合液，利用两种载体的沉积网捕和吸附作用，强化对浊度物质和水中有机物的去除。改进了以往在常规处理工艺中投加活性炭利用率低的弊端，赋予了常规沉淀工艺对臭味、色度、有机物较强的去除能力。具有出水水质好，药耗少，污泥含固率高，占地面积小，运行控制灵活和对原水水质适应能力较强的特点。本发明是针对III类及III类以上原水开发的，具有常规处理和深度处理的双重功能，为劣质原水处理工艺提供了一个全新的思路，既可单独用于常规处理工艺中，也可在原水水质较差时，与深度处理工艺组合使用。

Description

一种高密度活性炭沉淀池及其沉淀工艺

技术领域：

本发明属于水处理，环境保护技术领域，具体涉及一种以回流活性炭和污泥为循环载体的高密度活性炭沉淀池及其沉淀工艺。

背景技术：

颗粒在水中的接触，主要有三个途径：(1)颗粒的布朗运动；(2)颗粒液体的流动；(3)颗粒间的沉速差异。经典的絮凝理论认为，在忽略布朗运动和絮凝阶段颗粒沉速差的情况下，单位时间单位体积内颗粒碰撞数与速度梯度G的1次方，颗粒粒径的3次方和单位体积中颗粒数的2次方成正比。20世纪90年代国外开发了ACTIFLO、DENSADEG等载体絮凝技术，增加了絮凝阶段的颗粒浓度。ACTIFLO、DENSADEG等工艺具有出水浊度低，占地面积小的优点，但是对臭味、色度、有机物的去除能力有限。本发明提出利用沉淀工艺本身对水中浊度物质和外加活性炭的浓缩分离作用，将富集的污泥和活性炭回流至混合池，获得污泥和活性炭颗粒浓度都很高的混合液，利用两种载体的沉积网捕和吸附作用，强化对浊度物质和水中有机物的去除。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种高密度活性炭沉淀池，以回流活性炭和污泥为循环载体，主要去除对象为悬浮物、小分子有机物、臭味和色度等项目。

为了实现这一目的，本发明的技术方案为：一种高密度活性炭沉淀池，包括进水管，其特征在于进水管与混合池连接，混合池设有补炭点，混合池与一级絮凝池连接，一级絮凝池与二级絮凝吸附池连接，二级絮凝吸附池经变速吸附推流区与沉淀区连接，变速吸附推流区与沉淀区底部为污泥浓缩区，污泥浓缩区通过污泥管路连接到混合池，污泥浓缩区还通过污泥管路与排泥管连接，沉淀区上部设有斜管，斜管上方为清水区，清水区设有穿孔集水管，穿孔集水管与出水渠连接。进水管设有混凝剂投加点，混合池池壁上部设有上部过水孔与一级絮凝池连通，上部过水孔处设助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)投加管，一级絮凝池底部设有底部过水孔与二级絮凝吸附池连通。污泥浓缩区设有浓缩型刮泥机和泥斗。

本发明的另一目的在于提供一种高密度活性炭沉淀工艺。

为了实现这一目的，本发明的技术方案为：一种高密度活性炭沉淀池的沉淀工艺，其特征在于它包括以下步骤：A、混合，在进水管加注混凝剂(铝盐或铁盐)，加注混凝剂的原水进入混合池，污泥浓缩区的泥炭经污泥管路回流至混合池，并在混合池中补充少量新鲜活性炭，在混合池中将回流的泥炭和原水及混凝剂充分混合，获得高浓度活性炭的混合液；B、絮凝吸附，混合液从混合池的上部过水孔进入一级絮凝池，上部过水孔处设助凝剂PAM投加管，通过机械搅拌使脱稳的颗粒相互碰撞长大，在一级絮凝池后，混合液经底部过水孔进入二级絮凝吸附池，进一步完成絮凝过程，使新鲜活性炭充分发挥其吸附能力；C、预沉，混合液熟化后进入变速吸附推流区，流速的缓慢减小，促进不同粒径之间的沉速差，增加沉积网捕的几率，强化预沉效果；D、出水，经过预沉的混合液经沉淀区进一步沉淀后，经穿孔集水管后从出水管流出；E、污泥浓缩区装备具有污泥浓缩功能的底部刮泥机和泥斗，对污泥进行浓缩，获得高浓度回流泥炭，沉淀的泥炭经污泥回流管路进入混合池，多余的泥渣排走。

本发明利用沉淀工艺本身对水中浊度物质和外加活性炭的浓缩分离作用，对污泥和活性炭进行富集后回流至混合池，获得污泥和活性炭颗粒浓度都很高的混合液，利用两种载体的沉积网捕和吸附作用，强化对浊度物质和水中有机物的去除。改进了以往在常规处理工艺中投加活性炭利用率低的弊端，赋予了常规沉淀工艺对臭味、色度、有机物较强的去除能力。具有出水水质好，药耗少，污泥含固率高，占地面积小，运行控制灵活和对原水水质适应能力较强的特点。本发明是针对III类及III类以上原水开发的，具有常规处理和深度处理的双重功能，为劣质原水处理工艺提供了一个全新的思路，既可单独用于常规处理工艺中，也可在原水水质较差时，与深度处理工艺组合使用。

附图说明：

图1为本发明一个实施例的平面示意图。

图2为A-A剖面图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。

一种高密度活性炭沉淀池，包括进水管，其特征在于进水管15与混合池1连接，混合池1与设在混合池两边的一级絮凝池2连接，一级絮凝池2与二级絮凝吸附池3连接，二级絮凝吸附池3经变速吸附推流区4与沉淀区24连接，变速吸附推流池4与沉淀区24连接处设有斜壁23，斜壁23底部与池底板之间有过流通道，变速吸附推流池4与沉淀区24通过过流通道连通，该斜壁23下端向沉淀区24倾斜，倾斜后与垂直方向的夹角为50～70度，变速吸附推流池4与沉淀区5底部为污泥浓缩区7，污泥浓缩区7通过污泥管路12连接到混合池1，污泥浓缩区7还通过污泥管路12与排泥管22连接，沉淀区5上部设有斜管5，斜管5上方为清水区6，清水区6设有穿孔集水管14，穿孔集水管14与出水管(图中未示出)连接。进水管15设有混凝剂投加点16，混合池1设有补炭点17，混合池1上部设有上部过水孔18与一级絮凝池2连通，上部过水孔18处设助凝剂PAM投加管19，一级絮凝池2底部设有底部过水孔20与二级絮凝吸附池3连通。污泥浓缩区7设有刮泥机10和泥斗21。

进水管15上加注混凝剂(铝盐或铁盐)，加注混凝剂的原水进入机械快速混合池1，混合池1投加回流的浓缩泥炭(含活性炭的污泥)和补充少量新鲜活性炭，新鲜炭一般投加5mg/L，浓缩泥炭的回流比范围一般为3％～10％，视浓缩污泥的浓度确定，使混合液中浓缩泥炭的浓度为800～1000mg/L，新鲜活性炭的浓度为100～200mg/L为宜。该池主要是将回流的泥炭和原水及混凝剂充分混合。絮凝吸附区分为两级，混合液从混合池的上部过水孔18进入一级絮凝池2，上部过水孔18处设助凝剂PAM投加管19，PAM投加量一般为0.1～0.2mg/L，通过机械搅拌创造良好的水力条件，使脱稳的颗粒相互碰撞长大。在一级絮凝池2后，混合液经底部过水孔20进入二级絮凝吸附池3，该池通过缓慢的搅拌和较长的吸附时间，进一步完成絮凝过程，使新鲜活性炭充分发挥其吸附能力。混合液熟化后进入变速吸附推流区4，该区采用变截面过水断面设计，流速的缓慢减小，促进不同粒径之间的沉速差，增加沉积网捕的几率，强化预沉效果。污泥浓缩区7装备底部刮泥机10和泥斗21，该设备具有对污泥的自动浓缩功能，保证获得稳定和高浓度的回流泥炭。沉淀的泥炭经污泥回流管路12进入混合池，多余的泥渣排走。为增加混合区和絮凝区的操作灵活性，混合池1，一级絮凝区2和二级絮凝吸附区3内均设有变频机械搅拌装置9，如变频搅拌机。污泥回流管路12内设有污泥计量设施13，通过流量调节阀控制剩余污泥的排放量，排泥量为浊度的比例，不能集中排泥，以保证回流污泥量和浓度的稳定。该高效絮凝沉淀池还设有污泥泵房8，泵房设置有自吸无阀凸轮泵11和污泥管路12，自吸无阀凸轮泵11通过吸泥管25与泥斗21连接，污泥管路与排泥管22连接。污泥泵房8可建于沉淀池的一端，也可建于沉淀池之上，叠合布置。清水区6采用穿孔集水管14，减小沉淀池的高度。

本发明将载体絮凝技术和活性炭吸附工艺结合在反应沉淀工艺中实施，继承了ACTIFLO、DENSADEG等传统载体絮凝工艺出水浊度低，占地面积小等优势，赋予了载体絮凝技术对臭味、色度、有机物较强的去除能力。改进了以往在常规处理工艺中投加活性炭利用率低的弊端，具有出水水质好，药耗少，污泥含固率高，占地面积小，运行控制灵活和对水质适应能力强的特点。是针对III类及III类以上原水开发的，主要去除对象为悬浮物、小分子有机物、臭味和色度等项目。本发明与现有的ACTIFLO、DENSADEG及其它载体絮凝工艺相比主要存在以下七方面的创新：(1)外加活性炭，通过沉淀工艺本身的浓缩作用和对污泥的回流使活性炭在絮凝沉淀池中循环，在混凝阶段就获得含高浓度活性炭的混合液，充分发挥活性炭的吸附能力和絮凝核心作用，强化常规处理工艺对有机物的去除能力；(2)将絮凝阶段分为两级，增加活性炭的吸附时间，充分利用补充新鲜活性炭的吸附能力；(3)通过混合和絮凝工艺的参数优化，采用低强度，长时间的混合、絮凝，减少对大颗粒回流污泥颗粒的破坏，提高载体絮凝技术的沉积网捕和吸附作用；(4)设置变速吸附推流区，通过流速的逐步减小，突出不同粒径之间的沉速差异，强化变速吸附推流区的预沉效果，采用至斜管区两侧等流程的设计，使配水均匀；(5)采用穿孔集水管代替集水槽，减少清水区的高度；(6)回流污泥管上投加助凝剂，增强回流污泥的吸附和絮凝核心作用；(7)在沉淀池底部设置污泥浓缩区，并采用底部刮泥机对污泥进行浓缩，可使池型的布置更加灵活。

Claims (5)

1.一种高密度活性炭沉淀池，包括进水管，其特征在于进水管与混合池连接，混合池设有补炭点，混合池与一级絮凝池连接，一级絮凝池与二级絮凝吸附池连接，混合池上部设有上部过水孔与一级絮凝池连通，上部过水孔处设助凝剂PAM投加管，一级絮凝池底部设有底部过水孔与二级絮凝吸附池连通，二级絮凝吸附池经变速吸附推流区与沉淀区连接，变速吸附推流池与沉淀区底部为污泥浓缩区，污泥浓缩区通过污泥管路连接到混合池，污泥浓缩区还通过污泥管路与排泥管连接，沉淀区上部设有斜管，斜管上方为清水区，清水区设有穿孔集水管，穿孔集水管与出水管连接，变速吸附推流池与沉淀区连接处设有斜壁，斜壁底部设有开口，变速吸附推流池与沉淀区通过该开口连通，该斜壁下端向沉淀区倾斜，倾斜后与垂直方向的夹角为50～70度，其中混合池中污泥浓缩区回流的浓缩泥炭的浓度为800～1000mg/L，新鲜活性炭的浓度为100～200mg/L。

2.权利要求1所述的一种高密度活性炭沉淀池，其特征在于进水管设有混凝剂投加点。

3.权利要求1所述的一种高密度活性炭沉淀池，其特征在于污泥浓缩区设有刮泥机和泥斗。

4.权利要求1所述的一种高密度活性炭沉淀池，其特征在于混合池，一级絮凝区和二级絮凝吸附区内均设有变频机械搅拌装置。

5.一种高密度活性炭沉淀池的沉淀工艺，其特征在于它包括以下步骤：A、混合，在进水管加注混凝剂，加注混凝剂的原水进入混合池，污泥浓缩区的泥炭经污泥管路回流至混合池，并在混合池中补充少量新鲜活性炭，使混合液中浓缩泥炭的浓度为800～1000mg/L，新鲜活性炭的浓度为100～200mg/L，在混合池中将回流的泥炭和原水及混凝剂充分混合；B、絮凝吸附，混合液从混合池的上部过水孔进入一级絮凝池，上部过水孔处设助凝剂PAM投加管，通过机械搅拌使脱稳的颗粒相互碰撞长大，在一级絮凝池后，混合液经底部过水孔进入二级絮凝吸附池，通过搅拌和吸附，进一步完成絮凝过程，使新鲜活性炭充分发挥其吸附能力；C、预沉，混合液熟化后进入变速吸附推流区，流速的缓慢减小，促进不同粒径之间的沉速差，增加沉积网捕的几率，强化预沉效果；D、出水，经过预沉的混合液经沉淀区进一步沉淀后，经穿孔集水管后从出水管流出；E、污泥浓缩区装备底部刮泥机和泥斗，对污泥进行浓缩，获得高浓度回流泥炭，沉淀的泥炭经污泥回流管路进入混合池，多余的泥渣排走。