CN102167456B - 一种低碳环保、经济合理的净水厂水处理工艺流程及方法 - Google Patents

Abstract

一种低碳环保、经济合理的净水厂水处理工艺流程及方法，属于水资源合理利用技术与环境保护领域，其包括：混凝剂投加部分、消毒剂投加部分、水净化处理部分、废水利用与处理部分，本发明的优点在于克服现有工艺存在问题，实现一种其低碳环保、经济合理、运行稳妥可靠、便于管理及维护、确保水处理效果，从而减少工程投资及日常运行费用的净水厂水处理工艺及方法。

Description

一种低碳环保、经济合理的净水厂水处理工艺流程及方法

(一)技术领域

本发明涉及净水厂水处理的流程和方法，属于水资源合理利用技术与环境保护领域。 

(二)背景技术

低碳环保和水资源更加有效合理的使用日益受到人们的重视，以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式——“低碳经济”，已经成为世界经济未来发展的必然选择，发展低碳经济越来越成为世界各国的共识。在十七届五中全会审议通过的《关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》明确提出，要以科学发展为主题，以加快转变经济发展方式为主线，坚持把建设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发展方式的重要着力点。深入贯彻节约资源和保护环境基本国策，节约能源，降低温室气体排放强度，推广低碳技术，积极应对气候变化，促进经济社会发展与人口资源环境相协调持续发展之路。 

在净水厂水处理过程中产生的废水，传统的水处理中没有很好的回收利用和无害化处理方法，习惯的做法是把这些废水直接排入附近水体中，使得原水利用率降低，隐性的增加企业在水处理方面的成本，降低企业的经济效益，另一方面造成环境的污染，既浪费了水资源，又污染了水体，同时还会带来河道淤积等问题，不符合低碳环保的要求。迫于环境污染及生态保护等诸方面的压力，也有一些企业对部分生产废水采用带状压滤机进行脱水处理，但这样做就增加建设投资和处理成本，同时带状压滤机处理能力小，维护工作量大，冲洗水耗水量大，污泥截留率较低，运行费用较高，一般企业难以承受。 

另外，传统的水处理工艺还存在以下问题：1.选择混凝剂投加工艺不合理，造成生产过程中每立方米水的耗药量过大；2.选择消毒剂工艺不合理，水处理消毒过程中易产生有毒副产物，危害人体健康，同时消毒剂在运输存贮方面均要求较高；3.厂区内的绿化用水没有融入到水处理工艺中，这些使得企业生产成本隐性的增加，降低企业的经济效益，同时水处理效果不能够稳定可靠的达标。 

(三)发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在问题，提出一种其低碳环保、经济合理、运行稳妥可靠、便于管理及维护、确保水处理效果，从而减少工程投资及日常运行费用的净水厂水处理工艺及方法。 

为达到上述的目的，采用了以下的技术方案： 

一种净水厂水处理工艺及方法，它包括以下步骤： 

(1)水源(例如水库)中的水通过计量井后，进入机械混合式配水混合井； 

(2)混凝剂由计量泵投加入机械混合式配水混合井中； 

(3)流经过机械混合式配水混合井后的水进入竖向折板絮凝池中； 

(4)接着，水进入平流沉淀池； 

(5)竖向折板絮凝池和平流沉淀池的排泥废水排入排泥池中； 

(6)排泥池中的排泥废水由潜水排污泵提升进入浓缩池，作用是在靠重力作用将排泥废水的污泥含固率达到2％～3％，满足后续工艺中卧螺离心机成套设备对污泥高效率处理的需要； 

(7)经浓缩池处理后的污泥送至贮泥池贮存； 

(8)污泥积累到一定程度后进入卧螺离心机成套设备中处理； 

(9)经卧螺离心机成套设备处理后产生的脱水泥饼，使用卡车外运，至生活垃圾填埋场与生活垃圾共同填埋，实现无公害化处理； 

(10)经平流沉淀池的水进入气水反冲洗滤池过滤； 

(11)经气水反冲洗滤池处理后的水进入清水池贮存； 

(12)经清水池后的水进入吸水井中，后进入送水泵房； 

(13)送水泵房根据用水情况，将处理后的水经过计量井后送入输配水管网，最终给用户使用； 

(14)气水反冲洗滤池进行气水反冲洗时产生的反冲洗废水流入贮水池； 

(15)贮水池中贮存的废水由潜水泵加压后用于厂区内的园林植被绿化； 

(16)本工艺选用二氧化氯作为消毒剂，有三处投加：在机械混合式配水混合井处投加、在气水反冲洗滤池出水口处投加、在清水池出水口处投加二氧化氯。 

本发明与现有技术相比具有如下的优点及有益效果： 

(1)本发明的净水厂水处理方法对生产过程中产生的废水采用了分两部分分别处理的方法：第一部分：对于气水反冲洗滤池在过滤反冲洗时产生的反冲洗废水，采取了将废水引入贮水池中贮存，后由潜水泵加压后废水用于厂区内的园林植被绿化；另一部分：对于竖向折板絮凝池、平流沉淀池的排泥废水，采用了“排泥废水——排泥池——潜水排污泵——浓缩池——污泥——贮泥池——卧螺离心机成套设备——脱水泥饼——外运”的处理方法，即竖向折板絮凝池和平流沉淀池的排泥废水排入排泥池中，后由安装在排泥池底部的潜水排污泵抽取，排泥废水流入浓缩池，浓缩池可以缩小污泥体积，提高废水中污泥的含固率，满足后续工艺高效率处理的需要。浓缩池处理后的污泥进入贮泥池贮存，积累到一定程度后进入卧螺离心机成套设备中进行脱水处理，经卧螺离心机成套设备处理后产生的脱水泥饼，使用卡车外运，至生活垃圾填埋场与生 活垃圾共同填埋。从而提高水资源利用率，降低企业生产成本，提高企业效益，同时也符合国家所大力提倡的节能减排政策，保护生态环境的要求。 

相对于目前的国内采用的废水处理工艺，绝大部分均将废水直接排入附近水体，既浪费了水资源，又污染了水体，同时还会带来河道淤积等问题；有些工艺采用带状压滤机进行对废水进行脱水处理，但由于带状压滤机处理能力小，维护工作量大，冲洗水耗水量大，污泥截留率较低，运行费用较高，一般企业难以承受。本设计的净水厂水处理工艺中，产生的废水只有竖向折板絮凝池、平流沉淀池的排泥废水和气水反冲洗滤池在过滤反冲洗时产生的废水，而后者占总废水量的大部分。而且滤池反冲洗废水的含固率较低，一般仅为0.02％～0.05％，远低于竖向折板絮凝池、沉淀池排泥水(含固率一般为1％～2％)，正因为如此，本方法将折板絮凝池、平流沉淀池的排泥废水与气水反冲洗滤池在过滤反冲洗时产生的废水分别处理，则在用于处理生产废水时废水处理工程总投资可以减少1/2～2/3，处理吨废水的运行成本可以减少1/3～1/2。另外，本工艺中采用卧螺离心机成套设备作为在废水处理工艺中的重要设备，因为相对于带状压滤机来比较，卧螺离心机成套设备效率高，采用先进的自动化集成控制技术，转速和差转速无级可调，具有安全保护和自动报警装置，运行稳定可靠，运行管理简单，同时机房环境清洁，对运行人员的身心健康很有利，同时其占地小，可以减少土建方面的投资成本，体现出了卧螺离心机成套设备的系统自动化程度高，处理效果好，设备运行可靠性高，减少建设投资和处理成本低等优点。 

(2)本方法针对水处理方面使用消毒剂的特点，采用了二氧化氯作为消毒剂，且在水处理工艺中采取三处投加二氧化氯，即在机械混合式配水混合井处、气水反冲洗滤池出水口处、清水池出水口处投加，这样做的优点是：在机械混合式配水混合井处投加二氧化氯的剂量应从严控制，从而使消毒副产物的影响降至最低；另外，在气水反冲洗滤池出水口处和清水池出水口处的投加量可根据反馈值(如余氯检测仪表的测量值)对剂量进行调节，最终达到最佳加氯量，从而可以可靠地保证水处理效果，同时能保证满足水质要求的前提下降低耗药量，从而降低药耗成本，而且便于管理及维护。相对于目前大部分的净水厂水处理工艺中选用液氯作为消毒剂，由于液氯在运输存贮都存在安全隐患，使用时必须注意安全，防止泄漏事故，同时液氯本身有毒且水经氯消毒后往往会产生各种有害物质，尤其是“三致”作用的消毒副产物，如三氯甲烷、氯乙酸等，此外，液氯不能有效杀灭隐孢子虫及其孢囊。相比，二氧化氯消毒有很多优点：二氧化氯既是消毒剂，又是氧化能力很强的氧化剂，二氧化氯的消毒机理主要是通过吸附、渗透作用，进入细胞体，氧化细胞内酶系统和生物大分子，可快速控制微生物蛋白质的合成，对细菌、病毒等有很强的灭活能力。同时，二氧 化氯不会与水中有机物作用生成三氯甲烷；氧化性强，能杀死孢子，二氧化氯余量在输配水管网中保持很长时间，即衰退速度比氯慢；且二氧化氯不会水解，消毒效果受PH值影响小，二氧化氯能降低水的色度，去除臭和铁、锰、酚等物质的优点。 

(3)本工艺中采用碱式氯化铝作为混凝剂，优点在于碱式氯化铝作为混凝剂通过计量泵根据水的流量和浊度做到精确投加入水中，使水质符合卫生质量要求，同时碱式氯化铝水解生成的化学沉淀物的水合作用弱，生成的矾花密实，沉降快，受水温变化的影响小，处理低温低浊水时仍能生成良好的矾花，而且矾花吸附性能好，对源水中溶解性天然高分子有机物的去除率高，生成矾花强度大，不易破碎的优点，同时碱式氯化铝适用于水的PH范围宽，这样，在本设计的净水处理中更好地确保水处理效果，稳定可靠的使水质符合相关卫生标准。 

(四)附图说明

图1是本发明方法的工艺流程示意图。 

(五)具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。 

如图1所示，本发明的整个处理流程如下：水源(例如水库)中的水通过计量井1后，进入机械混合式配水混合井2，作用是利用机械搅拌器的快速旋转，使投入水中的混凝剂能迅速而均匀的扩散于水中，使水中的胶体脱稳，提高凝聚效果。混凝剂11由计量泵12投加入机械混合式配水混合井2中。经与混凝剂混合后的水进入竖向折板絮凝池3中，絮凝池3中的折板布置成竖向折板，水流在折板之间流动，产生众多的小涡旋，提供了颗粒碰撞絮凝效果，从而使水中的胶体颗粒在絮凝设施中形成粗大而密实且沉降性能良好的絮凝颗粒。接着，水进入平流沉淀池4，作用是去除水中的悬浮物。经平流沉淀池4沉淀后的水进入气水反冲洗滤池5过滤，通过气水反冲洗滤池5的滤层截留水体中悬浮固体和其他杂质，实现过滤的目的。经气水反冲洗滤池5处理后的水进入清水池6贮存，经清水池6后的水进入吸水井7中，后进入送水泵房8，送水泵房8根据用户用水情况，将处理后的水经过计量井9后送入输配水管网10，最终给用户使用。 

竖向折板絮凝池3和平流沉淀池4的排泥废水13排入排泥池14中，后由安装在排泥池14底部的潜水排污泵15抽取，排泥废水流入浓缩池16，浓缩池16可以缩小污泥体积，提高废水中污泥的含固率，满足后续工艺高效率处理的需要。浓缩池16处理后的污泥17，污泥17的含固率可以达到2％～3％，使得后续工艺中卧螺离心机成套设备19更高效处理的需要，污泥17进入贮泥池18 贮存，积累到一定程度后进入卧螺离心机成套设备19中进行脱水处理，经卧螺离心机成套设备19处理后产生的脱水泥饼20，使用卡车外运，至生活垃圾填埋场与生活垃圾共同填埋。 

气水反冲洗滤池5进行气水反冲洗时产生的反冲洗废水22流入贮水池23进行贮存，由安装在贮水池底部的潜水泵24抽取，用于厂区内园林植被绿化。 

本工艺中采用的消毒剂为二氧化氯，在二氧化氯(消毒剂)投加系统中，采取三处投加：第一处，在机械混合式配水混合井2处投加，与混凝剂一并投加入机械混合式配水混合井2；第二处，在气水反冲洗滤池5出水口处投加；第三处，在清水池6出水口处投加二氧化氯，此处投加二氧化氯消毒剂，是为了万一前两处投加量仍不能满足生产要求时，可以在第三处补加二氧化氯，保证水质可靠达标。 

虽然以上结合附图和实施例对本发明设计作出了详细的描述，但技术领域的技术人员和设计人员可以认识到，前述实施例仅仅是为了说明本设计，而非限定本设计。在本设计发明的构思内，还可以对前述实施例做出多种变化或者变形，如以下的内容，这些变化或变形都应属于本设计的保护范围。 

1.将本工艺中，机械混合式配水混合井2改变成管式静态混合器； 

2.将本工艺中，竖向折板絮凝池3改变成隔板絮凝池； 

3.将本工艺中，平流沉淀池4改变成斜管沉淀池； 

4.将本工艺中，气水反冲洗滤池5改变成普通快滤池或者翻板滤池； 

5.将本工艺中，由潜水泵24抽取的水不用于厂区园林植被绿化，而用于其他用途； 

6.将本工艺中，消毒剂为二氧化氯改变为液氯。 

Claims (5)

1.一种净水厂水处理工艺流程，其特征在于它包括以下步骤：

(1)水源中的水通过计量井后，进入机械混合式配水混合井；

(2)混凝剂由计量泵投加入机械混合式配水混合井中；

(3)流经过机械混合式配水混合井后的水进入竖向折板絮凝池中；

(4)接着，水进入平流沉淀池；

(5)竖向折板絮凝池和平流沉淀池的排泥废水排入排泥池中；

(6)排泥池中的排泥废水由潜水排污泵提升进入浓缩池，作用是在靠重力作用将排泥废水的污泥含固率达到2％～3％，满足后续工艺中卧螺离心机成套设备对污泥高效率处理的需要；

(7)经浓缩池处理后的污泥送至贮泥池贮存；

(8)污泥积累到一定程度后进入卧螺离心机成套设备中处理；

(9)经卧螺离心机成套设备处理后产生的脱水泥饼，使用卡车外运，至生活垃圾填埋场与生活垃圾共同填埋，实现无公害化处理；

(10)经平流沉淀池的水进入气水反冲洗滤池过滤；

(11)经气水反冲洗滤池处理后的水进入清水池贮存；

(12)经清水池后的水进入吸水井中，后进入送水泵房；

(13)送水泵房根据用水情况，将处理后的水经过计量井后送入输配水管网，最终给用户使用；

(14)气水反冲洗滤池进行气水反冲洗时产生的反冲洗废水流入贮水池；

(15)贮水池中贮存的废水由潜水泵加压后用于厂区内的园林植被绿化；

(16)本工艺选用二氧化氯作为消毒剂，有三处投加：在机械混合式配水混合井处投加、在气水反冲洗滤池出水口处投加、在清水池出水口处投加二氧化氯。

2.根据权利要求1所述的净水厂水处理工艺流程，其特征在于所述的工艺流程中产生的废水只有竖向折板絮凝池、平流沉淀池的排泥废水和气水反冲洗滤池在过滤反冲洗时产生的废水；对于气水反冲洗滤池在过滤反冲洗时产生的反冲洗废水，采取了将废水引入贮水池中贮存，后由潜水泵加压后废水用于厂区内的园林植被绿化；而对于竖向折板絮凝池、平流沉淀池的排泥废水，采取竖向折板絮凝池和平流沉淀池的排泥废水排入排泥池中，后由安装在排泥池底部的潜水排污泵抽取，排泥废水流入浓缩池，浓缩池能缩小污泥体积，提高废水中污泥的含固率，满足后续工艺高效率处理的需要，浓缩池处理后的污泥进入贮泥池贮存，积累到一定程度后进入卧螺离心机成套设备中进行脱水处理，经卧螺离心机成套设备处理后产生的脱水泥饼，使用卡车外运，至生活垃圾填埋场与生活垃圾共同填埋的处理工艺。

3.根据权利要求1所述的净水厂水处理工艺流程，其特征在于所述的混凝剂为碱式氯化铝，混凝剂由计量泵投加入机械混合式配水混合井中。

4.根据权利要求1所述的净水厂水处理工艺流程，其特征在于所述的工艺中消毒剂二氧化氯替换为液氯。

5.根据权利要求1所述的净水厂水处理工艺流程，其特征在于所述的工艺中气水反冲洗滤池在过滤反冲洗时产生的反冲洗废水，采取了将废水引入贮水池中贮存，后由潜水泵加压后废水用于厂区内的园林植被绿化。

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