CN109231555A - 一种尾水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种尾水处理方法,属于尾水处理技术领域。本发明在混凝后直接投加钢渣和细砂的混合物作为絮体晶核,钢渣比重大,钢渣和细砂与混凝尾水中的絮体结合,在聚丙烯酰胺的助凝作用下,钢渣和细砂与絮体结合并逐渐增加长大,改变絮体结构,且钢渣和细砂絮体越来越密实,使絮凝晶核密度增加,沉降速度加快,能够降低沉淀分离的水力停留时间,提高絮体的分离效率,降低出水SS浓度,降低后续过滤单元的过滤负荷,降低反冲洗频率,提高过滤效能,增加滤布或滤料介质的使用寿命,节省运行成本同时便于维护和管理。
Description
技术领域
本发明涉及尾水处理技术领域,尤其涉及一种尾水处理方法。
背景技术
近些年,现有的尾水处理方法有人工湿地、混凝沉淀-砂滤池、混凝沉淀-滤布滤池、高密度沉淀池等方法。人工湿地对污染物的去除主要是通过构成湿地生态系统的植物和微生物的吸收和利用,以及湿地基质的吸附等共同作用而实现的,因其既可达到去除污染物,又有美化环境的效果被广泛应用,但是人工湿地受气候影响显著、水力表面负荷小、占地面积极大,只适合小规模的污水处理。混凝沉淀-砂滤池和混凝沉淀-滤布滤池虽然效果比较理想,但是药剂投加量较大,且混凝沉淀阶段由于絮体较为分散、絮体沉降性能较低,因此水力停留时间长,占地面积大,混凝沉淀后出水SS(固体悬浮物)较多,显著增加了砂滤池和滤布滤池的过滤负荷,使反冲洗频繁,产水量降低。高密度沉淀池虽然水力负荷较大,处理效果稳定,但是污泥产量极高,增加了污泥的处理与处置难度。而微絮凝-直接过滤既省去传统混凝沉淀的反应池和沉淀池,在滤池前端投加化学药剂,化学药剂可由管道混合器进行投加,也可单独设置反应池进行投加。化学药剂和原水充分混合后进入滤池进行过滤。微絮凝-直接过滤具有工艺简单、附属设备少,管理运行方便等优点。但是微絮凝-直接过滤会因为滤池截污能力的限制,对浊度和色度较高的污水处理效果较差,絮凝过程较难控制。
传统混凝沉淀-直接过滤因在混凝沉淀阶段只投加混凝剂和助凝剂,药剂投加量大,运行成本高,因生成的絮体松散、密度较小,因此沉降速度较慢,所以水力停留时间增加,使得处理单元或构筑物占地面积大,同时由于絮体沉降性能差,使得出水SS浓度较高或不稳定。
发明内容
鉴于此,本发明的目的在于提供一种尾水处理方法。本发明提供的尾水处理方法能够强化总磷和SS去除效能,降低出水中的TP和SS浓度。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
一种尾水处理方法,包括以下步骤:
(1)将尾水与混凝剂混合进行混凝,得到混凝尾水,所述尾水中含有磷和固体悬浮物;
(2)将所述步骤(1)得到的混凝尾水与絮凝晶种混合进行絮凝,得到含絮凝晶核的尾水,所述絮凝晶种为钢渣和细砂的混合物;
(3)将所述步骤(2)得到的含絮凝晶核的尾水与聚丙烯酰胺混合后进行沉淀分离,得到沉淀出水;
(4)将所述步骤(3)得到的沉淀出水经浅层滤布滤池或砂滤池处理。
优选地,所述步骤(1)中尾水的水温≤15℃,SS≤30mg/L,TP:1.0~2.0mg/L,COD≤60mg/L,氨氮≤5mg/L,总氮≤15mg/L。
优选地,所述步骤(1)中混凝剂投量以Fe3+质量浓度计为4~6mg/L。
优选地,所述步骤(2)中钢渣与细砂的质量比为2:1~4:1。
优选地,所述步骤(3)中聚丙烯酰胺的用量为0.4~0.8mg/L。
优选地,所述步骤(3)中沉淀分离后得到混合物污泥,所述混合物污泥进入水力旋流器后得到回收絮凝晶种,所述回收絮凝晶种回用于步骤(2)中。
优选地,所述水力旋流器中混合物污泥的回流比为8~15%。
优选地,所述水力旋流器的入口压力为0.12~0.16Mpa,水力旋流器的压降为0.04~0.08MPa。
优选地,所述步骤(4)中浅层滤布滤池中滤布材质为长毛纤维或短毛纤维,浅层滤布滤池的运行参数:滤速为10~15m/h,过滤周期为60~90min,反冲洗周期为60~90min,反冲洗时长为2~3min,排泥时长为2~3min。
优选地,所述步骤(4)中砂滤池滤速为8~10m/h,滤料介质粒径为0.6~1.5mm,过滤及反冲洗周期为36~60h;反冲洗方式为气水反冲洗,水冲强度为20~30m/h,气冲强度为30~50m/h。
本发明提供了一种尾水处理方法,包括以下步骤:将尾水与混凝剂混合进行混凝,得到混凝尾水,所述尾水中含有磷和固体悬浮物;将混凝尾水与絮凝晶种混合进行絮凝,得到含絮凝晶核的尾水,所述絮凝晶种为钢渣和细砂的混合物;将含絮凝晶核的尾水与聚丙烯酰胺混合后进行沉淀分离,得到沉淀出水;将沉淀出水经浅层滤布滤池或砂滤池处理。本发明在混凝后直接投加钢渣和细砂的混合物作为絮体晶核,钢渣比重大,钢渣和细砂与混凝尾水中的絮体结合,在聚丙烯酰胺的助凝作用下,钢渣和细砂与絮体结合并逐渐增加长大,改变絮体结构,且钢渣和细砂絮体越来越密实,使絮凝晶核密度增加,沉降速度加快,能够降低沉淀分离的水力停留时间,提高絮体的分离效率,降低出水SS浓度,降低后续过滤单元的过滤负荷,降低反冲洗频率,提高过滤效能,增加滤布或滤料介质的使用寿命,节省运行成本同时便于维护和管理。同时钢渣具有化学除磷的特性,将钢渣用于此处不仅可提高对TP的处理效果,还具有以废治废的优势。由于沉淀分离过程中具有混凝剂与钢渣的复合效应,在相同的处理效果下,可显著降低混凝剂的投加量,降低污泥产量,节省污泥处理与处置费用。经过沉淀分离处理后出水水质基本较好,同时将浅层滤布滤池或砂滤池单元与絮凝旋流沉淀组合,浅层滤布滤池或砂滤池过滤负荷较小,反冲洗频率可显著降低,既节省了运行能耗、又便于维护。实施例的数据表明,采用本发明提供的尾水处理方法得到的出水的COD为25~35mg/L,TN为5~8mg/L,氨氮为0.5~2.5mg/L,TP为0.18~0.30mg/L,SS为2~5mg/L,可以显著优于《城市污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A排放标准,尤其TP和SS的处理效果显著提高。
进一步地,本发明中混凝剂聚合硫酸铁(PFS)投加量仅为4~6mg/L,聚丙烯酰胺(PAM)为0.5~0.8mg/L,较传统混凝沉淀PFS投加量为8~10mg/L、PAM1.0~2.0mg/L,可显著降低混凝剂和PAM的投加量,降低化学污泥产量,降低运行成本和污泥的处理与处置的总量和难度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明尾水处理方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种尾水处理方法,包括以下步骤:
(1)将尾水与混凝剂混合进行混凝,得到混凝尾水,所述尾水中含有磷和固体悬浮物;
(2)将所述步骤(1)得到的混凝尾水与絮凝晶种混合进行絮凝,得到含絮凝晶核的尾水,所述絮凝晶种为钢渣和细砂的混合物;
(3)将所述步骤(2)得到的含絮凝晶核的尾水与聚丙烯酰胺混合后进行沉淀分离,得到沉淀出水;
(4)将所述步骤(3)得到的沉淀出水经浅层滤布滤池或砂滤池处理。
本发明将尾水与混凝剂混合进行混凝,得到混凝尾水,所述尾水中含有磷和固体悬浮物。在本发明中,所述尾水的水温优选为≤15℃,SS优选为≤30mg/L,TP优选为1.0~2.0mg/L,COD优选为≤60mg/L,氨氮优选为≤5mg/L,总氮优选为≤15mg/L。本发明对所述尾水的来源没有特殊的限定,具体的,如城市污水厂尾水。
在本发明中,所述混凝剂的投量以Fe3+质量浓度计为4~6mg/L。在本发明中,所述混凝剂优选为铁盐类混凝剂,更优选为聚合硫酸铁、硫酸铁或FeCl3。
在本发明中,所述混凝优选在搅拌的条件下进行,所述搅拌的转速优选为150~180rpm。
在本发明中,所述混凝优选在混凝池中进行。在本发明中,所述混凝池的水力停留时间(HRT)优选为1~2min。
得到混凝尾水后,本发明将所述混凝尾水与絮凝晶种混合进行絮凝,得到含絮凝晶核的尾水,所述絮凝晶种为钢渣和细砂的混合物。在本发明中,所述钢渣与细砂的质量比优选为2:1~4:1,更优选为3:1。
在本发明中,所述絮凝晶种的初始用量优选为2~5mg/L,更优选为3~4mg/L,絮凝晶种的补充量优选为3~5mg/L。
在本发明中,所述絮凝晶种的粒径优选为200~300目,所述絮凝晶种的容积密度优选为2~5g/L,更优选为3~4g/L。本发明对所述钢渣和细砂的来源没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的来源即可。本发明在混凝后直接投加钢渣和细砂的混合物作为絮体晶核,钢渣比重大,钢渣和细砂与混凝尾水中的絮体结合,在聚丙烯酰胺的助凝作用下,钢渣和细砂与絮体结合并逐渐增加长大,改变絮体结构,且钢渣和细砂絮体越来越密实,使絮凝晶核密度增加,沉降速度加快,能够降低沉淀分离的水力停留时间,提高絮体的分离效率,降低出水SS浓度,降低后续过滤单元的过滤负荷,降低反冲洗频率,提高过滤效能,增加滤布或滤料介质的使用寿命,节省运行成本同时便于维护和管理。同时钢渣具有化学除磷的特性,将钢渣用于此处不仅可提高对TP的处理效果,还具有以废治废的优势。由于沉淀分离过程中具有混凝剂与钢渣的复合效应,在相同的处理效果下,可显著降低混凝剂的投加量,降低污泥产量,节省污泥处理与处置费用。
在本发明中,所述絮凝优选在投加池中进行。在本发明中,所述投加池的水力停留时间(HRT)优选为1~2min。
在本发明中,所述絮凝优选在搅拌的条件下进行,所述搅拌的转速优选为150~180rpm。
得到含絮凝晶核的尾水后,本发明将所述含絮凝晶核的尾水与聚丙烯酰胺混合后进行沉淀分离,得到沉淀出水。在本发明中,所述聚丙烯酰胺的用量优选为0.4~0.8mg/L。本发明中,在聚丙烯酰胺的助凝作用下,钢渣和细砂与絮体结合并逐渐增加长大,改变絮体结构,
在本发明中,所述聚丙烯酰胺优选以聚丙烯酰胺溶液的形式加入,所述聚丙烯酰胺溶液的浓度优选为0.5~0.8mg/L。
在本发明中,所述混合优选在反应池中进行。在本发明中,所述反应池的水力停留时间(HRT)优选为6~8min。
在本发明中,所述混合优选在搅拌的条件下进行,所述搅拌的转速优选为60~80rpm。
在本发明中,所述沉淀分离还得到混合物污泥,所述混合物污泥进入水力旋流器后得到回收絮凝晶种,所述回收絮凝晶种回用于絮凝过程中。
在本发明中,所述水力旋流器中混合物污泥的回流比优选为8~15%,更优选为10~12%。
在本发明中,所述水力旋流器的入口压力优选为0.12~0.16Mpa,更优选为0.13~0.15Mpa,水力旋流器的压降优选为0.04~0.08MPa,更优选为0.05~0.07Mpa。
在本发明中,所述混合物污泥优选经过回流泵进入水力旋流器。本发明中,所述混合物污泥进入水力旋流器后由于受到高速旋转和较强的离心力,使混凝絮体与晶种分离,分离后晶种由水力旋流器底流口进入投加池进行循环使用,污泥絮体则由水力旋流器溢流口排出。
得到沉淀出水后,本发明将沉淀出水经浅层滤布滤池和/或砂滤池处理。
在本发明中,所述浅层滤布滤池中滤布材质优选为长毛纤维或短毛纤维,浅层滤布滤池的运行参数优选为:滤速为10~15m/h,过滤周期为60~90min,反冲洗周期为60~90min,反冲洗时长为2~3min,排泥时长为2~3min。
在本发明中,所述砂滤池滤速优选为8~10m/h,滤料介质粒径优选为0.6~1.5mm,过滤及反冲洗周期优选为36~60h;反冲洗方式优选为气水反冲洗,水冲强度优选为20~30m/h,气冲强度优选为30~50m/h。
本发明中,经过沉淀分离处理后出水水质基本较好,同时将浅层滤布滤池或砂滤池单元与絮凝旋流沉淀组合,浅层滤布滤池或砂滤池过滤负荷较小,反冲洗频率可显著降低,既节省了运行能耗、又便于维护。
本发明对所述尾水处理方法使用的装置没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的装置即可,具体的,如高效沉淀池或者高密度沉淀池,且装置应满足可使絮凝晶核与絮体紧密结合并逐渐长大的条件。
图1为本发明尾水处理方法的流程图,尾水与混凝剂在混凝池中混合进行混凝,得到混凝尾水;在投加池中将絮凝晶种加入混凝尾水中混合进行絮凝;将含絮凝晶核的尾水与聚丙烯酰胺在反应池中进行反应,在沉淀池中进行沉淀分离,得到沉淀出水;将沉淀出水经浅层滤布滤池或砂滤池处理;沉淀池混合物污泥进入水力旋流器,受到高速旋转和较强的离心力,使混凝絮体与晶种分离,分离后晶种由水力旋流器底流口进入投加池进行循环使用,污泥絮体则由水力旋流器溢流口排出。
下面结合实施例对本发明提供的尾水处理方法进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1:
北方某污水处理厂示范项目,处理规模为2000t/d,污水处理厂进水为生活污水与工业废水的混合污水,污水处理厂二级出水水质为:COD:40-60mg/L,TN:7-13mg/L,氨氮:1-4mg/L,TP:1.0-2.0mg/L,SS≤30mg/L。考察其对污水厂尾水的深度处理效果,主要以TP和SS的去除效果来表征。
污水厂尾水经过潜污泵提升之后由混凝池底部进入混凝池,在混凝池投加6mg/LPFS(以Fe3+质量浓度计),并在搅拌机以150r/min的速度下快速搅拌1min后,溢流进入投加池,同时向投加池中补充按质量比为4:1的钢渣和细砂混合物,补充量为6mg/L,在搅拌机以150r/min的速度下快速搅拌1min后由投加池底部进入反应池,同时向反应池中加入0.5mg/L的PAM溶液,经过搅拌机以60r/min的速度下慢速搅拌6min后溢流进入沉淀池,经过斜板沉淀池分离后出水由溢流堰溢流进入砂滤池,同时分离后的钢渣和细砂絮体通过污泥回流泵输送进入水力旋流器,污泥回流比为15%、旋流器的入口压力为0.12Mpa、压降为0.04MPa,钢渣和细砂经旋流分离后由底流口进入投加池进行循环使用,絮体由溢流排出进入污泥处理系统。絮凝旋流沉淀出水进入砂滤池后,通过颗粒介质的过滤后排出,进入消毒池进行最终处理。其中,浅层滤布滤池时,滤速为12m/h,过滤周期60min,反冲洗周期60min,反冲洗时长:2min,排泥时长:2min;砂滤池滤速为8m/h,过滤及反冲洗周期为36h;反冲洗方式为气水反冲洗,其中水冲强度为20m/h,气冲强度为30m/h。
对进出水的水质进行测定,结果如表1所示,由表1可以看出,本发明提供的尾水处理方法的出水可以显著优于《城市污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A排放标准,尤其TP和SS的处理效果滋味显著,说明本发明提供的尾水处理方法可强化去除城市污水厂尾水中的TP和SS。
表1进出水的水质测定结果
水质指标(mg/L) | COD | TN | 氨氮 | TP | SS |
尾水 | 40-60 | 7-13 | 1-4 | 1.0-2.0 | ≤30 |
沉淀出水 | 30-46 | 6-10 | 0.6-3.0 | 0.35-0.46 | 5-8 |
浅层滤布滤池出水 | 25-38 | 5-9 | 0.5-2.5 | 0.20-0.30 | 3-5 |
砂滤池出水 | 25-35 | 5-8 | 0.5-2.5 | 0.18-0.30 | 2-5 |
实施例2:
北方某污水处理厂提标改造试验项目,处理规模为2000t/d,进水水质为COD:47-62mg/L,TN:8-13mg/L,氨氮:3.25-5.73mg/L,TP:1.0-2.0mg/L,SS为18-30mg/L,尾水处理工艺采用混凝沉淀+浅层滤布滤池处理工艺,监测进水和滤布滤池出水,以表征混凝沉淀+浅层滤布滤池处理工艺的尾水深度处理效果。
具体实施方式如下:
尾水首先通过进水挡板溢流进入混凝池,在混凝池投加10mg/LPFS(以Fe3+质量浓度计),同时在搅拌机搅拌机以180r/min的速度下快速搅拌2min后由底流进入絮凝池,同时加入1.5mg/LPAM溶液,在搅拌机搅拌机以100r/min的速度下快速搅拌15min,溢流进入斜板沉淀池,斜板沉淀池的水力停留时间为30min,斜板沉淀池出水经溢流堰溢流进入滤布滤池单元,浅层滤布滤池单元运行工况为滤速为10m/h,过滤周期60min,反冲洗周期60min,反冲洗时长:2min,排泥时长:2min。经过浅层滤布滤池截留后出水流出进入消毒或下一处理单元。
对进出水的水质进行测定,结果如表2所示,由表2可以看出,当混凝絮凝沉淀单独使用时,出水TP和SS不能稳定达到TP<0.5mg/L、SS<10mg/L,难以稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准,当混凝沉淀与浅层滤布滤池组合时,出水仅能略优于一级A标准。
通过实施例1与实施例2的处理效果对比可知,采用混凝絮凝沉淀-浅层滤布滤池和砂滤池的处理工艺处理效果显著优于实例2中选用混凝沉淀-浅层滤布滤池处理工艺的处理效果,且实施例1中的药剂投加量和水力停留时间及水力表面负荷较实施例2中的混凝沉淀-滤布滤池工艺均具有显著优势,说明本发明提供的尾水处理方法在尾水深度处理中强化去除TP和SS具有较好的创新性。
表2进出水的水质测定结果
水质指标(mg/L) | COD | TN | 氨氮 | TP | SS |
进水 | 47-62 | 8-13 | 3.3-5.7 | 1.0-2.0 | 18-30 |
沉淀出水 | 40-52 | 7-11 | 2.6-4.6 | 0.45-0.62 | 8-12 |
浅层滤布滤池出水 | 36-50 | 6-10 | 2.1-3.8 | 0.36-0.45 | 6-8 |
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种尾水处理方法,包括以下步骤:
(1)将尾水与混凝剂混合进行混凝,得到混凝尾水,所述尾水中含有磷和固体悬浮物;
(2)将所述步骤(1)得到的混凝尾水与絮凝晶种混合进行絮凝,得到含絮凝晶核的尾水,所述絮凝晶种为钢渣和细砂的混合物;
(3)将所述步骤(2)得到的含絮凝晶核的尾水与聚丙烯酰胺混合后进行沉淀分离,得到沉淀出水;
(4)将所述步骤(3)得到的沉淀出水经浅层滤布滤池或砂滤池处理。
2.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述步骤(1)中尾水的水温≤15℃,SS≤30mg/L,TP:1.0~2.0mg/L,COD≤60mg/L,氨氮≤5mg/L,总氮≤15mg/L。
3.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述步骤(1)中混凝剂的投量以Fe3+质量浓度计为4~6mg/L。
4.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述步骤(2)中钢渣与细砂的质量比为2:1~4:1。
5.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述步骤(3)中聚丙烯酰胺的用量为0.4~0.8mg/L。
6.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述步骤(3)中沉淀分离后得到混合物污泥,所述混合物污泥进入水力旋流器后得到回收絮凝晶种,所述回收絮凝晶种回用于步骤(2)中。
7.根据权利要求6所述的处理方法,其特征在于,所述水力旋流器中混合物污泥的回流比为8~15%。
8.根据权利要求6或7所述的处理方法,其特征在于,所述水力旋流器的入口压力为0.12~0.16Mpa,水力旋流器的压降为0.04~0.08MPa。
9.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述步骤(4)中浅层滤布滤池中滤布的材质为长毛纤维或短毛纤维,浅层滤布滤池的运行参数:滤速为10~15m/h,过滤周期为60~90min,反冲洗周期为60~90min,反冲洗时长为2~3min,排泥时长为2~3min。
10.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述步骤(4)中砂滤池的滤速为8~10m/h,滤料介质粒径为0.6~1.5mm,过滤及反冲洗周期为36~60h;反冲洗方式为气水反冲洗,水冲强度为20~30m/h,气冲强度为30~50m/h。
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- 2018-10-16 CN CN201811201800.4A patent/CN109231555A/zh active Pending
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