CN107417002A - 一种净水厂含锰排泥水石灰强化曝气净化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于饮用水处理工艺技术领域，具体提供了一种净水厂含锰排泥水石灰强化曝气净化方法，该方法主要是将排泥水加石灰调节pH值为9，利用空气曝气的氧作为氧化剂从而将二价锰催化氧化为四价不溶解态二氧化锰，而新形成的二氧化锰可以作为催化剂，催化剂可以不断形成因而可以持续反应。同时采用加微沙和混凝剂联合使用来促进污泥沉淀，形成类似于ACTIFLO的高速沉淀工艺，通过回流污泥实现曝气池内污泥浓度的稳定。本工艺无需外加氧化剂，利用空气的氧完成氧化反应，除锰效率稳定达到80％以上，药剂费用相对较低。

Description

一种净水厂含锰排泥水石灰强化曝气净化方法
技术领域
本发明涉及的是饮用水处理工艺技术领域，尤其涉及的是一种净水厂含锰排泥水石灰强化曝气进化方法。
背景技术
目前，湖泊水库源水锰浓度超标现象普遍，含锰源水一般可以通过加高锰酸钾等强氧化剂氧化去除，将二价Mn2+氧化为不溶解于水的二氧化锰，高锰酸钾自身也可以被还原为二氧化锰，二氧化锰同时还可以吸附一定量的Mn2+，产生的二氧化锰再通过混凝沉淀从而去除。若采用其他氧化剂，水中溶解的二价Mn2+也都是最终形成二氧化锰而去除。大量产生的二氧化锰最后进入排泥水系统(包括沉淀池排放污泥和反冲洗排水)，在排泥水的储存过程中，由于一般情况下为缺氧条件，所以缺氧环境又导致锰重新释放，所以含锰源水处理后的排泥水中一般含有高浓度的Mn2+，如合肥某净水厂排泥水中的Mn2+浓度一般达到1.5-3.0mg/L，最大值达到4.7mg/L(饮用水水质标准值是0.10mg/L)，夏季高温季节浓度一般较大。含高浓度的Mn2+排泥水的水量常常达到水厂供水量的8-10％，若直接排放会污染环境且浪费水资源；若直接回流到主体工艺系统中，会大大增加水厂净水工艺除锰的负荷；若就地用高锰酸钾等强氧化剂处理后再回用，药剂费用较高，且产生更多的含锰污泥(高锰酸钾还原产物也是二氧化锰)。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种净水厂含锰排泥水石灰强化曝气净化方法，以解决国内源水含锰的净水厂其排泥水都难以利用的技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种净水厂含锰排泥水石灰强化曝气净化方法，步骤包括：将排泥水中加入碳酸氢钙后进行曝气处理，然后加入铝盐混凝剂和微沙进行混凝处理，最后经沉淀处理后，上清用泵输送到水厂内的配水井中，污泥回流至处理体系中，具体包括以下步骤：
(1)将排泥水储存于回水塘中，再将回水塘内的排泥水用水泵抽送到曝气池，泵前投加碳酸氢钙，其投加浓度为0.03-0.04g/L，钙盐有促进锰吸附的特点，适量投加的碳酸氢钙可促进锰在污泥和微沙表面的吸附；回水塘为天然池塘，其内含有丰富的微生物(包括藻类)，加上自然沉淀效果，具有调节和改善水质的作用，回水水质也更容易回收利用，实现零排放；
(2)排泥水在曝气池内进行曝气处理；曝气时，空气中的氧气可以氧化锰铁等，可降低药剂使用量，避免大量使用化学氧化剂对水质造成的不良影响；排泥水在曝气池的水力停留时间不小于3小时，同时控制曝气池内的污泥浓度为3g/L以上，溶解氧浓度不低于3mg/L，污泥浓度不低于3g/L，利用生石灰调节曝气池内pH值为弱碱性，生石灰价格低廉，在增加碱性的同时还可以提供钙离子，进一步促进锰的吸附；
(3)将经过曝气处理后的水输入折板反应池，并加入PAC、PAM混凝剂和微沙；弱碱性环境下，铝盐混凝剂形成的絮体具有一定的吸附除锰能力；微沙可加重污泥密度，使得污泥沉降性能增加，促进污泥在后续沉淀池内的沉淀效果，减少后续沉淀池水力停留时间，降低工程造价；大部分微沙还可以通过污泥回流到反应池，进行重复利用，少量进入污泥脱水工序而外排，故本工艺系统中只需要使用很少量的微沙即可；在含沙高峰季节可以适当减少在反应池内的投沙量，因此本工艺尤其适合夏季含沙量较大的源水；
(4)经过反应池反应后的排泥水进入沉淀池内沉淀30min以上，沉淀后，上清用泵输送到水厂内的配水井中，实现水资源的重复利用，不含沙的污泥回流至曝气池，含沙的污泥回流至反应池，其它污泥作为剩余污泥直接排出。
进一步地，所述步骤(1)中，排泥水在回水塘中的停留时间不少于48h。
进一步地，所述步骤(2)中，生石灰的投加量为0.15-0.35g/L，以调节pH值为9(弱碱性)为宜。
进一步地，所述步骤(3)中，微沙的粒径为50-80μm，密度为2.5g/mL，投加量为0.2-0.25g/L。
进一步地，所述步骤(3)中，混凝剂PAC的投加量为10-25mg/L，PAM的投加量为 5-10mg/L。
进一步地，所述步骤(3)中，PAC在输入反应池前投加，PAM投加在反应池内，以促进絮体生长，进一步改善后续沉淀效果。
进一步地，所述步骤(4)中，污泥的回流比为80-95％，具体以控制曝气池内污泥浓度为依据。
进一步地，所述方法还包括步骤(5)：剩余污泥排入污泥浓缩池中进行浓缩处理，脱出液体，浓缩处理后的上清液回流至曝气池，脱出液回流至回水塘。
本发明的原理为：该方法主要是将排泥水加石灰调节pH值为9，利用空气曝气的氧作为氧化剂从而将二价锰催化氧化为四价不溶解态二氧化锰，而新形成的二氧化锰可以作为催化剂，催化剂可以不断形成因而可以持续反应。同时采用加微沙和混凝剂联合使用来促进污泥沉淀，形成类似于ACTIFLO的高速沉淀工艺，通过回流污泥实现曝气池内污泥浓度的稳定。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明提供了一种净水厂含锰排泥水石灰强化曝气净化方法，该方法采用曝气氧化，在含锰污泥大量回流的前提下，通过微沙促进循环，在无需外加氧化剂的情况下，利用空气的氧、适量投加钙盐和石灰等操作即可有效去除高浓度的二价Mn2+，实现对排泥水的循环利用，除锰效率稳定达到80％以上。
附图说明
图1为未加石灰在间歇小试装置中的锰与浊度去除率结果图；
图2为加石灰调节pH在间歇小试装置中的锰与浊度去除率结果图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1：净水厂含锰排泥水石灰强化曝气净化方法
(1)将排泥水储存于回水塘中48h以上，再将回水塘内的排泥水用水泵抽送到曝气池，泵前投加碳酸氢钙，其投加浓度为0.03-0.04g/L。
(2)排泥水在曝气池内进行曝气处理，其中，排泥水在曝气池的水力停留时间不小于3 小时，控制曝气池内的污泥浓度为3g/L以上，溶解氧浓度不低于3mg/L，污泥浓度不低于3g/L，加入0.15-0.35g/L的生石灰，以调节曝气池内pH值为弱碱性(pH值≈9)。
(3)将经过曝气处理后的水输入折板反应池，输入前加入10-25mg/L的PAC，输入后在反应池中加入5-10mg/L的PAM，同时加入0.2-0.25g/L的微沙，所述微沙的粒径为50-80 μm，密度为2.5g/mL。
(4)经过反应池反应后的排泥水进入沉淀池沉淀，其中，沉淀时间不小于30min，沉淀后，上清用泵输送到水厂内的配水井，实现水资源的利用，不含沙的污泥回流至曝气池，含沙的污泥回流至反应池，污泥的回流比为80-95％，具体以控制曝气池内污泥浓度为依据，其它污泥作为剩余污泥进入下一步。
(5)将剩余污泥排入污泥浓缩池中进行浓缩处理，脱出液体，浓缩处理后的上清液回流至曝气池，脱出液回流至回水塘，余下的污泥直接排出。
实施例2间歇反应小试装置内的除锰效率(不加生石灰)
(1)取排泥水8L，加污泥400ml(从沉泥塘取样，仅仅启动时加，反应器正常运行后不加)，加微沙20g，充分曝气反应2h；
(2)加10％PAC(或聚合铁铝)3-4ml，搅拌3分钟后开始沉淀，沉淀1h后放掉上清液6-7L 左右(上清液基本放完，放掉少量污泥)，每次放多少体积下次补充多少排泥水，后面应该维持在沉淀后有1-2L的污泥量；
(3)后面每天：每次取排泥水约8-9L，加细沙约2克，其余操作同上。
(4)共运行10天。
结果如图1所示：起始1周内除锰效率逐渐增加，最后稳定在85％左右，说明本发明的石灰强化曝气净化方法可有效去除高浓度的二价Mn2+。
实施例3：间歇反应小试装置内的除锰效率(加生石灰)
步骤同实施例2，不同之处在于反应过程中加入生石灰调节pH为9。
结果如图2所示：进水锰浓度在4mg/L左右时，出水锰浓度均在0.5mg/L以下，平均浓度0.356mg/L，去除率较为稳定，平均去除率约91％。说明生石灰可进一步促进锰的吸附。
以上为本发明一种详细的实施方式和具体的操作过程，是以本发明技术方案为前提下进行实施，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。

Claims (9)

1.一种净水厂含锰排泥水石灰强化曝气净化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：在排泥水中加入碳酸氢钙后，进行曝气处理；
步骤二：加入铝盐混凝剂和微沙进行混凝处理；
步骤三：进行沉淀处理，处理后的上清用泵输送到水厂内的配水井中，污泥回流至处理体系中。
2.根据权利要求1所述的一种净水厂含锰排泥水石灰强化曝气净化方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将排泥水储存于回水塘中，再将回水塘内的排泥水用水泵抽送到曝气池，泵前投加碳酸氢钙，其投加浓度为0.03-0.04g/L；
(2)排泥水在曝气池内进行曝气处理，其中，排泥水在曝气池的水力停留时间不小于3小时，控制曝气池内的污泥浓度为3g/L以上，溶解氧浓度不低于3mg/L，污泥浓度不低于3g/L，利用生石灰调节曝气池内pH值为弱碱性；
(3)将经过曝气处理后的水输入折板反应池，加入PAC、PAM混凝剂和微沙；
(4)经过反应池反应后的排泥水进入沉淀池内沉淀30min以上，沉淀后，上清用泵输送到水厂内的配水井中，污泥回流至曝气池和反应池中，其中，不含沙的污泥回流至曝气池，含沙的污泥回流至反应池。
3.根据权利要求2所述的一种净水厂含锰排泥水石灰强化曝气净化方法，其特征在于，所述步骤(1)中，排泥水在回水塘中的停留时间不少于48h。
4.根据权利要求2所述的一种净水厂含锰排泥水石灰强化曝气净化方法，其特征在于，所述步骤(2)中，生石灰的投加量为0.15-0.35g/L。
5.根据权利要求2所述的一种净水厂含锰排泥水石灰强化曝气净化方法，其特征在于，所述步骤(3)中，微沙的粒径为50-80μm，密度为2.5g/mL，投加量为0.2-0.25g/L。
6.根据权利要求2所述的一种净水厂含锰排泥水石灰强化曝气净化方法，其特征在于，所述步骤(3)中，混凝剂PAC的投加量为10-25mg/L，PAM的投加量为5-10mg/L。
7.根据权利要求2所述的一种净水厂含锰排泥水石灰强化曝气净化方法，其特征在于，所述步骤(3)中，PAC在输入反应池前投加，PAM投加在反应池内。
8.根据权利要求2所述的一种净水厂含锰排泥水石灰强化曝气净化方法，其特征在于，所述步骤(4)中，污泥的回流比为80-95％。
9.根据权利要求2所述的一种净水厂含锰排泥水石灰强化曝气净化方法，其特征在于，所述方法还包括步骤(5)：将剩余污泥排入污泥浓缩池中进行浓缩处理，脱出液体，浓缩处理后的上清液回流至曝气池，脱出液回流至回水塘。
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