CN104192964B - 一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法，属于废水处理技术领域。本发明的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法，首先在混合池加入絮凝剂进行混合反应，混合反应后出水流入絮凝沉淀池，再加入助凝剂进行絮凝反应，然后将絮凝沉淀反应后的上清液分别回流至混合池和絮凝沉淀池，充分利用残留在上清液中药剂浓度进行反应，污水处理达标后上清液外排或进入下一处理单元进行处理。本发明降低了水质水量波动带来的负荷冲击，避免了因药剂投加量不足而导致的污染物浓度超标，同时减少了污水处理过程中的加药量和出水过剩的药剂浓度，有效的降低了污水处理运营成本。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体地说，涉及一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法。
背景技术
随着环境问题的不断涌现，我国对环境治理的要求也越来越高，相应的污染物排放标准也越来越严格。传统的污水处理方法虽然具有一定的处理效果，但是通常难以达到愈加严格的排放标准。因此，迫切需要开发新工艺或者对传统的污染物处理工艺加以改进，以满足污水处理水平不断升级才能满足达标的需求。
在众多污水处理工艺中，混凝沉淀法由于操作简单、处理效果好，能够有效地去除污水中的胶体和细微悬浮物，同时可以降低原水的浊度和色度，在污水处理中得到了广泛的应用。传统的混凝沉淀工艺为：污水进入混合池，加入絮凝剂进行混合反应，随后废水流入絮凝沉淀池，加入助凝剂进行絮凝反应，经沉淀后，上清液达标通过出水口外排或进入下一处理单元进行处理。但是，实际废水通常存在水质及水量时常波动的特点，特别是在工业废水中该问题尤为突出。因此，采用传统的混凝沉淀工艺处理该类废水时，通常难以适应大幅度的水力和水质负荷冲击。频繁的水质水量波动会造成投加的药剂量不能根据实际水质水量进行及时调整，容易造成药剂量投加的过度浪费或严重不足。过量药剂的投加会给后续生化处理等单元造成不利的影响，同时，也会导致污水运营成本的增加。当处理后的出水直接外排时，通常出水中残留的药剂会导致污染物超标；不足的药剂投加量容易造成上清液中污染物浓度超标，不能达到设计处理效果，给后续处理单元带来不利的影响，导致出水污染物浓度超标。因此，采用传统的混凝沉淀法处理实际废水时，需要根据实际情况对处理工艺进行改进，以满足实际废水的处理要求。
中国专利公开号：201825803U，公开日：2011-05-11的专利文献公开了一种强化混凝沉淀的污水处理装置。该实用新型提供了一种强化混凝沉淀的污水处理装置，包括按进水顺序排列连接的第一混合池、第二混合池、絮凝池和斜板沉淀池，还包括污泥回流管路，所述污泥回流管路的一端与所述斜板沉淀池连接，另一端与所述第一混合池连接。该实用新型的有益效果是：不仅可以提高污染物的去除效率，而且能够节省药剂用量并能减少污泥产量，从而降低污水处理厂能耗，减少污水处理费用。但是由于该实用新型直接将污泥回流至第一混合池，第一混合池内搅拌设备搅拌速率过高，容易将已形成较大体积的污泥再次打碎成为微小颗粒，使得废水中悬浮颗粒(SS)增加，不利于后续处理；同时，由于剩余的助凝剂和混凝剂主要残留于废水中，污泥中所能提供的药剂量有限，因此对药剂量的减量化贡献较少。
中国专利公开号：103539292A，公开日：2014-01-29的专利文献公开了一种用于印染废水生化尾水深度处理的混凝沉淀方法，属于印染废水深度处理领域。其步骤为：1)经过生化处理之后的印染废水进行混凝沉淀，控制回流泵开启，通过回流管道将混凝沉淀后的污泥回流至第一混合区、第二混合区；2)在第一混合区投加聚合氯化铝混凝剂；3)在第二混合区投加聚丙烯酰胺助凝剂；4)上述步骤3)所得的废水通过第二混合区与均匀布水区之间的第一布水孔进入均匀布水区，均匀布水区通过均匀布水区与沉淀区之间的第二布水孔进入沉淀区，沉淀区的上清液通过集水区收集，最终排放。使用该方法，混凝剂用量降低15％以上，运行成本节约40％以上，污泥产生量减少20％以上。该申请案同样存在污泥易被打碎造成第一混合区中SS浓度过高的问题，影响后续出水水质；同时，对残留在废水中大量药剂没有得到充分的利用。
如何克服现有技术的不足，避免污泥回流给进水水质带来的不利影响，而直接利用残留在上清液中大量药剂，又同时解决工业废水水质水量大范围的波动给混凝沉淀处理单元造成的不利影响，是混凝沉淀法在工业水处理应用过程中迫切需要解决的问题。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中传统混凝沉淀法处理污水过程存在的水质水量波动较大，造成药剂量投加过度浪费导致出水中剩余药剂浓度过高，药剂不能得到有效的利用等问题，本发明提供了一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法。它可以实现均衡水质水量，降低水质水量波动带来的负荷冲击，减少水质水量波动造成的药剂投加量过大和出水剩余药剂浓度过高，能够有效的降低污水处理运营成本。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法，其步骤为：
(1)将待处理的污水流入混合池，加入絮凝剂搅拌均匀进行混合反应；
(2)将步骤(1)混合反应后出水流入絮凝沉淀池，加入助凝剂搅拌均匀进行絮凝反应，静置沉淀；
(3)将步骤(2)沉淀后的部分上清液通过回流A回流至步骤(1)的混合池，残留在上清液中的药剂继续参与混合反应，混合反应后出水流入步骤(2)中的絮凝沉淀池；
(4)将步骤(2)沉淀后的部分上清液通过回流B回流至步骤(2)中的絮凝沉淀池，和所述的步骤(3)中混合反应后出水充分混合，残留在上清液中的药剂继续参与絮凝反应，静置沉淀；
(5)废水经步骤(4)沉淀处理后，上清液达标通过出水口外排或进入下一处理单元进行处理。
优选地，所述的步骤(3)中回流A的回流体积为步骤(1)中污水进水体积的50％-200％；所述的步骤(4)中回流B的回流体积为步骤(1)中污水进水体积的25％-100％；作为本发明的进一步改进，发明人经过长期研究与实践，确定所述的步骤(3)中回流A的回流体积为步骤(1)中污水进水体积的50％-200％，所述的步骤(4)中回流B的回流体积为步骤(1)中污水进水体积的25％-100％。因为当回流A体积大于200％，回流B回流体积大于100％，则会导致所需回流泵的电机功率大大增加，使得污水处理运营成本增高，同时也会增加所需构筑物的容积，导致构筑物建设成本增高，经济性较差。当回流A体积小于50％，回流B体积小于25％，则由于回流体积过小，上清液中残留的药剂量过小，其药剂量减少的成本不足以弥补由于回流泵和基建费用增加所需要增加的成本。因此本发明确定最佳的回流体积范围为，回流A的回流体积为步骤(1)中污水进水体积的50％-200％；回流B的回流体积为步骤(1)中污水进水体积的25％-100％。
优选地，所述的絮凝剂为氢氧化钙、硫酸铝、明矾、硫酸铁、硫酸亚铁、三氯化铁、碳酸镁、聚合氯化铝、聚合硫酸铁或聚合氯化铁；所述的助凝剂为聚丙烯酰胺或聚乙烯吡烯盐。
优选地，所述的絮凝剂质量百分比范围为1％-20％，加入量为步骤(1)中污水进水体积的0.1％-2％；所述的助凝剂的质量千分比范围为0.5‰-2‰，加入量为步骤(1)中污水进水体积的0.1％-0.25％。
优选地，所述的步骤(5)中出水口处设置有水质检测装置。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
1)本发明的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法，通过步骤(1)-(5)，能够均衡水质水量，减少水质水量波动造成的污染物负荷冲击，有利于废水稳定达标；
2)本发明的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法，所述的步骤(3)中回流A的回流体积为步骤(1)中污水进水体积的50％-200％；所述的步骤(4)中回流B的回流体积为步骤(1)中污水进水体积的25％-100％，该方法能够有效利用残留于上清液中的大量药剂，同时可以避免由于回流量过大而导致的运营成本增加，经济性较好；
3)本发明的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法，所能利用的絮凝剂和助凝剂种类多、范围广；
4)本发明的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法，絮凝剂和助凝剂的加入量是传统混凝沉淀工艺中加入量的1/4至1/2，虽然会造成一次性投资增加约10％-25％，但是可以削减日常药剂成本约25％-50％，综合运营成本降低10％-25％；而且还能够降低药剂投加量不足给后续污水处理单元造成的不利影响，确保了出水中污染物浓度稳定达标；
5)本发明的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法，所述的步骤(5)中出水口处设置有水质检测装置，随时监控出水水质的稳定性；
6)本发明的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法，步骤设计合理，易于推广应用。
附图说明
图1为传统的混凝沉淀污水处理工艺流程图；
图2为本发明一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法工艺流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。
实施例1
以某工业含磷污水处理为例，其污水处理量为300m3/d，总磷浓度为10.2mg/L-50.5mg/L。
如图1所示，传统的混凝沉淀法反应对该污水的处理流程是：在混合池中加入质量百分比为10％的Ca(OH)2(氢氧化钙)进行混合反应，为了保证磷能完全去除，Ca(OH)2的投加量为2.68m3/d；完全混合后的出水进入絮凝沉淀池，絮凝沉淀池中加入质量千分比为1‰的聚丙烯酰胺(PAM)进行絮凝沉淀反应，聚丙烯酰胺(PAM)的投加量为0.75m3/d。静置90min沉淀后，上清液调节pH后外排。
如图2所示，本实施例的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法，处理同一类型同一处理量的污水，即某工业含磷污水，其污水处理量为300m3/d，总磷浓度为10.2mg/L-50.5mg/L。其步骤为：
(1)将待处理的污水流入混合池，加入质量百分比为10％的Ca(OH)2，Ca(OH)2的投加量为1.35m3/d，搅拌均匀进行混合反应，混合反应10min；
(2)将步骤(1)混合反应后出水流入絮凝沉淀池，加入质量千分比为1‰的聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺的投加量为0.31m3/d，搅拌均匀进行絮凝反应，进行絮凝反应30min；静置沉淀；
(3)将步骤(2)沉淀后的400m3/d的上清液通过回流A回流至步骤(1)的混合池，残留在上清液中的药剂继续参与混合反应，混合反应后出水流入步骤(2)中的絮凝沉淀池；
(4)将步骤(2)沉淀后的75m3/d的上清液通过回流B回流至步骤(2)中的絮凝沉淀池，和所述的步骤(3)中混合反应后出水充分混合，静置沉淀60min；回流上清液一方面对进水起到均质均量的效果，减小了水质水量负荷骤变带来的冲击，另一方面，利用上清液中残留的药剂继续参与反应，减少了药剂的加入量；
(5)废水经步骤(4)沉淀处理后，上清液经出水口处设置的水质检测装置检测达标后通过出水口外排。
对传统混凝沉淀法(如图1所示)与本实施例的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法(如图2所示)进行对比，在同样的进水条件下，经过检测对比两种处理方法对污染物的处理效果，其结果如表1所示。
表1传统混凝沉淀法和本实施例的污水处理方法处理效果对比
根据对比结果可知，该方法将原水的正磷酸盐降低至0.3mg/L以下，总磷降低至0.5mg/L以下，同时出水pH值也满足pH＝6-9的排放标准，不需要进行进一步的pH调节。本实施例提高了正磷酸盐和总磷的处理效果，药剂的投加量减少了50％，污水处理运营成本降低了10％。同时，避免了出水中剩余药剂的浓度过高对后续处理单元造成的影响，特别是对生化单元中生物菌产生抑制作用，减少了剩余药剂量对最终出水的影响。.
实施例2
以某印染企业废水为例，其污水处理量为100m3/d，COD(化学需氧量)浓度为3000-5000mg/L，SS为500-1000mg/L，色度6000-10000倍。
如图1所示，采用传统混凝沉淀法进行预处理，具体处理过程同实施例1，不同之处在于：絮凝剂聚合氯化铝(PAC)的投加量为0.4m3/d，其质量百分比为5％，助凝剂PAM的投加量为0.4m3/d，其质量千分比为0.5‰，静置沉淀120min后，上清液进入下一处理单元进行处理。
如图2所示，本实施例的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法，处理同一类型同一处理量的污水，以某印染企业废水，其污水处理量为100m3/d，污染物浓度为：COD(化学需氧量)3000-5000mg/L，SS500-1000mg/L，色度6000-10000倍。其步骤为：
(1)将待处理的污水流入混合池，加入质量百分比为5％的硫酸铝、明矾、硫酸铁、硫酸亚铁、三氯化铁、碳酸镁、聚合氯化铝、聚合硫酸铁或聚合氯化铁，在本实施例中使用PAC(聚合氯化铝)搅拌均匀进行混合反应，PAC的投加量为0.14m3/d，混合反应10min；
(2)将步骤(1)混合反应后出水流入絮凝沉淀池，加入质量千分比为0.5‰的聚丙烯酰胺搅拌均匀进行絮凝反应，聚丙烯酰胺的投加量为0.25m3/d，絮凝反应30min，静置沉淀；
(3)将步骤(2)沉淀后的200m3/d的上清液通过回流A回流至步骤(1)的混合池，残留在上清液中的药剂继续参与混合反应，混合反应后出水流入步骤(2)中的絮凝沉淀池；
(4)将步骤(2)沉淀后100m3/d的上清液通过回流B回流至步骤(2)中的絮凝沉淀池，和所述的步骤(3)中混合反应后出水充分混合，静置沉淀60min；回流上清液一方面对进水起到均质均量的效果，减小了负荷骤变带来的冲击，另一方面，利用上清液中残留的药剂继续参与反应，减少了药剂的加入量；
(5)废水经步骤(4)沉淀处理后，进入下一处理单元进行处理。
对于传统混凝沉淀法(如图1所示)与本实施例的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法(如图2所示)进行对比，在同样的进水条件下，经过检测对比两种处理方法对污染物的处理效果，其结果如表2所示。
表2传统混凝沉淀法和本实施例的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法处理效果对比
根据对比结果可知，该方法将原水的COD浓度降低至1500mg/L以下，SS浓度降低至250mg/L以下，色度降低至2500倍以下。本实施例提高了COD、SS和色度的处理效果，药剂的投加量减少了50％，污水处理运营成本降低了20％。同时，避免了出水中剩余药剂的浓度过高对后续处理单元造成的影响，减少了剩余药剂量对最终出水的影响，保证了后续处理单元进水的稳定性。.
实施例3
以某屠宰废水为例，其污水处理量为500m3/d，COD浓度为700-1000mg/L，SS为400-700mg/L。
如图1所示，采用传统混凝沉淀法进行预处理，具体处理过程同实施例2，不同之处在于：絮凝剂聚合硫酸铁(PFS)的投加量为0.75m3/d，其质量百分比为20％；助凝剂使用聚乙烯吡烯盐，投加量为0.75m3/d，其质量千百比为2‰，静置沉淀90min后，上清液进入下一处理单元进行处理。
如图2所示，本实施例的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法，处理同一类型同一处理量的污水，即某屠宰废水。其步骤为：
(1)将待处理的污水流入混合池，加入质量百分比为20％的PFS搅拌均匀进行混合反应，PFS的投加量为0.5m3/d，混合反应10min；
(2)将步骤(1)混合反应后出水流入絮凝沉淀池，加入质量千分比为2‰的聚丙烯酰胺搅拌均匀进行絮凝反应，聚乙烯吡烯盐的投加量为0.5m3/d，絮凝反应30min，静置沉淀；
(3)将步骤(2)沉淀后的300m3/d的上清液通过回流A回流至步骤(1)的混合池，残留在上清液中的药剂继续参与混合反应，混合反应后出水流入步骤(2)中的絮凝沉淀池；
(4)将步骤(2)沉淀后200m3/d的上清液通过回流B回流至步骤(2)中的絮凝沉淀池，和所述的步骤(3)中混合反应后出水充分混合，静置沉淀90min；回流上清液一方面对进水起到均质均量的效果，减小了负荷骤变带来的冲击，另一方面，利用上清液中残留的药剂继续参与反应，减少了药剂的加入量；
(5)废水经步骤(4)沉淀处理后，进入下一处理单元进行处理。
对传统混凝沉淀法(如图1所示)与本实施例的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法(如图2所示)进行对比，在同样的进水条件下，对比两种处理方法对污染物的处理效果，其结果如表3所示。
表3传统混凝沉淀法和本实施例的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法处理效果对比
根据对比结果可知，本实施例的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法将原水的COD浓度降低至300mg/L以下，SS浓度降低至200mg/L以下。本实施例提高了COD和SS的处理效果，药剂的投加量减少了25％，污水处理运营成本降低了15％。同时，避免了出水中剩余药剂的浓度过高对后续处理单元造成的影响，减少了剩余药剂量对最终出水的影响，保证了后续处理单元进水的稳定性。
实施例4
本实例其它条件同实施例1，不同之处在于：本实施例的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法中步骤(2)中助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)的质量千分比为0.5‰，投加量为0.5m3/d；步骤(3)回流A的回流量为150m3/d，占步骤(1)中污水进水体积的50％；步骤(4)中回流2的回流量为100m3/d，占步骤(1)中污水进水体积的33％。
经过处理之后进行检测：本实施例的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法出水总磷浓度为0.5-0.8mg/L，正磷酸盐浓度为0.2-0.5mg/L。与传统混凝法相比，药剂投加量减少了30％，污水处理药剂成本减少了15％。
实施例5
本实例其它条件同实施例2，不同之处在于：本实施例的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法中步骤(1)中絮凝剂PAC的质量百分比为1％，PAC的投加量为2m3/d；步骤(3)回流A的回流量为100m3/d，占步骤(1)中污水进水体积的100％；步骤(4)中回流2的回流量为75m3/d，占步骤(1)中污水进水体积的75％。
经过处理之后进行检测：本实施例的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法出水COD浓度降低至1700mg/L以下，SS浓度降低至290mg/L以下，色度降低至3100倍以下。与传统混凝法相比，药剂投加量减少了27％，污水处理药剂成本减少了13％。
以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法，其步骤为：
(1)将待处理的污水流入混合池，加入絮凝剂搅拌均匀进行混合反应；
(2)将步骤(1)混合反应后出水流入絮凝沉淀池，加入助凝剂搅拌均匀进行絮凝反应，静置沉淀；
(3)将步骤(2)沉淀后的部分上清液通过回流A回流至步骤(1)的混合池，残留在上清液中的药剂继续参与混合反应，混合反应后出水流入步骤(2)中的絮凝沉淀池；
(4)将步骤(2)沉淀后的部分上清液通过回流B回流至步骤(2)中的絮凝沉淀池，和所述的步骤(3)中混合反应后出水充分混合，残留在上清液中的药剂继续参与絮凝反应，静置沉淀；
(5)废水经步骤(4)沉淀处理后，上清液达标通过出水口外排或进入下一处理单元进行处理；
所述的步骤(3)中回流A的回流体积为步骤(1)中污水进水体积的50％-200％；所述的步骤(4)中回流B的回流体积为步骤(1)中污水进水体积的25％-100％。
2.根据权利要求1所述的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法，其特征在于：所述的絮凝剂为氢氧化钙、硫酸铝、明矾、硫酸铁、硫酸亚铁、三氯化铁、碳酸镁、聚合氯化铝、聚合硫酸铁或聚合氯化铁；所述的助凝剂为聚丙烯酰胺或聚乙烯吡烯盐。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法，其特征在于：所述的絮凝剂质量百分比范围为1％-20％，加入量为步骤(1)中污水进水体积的0.1％-2％；所述的助凝剂的质量千分比范围为0.5‰-2‰，加入量为步骤(1)中污水进水体积的0.1％-0.25％。
4.根据权利要求3所述的一种基于絮凝沉淀池上清液回流的污水处理方法，其特征在于：所述的步骤(5)中出水口处设置有水质检测装置。
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2014
- 2014-09-17 CN CN201410476643.3A patent/CN104192964B/zh active Active
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