CN102145928A

CN102145928A - 污水处理高效絮凝的方法及其装置

Info

Publication number: CN102145928A
Application number: CN 201110086869
Authority: CN
Inventors: 倪其军; 高扬; 睢爱国; 杨栋
Original assignee: 702th Research Institute of CSIC
Current assignee: 702th Research Institute of CSIC
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2031-04-08
Also published as: CN102145928B

Abstract

本发明涉及一种污水处理高效絮凝的方法及其装置，包括将待处理污水与絮凝药剂混合后输入多级罐体进行处理：通过一级混合罐内的快速搅拌实现污水与药剂的充分均匀混合；再通过二级反应罐的慢速搅拌实现絮凝体的碰撞和网捕过程；然后在三级絮凝罐内较小的水力扰动环境下实现充分絮凝。本发明结构紧凑，机动性好，适用面广，可以处理从含藻类等比重轻至淤泥等比重重的各类污水；本发明充分利用了絮凝的原理过程并进行了控制优化，具有优异的絮凝效果，同时避免了过量使用絮凝剂对环境产生的二次污染。

Description

污水处理高效絮凝的方法及其装置

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其是污水处理高效絮凝的方法及其装置。

背景技术

污水絮凝处理通常在污水中添加适当的絮凝剂，吸附污物微粒，在微粒间“架桥”，从而促进污水中悬浮微粒集聚变大，或形成絮团，从而加快粒子的聚沉，达到固液分离的目的，处理对象不仅可以是湖泊、河流的水底淤泥等比重较大的污物微粒，也可以是蓝藻等比重较小的藻类微粒，是一种常用的污水处理工艺。但是目前絮凝技术主要集中在对絮凝剂的研究，而忽略了对絮凝效率以及方法的改进，设备还是停留在常规的混凝沉淀池，不仅建造费用高、灵活机动性差，而且处理时间长；对于处理除存在管网定点传输、定点处理的水厂工艺以外的大流量水处理工程，普遍存在基础建设工期长，占地面积大等制约条件；对于临时性的治理工程而言，若要保证出水效果，则需增加絮凝剂投加量，而絮凝剂多数为高分子有机化合物，投加过多会造成出水有机物污染，不仅造成二次污染并且成本较高。综上所述，忽略絮凝的水处理设备是不完善的。

发明内容

本申请人针对上述现有污水处理中忽略对絮凝效率以及方法的改进，导致絮凝效果差，易产生二次污染等缺点，提供一种结构合理，应用广泛的污水处理高效絮凝的方法及其装置，不仅占地面积小，而且具备合理的水力停留时间及水力扰动，大大的提高了絮凝效果；同时，使污染物有效减容，为可能存在的下一级水处理构筑物节约能耗、降低成本奠定了有利基础。

本发明所采用的技术方案如下：

一种污水处理高效絮凝的方法，将待处理污水与絮凝药剂混合后输入多级罐体进行如下处理：

第一级：通过快速搅拌实现污水与药剂的充分均匀混合；

第二级：通过慢速搅拌实现絮凝体的碰撞和网捕过程；

第三级：在较小的水力扰动环境下实现充分絮凝。

一种上述方法进行污水处理高效絮凝的装置，包括依次串联排列的一级混合罐、二级反应罐与三级絮凝罐，各级罐体之间由管路连接实现连通。其进一步特征在于：

所述一级混合罐与二级反应罐结构相同，在罐体上设置有下部通路与上部通路，顶部设置有搅拌电机，电机输出轴连接的搅拌轴上设置两对桨叶，上部桨叶略低于上部通路的水平高度，下部桨叶位于下部通路的水平高度，在罐体底部设置有放泄阀。

一级混合罐的上部通路与二级反应罐的上部通路相连通，二级反应罐的下部通路输出连通至三级絮凝罐的入口，三级絮凝罐的罐体上部设置入口与出口，在入口处设置入口挡板，在出口处设置出口挡板，罐体底部设置有放泄阀。

一级混合罐的上部通路与二级反应罐的下部通路相连通，二级反应罐的上部通路输出连通至三级絮凝罐的下部通路；三级絮凝罐的顶部中央的搅拌电机输出轴上连接有一对上部桨叶，位于罐体上部通路的水平高度，在罐体底部设置放泄阀。

所述一级混合罐的搅拌桨叶的桨外周线速度为2～3m/s。

所述二级反应罐的搅拌桨叶的桨外周线速度为0.5～1.5m/s。

所述三级絮凝罐的桨外周线速度控制为0.3～0.5m/s。

本发明的有益效果在于：

本发明根据絮凝工艺的特点，将与药剂混合后的污水输入多级反应罐体内，通过控制各个罐体所配有的电机搅拌速度，形成不同的速度梯度，在一级混合罐中通过快速搅拌实现污水与药剂的充分均匀混合，在二级反应罐内通过慢速搅拌实现絮凝体的碰撞和网捕过程，在三级絮凝罐内在较小的水力扰动环境下实现充分絮凝，形成大矾花或者充分沉淀；同时防止了搅拌强度过大，使已形成的絮体破碎，造成絮凝体不易下沉，影响处理效果；各个罐体是通过管路上下连接来实现罐体的各级连通，不仅水力扰动较小有利于矾花的形成，并且增加了水力停留时间，有效的保证了絮凝效果。本发明结构紧凑，机动性好，适用面广，可以处理从含藻类等比重轻至淤泥等比重重的各类污水；本发明充分利用了絮凝的原理过程并进行了控制优化，具有优异的絮凝效果，同时避免了过量使用絮凝剂对环境产生的二次污染。

附图说明

图1为本发明的工作流程图。

图2为本发明用于处理水底淤泥的设备主视图。

图3为本发明用于处理水中藻类的设备主视图。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，待处理污水与絮凝药剂首先进入管式静态混合器进行预混，管内装有若干按轴向排列的叶轮，水流和药剂通过混合器时被多次切割，水流方向和速度不断突然地发生改变，在管道内形成涡流，快速进行混合，然后输入本发明中依次串联排列的一级混合罐10、二级反应罐20与三级絮凝罐，在一级混合罐中通过快速搅拌实现污水与药剂的充分均匀混合；在二级反应罐内通过慢速搅拌实现絮凝体的碰撞和网捕过程；在三级絮凝罐内在较小的水力扰动环境下实现充分絮凝，形成大矾花或者充分沉淀，最后分离得到的固体与液体分别进行后处理。具体的实施例如下所述。

实施例一：

图2所示为本发明应用于处理湖泊、河流的水底淤泥等比重较大的污物微粒的设备示意图，分别由依次串联排列的一级混合罐10、二级反应罐20与三级絮凝罐31组成，各级罐体之间由管路连接实现连通。一级混合罐10与二级反应罐20的罐体结构相同，在罐体上设置有下部通路12与上部通路11，顶部设置有竖直的搅拌电机15，其输出轴通过减速机带动反应罐中央的搅拌轴，搅拌轴上设置两对桨叶，上部桨叶13位略低于上部通路11的水平高度，下部桨叶14位于下部通路12的水平高度，在罐体底部设置有放泄阀16。一级混合罐10的下部通路12为污水输入口，一级混合罐10的上部通路11与二级反应罐20的上部通路21相连通，二级反应罐20的下部通路22输出连通至三级絮凝罐31的入口32。三级絮凝罐31的罐体上部设置入口32与出口35，在入口32处设置入口挡板33，在出口35处设置出口挡板34，三级絮凝罐31的罐体下部为淤泥沉淀区36，罐体底部设置有放泄阀37。

实际工作时，由管式静态混合器输出的已加入絮凝药剂的含泥污水从一级混合罐10的下部通路12进入，一级混合罐10的搅拌桨叶的转速较快，桨外周线速度控制在2～3m/s左右，在快速搅拌中絮凝剂与水中胶体充分接触；然后从一级混合罐10的上部通路11溢出至二级反应罐20的上部通路21，二级反应罐20的搅拌桨叶的转速较慢，桨外周线速度控制在1m/s左右，泥水在慢速搅拌中实现了絮凝体的碰撞和网捕过程；然后从二级反应罐20的下部通路22流出至三级絮凝罐31的入口32，入口32处设置的入口挡板33防止了过强的水流剪切力破坏已形成的絮体，使罐内水力扰动较小；三级絮凝罐31的作用类似于沉淀池，罐内较为平静的水流有利于矾花的相互碰撞及吸附，充分絮凝后的浓缩泥浆就沉积在罐体下部的淤泥沉淀区36中，最终通过放泄阀37流出进入后续固形物处理程序，例如通过压滤机进行脱水；而沉淀后的上清液则通过出口35溢出，入口挡板33与出口挡板34的设置一方面可以减小罐内水力扰动，也可以防止在入口与出口之间形成水流短路，影响沉淀效果。由于泥水的比重大于水，实际作业时，应先关闭二级反应罐20的出口22与三级絮凝罐31底部的放泄阀37，当二级反应罐20内液面高度接近罐顶时即可开启二级反应罐20的出口22，三级絮凝罐31出口有溢流出水则开启三级絮凝罐31的放泄阀37；这样就可以保证在整个絮凝过程中具有合理的水力停留时间和较小的水力扰动。

实施例二：

图3所示为本发明应用于处理湖泊、河流的水中藻类等比重较轻的污物微粒的设备示意图，分别由依次串联排列的一级混合罐10、二级反应罐20与三级絮凝罐41组成，各级罐体之间由管路连接且通过溢流方式实现各级连通。一级混合罐10与二级反应罐20的结构与实施例一中的反应罐结构相同；一级混合罐10的下部通路12为污水输入口，一级混合罐10的上部通路11与二级反应罐20的下部通路22相连通，二级反应罐20的上部通路21输出连通至三级絮凝罐41的下部通路42；三级絮凝罐41的结构类似于一、二级反应罐，体积大于前级反应罐，而且顶部中央的搅拌电机44输出轴上只连接有一对上部桨叶43，位于罐体上部通路45的水平高度，在罐体底部设置放泄阀46。

实际工作时，由管式静态混合器输出的已加入絮凝药剂的含藻污水从一级混合罐10的下部通路12进入，一级混合罐10的搅拌桨叶的转速较快，桨外周线速度控制在2～3m/s左右，在快速搅拌中絮凝剂与水中胶体充分接触；然后从一级混合罐10的上部通路11溢出至二级反应罐20的下部通路22，二级反应罐20的搅拌桨叶的转速较慢，桨外周线速度控制在1m/s左右，藻水在慢速搅拌中实现了絮凝体的碰撞和网捕过程；二级反应罐20上部的藻水同样通过溢流的方式进入三级絮凝罐41，在罐内实现充分絮凝。藻类絮凝与淤泥絮凝具有区别：比重较大的淤泥充分絮凝后可以直接进行沉淀实现初步固液分离，而藻类形成的矾花由于比重较轻，会悬浮在罐内，因此在三级絮凝罐41的顶部液面位置设置有慢速搅拌桨叶43，桨外周线速度控制在0.3～0.5m/s左右，用以推动已形成的流动性较差藻类矾花进入上部通路45的溢流口，避免矾花过量堆积造成罐体内液面上升，增加处理难度，同时较小的水力扰动有利于罐内形成大矾花，为实现良好的固液分离效果，可在三级絮凝罐41底部设置气浮装置，在絮凝过程中使絮体网捕到部分微小气泡，从而优化分离效果，提高分离率。从上部通路45溢出的藻类矾花进入后续处理，例如通过压滤机进行固液分离。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改，例如增加一组一级混合罐与二级反应罐以提高处理量；或者每一级设置多个罐体以符合实际处理的需要。

Claims

1.一种污水处理高效絮凝的方法，其特征在于，将待处理污水与絮凝药剂混合后输入多级罐体进行如下处理：

第一级：通过快速搅拌实现污水与药剂的充分均匀混合；

第二级：通过慢速搅拌实现絮凝体的碰撞和网捕过程；

第三级：在较小的水力扰动环境下实现充分絮凝。

2.一种按照权利要求1所述方法进行污水处理高效絮凝的装置，其特征在于：包括依次串联排列的一级混合罐、二级反应罐与三级絮凝罐，各级罐体之间由管路连接实现连通。

3.按照权利要求2所述污水处理高效絮凝的装置，其特征在于：所述一级混合罐与二级反应罐结构相同，在罐体上设置有下部通路与上部通路，顶部设置有搅拌电机，电机输出轴连接的搅拌轴上设置两对桨叶，上部桨叶略低于上部通路的水平高度，下部桨叶位于下部通路的水平高度，在罐体底部设置有放泄阀。

4.按照权利要求2所述污水处理高效絮凝的装置，其特征在于：一级混合罐的上部通路与二级反应罐的上部通路相连通，二级反应罐的下部通路输出连通至三级絮凝罐的入口，三级絮凝罐的罐体上部设置入口与出口，在入口处设置入口挡板，在出口处设置出口挡板，罐体底部设置有放泄阀。

5.按照权利要求2所述污水处理高效絮凝的装置，其特征在于：一级混合罐的上部通路与二级反应罐的下部通路相连通，二级反应罐的上部通路输出连通至三级絮凝罐的下部通路；三级絮凝罐的顶部中央的搅拌电机输出轴上连接有一对上部桨叶，位于罐体上部通路的水平高度，在罐体底部设置放泄阀。

6.按照权利要求4或权利要求5所述污水处理高效絮凝的装置，其特征在于：所述一级混合罐的搅拌桨叶的桨外周线速度为2～3m/s。

7.按照权利要求4或权利要求5所述污水处理高效絮凝的装置，其特征在于：所述二级反应罐的搅拌桨叶的桨外周线速度为0.5～1.5m/s。

8.按照权利要求5所述污水处理高效絮凝的装置，其特征在于：所述三级絮凝罐的桨外周线速度控制为0.3～0.5m/s。