CN108298731A - 一种深度除砷系统装置及其除砷方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于污水处理技术领域,具体涉及一种含砷污水的深度处理系统和方法。所述系统包括高密沉淀池和纳米活性炭吸附过滤反应器,投加药剂包括混凝剂和助凝剂。本发明具有无需预氧化流程,大大缩短处理流程的同时,节省造价和运行费用的优点,并且极大地减少混凝剂的用量,仅为传统方法用量的1/2,降低水处理成本。本发明中采用的纳米活性炭吸附过滤反应器集吸附与过滤于一身,设备占地面积小,造价低,并且具有良好的处理效果,出水可以满足一级A或更高标准。

Description

一种深度除砷系统装置及其除砷方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域,特别涉及一种深度除砷系统装置及其除砷方法。
背景技术
砷是一种剧毒物质,对人体和环境的危害极大,并且污染一旦形成还很难消除。现有的含砷废水处理方法主要为化学沉淀法,但其还存在一些问题:
(1)化学沉淀法除砷采用的混凝剂主要有钛盐、铁盐和铝盐,其中,铝盐的去除效果不好,几乎不被使用,钛盐的去除效果最好,但是钛盐化学性质不稳定,有的还具有毒性,在实际应用中具有诸多困难;
(2)相比钛盐和铝盐,目前应用最采用是铁盐类混凝剂,但是铁盐对于As(III)的去除效果远不如As(V),往往需要借助预氧化,从而导致处理流程延长、水处理成本增加;
(3)没有预氧化工艺时,铁盐类混凝剂对As(III)的去除效果差,导致出水不能稳定达标。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种深度除砷系统装置及其除砷方法,具体技术方案如下:
一种深度除砷系统装置,包括高密沉淀池和纳米活性炭吸附过滤反应器;
所述高密沉淀池由混合区、絮凝区和沉淀区组成;
所述混合区设有若干格,每格的平面均为正方形,正方形边长为1.1-1.5m,每格内均设置1台浆叶搅拌器;
所述絮凝区设计为网格絮凝池,分为絮凝第一反应区、絮凝第二反应区和絮凝第三反应区;
所述沉淀区设计表面负荷为1.2—1.4m3/(m2·h),斜板长度为1m,斜板间距25mm,斜板水平倾角60°;
将混凝剂投入混合池,将助凝剂投入絮凝池;
所述纳米活性炭吸附过滤反应器采用下向流式;
所述纳米活性炭吸附过滤反应器包括逆洗水出口、电磁空气阀、设备外壳、电机、转轴、逆洗水进口、反应出水管、反应进水管、纳米活性炭纤维毡、刮板和整流均布器;
所述逆洗水出口、电磁空气阀、逆洗水进口、反应出水、反应进水均与设备外壳连接;
所述纳米活性炭纤维毡固定连接在设备外壳内;电机通过转轴与刮板连接;整流均布器与逆洗水进口通过管道连接。
所述的一种深度除砷系统装置,其优选方案为所述混凝剂选用高价铁盐,高价铁盐选用FeCl3或Fe2(SO4)3,投加量为30mg/lmg砷;
所述助凝剂为聚丙烯酰胺,聚丙烯酰胺选用阴离子型,投加量为0.5mg/lmg砷。
所述的一种深度除砷系统装置,其优选方案为所述纳米活性炭纤维毡的孔径为50-10mm,纤维毡层数为2-4层,单层厚度为20-30mm;
刮板由底座和毛条刷组成,毛刷底宽5-10mm,底座为不锈钢材质。
所述的一种深度除砷系统装置,其优选方案为所述刮板运行方式为一直旋转,旋转方向为顺时针旋转10圈后再逆时针旋转10圈,依次运行,转速为1rad/min;冲洗方式为逆向流冲洗方式,冲洗频次为1-2次/天,冲洗时间为20min;冲洗水压高程为30-40m。
所述的一种深度除砷系统装置,其优选方案为所述纳米活性炭纤维毡具有微孔形结构,微孔半径在2nm以下,其孔径分布窄,细孔呈分散分布。因此具有很好的过滤的效果,即在前一流程中,投加混凝剂形成的较小体积的絮体即可被纳米活性炭纤维毡截留,保证出水达标。另外,纳米活性炭纤维毡的比表面积大,吸脱速度快,为粒径活性炭10~100倍,吸附作用可进一步提高砷的去除率,并大幅度减少混凝剂的用量。
一种深度除砷的方法,具体步骤如下:
步骤一,废水进入高密沉淀池的混合区,在混合区投加混凝剂;
步骤二,混合区的桨叶搅拌器将混凝剂和原水混合均匀;
步骤三,废水进入高密沉淀池的絮凝区,在絮凝区的第一区投加助凝剂和回流污泥;
步骤四,废水经过絮凝区的三个分区,利用网格水流作用,将助凝剂、回流污泥与原水混合均匀,产生絮凝体;
步骤五,废水进入沉淀区,在斜管上泥水分离,大的絮体沉淀,沉淀的污泥,50%作为剩余污泥排入公共污泥处理系统,50%污泥回流至高密沉淀池的絮凝区第一分区;
步骤六,高密沉淀池排水进入纳米活性炭吸附过滤反应器,在纳米活性炭纤维毡上同时完成吸附和过滤反应;
步骤七,达标排放。
本发明的有益效果:本发明提出一种深度除砷的系统与方法,采用广泛使用的铁盐作为混凝剂,(1)无需预氧化流程,大大缩短处理流程的同时,节省造价和运行费用;(2)极大地减少混凝剂的用量,仅为传统方法用量的1/2,降低水处理成本;(3)采用的纳米活性炭吸附过滤反应器集吸附与过滤效果,设备占地面积小,造价低,并且具有良好的处理效果,出水可以满足一级A或更高标准。因此采用此结构具有显著的经济效益。
附图说明
图1为一种深度除砷系统装置结构示意图;
图2为纳米活性炭吸附过滤反应器结构示意图。
图中,1-混合区2-絮凝第一反应区3-絮凝第二反应区4-絮凝第三反应区5-沉淀区6-纳米活性炭吸附过滤反应器7-混凝剂8-助凝剂9-回流污泥10-逆洗水出口11-电磁空气阀12-设备外壳13-电机14-转轴15-逆洗水进口16-反应出水17-反应进水18-纳米活性炭纤维毡19-刮板20-整流均布器。
具体实施方式
如图1-2所示一种深度除砷系统装置,包括高密沉淀池和纳米活性炭吸附过滤反应器;
所述高密沉淀池由混合区1、絮凝区和沉淀区5组成;
所述混合区1设有若干格,每格的平面均为正方形,正方形边长为1.1-1.5m,每格内均设置1台浆叶搅拌器;
所述絮凝区设计为网格絮凝池,分为絮凝第一反应区2、絮凝第二反应区3和絮凝第三反应区4;
所述沉淀区5设计表面负荷为1.2—1.4m3/(m2·h),斜板长度为1m,斜板间距25mm,斜板水平倾角60°;
将混凝剂7投入混合池,将助凝剂8投入絮凝池;
所述纳米活性炭吸附过滤反应器6采用下向流式;
所述纳米活性炭吸附过滤反应器6包括逆洗水出口10、电磁空气阀11、设备外壳12、电机13、转轴14、逆洗水进口15、反应出水16、反应进水17、纳米活性炭纤维毡18、刮板19和整流均布器20;
所述逆洗水出口10、电磁空气阀11、逆洗水进口15、反应出水16、反应进水17均与设备外壳12连接;
所述纳米活性炭纤维毡18固定连接在设备外壳12内;电机13通过转轴14与刮板19连接;整流均布器20与逆洗水进口15通过管道连接。
所述混凝剂7选用高价铁盐,高价铁盐选用FeCl3或Fe2(SO4)3,投加量为30mg/lmg砷;
所述助凝剂8为聚丙烯酰胺,聚丙烯酰胺选用阴离子型,投加量为0.5mg/lmg砷。
所述纳米活性炭纤维毡18的孔径为50-10mm,纤维毡层数为2-4层,单层厚度为20-30mm;
刮板19由底座和毛条刷组成,毛刷底宽5-10mm,底座为不锈钢材质。
所述刮板19运行方式为一直旋转,旋转方向为顺时针旋转10圈后再逆时针旋转10圈,依次运行,转速为1rad/min;冲洗方式为逆向流冲洗方式,冲洗频次为1-2次/天,冲洗时间为20min;冲洗水压高程为30-40m。
所述纳米活性炭纤维毡具有微孔形结构,微孔半径在2nm以下,其孔径分布窄,细孔呈分散分布。因此具有很好的过滤的效果,即在前一流程中,投加混凝剂形成的较小体积的絮体即可被纳米活性炭纤维毡截留,保证出水达标。另外,纳米活性炭纤维毡的比表面积大,吸脱速度快,为粒径活性炭10~100倍,吸附作用可进一步提高砷的去除率,并大幅度减少混凝剂的用量。
一种深度除砷的方法,具体步骤如下:
步骤一,废水进入高密沉淀池的混合区1,在混合区投加混凝剂7;
步骤二,混合区1的桨叶搅拌器将混凝剂7和原水混合均匀;
步骤三,废水进入高密沉淀池的絮凝区,在絮凝区的第一反应区2投加助凝剂8和回流污泥9;
步骤四,废水经过絮凝区的三个分区,利用网格水流作用,将助凝剂8、回流污泥9与原水混合均匀,产生絮凝体;
步骤五,废水进入沉淀区5,在斜管上泥水分离,大的絮体沉淀,沉淀的污泥,50%作为剩余污泥排入公共污泥处理系统,50%污泥回流至高密沉淀池的絮凝区第一分区2;
步骤六,高密沉淀池排水进入纳米活性炭吸附过滤反应器6,在纳米活性炭纤维毡18上同时完成吸附和过滤反应;
步骤七,达标排放。

Claims (6)

1.一种深度除砷系统装置,其特征在于:包括高密沉淀池和纳米活性炭吸附过滤反应器;
所述高密沉淀池由混合区、絮凝区和沉淀区组成;
所述混合区设有若干格,每格的平面均为正方形,正方形边长为1.1-1.5m,每格内均设置1台浆叶搅拌器;
所述絮凝区设计为网格絮凝池,分为絮凝第一反应区、絮凝第二反应区和絮凝第三反应区;
所述沉淀区设计表面负荷为1.2—1.4m3/(m2·h),斜板长度为1m,斜板间距25mm,斜板水平倾角60°;
将混凝剂投入混合池,将助凝剂投入絮凝池;
所述纳米活性炭吸附过滤反应器采用下向流式;
所述纳米活性炭吸附过滤反应器包括逆洗水出口、电磁空气阀、设备外壳、电机、转轴、逆洗水进口、反应出水管、反应进水管、纳米活性炭纤维毡、管板和整流均布器;
所述逆洗水出口、电磁空气阀、逆洗水进口、反应出水、反应进水均与设备外壳连接;
所述纳米活性炭纤维毡固定连接在设备外壳内;电机通过转轴与刮板连接;整流均布器与逆洗水进口通过管道连接。
2.如权利要求1所述的一种深度除砷系统装置,其特征在于:所述混凝剂选用高价铁盐,高价铁盐选用FeCl3或Fe2(SO4)3,投加量为30mg/lmg;
所述助凝剂为聚丙烯酰胺,聚丙烯酰胺选用阴离子型,投加量为0.5mg/lmg。
3.如权利要求1所述的一种深度除砷系统装置,其特征在于:所述纳米活性炭纤维毡的孔径为50-10mm,纤维毡层数为2-4层,单层厚度为20-30mm;
刮板由底座和毛条刷组成,毛刷底宽5-10mm,底座为不锈钢材质。
4.如权利要求1所述的一种深度除砷系统装置,其特征在于:所述刮板运行方式为一直旋转,旋转方向为顺时针旋转10圈后在逆时针旋转10圈,依次运行,转速为1rad/min;冲洗方式为逆向流冲洗方式,冲洗频次为1-2次/天,冲洗时间为20min;冲洗水压高程为30-40m。
5.如权利要求1所述的一种深度除砷系统装置,其特征在于:所述的一种深度除砷系统装置,其优选方案为所述纳米活性炭纤维毡具有微孔形结构,唯恐半径在2nm以下,其孔径分布窄,特殊的细孔呈分散分布。
6.一种深度除砷的方法,其特征在于:具体步骤如下:
步骤一,废水进入高密沉淀池的混合区,在混合区投加混凝剂;
步骤二,混合区的桨叶搅拌器将混凝剂和原水混合均匀;
步骤三,废水进入高密沉淀池的絮凝区,在絮凝区的第一区投加助凝剂和回流污泥;
步骤四,废水经过絮凝区的三个分区,利用网格水流作用,将助凝剂、回流污泥与原水混合均匀,产生絮凝体;
步骤五,废水进入沉淀区,在斜管上泥水分离,大的絮体沉淀,沉淀的污泥,50%作为剩余污泥排入公共污泥处理系统,50%污泥回流至高密沉淀池的絮凝区第一分区;
步骤六,高密沉淀池排水进入纳米活性炭吸附过滤反应器,在纳米活性炭纤维毡上同时完成吸附和过滤反应;
步骤七,达标排放。
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