CN103274544B - 絮凝沉淀过滤一体化污水处理器及其处理污水的方法 - Google Patents

Abstract

絮凝沉淀过滤一体化污水处理器及其处理污水的方法，包括絮凝区、混凝区、沉淀池、过滤器；混凝区和沉淀池在同一个密闭的箱体中；混凝区分成三仓，前两仓的隔板的中部转动安装有搅拌桨，混凝区的底部外侧壁开口安装一个原水进口；混凝区后仓的上部与顶板间形成通道，其外侧与沉淀池间形成一个缓冲区，缓冲区的下端与沉淀区连通；沉淀区的下部形成斗形，中上部安装蜂窝斜管，蜂窝斜管上方是出水堰，箱体外侧安装集水槽与出水堰连通，集水槽底部有出水口；在混凝区的下方安装过滤槽罐和吸附槽罐；两槽罐内腔间由连通管连通；用管道把集水槽底部的出水口与过滤槽罐进口连通。具有沉淀时间短，占地面积小，耐冲击负荷能力高，运行稳定等特点。

Description

絮凝沉淀过滤一体化污水处理器及其处理污水的方法

技术领域

本发明涉及一种絮凝沉淀过滤一体化污水处理器及其处理污水的方法。

背景技术

核桃乳加工中主要工艺为：核桃仁挑拣～浸泡～去衣～磨浆～配料～均质～罐装～杀菌～包装。挑拣：剔除生虫、霉变果，浸泡用 1 ％氢氧化钠溶液捞出冲洗后用清水冲洗。核桃乳的污水包括清洗、去皮、磨浆过程，清洗去皮产生的废水。从生产工艺看出，核桃乳加工过程中污水具有时段性，导致该废水的水质水量不稳定，并含有大量悬浮物、核桃碎屑、蛋白质、氨基酸及其他有机物质等污染物质。

目前处理高浓度的浮悬物废水普遍加药剂后采用析流、管道混合器、要么直接用搅伴器混合絮凝、然后再进入沉池．其处理后水质相对差和耗药量大、而且占地面积大、能耗高。

发明内容

本发明的目的就是提供一种絮凝沉淀过滤一体化污水处理器及其处理污水的方法，以解决类似核桃乳生产中产生的高浓度浮悬物废水，降低能耗、药耗，从而达到降低处理费用；减少处理设备的占地面积。

采取的技术方案：絮凝沉淀过滤一体化污水处理器，包括絮凝区、混凝区、沉淀池、过滤器；混凝区和沉淀池在同一个密闭的箱体中；其中混凝区分成三仓，前两仓的隔板的中部位置开孔，通过主轴水平安装有能够转动的搅拌桨；混凝区的底部外侧壁开口安装一个原水进口；混凝区后仓的上部与顶板间形成通道，其外侧与沉淀池间形成一个缓冲区，缓冲区的下端与沉淀区连通；沉淀区的中上部安装蜂窝斜管，蜂窝斜管上方是出水堰，箱体外侧安装集水槽与出水堰连通，集水槽底部开口安装一个出水口；在混凝区的下方安装过滤槽罐和吸附槽罐，两槽罐底部分别开有安装过滤槽罐进口和排放口；两槽罐内腔间通过连通管连通；用管道把集水槽底部的出水口与过滤槽罐的过滤槽罐进口连通。

前两仓的隔板与仓底板密闭连接，与仓顶板间离开，形成通道，后两仓的隔板与仓顶板密闭连接，与仓底板间形成通道。

主轴处于隔板两侧仓内的部分通过轴套，转动安装在主轴上构成搅拌桨。每个搅拌桨至少由2对桨片通过连杆以间隔相等的角度，呈辐射状固定在轴套上构成。

沉淀区的下部形成斗形，且位置处于混凝区底部延长线以下，斗底安装一个排泥口。

过滤槽罐和吸附槽罐安装在一个全封闭的箱体内，上部是过滤槽罐，下部是吸附槽罐。连通管的上端接通过滤槽罐内腔的上部，连通管的下端接通吸附槽罐内腔的上部。

其处理污水的方式是：待处理污水通过提升泵进入原水进口，无机混凝（PAC）剂通过计量泵同时进入混凝区，进水由下而上进入絮凝区的水流形成落差，产生的动力驱动装在主轴上，并由轴套连着的搅拌浆转动，水、药一起搅动；同样，在絮凝区中装有的搅拌浆的搅动下，絮凝区内由计量泵加入的有机高分子絮凝剂（PAM），由搅拌浆将混凝后的水与絮凝剂充分混合，两种药剂混合后的水由下而上的流入反应区，再由上而下进入缓冲区，其出来的水流入沉淀区，进入沉淀区的水经过小时左右的时间形成矾花状的浊水。大于水的比重的物质沉入沉淀区，介于游离状的悬浮物上升通过蜂窝斜管分离；清水通过出水堰，进入集水槽，而游离状悬浮物则粘在蜂窝斜管上，进入集水槽的污水通过出水口，利用其高度落差由过滤槽罐进口进入过滤槽罐，在过滤槽罐内装有0.5～1.0mm的活化沸石，用其过滤残余悬浮物，吸附氨氮磷酸根离子及铁离子类污物；其出水通过连通管，进入吸附槽罐，用罐体内装有的10～24目活性炭脱色、除臭、进一步降低溶解性COD浓度；最后出水通过排放口达标排放或回用。

按照上述方式即制成一个絮凝沉淀过滤一体化污水处理器；其对核桃乳加工中产生高浓度的悬浮物、及其有机物形成的非溶解性的 COD5 处理效果极其显著、沉降速度快、处理效果好和耐冲击负荷能力强等特点。可去除95 ％胶状颗粒，通过控制投药量可保证沉后水浊度≤1.1NTU 。高密度沉淀池是一种新型澄清工艺，它具有沉淀时间短，占地面积小，耐冲击负荷能力高，运行稳定等特点，在污水水处理中将具有良好的应用前景。

附图说明

图1是絮凝沉淀过滤一体化污水处理器的结构示意图。

图中序号说明：1是原水进口，2是主轴，3是轴套，4是搅拌桨，5是混凝区，6是絮凝区，7是反应区，8是缓冲区，9是出水堰，10是蜂窝斜管，11是集水槽，12是出水口，13是沉淀池，14沉淀区，15是排泥口，16是连通管，17是排放口，18是吸附槽罐，19是过滤槽罐进口，20是过滤槽罐。

具体实施方式上

以下结合附图，作为实施例，对絮凝沉淀过滤一体化污水处理器的工作原理作具体说明。

参照图1，絮凝沉淀过滤一体化污水处理器的混凝区5和沉淀池13封闭在同一箱体中，两者的内腔通过缓冲区8的底端连通为一体。混凝区5中的三个仓由隔板分隔成，前仓与中仓间通过隔板上口连通，后仓和中仓通过二者间的隔板的下口连通，前两仓构成絮凝区6，后仓作为反应区7。反应区7与缓冲区8间的上口连通。沉淀池13内腔下部的沉淀区与缓冲区连通，其中上部安装蜂窝斜管10，出水堰9安装在沉淀池13内腔的上部。集水槽11安装在沉淀池箱体外的上部，能连通出水堰9，接收由出水堰9过来的待二次处理的污水，用管道把集水槽11底部的出水口12连通到混凝区5下方的过滤槽罐20的过滤槽罐进口19。沉淀池底部的沉淀区14做成斗形，有一个锥形底，其底端开口固接排泥口15。过滤槽罐20和吸附槽罐18做成一个箱体，中间用水平隔板分隔成上下两部分，上部是过滤槽罐20，下部是吸附槽罐18，过滤槽罐20和吸附槽罐18的内侧壁上部开口，安装连通管16，把过滤槽罐20和吸附槽罐18连通。过滤槽罐20和吸附槽罐18外侧壁底部开口，分别安装过滤槽罐进口19和排放口17。

混凝区的前仓和中仓构成絮凝区6，在两仓的隔板中部开口水平固接主轴2，主轴2平伸在前仓和中仓的部分的中间位置，各安装一个搅拌桨4，即搅拌桨的各桨片通过连杆固接在轴套3上，通过轴套3与主轴2转动连接。每个搅拌桨4的桨片至少两对，通过其连杆成等间隔角度固接在轴套3上。混凝区5底部靠外侧是开口安装原水进口1，作为絮凝沉淀过滤一体化污水处理器接收待处理的污水入口。

使用时把来自核桃乳加工厂的废水即原水，通过提升泵进入原水进口1，絮凝药剂通过计量泵同时进入混凝区5，进水由下而上进入絮凝区的水流形成落差，产生的动力驱动装在主轴2，轴套3连着的搅拌浆4转动，连同水、药搅动。同样，在絮凝区6中装有的搅拌浆4的搅动下，絮凝区内由计量泵加入的助凝剂，由搅拌浆4将絮凝后的水与助凝剂充分混合。两种药剂混合后的水由下而上的流入缓冲区8，进入缓冲区的水流入沉淀区14，进入沉淀区的水经过1小时左右的时间形成分离状浊水，大于水的比重的物质沉入沉淀区，介于游离状的悬浮物上升通过蜂窝斜管10分离。清水通过出水堰9，进入集水槽11，而悬浮物则粘在蜂窝斜管10上，须定期冲洗污垢，以免阻塞。进入集水槽的污水通过出水口12，利用其高度落差由过滤槽罐进口19进入过滤槽罐20，在过滤槽罐内装有0.5～1.0mm的活化沸石，该沸石的作用不但能过滤残余悬浮物，它还能吸附氨氮磷酸根离子及铁离子等。其出水通过连通管16，进入吸附槽罐18，该罐体内装有10～24目活性炭。其作用于脱色、除臭、进一步降低溶解性COD浓度。最后出水通过排放门口达标排放或回用。所有功能都体现在一体化设备内，全部在一个箱体内完成。

絮凝沉淀过滤一体化污水处理器对核桃乳加工中产生高浓度的悬浮物、及其有机物形成的非溶解性的  COD5 处理效果极其显著、沉降速度快、处理效果好和耐冲击负荷能力强等特点，这得益于其与常规的一体污水处理不同结构和工艺特点。

① 混合：原水与无机混凝剂（PAC）经混合装置快速混合后，胶体颗粒脱稳，形成微絮凝体。

② 絮凝：形成微絮凝体的原水进入絮凝区后，在池中投加阴离子无机混凝剂（PAM）。与微絮凝体有效结合形成更大更重的絮体。

 ③ 反应区：形成微絮凝体有效结合的原水进入反应池后，有一定反应期、使其形成更大更重的絮体。通过吸附、电性中和和颗粒之间的架桥作用，絮体进一步变大、密实。

 ④ 高速沉淀：絮凝后水进入沉淀池的斜管底部，然后向上流经斜管区，絮凝体在斜管内沉淀并在重力的作用滑下。由于有非常好的混凝和絮凝，絮凝体很容易沉淀，这大大提高了沉淀效果，沉淀池的上升流速可高达 30 ～ 70m / h 。

⑤ 过滤、吸附：装有经过多种特殊工艺活化而成的天然沸石（是指生产活化沸石厂家采用经人工导入活性组合的各种化学原素成分），其吸附性能比天然沸石更强，离子交换性能也更好，不仅能去除水中的浊度、色度、异味，而且对水中有害的重金属离子及有机物：酚、氨氮、磷酸根离子等物。

吸附采用 10～ 24目 果壳活性炭优点是孔隙结构发达，表面积大，吸附性能强，化学性能稳定，工业用水和废水处理的深度净化脱氯、脱色、除臭。

此发明是从强化混凝技术入手、对常规混凝中的药剂、混合、凝聚和絮凝、沉淀、过滤、吸附的任一环节或多环节的强化和优化，从而进一步提高对水中污染物，包括低分子溶解性污染物的净化效果。强化混凝作用机理与常规混凝并无太大差别，主要包括压缩双电层作用、吸附电中和作用、吸附一架桥作用、沉析物网捕作用和特殊混凝作用（是PAC、PAM与水的反应而形成的作用）。

向污染水体投入混凝剂后，一方面通过压缩双电层和吸附电中和作用，胶体扩散层被压缩，ξ电位降低，胶体脱稳；另一方面通过吸附一架桥和沉析物网捕等作用使脱稳后的胶体相互聚结成大的絮体并沉淀，最终固液分离．混凝剂的使用使以上作用得到强化。它不仅具有以絮凝体吸附水中非溶性大分子有机污染物的物理吸附作用；又能对水中溶解性低分子有机物产生很强的化学吸附和强氧化等多种净化效果，从而可以提高污染物的去除率。

可去除 95 ％胶状颗粒，通过控制投药量可保证沉后水浊度≤1.1NTU 。高密度沉淀池是一种新型澄清工艺，它具有沉淀时间短，占地面积小，耐冲击负荷能力高，运行稳定等特点，在国内污水水处理中将具有良好的应用前景。

上述内容中涉及的行业术语的说明：

1、污水自扩散器连续排出，各个瞬时造成附近水域污染物浓度超过该水域水质目标限值的平面范围的叠加，称为混合区。

2、利用重力作用沉淀去除水中悬浮物的一种构筑物，叫沉淀池。如果在一个罐体内隔开不同用处时可取某段叫沉淀区；污水受重力或离心力作用而沉降,分成澄清液和浓缩液称为沉淀区。 

3、处理后的污水集中在一个槽内，再从槽口流出称出水堰；出水堰是用钢板折成U字型，两侧面割成三角锯齿型，直接焊在箱体上。

4、蜂窝钭管的材质有聚丙烯（PP）聚氯乙烯（PVC）乙丙共聚三种。组装形式有斜管和直管两种。斜管主要用于各种沉淀和除砂作用。用φ10mm的螺纹钢或圆钢拉筋固定在填料上方，防止其松动上浮，钢筋和角钢均采用环氧煤沥青防腐。

5、过滤槽罐（槽罐内装有活化沸石）是输送介质管道上不可缺少的一种装置，用来消除介质中的杂质，活化沸石是天然沸石经过多种特殊工艺活化而成，不仅能去除水中的浊度、色度、异味，而且对水中有害的重金属，如：铬、镉、镍、锌、汞、铁离子及有机物：酚、磷酸根离子等物质具有吸附交换作用，也有利于去除水中各种微污染物且水浸出液不含有毒，有害人体物质，去除水中铁、氟效果更为显著。因此活化沸石是工业给水、废水处理及自来水过滤的新型理想滤料，把活化沸石直接倒槽罐内。

6、吸附槽罐（槽罐内装有活性炭）是用于废水的末级处理 活性炭吸附是有效的去除水的臭味、天然和合成溶解有机物、微污染物质等。大部分比较大的有机物分子、芳香族化合物、卤代炔等能牢固地吸附在活性炭表面上或空隙中，并对腐殖质、合成有机物和低分子量有机物有明显的去除效果；把活性炭直接倒入槽罐内。

7、集水槽是收集废水、或者处理后产生的中水用的，起到中转作用；用钢板焊接在箱体13岀水口箱体外。

8、缓冲区是某时段污水负荷增大或减小，或化学药剂反应需要一些时间量、同时避免下单元的冲击，而设缓冲区。

9、反应区是指化学药剂与废水混合后，需要一定的时间才能发生反应，在池中反应称其为反应区。

10、在一个用钢板焊接成的长方型箱体内、根据功能需要，用钢板焊接隔开几段，即叫混合区、反应区、缓冲区、沉淀区。

11、过滤槽罐、吸附槽罐、都是用钢板焊接成圆柱型糟罐、用钢板焊接固定，过滤槽罐、吸附槽罐两端用法兰盘联接。

Claims (8)

1.絮凝沉淀过滤一体化污水处理器，包括絮凝区、混凝区、沉淀池、过滤器；其特征在于混凝区（5）和沉淀池（13）在同一个密闭的箱体中；其中混凝区（5）分成三仓，前两仓的隔板的中部位置开孔，通过主轴（2）水平安装有能够转动的搅拌桨（4）；混凝区的底部外侧壁开口安装一个原水进口（1）；混凝区后仓的上部与顶板间形成通道，其外侧与沉淀池（13）间形成一个缓冲区（8），缓冲区（8） 的下端与沉淀区（14）连通；沉淀区（14）的中上部安装蜂窝斜管（10），蜂窝斜管上方是出水堰（9），箱体外侧安装集水槽（11）与出水堰连通，集水槽（11）底部开口安装一个出水口（12）；在混凝区（5）的下方安装过滤槽罐（20）和吸附槽罐（18），两槽罐底部分别开有安装过滤槽罐进口（19）和排放口（17）；两槽罐内腔间通过连通管（16）连通；用管道把集水槽（11）底部的出水口（12）与过滤槽罐（20）的过滤槽罐进口（19）连通。

2.根据权利要求1所述的絮凝沉淀过滤一体化污水处理器，其特征在于前两仓的隔板与仓底板密闭连接，与仓顶板间离开，形成通道，后仓和相邻的中仓间的隔板与仓顶板密闭连接，与仓底板间形成通道。

3.根据权利要求1所述的絮凝沉淀过滤一体化污水处理器，其特征在于主轴（2）处于隔板两侧仓内的部分通过轴套（3），转动安装在主轴（2）上构成搅拌桨（4）。

4.根据权利要求1或3所述的絮凝沉淀过滤一体化污水处理器，其特征在于每个搅拌桨（4）至少由2对桨片通过连杆以间隔相等的角度，呈辐射状固定在轴套（3）上构成。

5.根据权利要求1所述的絮凝沉淀过滤一体化污水处理器，其特征在于沉淀区（14）的下部形成斗形，且位置处于混凝区（5）底部延长线以下，斗底安装一个排泥口（15）。

6.根据权利要求1所述的絮凝沉淀过滤一体化污水处理器，其特征在于过滤槽罐（20）和吸附槽罐（18）安装在一个全封闭的箱体内，上部是过滤槽罐（20），下部是吸附槽罐（18）。

7.根据权利要求1所述的絮凝沉淀过滤一体化污水处理器，其特征在于连通管（16）的上端接通过滤槽罐（20）内腔的上部，连通管（16）的下端接通吸附槽罐（18）内腔的上部。

8.利用权利要求 1 所述絮凝沉淀过滤一体化污水处理器处理污水的方法，其特征在于待处理污水通过提升泵进入原水进口（1），无机混凝剂PAC通过计量泵同时进入混凝区（5），进水由下而上进入絮凝区的水流形成落差，产生的动力驱动装在主轴（2）上，并由轴套（3）连着的搅拌桨（4）转动，水、药一起搅动；同样，在絮凝区（6）中装有的搅拌桨（4）的搅动下，絮凝区内由计量泵加入的有机高分子絮凝剂PAM，由搅拌桨（4）将混凝后的水与絮凝剂充分混合，两种药剂混合后的水由下而上的流入反应区（7），再由上而下进入缓冲区（8），其出来的水流入沉淀区（14），进入沉淀区的水经过1小时的时间形成矾花状的浊水；比重大于水的物质沉入沉淀区，介于游离状的悬浮物上升通过蜂窝斜管（10）分离；清水通过出水堰（9），进入集水槽（11），而游离状悬浮物则粘在蜂窝斜管（10）上，进入集水槽的污水通过出水口（12），利用其高度落差由过滤槽罐进口（19）进入过滤槽罐（20），在过滤槽罐内装有0.5～1.0mm的活化沸石，用其过滤残余悬浮物，吸附氨氮，磷酸根离子及铁离子污物；其出水通过连通管（16），进入吸附槽罐（18），用罐体内装有的10～24目活性炭脱色、除臭、进一步降低溶解性COD浓度；最后出水通过排放口（17）达标排放或回用。