CN110204098A - 一种基于排泥水回用的微涡流絮凝斜管沉淀水处理装置及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于排泥水回用的微涡流絮凝斜管沉淀水处理装置，其特征在于，主要包括三个组成单元，分别是：微涡流强化混凝及斜管沉淀单元、排泥水收集与沉淀单元、排泥水回用单元；本发明还提供了一种基于排泥水回用的微涡流絮凝斜管沉淀水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：微涡流絮凝，斜管沉淀，排泥水收集与沉淀，排泥水回用。本发明的有益效果在于：本本发明的提供的方案，将排泥水的回用和微涡流反应进行有机结合，可以适应多种水质的变化，抗冲击负荷能力得到加强；同时能够在不增加水厂原有的水处理构筑物基础上，通过较小地改动，达到提高产水量，改善出水水质的效果，且还能解决水厂排泥水处理问题，实现了一举多得。

Description

一种基于排泥水回用的微涡流絮凝斜管沉淀水处理装置及其 处理方法

技术领域

本发明属于环境保护领域，涉及一种基于排泥水回流用于提高混凝反应及沉淀效果的水处理方法，具体涉及一种基于净水厂排泥水回用的微涡流絮凝斜管沉淀水处理装置及其处理方法。

背景技术

随着人口的不断增长，人们对水资源的需求量也与日俱增。随之而来的给水厂在生产用水时，不可避免地会产生大量的生产废水，主要包括沉淀池排泥水和滤池的反冲洗废水，占到水厂生产总量的4％—7％。

原来对于排泥水大多水厂是采用直接排入江湖中的方法进行处理的，但是排泥水当中含有大量的泥沙，直接排放会对当地的河道水质产生影响，且泥沙淤积于河底必然会抬高河道，对河道维护造成不利影响；另外，排泥水中还含有浓缩后的悬浮物、有机物、重金属、残余的铝盐混凝剂以及微生物等污染物，直接排入水体，并将对水体生态环境造成危害。

自环保部发布的“水十条”，明确提出对污泥稳定化、资源化、无害化的处置要求，净水厂排泥水必须要进行处置。对于大型水厂，现在大型水厂开始配套污泥处置设施；但是对于小型水厂，由于规模小排泥水产量少可能会出现无法满足上污泥处置设施的泥量需求的尴尬局面，而且成本问题也是很棘手的。

因此对排泥水的回流利用就显得尤为重要，因为回流利用不仅不需要大量增加处理设备和设施，而且可以降低投药量，实现排泥水的废物利用，达到减量减排甚至零排放，同时还可以实现降低生产成本，提高生产效率的目的。

另一方面，在给水的常规水处理工艺中，由于其对水质的适应性较差，水的混凝阶段往往会出现效果不佳，即使增加混凝剂的投药量，效果也不理想的情况。所以通过外部水力条件的改变，能够增强水的混凝效果，可以很有效地解决该问题，尤其对于北方的低温低浊水预期将取得更好的混凝效果。

基于以上分析，净水厂中排泥水合理的资源化处置、给水混凝效果不佳是困扰净水厂的两大难题，本发明提供的一种基于排泥水回用的微涡流絮凝斜管沉淀水处理装置及其处理方法通过综合分析，巧妙的解决了以上两个问题。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种基于排泥水回用的微涡流絮凝斜管沉淀水处理装置及其处理方法，实现排泥水的废物利用，达到减量减排甚至零排放，同时提高给水混凝效果，减少了混凝剂用量，实现了降低生产成本，提高生产效率的目的。

本发明提供的一种基于排泥水回用的微涡流絮凝斜管沉淀水处理装置，主要包括三个组成单元，分别是：微涡流强化混凝及斜管沉淀单元、排泥水收集与沉淀单元、排泥水回用单元；

前述微涡流强化混凝及斜管沉淀单元依次设置有进水管1、静态管道混合器2、配水喇叭口3、涡流反应室4、过渡段6、斜管沉淀池、出水管9；前述配水喇叭口3设置于前述涡流反应室4下方，前述涡流反应室4内设置有正六边体涡流反应器5，前述斜管沉淀池中设置有斜管8，前述过渡段6中下部设置有配水孔7，前述过渡段6与前述斜管沉淀池通过前述配水孔7联通；

前述排泥水收集与沉淀单元包括：设置于前述涡流反应室4下方的反应池污泥斗10，设置于斜管沉淀池下方的沉淀池污泥斗11，反应池排泥管12，沉淀池排泥管13，总排泥管14，贮泥池15，堰板A16，污泥调节池A17，堰板B18，污泥调节池B19；前述反应池污泥斗10、沉淀池污泥斗11分别通过前述反应池排泥管12，沉淀池排泥管13与前述总排泥管14联通，且前述总排泥管14与前述贮泥池15联通；

前述排泥水回用单元包括：回流泵20、回流污泥管21、回流点22；前述污泥调节池B19、回流泵20、回流点22依次通过前述回流污泥管21连接，且前述回流点22位于前述进水管1前端。

作为一种优选的方案，前述正六边体涡流反应器5为正六边体状涡旋网格絮凝反应器，由不同对角直径的中空六边体组成，且前述六边体的表面开有圆状孔洞，开孔率为45％～75％。

更为优选的是，前述斜管8采用PP六角形蜂窝斜管，且前述斜管8的长度为700-1000mm、管径为30mm，安装倾斜角度为60°；

本发明提供的一种基于排泥水回用的微涡流絮凝斜管沉淀水处理方法，包括以下步骤：

1微涡流絮凝：原水通过进水管1输入静态管道混合器2，同时加入的混凝剂，在前述静态管道混合器2中将前述原水与前述混凝剂的充分混合，得到反应水1；之后前述混合液通过配水喇叭口3均匀配水进入涡流反应池4，并通过涡流反应池4中的正六边体涡流反应器5进行强化混凝反应，得到反应水2和污泥1；之后前述反应液2翻入过渡段6，前述污泥1沉入设置于前述涡流反应池4下方的反应池污泥斗10中；前述正六边体涡流反应器5需要根据原水浊度的不同设置不同尺寸、不同表面开孔率；

2斜管沉淀：前述反应液2通过设置于前述过渡段6中下部的配水孔7配水进入斜管沉淀池，在斜管沉淀池中自下而上地进入斜管8，实现沉淀分离，获得上清液和污泥沉淀2；前述上清液从设置于前述斜管沉淀池上方的出水管9出水，即为净水，前述污泥沉淀2沉入设置于前述斜管沉淀池下方的沉淀池污泥斗11中；且前述斜管8的斜长的需要根据不同原水浊度设置；

3排泥水收集与沉淀：将反应池污泥斗10中的污泥1和沉淀池污泥斗11中的污泥沉淀2分别通过反应池排泥管12和沉淀池排泥管13汇入总排泥管14，然后统一汇入贮泥池15；在前述贮泥池15进行有效调节，获得排泥水1；前述排泥水1翻过堰板A16进入泥水调节池A17，在前述泥水调节池A17进行有效调节，获得排泥水2；前述排泥水2翻过堰板18进入调节池B19，在前述泥水调节池B19进行有效调节，获得回流水；

4排泥水回用：前述回流水通过污泥回流管道21和污泥回流泵20回流到进水管1前端的回流点22进行回用；且前述回流水回用需要根据原水浊度制定控制策略。

作为一种优选的方案，步骤①中前述正六边体涡流反应器5需要根据原水浊度的不同设置不同尺寸、不同表面开孔率；具体设置策略为：当原水浊度大于200NTU时，开孔率控制在45％--65％左右；当原水浊度范围在10-200NTU时，回流比控制在50％--75％之间；当原水浊度小于10NTU时，回流比控制在45％--75％之间。

更为优选的是，步骤②中前述斜管8的斜长的需要根据不同原水浊度设置，具体设置策略为：当原水浊度大于200NTU时，斜管长度为1000mm；当原水浊度范围在10-200NTU时，斜管长度控制在700-900mm之间；当原水浊度小于10NTU时，斜管长度控制在800-1000mm之间。

更为优选的是，步骤④中前述回流水回用需要根据原水浊度制定控制策略，进而控制相应的回流比；具体控制策略为：当原水浊度大于200NTU时，回流比控制在2％左右；当原水浊度范围在10-200NTU时，回流比控制在4-8％之间；当原水浊度小于10NTU时，回流比控制在10％左右。

本发明的有益效果在于：本发明提供的一种基于排泥水回用的微涡流絮凝斜管沉淀水处理装置及其处理方法具有以下优势：

1本发明的提供的方案将水厂水处理产生的排泥水加以资源化利用，既可以解决排泥水的排放污染问题，又能节省水厂的混凝剂用量，还能起到强化混凝的作用，尤其对低温低浊水具有很好的效果。

2本发明的提供的方案中加入混凝剂的水流通过涡流絮凝反应器后，水流形成微小的涡旋流动，有利于水中微粒的扩散，充分利用流体能量，增加脱稳胶粒的碰撞机率，形成絮凝质量更好、密度高、分离性能好的固液两相体系，并从根本上提高了絮凝反应的效率，对提高净水水量和水质都有显著的效果。

3本发明的提供的方案，通过斜管沉淀的进一步沉淀效果，能够很好地强化对细小颗粒物的沉淀效果。

4本发明的提供的方案，通过贮泥池调节池对排泥水性质的调控，可以有效地控制排泥水回流的量和浓度，从而避免由于排泥水的回用导致的出水水质恶化如重金属超标或者两虫类危害等的隐患。

5本发明的提供的方案，将排泥水的回用和微涡流反应进行有机结合，通过原水的浊度变化，有针对性的调节涡流絮凝时间和沉淀池的沉淀时间，可以适应多种水质的变化，抗冲击负荷能力得到加强。

6总之，本本发明的提供的方案，能够在不增加水厂原有的水处理构筑物基础上，通过较小地改动，达到提高产水量，改善出水水质的效果，且还能解决水厂排泥水处理问题，实现了一举多得。

附图说明

图1是本发明的一个具体实施例中一种基于排泥水回用的微涡流絮凝斜管沉淀水处理装置的结构及其处理方法的流程示意图；

图2是本发明的一个具体实施例中涡流反应器的一种形式的示意图。

图中附图标记的含义：进水管1，静态管道混合器2，配水喇叭口3，涡流反应室4，正六边体涡流反应器5，过渡段6，配水孔7，斜管8，出水管9，反应池污泥斗10，沉淀池污泥斗11，反应池排泥管12，沉淀池排泥管13，总排泥管14，贮泥池15，堰板A16，污泥调节池A17，堰板18，污泥调节池B19，回流泵20，回流污泥管21，回流点22。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种基于排泥水回用的微涡流絮凝斜管沉淀水处理装置主要包括三个组成单元，分别是：微涡流强化混凝及斜管沉淀单元、排泥水收集与沉淀单元、排泥水回用单元，具体结构见图1；

微涡流强化混凝及斜管沉淀单元依次设置有进水管1、静态管道混合器2、配水喇叭口3、涡流反应室4、过渡段6、斜管沉淀池、出水管9；配水喇叭口3设置于涡流反应室4下方，涡流反应室4内设置有正六边体涡流反应器5，斜管沉淀池中设置有斜管8，过渡段6中下部设置有配水孔7，过渡段6与斜管沉淀池通过配水孔7联通；

排泥水收集与沉淀单元包括：设置于涡流反应室4下方的反应池污泥斗10，设置于斜管沉淀池下方的沉淀池污泥斗11，反应池排泥管12，沉淀池排泥管13，总排泥管14，贮泥池15，堰板A16，污泥调节池A17，堰板B18，污泥调节池B19；反应池污泥斗10、沉淀池污泥斗11分别通过反应池排泥管12，沉淀池排泥管13与总排泥管14联通，且总排泥管14与贮泥池15联通；

排泥水回用单元包括：回流泵20、回流污泥管21、回流点22；污泥调节池B19、回流泵20、回流点22依次通过回流污泥管21连接，且回流点22位于进水管1前端。

正六边体涡流反应器5为正六边体状涡旋网格絮凝反应器(一种形式的具体结构见图2)，由不同对角直径的中空六边体组成，且六边体的表面开有圆状孔洞，开孔率为45％～75％；斜管8采用PP六角形蜂窝斜管，且斜管8的长度为700-1000mm、管径为30mm，安装倾斜角度为60°。

实施例2

一种基于排泥水回用的微涡流絮凝斜管沉淀水处理方法，包括以下步骤具体运行参数见表1：

1微涡流絮凝：原水通过进水管1输入静态管道混合器2，同时加入的混凝剂，在静态管道混合器2中将原水与混凝剂的充分混合，得到反应水1；之后混合液通过配水喇叭口3均匀配水进入涡流反应池4，并通过涡流反应池4中的正六边体涡流反应器5进行强化混凝反应，得到反应水2和污泥1；之后反应液2翻入过渡段6，污泥1沉入设置于涡流反应池4下方的反应池污泥斗10中；正六边体涡流反应器5需要根据原水浊度的不同设置不同尺寸、不同表面开孔率，具体设置策略为：当原水浊度大于200NTU时，开孔率控制在45％--65％左右；当原水浊度范围在10-200NTU时，回流比控制在50％--75％之间；当原水浊度小于10NTU时，回流比控制在45％--75％之间；

2斜管沉淀：反应液2通过设置于过渡段6中下部的配水孔7配水进入斜管沉淀池，在斜管沉淀池中自下而上地进入斜管8，实现沉淀分离，获得上清液和污泥沉淀2；上清液从设置于斜管沉淀池上方的出水管9出水，即为净水，污泥沉淀2沉入设置于斜管沉淀池下方的沉淀池污泥斗11中；且斜管8的斜长的需要根据不同原水浊度设置，具体设置策略为：当原水浊度大于200NTU时，斜管长度为1000mm；当原水浊度范围在10-200NTU时，斜管长度控制在700-900mm之间；当原水浊度小于10NTU时，斜管长度控制在800-1000mm之间；

3排泥水收集与沉淀：将反应池污泥斗10中的污泥1和沉淀池污泥斗11中的污泥沉淀2分别通过反应池排泥管12和沉淀池排泥管13汇入总排泥管14，然后统一汇入贮泥池15；在贮泥池15进行有效调节，获得排泥水1；排泥水1翻过堰板A16进入泥水调节池A17，在泥水调节池A17进行有效调节，获得排泥水2；排泥水2翻过堰板18进入调节池B19，在泥水调节池B19进行有效调节，获得回流水；

4排泥水回用：回流水通过污泥回流管道21和污泥回流泵20回流到进水管1前端的回流点22进行回用；且回流水回用需要根据原水浊度制定控制策略，具体控制策略为：当原水浊度大于200NTU时，回流比控制在2％左右；当原水浊度范围在10-200NTU时，回流比控制在4-8％之间；当原水浊度小于10NTU时，回流比控制在10％左右。

排泥水的回用可以有效地强化混凝的效果，由于排泥水当中含有大量的铝盐氢氧化物胶体颗粒，使得胶体表面电荷发生变化，可以产生电吸附和电中和作用，强化原水的混凝效果。由于胶体的布朗运动，胶体可以长期的稳定地悬浮在水中，根据DLVO理论，Zeta电位越高，同性电荷相斥力越大，排斥势能峰就越大，当回用沉淀池的排泥水后，排泥水当中所含有的氢氧化物所带的电荷被胶体吸附中和后，降低了Zeta电位从而降低了排斥峰，从而使胶体聚沉。排泥水的加入，还可以有效地增加水中悬浮物的浓度，从而增加胶体颗粒的碰撞几率。

表1运行参数表

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种基于排泥水回用的微涡流絮凝斜管沉淀水处理装置，其特征在于，所述装置主要包括三个组成单元，分别是：微涡流强化混凝及斜管沉淀单元、排泥水收集与沉淀单元、排泥水回用单元；

所述微涡流强化混凝及斜管沉淀单元依次设置有进水管(1)、静态管道混合器(2)、配水喇叭口(3)、涡流反应室(4)、过渡段(6)、斜管沉淀池、出水管(9)；所述配水喇叭口(3)设置于所述涡流反应室(4)下方，所述涡流反应室(4)内设置有正六边体涡流反应器(5)，所述斜管沉淀池中设置有斜管(8)，所述过渡段(6)中下部设置有配水孔(7)，所述过渡段(6)与所述斜管沉淀池通过所述配水孔(7)联通；

所述排泥水收集与沉淀单元包括：设置于所述涡流反应室(4)下方的反应池污泥斗(10)，设置于斜管沉淀池下方的沉淀池污泥斗(11)，反应池排泥管(12)，沉淀池排泥管(13)，总排泥管(14)，贮泥池(15)，堰板A(16)，污泥调节池A(17)，堰板B(18)，污泥调节池B(19)；所述反应池污泥斗(10)、沉淀池污泥斗(11)分别通过所述反应池排泥管(12)，沉淀池排泥管(13)与所述总排泥管(14)联通，且所述总排泥管(14)与所述贮泥池(15)联通；

所述排泥水回用单元包括：回流泵(20)、回流污泥管(21)、回流点(22)；所述污泥调节池B(19)、回流泵(20)、回流点(22)依次通过所述回流污泥管(21)连接，且所述回流点(22)位于所述进水管(1)前端。

2.根据权利要求1所述的一种基于排泥水回用的微涡流絮凝斜管沉淀水处理装置，其特征在于，所述正六边体涡流反应器(5)为正六边体状涡旋网格絮凝反应器，内部由不同对角直径的中空六边体组成，且所述六边体的表面开有圆状孔洞，开孔率为45％～75％。

3.根据权利要求1所述的一种基于排泥水回用的微涡流絮凝斜管沉淀水处理装置，其特征在于，所述斜管(8)采用PP六角形蜂窝斜管，且所述斜管(8)的长度为700-1000mm、管径为30mm，安装倾斜角度为60°。

4.一种基于排泥水回用的微涡流絮凝斜管沉淀水处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

①微涡流絮凝：原水通过进水管(1)输入静态管道混合器(2)，同时加入的混凝剂，在所述静态管道混合器(2)中将所述原水与所述混凝剂的充分混合，得到反应水1；之后所述混合液通过配水喇叭口(3)均匀配水进入涡流反应池(4)，并通过涡流反应池(4)中的正六边体涡流反应器(5)进行强化混凝反应，得到反应水2和污泥1；之后所述反应液2翻入过渡段(6)，所述污泥1沉入设置于所述涡流反应池(4)下方的反应池污泥斗(10)中；所述正六边体涡流反应器(5)需要根据原水浊度的不同设置不同尺寸、不同表面开孔率；

②斜管沉淀：所述反应液2通过设置于所述过渡段(6)中下部的配水孔(7)配水进入斜管沉淀池，在斜管沉淀池中自下而上地进入斜管(8)，实现沉淀分离，获得上清液和污泥沉淀2；所述上清液从设置于所述斜管沉淀池上方的出水管(9)出水，即为净水，所述污泥沉淀2沉入设置于所述斜管沉淀池下方的沉淀池污泥斗(11)中；且所述斜管(8)的斜长的需要根据不同原水浊度设置；

③排泥水收集与沉淀：将反应池污泥斗(10)中的污泥1和沉淀池污泥斗(11)中的污泥沉淀2分别通过反应池排泥管(12)和沉淀池排泥管(13)汇入总排泥管(14)，然后统一汇入贮泥池(15)；在所述贮泥池(15)进行有效调节，获得排泥水1；所述排泥水1翻过堰板A(16)进入泥水调节池A(17)，在所述泥水调节池A(17)进行有效调节，获得排泥水2；所述排泥水2翻过堰板(18)进入调节池B(19)，在所述泥水调节池B(19)进行有效调节，获得回流水；

④排泥水回用：所述回流水通过污泥回流管道(21)和污泥回流泵(20)回流到进水管(1)前端的回流点(22)进行回用；且所述回流水回用需要根据原水浊度制定控制策略。

5.根据权利要求4所述的一种基于排泥水回用的微涡流絮凝斜管沉淀水处理方法，其特征在于，步骤①中所述正六边体涡流反应器(5)需要根据原水浊度的不同设置不同尺寸、不同表面开孔率；具体设置策略为：当原水浊度大于200NTU时，开孔率控制在45％--65％左右；当原水浊度范围在10-200NTU时，回流比控制在50％--75％之间；当原水浊度小于10NTU时，回流比控制在45％--75％之间。

6.根据权利要求4所述的一种基于排泥水回用的微涡流絮凝斜管沉淀水处理方法，其特征在于，步骤②中所述斜管(8)的斜长的需要根据不同原水浊度设置，具体设置策略为：当原水浊度大于200NTU时，斜管长度为1000mm；当原水浊度范围在10-200NTU时，斜管长度控制在700-900mm之间；当原水浊度小于10NTU时，斜管长度控制在800-1000mm之间。

7.根据权利要求4所述的一种基于排泥水回用的微涡流絮凝斜管沉淀水处理方法，其特征在于，步骤④中所述回流水回用需要根据原水浊度制定控制策略，进而控制相应的回流比；具体控制策略为：当原水浊度大于200NTU时，回流比控制在2％左右；当原水浊度范围在10-200NTU时，回流比控制在4-8％之间；当原水浊度小于10NTU时，回流比控制在10％左右。