CN110436596A - 一种组合式反冲洗水处理及回用系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式反冲洗水处理及回用系统，工艺为并列的多组系统，每组系统包括配水系统、混合反应系统、沉淀系统和清水回用系统。本发明合理的将混合、絮凝、沉淀与静沉处理反冲洗水工艺一体化，具有较好的抗冲击负荷能力，能够有效的处理含Fe、Mn的反冲洗废水，出水水质达标且稳定，通过调节前端闸板阀和可调式滗水器既可以实现两种运行模式，可调式滗水器，实现无动力操作，根据工况要求可上下浮动或固定，大大节省了能耗和自控设施投资，所述工艺可以成功应用于处理反冲洗废水处理的新建和改造项目，便于施工且运行维护方便，不存在污泥堵塞问题，解决了滤料跑漏问题，同时避免了跑漏滤料对后续设施的磨损破坏。

Description

一种组合式反冲洗水处理及回用系统

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种组合式反冲洗水处理及回用系统。

背景技术

随着经济的发展和人口的不断增长，城市净水厂的数量和规模越来越大，目前我国自来水厂在常规水处理运行中，滤池反冲洗废水占总产水量的3％～8％，生产废水尤其是含铁锰反冲洗水不经过处理就排入江河湖泊等水体，造成了资源浪费和环境污染。

从20世纪60年代开始，国外就开始对水厂生产废水的处理开展研究工作，20世纪70年代以来，一些发达国家纷纷对水厂生产废水进行处理，国外一般将滤池反冲洗废水经滤膜过滤后回用，但这种方法需要新增较多设备，运行费用较高，而且存在膜污染问题。

近年来我国逐渐重视水厂生产废水的处理工作，对水厂生产废水处理做了大量的应用研究，取得了一定的成果，为水厂生产废水处理工艺的设计和运行提供了一些理论依据。然而，关于反冲洗废水的成熟工艺较少，缺少反冲洗水处理的相关规范和标准，且现有工艺在运行中存在运行维护费用高、处理效果不理想、设备复杂、排泥不畅等问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

一种组合式反冲洗水处理及回用系统，包括配水系统、混合反应系统、沉淀系统和清水回用系统，其中，配水系统主要由配水室、沉砂斗、配水渠道和配水槽构成，配水室两侧底部设有沉砂斗，配水室末端设有配水槽，在配水室与沉淀室之间设有可供水流通的洞口；

所述混合反应系统位于配水室中，主要由混合池、一级反应池、二级反应池、三级反应池及混合搅拌器和反应搅拌器构成，反应搅拌器设置于混合搅拌器上，混合反应系统按照水流方向依次设有混合池、一级反应池、二级反应池、三级反应池，混合池和一级反应池、二级反应池、三级反应池中间设有混合搅拌器，所述反应池之间设有可供水流通过的洞口；

所述沉淀系统主要由沉淀室、刮泥机、污泥斗、污泥管、贮泥池和阀门室，沉淀室底部设有刮泥机，沉淀室末端依次设有阀门室和贮泥池，阀门室介于沉淀室与贮泥池中间，污泥斗位于沉淀室末端下部，污泥斗和贮泥池之间通过污泥管连接；

所述清水回用系统包括可调式滗水器、清水池、清水管和阀门室，沉淀室末端依次设有阀门室和清水池，阀门室介于沉淀室与清水池中间，沉淀室上部设有可调式滗水器，清水池与可调式滗水器之间通过多条清水管连接，在沉淀池中的清水管一端与滗水器的上方清水连接，另一端与清水池连接，在沉淀池上方的清水管一端与滗水器的清水上出口连接，另一端与清水池连接；

优选，所述配水室末端两侧设有闸板阀，反冲洗水首先通过进水管进入配水室，再通过配水室设置的闸板阀进入配水槽或所述混合反应系统。

进一步优选，所述贮泥池内设有搅拌器。

应用上述一种组合式反冲洗水处理及回用系统的工艺方法，包括以下步骤：

1)反冲洗水首先通过进水管进入配水室，再通过配水室设置的闸板阀进入配水槽或所述混合反应系统，所述组合式反冲洗水处理工艺，通过调节前端闸板阀和可调式滗水器既可以实现两种运行模式；

2)经步骤1)所述反冲洗水经过配水槽进入沉淀室，经过沉淀室静沉后，污泥通过刮泥机排至污泥斗，然后重力排至贮泥池，上清液通过可调式滗水器将上层清水排至清水池，可调式滗水器实现方式为通过浮力根据液位无动力实现滗水功能，最低浮动高度可以根据需要设定；

3)将可调式滗水器高度固定，经步骤1)所述反冲洗水经过配水槽进入混合池，再依次进入一级反应池、二级反应池、三级反应池，然后进入位于中间部分的沉淀室，污泥通过刮泥机排至污泥斗，然后重力排至贮泥池，上清液通过固定后的可调式滗水器连续流排至清水池；

4)经步骤1)所述反冲洗水经过配水槽，部分反冲洗跑漏的滤料沉积到沉砂斗内，进行定期清掏，经步骤2)或3)处理后的反冲洗水通过回流泵回流至净水厂滤池前端，实现反冲洗水回用，经步骤2)或3)处理后产生的污泥通过污泥泵送至污泥处理系统。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明将混合絮凝沉淀工艺与静沉工艺一体化，具有较好的抗冲击负荷能力，可根据水质要求合理选择运行工况，运行方式灵活，处理效果稳定，可调式滗水器，实现无动力操作，根据工况要求可上下浮动或固定，大大节省了能耗和自控设施投资，便于施工且运行维护方便，不存在污泥堵塞问题，解决了滤料跑漏问题，同时避免了跑漏滤料对后续设施的磨损破坏。

附图说明

图1为本发明的顶层和底层结构平面图；

图2为本发明的第一种模式结构示意图；

图3为本发明的第二种模式结构示意图；

图4为本发明的原理示意图；

图中：配水室1、混合室2、一级反应室3、二级反应室4、三级反应室5、沉砂室6、配水渠道7、配水槽8、沉淀室9、污泥斗10、阀门室11、清水池12、污泥斗13、闸板阀14、混合搅拌器15、反应搅拌器16、搅拌器17、可调式滗水器18、清水管19、污泥管20、刮泥机21。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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做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。

请参阅图1至4，本发明实施例中，一种组合式反冲洗水处理及回用系统，包括配水系统101、混合反应系统201、沉淀系统301和清水回用系统401，其中，配水系统主要由配水室1、沉砂斗10、配水渠道7和配水槽8构成，配水室1两侧底部设有沉砂斗10，配水室1末端设有配水槽8，在配水室1与沉淀室9之间设有可供水流通的洞口；

所述混合反应系统201位于配水室1中，主要由混合池2、一级反应池3、二级反应池、三级反应池5及混合搅拌器15和反应搅拌器16构成，反应搅拌器16设置于混合搅拌器15上，混合反应系统201按照水流方向依次设有混合池2、一级反应池3、二级反应池4、三级反应池5，混合池2和一级反应池3、二级反应池4、三级反应池5中间设有混合搅拌器15，所述反应池之间设有可供水流通过的洞口；

所述沉淀系统301主要由沉淀室9、刮泥机21、污泥斗10、污泥管20、贮泥池13和阀门室11，沉淀室9底部设有刮泥机21，沉淀室9末端依次设有阀门室11和贮泥池13，阀门室11介于沉淀室9与贮泥池13中间，污泥斗10位于沉淀室9末端下部，污泥斗10和贮泥池13之间通过污泥管20连接；

所述清水回用系统401包括可调式滗水器18、清水池12、清水管19和阀门室11，沉淀室9末端依次设有阀门室11和清水池12，阀门室11介于沉淀室9与清水池中间，沉淀室9上部设有可调式滗水器18，清水池12与可调式滗水器18之间通过多条清水管19连接，在沉淀池9中的清水管19一端与滗水器18的上方清水连接，另一端与清水池12连接，在沉淀池9上方的清水管19一端与滗水器18的清水上出口连接，另一端与清水池12连接；

一种组合式反冲洗水处理及回用方法，其具体步骤为：

1)反冲洗水首先通过进水管进入配水室1，再通过配水室1设置的闸板阀14进入配水槽8或所述混合反应系统，所述组合式反冲洗水处理工艺，通过调节前端闸板阀14和可调式滗水器18既可以实现两种运行模式。

2)经步骤1)所述反冲洗水经过配水槽8进入沉淀室，静沉10h时Fe含量能降到5.5～6mg/L，Mn含量可降至0.5～0.6mg/L，所述工艺将静沉时间控制在10h以上，去处效率可以达到75％以上。经过沉淀室9静沉后，污泥通过刮泥机18排至污泥斗10，然后重力排至贮泥池13；上清液通过可调式滗水器18将上层清水排至清水池12，可调式滗水器18实现方式为通过浮力根据液位无动力实现滗水功能，最低浮动高度可以根据需要设定。

3)将可调式滗水器18高度固定，经步骤1)所述反冲洗水经过配水槽8进入混合池2，在10～20秒内将药剂均匀分散到水中，以利于混凝剂快速水解、聚合、使水中的胶体颗粒脱稳并借助于布朗运动进行异向凝聚，再依次进入一级反应池3、二级反应池4、三级反应池5，通过不同梯度机械搅拌促使颗粒碰撞絮凝，利用混凝剂水解后产生的高分子络合物形成吸附架桥的连接能力和微小颗粒接触的有效碰撞，形成较大絮体，对Fe、Mn及反冲洗污染物达到较好的去处效果，以便进一步分离。然后进入位于中间部分的沉淀室9，去除水中的絮凝物。辅助投加PAC及PAM情况下，可以将设计反应时间参数控制到≥20min以上，即可基本达到处理水质目标，使出水达到回用水质要求，污泥通过刮泥机21排至污泥斗10，然后重力排至贮泥池13；上清液通过固定后的可调式滗水器18连续流排至清水池12。

4)经步骤1)所述反冲洗水经过配水槽15，部分反冲洗跑漏的滤料沉积到沉砂斗6内，进行定期清掏，经步骤2)或3)处理后的反冲洗水通过回流泵回流至净水厂滤池前端，实现反冲洗水回用；经步骤2)或3)处理后产生的污泥通过污泥泵送至污泥处理系统。

以沈阳某净水厂反冲洗水处理改造工程为例：

该水厂一期除铁滤池及除锰滤池各分成双排十格，共20格，二期滤池与一期相同，共计40格，滤池每格面积为7.5m×6.2m，现状运行工况为：每格冲洗需要水量为200m³，除铁滤池冲洗周期为24h，每天冲洗20格；除锰滤池冲洗周期为4-5天，折合每天冲洗5格，每天冲洗25格滤池，反冲洗水量为5000m³/d。

5000m³/d反冲水量相当于每天有约25格的滤池进行反冲洗，现状有2格静沉池，有效容积为1600立方米，相当于8格滤池的反冲洗水量，剩余3400立方米的反冲洗水需要分配出去，考虑再新建3格静沉池，单格有效容积1200立方米，相当于每6格滤池反冲洗水进入1格静沉池，6格滤池进行连续反冲洗需耗时6小时。

新建3座静沉池，单座30×9×5m，同时在前段增加混合絮凝池2组，每格为2×2×2m，工况一运行状况下，每6格滤池反冲洗水量对应1座静沉池，进水时间为6h，有效静沉时间15h，滗水深度3米，滗水时间2h，排泥时间1h，每日排泥量2500立方米，滗清水量2500立方米，沉淀效率50％，工况二运行状况下，反冲洗水首先进入现状800立方米调节池，由提升泵均匀提升至反应沉淀池，辅助投加PAC及PAM情况下，仅利用中间1格沉淀池即可满足应时间参数≥20min，可达到回用水质要求。

从水厂对现状反冲洗废水实验数据可以看出，静沉10h时Fe含量能降到5.5～6mg/L，锰含量可降至0.5～0.6mg/L，静沉24h时铁含量能降到1.8～3mg/L，锰含量可降至0.35mg/L左右，静沉10h以上时效率能达到75％以上，静沉效果较好。经过所述组合式反冲洗水处理工艺处理后的水质理论上可以达到《辽宁省污水综合排放标准》，标准中规定色度不高于30度，悬浮物不高于20mg/L，反冲洗水处理后的水质标准低于原水水质，原水铁含量6.5～9.5mg/L，锰含量0.9～1.2mg/L。处理后水质满足以下要求：

出水水质

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种组合式反冲洗水处理及回用系统，其特征在于，包括配水系统(101)、混合反应系统(201)、沉淀系统(301)和清水回用系统(401)，其中，配水系统(101)主要由配水室(1)、沉砂斗(6)、配水渠道(7)和配水槽(8)构成，配水室(1)两侧底部设有沉砂斗(6)，配水室(1)末端设有配水槽(8)，在配水室(1)与沉淀室(9)之间设有可供水流通的洞口；

所述混合反应系统(201)位于配水室(1)中，主要由混合池(2)、一级反应池(3)、二级反应池(4)、三级反应池(5)及混合搅拌器(15)和反应搅拌器(16)构成，反应搅拌器(16)设置于混合搅拌器(15)上，反应系统按照水流方向依次设有混合池(2)、一级反应池(3)、二级反应池(4)、三级反应池(5)，混合池(2)和一级反应池(3)、二级反应池(4)、三级反应池(5)中间设有混合搅拌器(15)，所述反应池之间设有可供水流通过的洞口；

所述沉淀系统(301)主要由沉淀室(9)、刮泥机(21)、污泥斗(10)、污泥管(20)、贮泥池(13)和阀门室(11)，沉淀室(9)底部设有刮泥机(21)，沉淀室(9)末端依次设有阀门室(11)和贮泥池(13)，阀门室(11)介于沉淀室(9)与贮泥池(13)中间，污泥斗(10)位于沉淀室(9)末端下部，污泥斗(10)和贮泥池(13)之间通过污泥管(20)连接；

所述清水回用系统(401)包括可调式滗水器(18)、清水池(12)、清水管(19)和阀门室(11)，沉淀室(9)末端依次设有阀门室(11)和清水池(12)，阀门室(11)介于沉淀室(9)与清水池中间，沉淀室(9)上部设有可调式滗水器(18)，清水池(12)与可调式滗水器(18)之间通过多条清水管(19)连接，在沉淀池(9)中的清水管(19)一端与滗水器(18)的上方清水连接，另一端与清水池(12)连接，在沉淀池(9)上方的清水管(19) 一端与滗水器(18)的清水上出口连接，另一端与清水池(12)连接。

2.根据权利要求1所述的一种组合式反冲洗水处理及回用系统，其特征在于，配水室(1)末端两侧设有闸板阀(14)，反冲洗水首先通过进水管进入配水室(1)，再通过配水室(1)设置的闸板阀(14)进入配水槽(8)或所述混合反应系统。

3.根据权利要求1所述的一种组合式反冲洗水处理及回用系统，其特征在于，贮泥池(13)内设有搅拌器(17)。

4.一种应用如权利要求1-3所述的组合式反冲洗水处理及回用系统的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)反冲洗水首先通过进水管进入配水室(1)，再通过配水室1设置的闸板阀(14)进入配水槽(8)或所述混合反应系统(201)，所述组合式反冲洗水处理工艺，通过调节前端闸板阀(14)和可调式滗水器(18)既可以实现两种运行模式；

2)经步骤1)所述反冲洗水经过配水槽(8)进入沉淀室(9)，经过沉淀室(9)静沉后，污泥通过刮泥机(21)排至污泥斗(10)，然后重力排至贮泥池(13)，上清液通过可调式滗水器(18)将上层清水排至清水池(12)，可调式滗水器(18)实现方式为通过浮力根据液位无动力实现滗水功能，最低浮动高度可以根据需要设定；

3)将可调式滗水器(18)高度固定，经步骤1)所述反冲洗水经过配水槽(8)进入混合池(2)，再依次进入一级反应池(3)、二级反应池(4)、三级反应池(5)，然后进入位于中间部分的沉淀室(9)，污泥通过刮泥机(21)排至污泥斗(10)，然后重力排至贮泥池(13)，上清液通过固定后的可调式滗水器(18)连续流排至清水池(12)；

4)经步骤1)所述反冲洗水经过配水槽(8)，部分反冲洗跑漏的滤料沉积到沉砂斗(6)内，进行定期清掏，经步骤2)或3)处理后的反冲洗水通过回流泵回流至净水厂滤池前端，实现反冲洗水回用，经步骤2)或3)处理后产生的污泥通过污泥泵送至污泥处理系统。