CN103708594A

CN103708594A - 一种高效重介质混凝沉淀水处理工艺

Info

Publication number: CN103708594A
Application number: CN201310755759.6A
Authority: CN
Inventors: 范青如; 杨志宏; 梅从明; 冯金荣; 秦爱冬; 贾伯林; 薛开泉; 乔春光; 陈莉; 周圆圆; 徐尔东; 达云祥; 殷亚东
Original assignee: TAIPINGYANG WATER TREATMENT ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: TAIPINGYANG WATER TREATMENT ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2013-12-28
Filing date: 2013-12-28
Publication date: 2014-04-09

Abstract

本发明公开了一种高效重介质混凝沉淀水处理工艺，主要由水槽，潜水泵，混凝池，污泥池，搅拌器，重介质自动投加装置，初级分离器，二级分离器，重介质混合反应池，加药泵，加药箱，熟化池，解絮机，污泥泵，快速沉淀池，污泥管，管道混合器等组成，所述原水水槽通过潜水泵管道与絮凝反应器连接，所述絮凝反应器由混凝池、重介质混合反应池、熟化池组成，三池依次联通，絮凝反应器与快速沉淀池之间以管道连接，絮凝反应器和快速沉淀池底部剩余污泥通过管道与重介质回收系统相连，重介质回收完成后再通过管道进入絮凝反应器中，从而形成循环。本发明具有节约土地使用面积和土建成本，水处理效果的稳定性更强，重介质粉循环利用等特点。

Description

一种高效重介质混凝沉淀水处理工艺

技术领域

本发明涉及水处理工艺技术领域，尤其涉及一种高效重介质混凝沉淀水处理工艺。

背景技术

近年来，随着我国城市化水平的不断提高和水环境污染的加剧，城市供水正面临着保量保质的双重挑战，随之而来的是城市供水设施的扩建和工艺改造。扩建和改造意味着更多的用地和更高效的水处理工艺，对耕地资源日趋宝贵的我国而言，新型紧凑高效水处理工艺的开发显然迫在眉睫。

混凝沉淀工艺是目前供水中必不可少的水处理环节，但传统的沉淀工艺停留时间较长，如平流沉淀池的上向流流速为0.5-1.5m/h，更为快速的斜板沉淀池也仅在10-15m/h，这使得该工艺段在自来水厂中占用了很大比例的用地。

因此，需要提供一种高效重介质混凝沉淀水处理工艺来解决上述问题。

发明内容

为解决该问题，本发明公开了一种高效重介质混凝沉淀水处理工艺，它是针对饮用水供水常规絮凝沉淀工艺的局限性开发出来的一种重介质混凝沉淀水处理工艺，采用密度较大的微颗粒作为絮凝过程中絮体的凝结核，可大大促进沉淀过程的完成，其上向流流速可达40m/h以上(根据选用重介质的种类而定)。在同等供水量下，该工艺的用地仅为平流沉淀池的1/30，斜板沉淀池的1/3。对供水量巨大的自来水厂而言，资源集约化利用的意义重大。一种高效重介质混凝沉淀水处理工艺，主要由水槽，潜水泵，混凝池，污泥池，搅拌器，重介质自动投加装置，初级分离器，二级分离器，重介质混合反应池，加药泵，加药箱，熟化池，解絮机，污泥泵，快速沉淀池，污泥管，管道混合器等组成，所述原水水槽通过潜水泵管道与絮凝反应器连接，所述絮凝反应器由混凝池、重介质混合反应池、熟化池组成，三池依次联通，且每池上方装有搅拌器，絮凝剂、助凝剂通过自动加药管道进入絮凝反应器，絮凝反应器与快速沉淀池之间以管道连接，絮凝反应器和快速沉淀池底部剩余污泥通过管道与重介质回收系统相连，重介质回收完成后再通过管道进入絮凝反应器中，从而形成循环，快速沉淀池底部根据处理水量和水质条件考虑是否配置刮/吸泥机。

较佳地：本发明的优势在于：1、节约土地使用面积(约常规工艺的40％，甚至更省)和土建成本，小型化使工艺设备的模块化建设/生产成为可能，从而缩短建设周期。2、水处理效果的稳定性将更强，面对季节性水质变化，如藻类和浊度变化，本工艺对藻类和浊度的初始去除率可达到90-99％；面对突发环境污染事件，如松花江硝基苯的泄漏，结合活性炭吸附可达到快速处理受污染原水，缓解水污染造成的水危机恐慌。3、提高水厂反洗水的回收率，本工艺应对高浊水质的能力突出，可对反洗水进行快速处理后送至原水池再处理。4、与常规工艺相比，可明显减少药剂投加量。5、重介质粉循环利用，连续稳定高效运行，经济性良好。

较佳地：本发明所述重介质混凝沉淀水处理工艺，所采用的重介质粉密度介于3-5g/cm³，颗粒大小为200-400目(38-75微米)，主要成分为Fe₃O₄(60％以上，含)。不同配方的重介质粉可分别针对地表水I、II类水，地表微污染水，突发性污染水等不同类型的水源水进行高效处理。所述重介质混凝沉淀，通过物理和化学的双重作用促进絮凝沉淀过程的快速完成，物理效应上主要是增加形成絮体的密度，从而带动絮体迅速沉淀；化学效应上主要是通过加入的重介质改变整个絮凝系统的电位，增加絮体的不稳形性，使絮体抱团加快。

本发明的有益效果为：

本发明具有节约土地使用面积和土建成本，水处理效果的稳定性更强，提高水厂反洗水的回收率，重介质粉循环利用，连续稳定高效运行，经济性良好等特点。

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

结合以下详细说明本发明的优点和特征。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图；

图2为本发明的重介质混凝沉淀工艺出水浊度(NTU)及除浊率(R_NTU)示意图；

图3为本发明的重介质混凝沉淀工艺出水浊度(COD)及除浊率(R_COD)示意图；

具体实施方式

以下对本发明的实施例做出详细描述。

参照图1、图2、图3，一种高效重介质混凝沉淀水处理工艺，其组成包括：水槽(1)、潜水泵(2)、混凝池(3)、污泥池(4)、搅拌器一(5)、重介质自动投加装置(6)、初级分离器(7)、二级分离器(8)、搅拌器二(9)、重介质混合反应池(10)、PAC加药泵(11)、絮凝剂加药箱(12)、助凝剂加药箱(13)、助凝剂加药泵(14)、熟化池(15)、搅拌器三(16)、解絮机(17)、污泥泵(18)、斜板(19)、配水管(20)、快速沉淀池(21)、污泥管(22)和管道混合器(23)，其特征在于，所述工艺为，首先，待处理原水从水槽(1)经潜水泵(2)泵入絮凝反应器的混凝池(3)；该段管路中设管道混合器(23)，来自絮凝剂加药箱(12)中的絮凝剂PAC经PAC加药泵(11)投加到管道混合器(23)的进水端，经过管道混合器(23)混合后，加PAC后的原水进入混凝池(3)，同时搅拌器一(5)开始运行；随后原水进入絮凝反应器的重介质混合反应池(10)，同时搅拌器二(9)开始运行；在重介质混合反应池(10)，重介质自动投加装置(6)加入适量重介质，同时，助凝剂加药泵(14)也自动将助凝剂加药箱(13)中的助凝剂按合适剂量加入；一定时间后，原水进入熟化池(15)继续搅拌，同时搅拌器三(16)开始运行；熟化完成后通过配水管(20)进入快速沉淀池(21)，所述快速沉淀池(21)根据待处理水的工况条件决定是否需要配置斜板(19)，斜板(19)为单层斜板或双层斜板以加速沉淀，快速沉淀池(21)的上层清液出水，进入下道水处理工序，如膜深度处理工序，絮凝反应器和快速沉淀池内的剩余污泥通过污泥管(22)，根据工况条件可使用污泥泵(18)泵入解絮机(17)内将以重介质粉为絮核的絮体解絮，然后通过初级分离器(7)和二级分离器(8)使重介质粉与水和污泥产生分离以便回收，回收所得重介质粉通过管道重新投加至重介质混合反应池(10)，所述初级分离器(7)和二级分离器(8)可以分别为旋流分离器和磁分离器，具体型号和规格需结合所用的重介质粉的配方来确定，经过二级分离器(8)后产生的絮体污泥被排放至污泥池(4)，以便进一步处理，快速沉淀池(21)是否需要配置刮吸泥机，也视待处理水的工况条件决定。

本发明的实施例具有以下效果：

为便于对本发明进一步理解，下面通过具体实施方式进行说明。

实施例1：

原水样取自长江下游某自来水厂取样口，所采用的重介质混凝工艺流程为：首先在原水中投加聚合氯化铝(PAC)至浓度8mg/L(以密度为1.24g/ml液体聚合AlCl₃计)，混合均匀后投加聚丙烯酰胺(PAM)至浓度0.1mg/L，混凝期间所投加的重介质量为100mg/L，整个反应时间为4min，沉淀2min后出水。为考察该工艺的稳定性，将以上过程运行2个月，所得运行结果如图所示：运行周期内，原水浊度变化范围为71-107NTU，COD_Mn变化范围在3.4-4mg/L(图2和图3中误差棒所示)之间，整个运行期间的出水浊度可稳定在＜2NTU，COD可稳定在2.4mg/L左右，浊度和COD的去除率分别可达98％和34％左右。随着运行周期的延长，整个工艺水处理效果有向好趋势(表现为RNTU逐步升高)，这表明整个系统更趋于稳定。

表1：重介质混凝沉淀工艺稳定运行期间对水源水处理效果

该发明工艺稳定运行后出水的相关指标如表1所示。总体而言，重介质混凝沉淀工艺出水水质较好，浊度、CODMn、氨氮等关键指标即可达(GB5749-2006)国家饮用水卫生标准。对总大肠菌群和菌落总数可达90％以上的去除率，这可减轻后续消毒工艺负担，降低相关费用。

实施例2：

表2：重介质混凝沉淀工艺对不同原水的除浊性能比较

备注：PAC投加量8mg/L，PAM投加量0.1mg/L，①-测试温度为1-2℃，②-测试温度为30℃

为考察重介质混凝沉淀工艺对不同水源的处理效果：原水NTU变化范围从15.9至423，温度变化范围为1℃-30℃(除备注说明外，其余处理温度为15-25℃环境温度)。如表2所示，重介质混凝沉淀工艺具有非常高的抗冲击能力，在投药量不变的情况下，无论面对低温低浊或高浊度水源水，其出水浊度均可稳定保持在2以下。此外，该工艺对COD_Mn的去除率稳定保持在35％左右，本实验范围内(原水COD_Mn：3.4-4.1mg/L)，该工艺出水COD_Mn即可达到国家饮用水标准(COD_Mn＜3mg/L)。这表明该工艺可较好应对水源水的季节性变化，具有其应用的广泛性，对保持水厂运行的稳定性具有显著意义。

实施例3：

表3：重介质混凝沉淀工艺/加砂絮凝沉淀工艺/常规絮凝沉淀工艺的处理性能比较

备注：PAC投加量8mg/L，PAM投加量0.1mg/L

对比重介质分离工艺、加砂与常规絮凝工艺对长江原水的处理效果，结果如表3所示：在同等操作参数条件下，重介质混凝沉淀工艺的去浊和去COD效果要明显好于加砂和常规工艺，这充分表现了重介质分离工艺快速高效的优越性。与加砂相比，本发明工艺所使用重介质粉的效果更好，这主要是因为重介质的密度(～4.5g/cm³)比砂的密度(～2.2g/cm³)更大，而且通过多种组分的配比使重介质带有一定电荷效应，影响了絮体电位稳定，从而使得重介质混凝沉淀效果更好。值得一提的是，若采用常规絮凝沉淀，PAC投加量为20mg/L，整个工艺停留时间需1h才可达到与加砂类似的效果，这也从另一方面表明，重介质混凝沉淀工艺在大幅减少絮凝沉淀时间的同时还可以明显减少絮凝剂用量。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims

1.一种高效重介质混凝沉淀水处理工艺，其组成包括：水槽(1)、潜水泵(2)、混凝池(3)、污泥池(4)、搅拌器一(5)、重介质自动投加装置(6)、初级分离器(7)、二级分离器(8)、搅拌器二(9)、重介质混合反应池(10)、PAC加药泵(11)、絮凝剂加药箱(12)、助凝剂加药箱(13)、助凝剂加药泵(14)、熟化池(15)、搅拌器三(16)、解絮机(17)、污泥泵(18)、斜板(19)、配水管(20)、快速沉淀池(21)、污泥管(22)和管道混合器(23)，其特征在于，所述工艺为，首先，待处理原水从水槽(1)经潜水泵(2)泵入絮凝反应器的混凝池(3)；该段管路中设管道混合器(23)，来自絮凝剂加药箱(12)中的絮凝剂PAC经PAC加药泵(11)投加到管道混合器(23)的进水端，经过管道混合器(23)混合后，加PAC后的原水进入混凝池(3)，同时搅拌器一(5)开始运行；随后原水进入絮凝反应器的重介质混合反应池(10)，同时搅拌器二(9)开始运行；在重介质混合反应池(10)，重介质自动投加装置(6)加入适量重介质，同时，助凝剂加药泵(14)也自动将助凝剂加药箱(13)中的助凝剂按合适剂量加入；一定时间后，原水进入熟化池(15)继续搅拌，同时搅拌器三(16)开始运行；熟化完成后通过配水管(20)进入快速沉淀池(21)，所述快速沉淀池(21)根据待处理水的工况条件决定是否需要配置斜板(19)，斜板(19)为单层斜板或双层斜板以加速沉淀，快速沉淀池(21)的上层清液出水，进入下道水处理工序，如膜深度处理工序，絮凝反应器和快速沉淀池内的剩余污泥通过污泥管(22)，根据工况条件可使用污泥泵(18)泵入解絮机(17)内将以重介质粉为絮核的絮体解絮，然后通过初级分离器(7)和二级分离器(8)使重介质粉与水和污泥产生分离以便回收，回收所得重介质粉通过管道重新投加至重介质混合反应池(10)，所述初级分离器(7)和二级分离器(8)可以分别为旋流分离器和磁分离器，具体型号和规格需结合所用的重介质粉的配方来确定，经过二级分离器(8)后产生的絮体污泥被排放至污泥池(4)，以便进一步处理，快速沉淀池(21)是否需要配置刮吸泥机，也视待处理水的工况条件决定。