CN102976526A - 一种投加石灰的强制外循环式高效沉淀方法及其设备 - Google Patents

Abstract

一种石灰投加的强制外循环式高效沉淀方法，其特征在于除了利用沉淀工艺本身对水中浊度物质的高效沉降作用外，通过向混凝池中投加石灰以及将富集的污泥回流至絮凝池，获得回流污泥和石灰颗粒高度结合的混合液，利用外循环回流污泥的沉积网捕和吸附作用以及石灰的中氢氧根离子的化学作用，强化对浊度物质和水中有机物的去除，更可去除污水中的钙、镁以及重金属离子，改进了以往在常规处理工艺中COD、悬浮物处理效率低以及投加石灰的利用率低的弊端，赋予了常规沉淀工艺对硬度、重金属、有机物较强的去除能力。经该方法处理的污水，具有出水水质好，药耗少，占地面积小，最大限度地降低后续工艺处理负担的特点。本发明除对常规污水具有较高处理效果外，尤其适用于难降解COD和硬度型污水处理过程，也可用于污水的深度处理阶段。

Description

一种投加石灰的强制外循环式高效沉淀方法及其设备

技术领域

本发明涉及一种污水处理方法及其所用设备。该方法旨在提供一种新型的外循环式高效沉淀方法并在其中投加石灰，有效提高污水中悬浮物、COD、重金属以及硬度的去除率。

背景技术

在现有污水处理技术中，沉淀设备是水处理工艺中的重要环节，在该工艺阶段主要实现泥水分离，除盐，去除悬浮物。因此，其运行状况直接影响出水水质。传统的沉淀池往往存在着占地面积大，处理效率低，出水水质不稳定，混凝沉淀过程是分离的等问题。

一定浓度的污泥回流可以增加界面层的沉降速度，达到污染物的快速去除，而且适量的污泥回流可降低来水对设备的冲击。普通平流式沉淀池单纯为了颗粒的沉降，池底沉泥还是具有相当的接触絮凝活性未被利用。高效沉淀池为了充分发挥污泥的接触絮凝作用，通过污泥回流可实现污泥的加速絮凝沉降的作用。

沉淀池中投加石灰的主要作用是调节水体的pH，同时石灰对水体中的胶体微粒能起助凝作用。作为颗粒核增重剂，石灰可以加速不溶物的沉淀分离、提高改善混凝沉淀效果、增加水体的化学稳定性。石灰还有去除污水中硬度，消毒的作用，而且通过加大石灰的投加量，使pH值升高到10－11，可达到去除污水中重金属离子的效果。但是目前石灰多投加到普通的机械加速澄清池，上述石灰的作用得不到充分利用。

本发明工艺结构中的外循环式高效沉淀工艺就是在充分利用了上述理论基础上提出来的。本发明中的高效沉淀池是将絮凝、沉淀、污泥浓缩过程综合于一个构筑物中的综合工艺设备，节约了设备空间。本发明中的高效沉淀工艺通过外循环式使沉淀区的污泥实现回流至混凝区，回流污泥与石灰充分结合，形成的这种大颗粒，吸附污水中的悬浮物，同时与污水中的钙镁离子、贵金属离子等结合，达到去除的目的，从而最大限度地降低污水的悬浮物和COD值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是污水处理尤其是难降解COD和硬度型污水处理过程中，普通的混凝沉淀池对COD和悬浮物去除率低，导致后续的高级氧化、生化等工艺阶段运行成本高，达不到回用标准。

针对上述污水沉淀处理阶段存在的问题，本发明运用一种投加石灰的强制外循环式高效沉淀工艺，其具体的技术方案如下：

一种投加石灰的强制外循环式高效沉淀方法，能够去除水的硬度，重金属离子以及降解COD和悬浮物含量，该方法包括如下步骤：

(1)混凝，在快速搅拌器的搅拌下，通过石灰自动投加装置投加的石灰与来水充分接触混合，水力停留时间为2～3min；

(2)絮凝，混合着石灰的污水与絮凝池中回流的污泥碰撞接触，形成具有强吸附、降解功能的颗粒，使吸附有大量污染物颗粒的矾花长大，根据来水中重金属离子含量，可适当加大混凝池中石灰投加量，pH增大到10－11，使重金属离子快速沉淀、去除；

(3)沉淀，夹杂有大量絮凝体的污水经过斜壁推流池降速，随后进入斜管沉淀区进行沉淀；

(4)污泥浓缩－回流，污泥浓缩区装有底部刮泥机和集泥斗，对污泥进行浓缩，通过污泥输送管排出，部分含水量较高污泥经经污泥回流管进入絮凝池。

一种用于本发明方法的高效沉淀池，将絮凝、沉淀、污泥浓缩过程综合于一个构筑物中，其特征在于该高效沉淀池是一个配有混凝剂和絮凝剂投加装置的斜管沉淀池，混凝池中投加石灰溶液，用于除硬和沉淀；混凝池连接絮凝池，在此投加聚合物絮凝剂；絮凝池底部设有污泥回流管，污泥浓缩区的污泥经污泥管路回流至絮凝池；加有石灰的原水在反应器内与高浓度的回流污泥相接触，脱稳杂质与污泥颗粒碰撞凝聚达到较好的絮凝效果，结成重而大的絮凝体，在斜管沉淀—浓缩单元进行沉淀分离；絮凝池连接沉淀—污泥浓缩池；沉淀区与集水槽相连。

上述高效沉淀池，其混凝池与絮凝池之间通过底部设置的流水管道相连；絮凝池和沉淀浓缩区之间通过一个斜壁推流池连接，斜壁与竖直方向夹角为20～40度，斜壁推流池的作用是降低来水速度，促进颗粒物的分级沉降。

上述高效沉淀池，其中混凝池中设有石灰自动投加装置，投加到混凝池底部，还设置快速变频搅拌器，用于进水和石灰的快速混合。

上述高效沉淀池是一种强制外循环式高效沉淀装置，即絮凝池底部设有污泥回流管，回流来自沉淀区底部的部分污泥。

混凝池为矩形，在该池中投加石灰溶液，用于除硬和沉淀等。设有快速搅拌器，用于进水和石灰的快速混合。为了快速形成污泥层，可在反应池开始运转时，投入较多的石灰，并降低运行负荷，可迅速形成污泥层。

经过混凝后的水进入絮凝池，在此投加絮凝剂。石灰和絮凝剂的投加量需要根据进水流量按比例调节。絮凝池底部设有污泥回流管，污泥浓缩区的污泥经污泥管路回流至絮凝池，实现回流的污泥和原水及石灰充分混合，获得高浓度的混合液。

加过石灰的原水在反应器内与高浓度的回流污泥相接触，脱稳杂质与污泥颗粒碰撞凝聚达到较好的絮凝效果，结成重而大的絮凝体，在斜管沉淀—浓缩单元进行沉淀分离。

从絮凝池中出来的水通过斜壁推流池进入沉淀—污泥浓缩池，该池是将两个功能集于一池即采用斜管模块将矾花和水分离，逆向流；沉淀在池子底部的污泥借助配有刮泥机系统的浓缩搅拌器加速浓缩。部分污泥连续循环至絮凝池，通过污泥排放泵。定期将剩余污泥抽出，送到污泥混合池，控制池内的污泥量。污泥脱水前不需要进行浓缩。高效沉淀池内设置泥位检测，通过污泥排放泵控制池内的污泥量。

经过石灰投加的强制外循环式高效沉淀工艺的污水COD的去除率可达到30－40%，并有效去除硬度和重金属离子。

本发明方法中通过将石灰和外循环回流污泥各自的优点相结合，通过外循环回流污泥的沉积网捕、吸附，石灰的除硬、贵金属离子，吸附以及助凝作用，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药剂投加量大，后续工艺处理负荷大的弊端，实现外循环回流污泥和石灰的高效利用。具有出水水质好，药耗少，污泥含固率高，占地面积小的特点。本发明既可用于常规污水处理，也可运用在深度处理阶段，对于水质较差的污水处理效果明显优于常规沉淀池。

附图说明

图1本发明的高效沉淀池平面图

1进水管，2微涡流水力混合器，3污泥回流管，4石灰自动投加装置，5混凝搅拌器，6底部管道，7絮凝剂投加管，8布水管，9导流隔板，10絮凝搅拌器，11斜壁推流池，12斜管沉淀区，13集泥斗，14污泥浓缩区，15浓缩耙，16集水槽

图2本发明的高效沉淀池俯视图

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步说明：

本发明中的高效沉淀池，分为三部分：混凝池、絮凝池、沉淀－污泥浓缩池，三部分之间相互连通。参见图1，污水首先进入高效沉淀池由进水管1进入微涡流水力混合器2，微涡流水力混合器起到调节水量的作用。经过微涡流水力混合器的污水由底部进入混凝池，混凝池中使用自动投加装置4投加石灰，投加量根据进水量自动调节。在运行现场设置一个共用加药间储存药品，并配有液体药品配置系统，投加的石灰使用混凝搅拌器5搅拌。搅拌器的作用：第一，提升叶轮使外循环回流污泥不断循环流动（内循环和外循环），节省投药量；第二，搅拌器使反应器内的水和进水迅速混合，外循环回流污泥随水流处于悬浮和环流状态使其与污染物充分接触。经过混凝处理的的废水通过底部管道6进入絮凝池，该反应池的有效面积与混凝池相同。絮凝池中布置一个导流筒，絮凝剂投加管7延伸到导流筒底部位置，经过沉淀区的污泥回流至絮凝池底部，污泥与水中的石灰混合。为了使石灰和絮凝剂在水中迅速均匀分布，池中设有絮凝剂液体的布水管8，四壁设有导流隔板9。导流筒中间配有絮凝搅拌器10。反应区内的搅拌器均使用变频机械搅拌器，不锈钢304材质。经过絮凝反应的废水由斜壁推流池11自流入沉淀—污泥浓缩池，沉淀区为斜管沉淀区12，污染物在斜管的作用下沉淀下来，并由沉淀区中央的集泥斗13，本单元污泥浓缩区14设有浓缩耙15，它是一个刮泥和搅动装置。浓缩耙绕池中心缓慢旋转，将沉于池底的污泥推入池中心的污泥斗中。其中的竖向栅条，随浓缩耙一起搅动作用，可促进污泥的浓缩过程，经过浓缩的污泥由污泥排放管排出。底部还设有污泥回流管，将部分污泥回流至絮凝池。经过处理后的清水经集水槽16收集后流出出水渠排出。

经过本工艺方法处理得到的污水悬浮物去除率可达到80%以上，COD去除率为30－40%，暂硬<60mg/l（以CaCO₃计）。本发明方法与现有方法相比主要存在以下五方面的效果：(1)将混合、絮凝、沉淀-污泥浓缩回流三部分综合于一个构筑物中，工艺参数得到优化；(2)絮凝池中设置污泥回流管，实现污泥回流，不仅充分利用回流污泥絮凝技术的沉积网捕和吸附作用，还可缓冲来水对设备的冲击；(3)外加石灰，通过沉淀工艺本身的浓缩作用，石灰的软化和混凝效果以及外循环回流污泥的沉积吸附作用，利用三者共同作用，强化常规处理工艺对有机物的去除能力；(4)带有同步污泥浓缩，不单独设置污泥浓缩区，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 (6)

1.一种投加石灰的强制外循环式高效沉淀方法，能够去除水的硬度，重金属离子以及降解COD和悬浮物含量，该方法包括如下步骤：

(1)混凝，在快速搅拌器的搅拌下，通过石灰自动投加装置投加的石灰与来水充分接触混合，水力停留时间为2～3min；

(2)絮凝，混合着石灰的污水与絮凝池中回流的污泥碰撞接触，形成具有强吸附、降解功能的颗粒，使吸附有大量污染物颗粒的矾花长大，根据来水中重金属离子含量，可适当加大混凝池中石灰投加量，pH增大到10－11，使重金属离子快速沉淀、去除；

(3)沉淀，夹杂有大量絮凝体的污水经过斜壁推流池降速，随后进入斜管沉淀区进行沉淀；

(4)污泥浓缩－回流，污泥浓缩区装有底部刮泥机和集泥斗，对污泥进行浓缩，通过污泥输送管排出，部分含水量较高污泥经经污泥回流管进入絮凝池。

2.一种用于权利要求1方法的高效沉淀池，将絮凝、沉淀、污泥浓缩过程综合于一个构筑物中，其特征在于该高效沉淀池是一个配有混凝剂和絮凝剂投加装置的斜管沉淀池，混凝池中投加石灰溶液，用于除硬和沉淀；混凝池连接絮凝池，在此投加絮凝剂；絮凝池底部设有污泥回流管，污泥浓缩区的污泥经污泥管路回流至絮凝池；加有石灰的原水在反应器内与高浓度的回流污泥相接触，脱稳杂质与污泥颗粒碰撞凝聚达到较好的絮凝效果，结成重而大的絮凝体，在斜管沉淀-浓缩单元进行沉淀分离；絮凝池连接沉淀-污泥浓缩池；沉淀区与集水槽相连。

3.权利要求2所述的高效沉淀池，其特征在于混凝池与絮凝池之间通过底部设置的流水管道相连；絮凝池和沉淀浓缩区之间通过一个斜壁推流池连接，斜壁与竖直方向夹角为20～40度，斜壁推流池的作用是降低来水速度，促进颗粒物的分级沉降。

4.如权利要求2－3中任一项所述的高效沉淀池，其中混凝池中设有石灰自动投加装置，投加到混凝池底部，还设置快速变频搅拌器，用于进水和石灰的快速混合。

5.如权利要求2－3中任一项所述的高效沉淀池，其特征在于该沉淀池是一种强制外循环式高效沉淀装置，即絮凝池底部设有污泥回流管，回流来自沉淀区底部的部分污泥。

6.如权利要求4所述的高效沉淀池，其特征在于该沉淀池是一种强制外循环式高效沉淀装置，即絮凝池底部设有污泥回流管，回流来自沉淀区底部的部分污泥。

Images