CN106277544A - 一种受污染地表水体的净化处理工艺 - Google Patents

一种受污染地表水体的净化处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种受污染地表水体的净化处理工艺，该工艺包括以下步骤，S1、受污染地表水体进入除杂系统进行浮渣的去除；S2、其后，污水由除杂系统自流入磁分离水体净化系统，进行固体悬浮物、总磷和其他非溶解性有机物质的去除；S3、最后，污水由磁分离水体净化系统流入强氧化固定床进行氧化反应，去除污水中的有机物。本发明所述净化处理工艺具有工艺流程短、投资费用省、运行费用低和操作维护简便的优点，该工艺处理后的出水悬浮物浓度低于10mg/L，化学需氧量低于20mg/L，总磷低于0.2mg/L，氨氮低于1.0mg/L。

Description

一种受污染地表水体的净化处理工艺
技术领域
本发明涉及污水治理领域，特别涉及一种受污染地表水体的净化处理工艺。
背景技术
地表水是人类赖以生存的宝贵资源，随着经济的快速发展，大量复杂污染物进入地表水体，水体生态环境日趋恶化，近年来我国地表水环境污染状况堪忧，水质呈逐年下降的趋势。COD、NH3-N、TN、TP是典型超标污染物，其中NH3-N出现的频率非常高，已超过COD成为影响地表水环境质量的首要指标，也越来越引起专家学者的关注。NH3-N的超标严重影响到人们生产和生活用水安全，水污染防治与治理中将其纳入全国主要水污染物排放约束性控制指标。
氨氮(NH3-N)是水体中的重要污染物，主要来自城镇生活污水、各种工业废水以及化学肥料和农家肥料等。水体中的氨氮含量超标，不仅使水环境质量恶化、引起富营养化，还对人类及动植物有严重危害。
地表水体中NH3-N的去除方法目前常采用的有物理法、化学法、生物法。物理法含反渗透、蒸馏、土壤灌溉等处理技术；化学法含离子交换、氨吹脱、折点加氯、焚烧、化学沉淀、催化裂解、电渗析、电化学等处理技术；生物法含藻类养殖、生物硝化反硝化、固定化生物技术等处理技术。这些方法普遍存在工艺设备结构复杂，运行成本高，会产生二次污染等缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种受污染地表水体的净化处理工艺。该净化处理工艺具有快速、高效的优点，尤其对水体中的NH3-N有显著的去除效果，经净化处理后的出水达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)III类排放标准。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种受污染地表水体的净化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、受污染地表水体进入除杂系统进行浮渣的去除；
S2、其后，污水由除杂系统进入磁分离水体净化系统，进行固体悬浮物、磷和其他非溶解性有机物质的去除；
S3、最后，污水由磁分离水体净化系统进入强氧化固定床进行氧化反应，去除污水中的有机物。
本发明的地表水净化处理工艺利用了多级协同配合的净化装置/设备，通过多个设备直接的联合应用实现了对于地表水特有的污染状况的针对性净化处理，具有处理效率高，处理效果好的有益效果，能够快速的完成大量的地表水净化处理工作。并且，其中特别设计了氧化固定床对氨氮等杂质进行氧化净化，使得经过最终处理后排出的污水洁净度好，满足地表水净化的预期效果。
进一步地，上述除杂系统采用1mm～5mm的细格栅进行过滤处理/过滤除杂。该尺寸范围的细格栅可以去除受污染地表水体中的树叶、树枝、塑料袋、大颗粒悬浮物等浮渣以及悬浮于水中的动物尸体。
进一步地，上述磁分离水体净化系统包括依次连接的混凝反应器、超磁分离水体净化设备、磁种回收设备和污泥处理设备。所述混凝反应器是用于添加混凝剂和磁种，并进行拌合的设备；超磁分离水体净化设备是进行磁分离的污水净化设备；所述磁种回收设备是用于回收磁种的设备；所述污泥处理设备是用于污泥浓缩处理的设备。本发明中磁分离水体净化系统的作用主要是去除水中固体悬浮物SS、总磷TP及部分COD、BOD5、TN，降低后续强氧化固定床的有机负荷，防止堵塞。
所述超磁分离水体净化设备，是指由传动装置、永磁盘组、刮片组、螺杆、分离槽等组成的一种固液分离设备。该设备能连续不断地将进水中的含磁颗粒物与水进行分离，分离出来的含磁颗粒物经螺杆送去磁种回收设备，而出水则被直接外排，然后输送至强氧化固定床进行氧化反应。
所述磁种回收是指将超磁分离产生的含磁大颗粒经磁种回收设备进行含磁微粒的分离回收，然后再用于混合。
所述磁种回收设备又称磁鼓分离设备。是指由高速搅拌分散装置、传动装置、永磁鼓、刮刀、分离槽等组成的一种磁分离设备。这种设备首先能连续不断地将进来的含磁颗粒物进行磁泥分散，分散后的磁泥经过磁鼓时，磁被磁鼓吸引后经刮刀被回收再利用，分离出来的泥与少量水则外排进入污泥浓缩处理。
经过分离后，出水直接流入反应器中进行氧化反应，含磁大颗粒物质经磁种回收设备回收含磁微粒后进行再利用，回收后剩余的污泥送污泥浓缩处理。
进一步地，上述混凝反应器中混凝反应以下述方法进行污水处理：向每立方米污水投加5～50g的混凝剂，搅拌0.5～1min，随后向每立方米污水投加50～200g的磁种进行混合，最后再向每立方米污水投加0.1～2g的絮凝剂进行混合。
污水中大部分比重大于1的杂质悬浮物、大颗粒、易沉降的悬浮物都可以用格栅、自然沉降或离心等方法去除。但比重小于1的、微小的甚至肉眼无法看到的悬浮物颗粒则很难自然沉降，如胶体颗粒其在水中非常稳定，它的沉降速度极慢。要使这些胶体颗粒沉淀，就要促使胶体颗粒相互接触，使之成为大的颗粒，亦即凝聚起来，使其比重大于1而沉淀。上述方法中加入混凝剂的目的是消除污水中胶体颗粒之间的静电排斥，使其形成细小矾花聚结起来；其后投加磁种以形成均匀悬浮液；最后投加絮凝剂将矾花和磁种进行捏合一起形成含磁大颗粒物质，以便于后续利用超磁分离系统将水中的含磁大颗粒物质与水进行分离。本发明所采用的混凝剂、磁种和絮凝剂可以采用水处理领域常用的混凝剂、磁种和絮凝剂。
进一步地，上述步骤S3中所述强氧化固定床是一种以强氧化性载体作填料，受污染地表水体自下而上流经，使之与强氧化性填料充分接触的构筑物。其中强氧化性填料的作用是利用填料的强氧化性快速对有机物进行降解从而达到水质净化的目的，主要是对污水中氨氮进行氧化无毒无害化处理，针对地表水污染的特征有害物质进行去除。
进一步地，上述强氧化性载体为三氯异氰尿酸、氯片和漂粉精的一种或几种。优选强氧化性载体为三氯异氰尿酸，三氯异氰尿酸(TCCA)，又名强氯精，分子式为C3O3N3Cl3，为强氧化剂，可将污水中氨氮氧化为氮气后去除。相比现有技术使用硝化和反硝化方法处理污水中氨氮，三氯异氰尿酸法具有流程简便和氨氮去除效率高的优点。
进一步地，上述强氧化性载体为粒径0.5～2cm的固体颗粒。
进一步地，上述强氧化性载体的用量为污水中氨氮摩尔总量的1～10倍。最好是保持强氧化性载体的比例过量，进而使得氧化处理的效果更佳，达到充分去除有毒有害物质的目的。
进一步地，上述污水在所述强氧化固定床中的停留时间为0.5～5min。根据地表水体受污染程度的不同匹配不同的污水停留时间，保证氧化反应的充分性。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明所述的受污染地表水体的净化处理工艺具有工艺流程短的优点，与现有河湖景观水体净化工艺相比得到大幅度的简化，该工艺处理万吨级项目的吨水直接建设成本为500-800元/吨，因此投资费用省；该工艺主要消耗电能，少量的混凝剂和絮凝剂，磁种由于循环损耗需要补充量极少，因此运行费用低；设备设施可紧凑布设，因此占地省，管理方便；而且启停方便，可连续或间歇运行，适应能力强。该工艺处理后的出水悬浮物浓度低于10mg/L，化学需氧量低于20mg/L，总磷低于0.2mg/L，氨氮低于1.0mg/L。
附图说明
图1为本发明所述受污染地表水体的净化处理工艺的流程简图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
某河道处理工程，处理规模15000m3/d，进水COD为80mg/L，SS为70mg/L，TP为2mg/L，NH3-N为12mg/L，经格栅除渣，污水流入磁分离水体净化系统，在混凝单元先投加12g/m3MMS-A进行混凝，后投加80g/m3磁种进行混合，再投加0.5g/m3MMS-M的絮凝剂网捕成微磁絮团，经磁分离水体净化系统处理后，出水COD为50mg/L，SS为10mg/L，TP为0.3mg/L，NH3-N为14mg/L，整个过程历时4分钟。污泥所含磁种经回收后循环利用，回收率达99％。再由逆流式的方式流入强氧化固定床处理，强氧化固定床填充载体为三氯异氰尿酸，粒径为0.5cm，污水在固定床的停留时间是1分钟。净化后水质COD为15mg/L，SS为6mg/L，TP为0.1mg/L，NH3-N为0.5mg/L。整个工艺流程耗时5分钟。
实施例2
某小流域治理工程(混有部分生活污水)，处理规模8000m3/d，进水COD为260mg/L，SS为150mg/L，TP为8mg/L，NH3-N为20mg/L。经格栅除渣，污水流入磁分离水体净化系统，在混凝单元先投加30g/m3MMS-A进行混凝，后投加150g/m3磁种进行混合，再投加1.5g/m3MMS-M的絮凝剂网捕成微磁絮团，经磁分离水体净化系统处理后，出水COD为150mg/L，SS为12mg/L，TP为2mg/L，NH3-N为19mg/L，整个过程历时4分钟。污泥所含磁种经回收后循环利用，回收率达99％。再由逆流式的方式流入强氧化固定床处理，强氧化固定床填充载体为三氯异氰尿酸，粒径为1cm，污水在固定床中的停留时间是2.5分钟。净化后水质COD为18mg/L，SS为9mg/L，TP为0.2mg/L，NH3-N为1.0mg/L。整个工艺流程耗时6.5分钟。
实施例3
某景观湖水治理工程，处理规模4000m3/d，进水COD为60mg/L，SS为60mg/L，TP为3mg/L，NH3-N为15mg/L，经格栅除渣，污水流入磁分离水体净化系统，在混凝单元先投加5g/m3MMS-A进行混凝，后投加30g/m3磁种进行混合，再投加0.2g/m3MMS-M的絮凝剂网捕成微磁絮团，经磁分离水体净化系统处理后，出水COD为30mg/L，SS为8mg/L，TP为0.2mg/L，NH3-N为10mg/L，整个过程历时3分钟。污泥所含磁种经回收后循环利用，回收率达99％。再由顺流式的方式流入强氧化固定床处理，强氧化固定床填充载体为漂粉精，粒径为0.5cm，污水在固定床中的停留时间是0.5分钟。净化后水质COD为12mg/L，SS为4mg/L，TP为0.1mg/L，NH3-N为0.3mg/L。整个工艺流程耗时3.5分钟。
实施例4
某河道处理工程，处理规模10000m3/d，进水COD为810mg/L，SS为286mg/L，TP为6mg/L，NH3-N为28mg/L。经格栅除渣，污水流入磁分离水体净化系统，在混凝单元先投加50g/m3MMS-A进行混凝，后投加200g/m3磁种进行混合，再投加2g/m3MMS-M的絮凝剂网捕成微磁絮团，经磁分离水体净化系统处理后，出水COD为74mg/L，SS为12mg/L，TP为1mg/L，NH3-N为21mg/L，整个过程历时5分钟。污泥所含磁种经回收后循环利用，回收率达99％。再由逆流式的方式流入强氧化固定床处理，强氧化固定床填充载体为三氯异氰尿酸，粒径为2cm，污水在固定床的停留时间是5分钟。净化后水质COD为20mg/L，SS为8mg/L，TP为0.3mg/L，NH3-N为1.2mg/L。整个工艺流程耗时10分钟。
实施例5
某小流域治理工程(混有部分生活污水)，处理规模3000m3/d，进水COD为320mg/L，SS为167mg/L，TP为7mg/L，NH3-N为25mg/L。经格栅除渣，污水流入磁分离水体净化系统，在混凝单元先投加28g/m3MMS-A进行混凝，后投加125g/m3磁种进行混合，再投加1g/m3MMS-M的絮凝剂网捕成微磁絮团，经磁分离水体净化系统处理后，出水COD为68mg/L，SS为9mg/L，TP为1.5mg/L，NH3-N为18mg/L，整个过程历时4分钟。污泥所含磁种经回收后循环利用，回收率达99％。再由逆流式的方式流入强氧化固定床处理，强氧化固定床填充载体为氯片，粒径为1.3cm，污水在固定床的停留时间是3分钟。净化后水质COD为16mg/L，SS为7mg/L，TP为0.3mg/L，NH3-N为1.5mg/L。整个工艺流程耗时7分钟。

Claims (9)

1.一种受污染地表水体的净化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、受污染地表水体进入除杂系统进行浮渣的去除；
S2、其后，污水由除杂系统进入磁分离水体净化系统，进行固体悬浮物、磷和其他非溶解性有机物质的去除；
S3、最后，污水由磁分离水体净化系统进入强氧化固定床进行氧化反应，去除污水中的有机物。
2.根据权利要求1所述的受污染地表水体的净化处理工艺，其特征在于，所述除杂系统采用1mm～5mm的细格栅进行过滤处理。
3.根据权利要求1所述的受污染地表水体的净化处理工艺，其特征在于，所述磁分离水体净化系统包括依次连接的混凝反应器、超磁分离水体净化设备、磁种回收设备和污泥处理设备；
所述混凝反应器是用于添加混凝剂和磁种，并进行拌合的设备；
超磁分离水体净化设备是进行磁分离的污水净化设备；
所述磁种回收设备是用于回收磁种的设备；
所述污泥处理设备是用于污泥浓缩处理的设备。
4.根据权利要求3所述的受污染地表水体的净化处理工艺，其特征在于，所述混凝反应器中混凝反应以下述方法进行污水处理：向每立方米污水投加5～50g的混凝剂，搅拌0.5～1min，随后向每立方米污水投加50～200g的磁种进行混合，最后再向每立方米污水投加0.1～2g的絮凝剂进行混合。
5.根据权利要求1所述的受污染地表水体的净化处理工艺，其特征在于，步骤S3中所述强氧化固定床是一种以强氧化性载体作填料，受污染地表水体自下而上流经，使之与强氧化性填料充分接触的构筑物。
6.根据权利要求5所述的受污染地表水体的净化处理工艺，其特征在于，所述强氧化性载体为三氯异氰尿酸、氯片和漂粉精的一种或几种。
7.根据权利要求5所述的受污染地表水体的净化处理工艺，其特征在于，所述强氧化性载体为粒径0.5～2cm的固体颗粒。
8.根据权利要求5所述的受污染地表水体的净化处理工艺，其特征在于，所述强氧化性载体的用量为污水中氨氮摩尔总量的1～10倍。
9.根据权利要求1所述的受污染地表水体的净化处理工艺，其特征在于，所述污水在所述强氧化固定床中的停留时间为0.5～5min。
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