CN113582313A - 一种加介质高效沉淀池水处理工艺及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种加介质高效沉淀池水处理工艺及其系统，属于污水处理技术领域，包括以下步骤：快混步骤；介质混合步骤：污水与介质充分混合后与絮凝剂PAM一起流入絮凝区进行絮凝反应；絮凝步骤：污水进行充分的絮凝反应后流到沉淀区；沉淀步骤：介质与污泥沉降在沉淀区底部，沉淀区内设有可转动的双面阶梯结构，从沉淀区底部上升的水流经过双面阶梯结构的阻挡，使得细小颗粒物沉降在沉淀区底部或者双面阶梯结构的表面；出水步骤：溢出干净水流；并采用包括按顺序连通的进水区、快混区、介质混合区、絮凝区和沉淀区的水处理系统进行处理。本发明能够有效促进污水与药剂的充分混合，促进颗粒的沉淀，提高出水水质。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种加介质高效沉淀池水处理工艺及其系统。
背景技术
沉淀池主要利用的是水流中悬浮杂质颗粒向下沉淀速度大于水流向上流动速度，又或者向下沉淀时间小于水流流出沉淀池的时间，从而使得杂质与水流分离，实现水的净化。在实际运行的过程中，沉淀池中的水流从出水堰顶溢流会带来水流的上升流速，这时沉淀速度小于上升流速的颗粒会随水流走，沉淀速度等于上升流速的颗粒会悬浮在池中，只有沉淀速度大于上升流速的颗粒才会在沉淀池中往下沉形成污泥沉淀，因而沉淀颗粒在沉淀池中沉淀到池底所需要的时间与水流在沉淀池的水力停留时间有关，也就是与池体的深度有关。一般池体越浅，颗粒越容易到达池底，然而池底过低又容易激起池底已经沉淀的污泥上升。因此，如何提升处理工艺和处理系统，并尽可能降低处理成本，使得在不改变池底深度的情况下加速颗粒的沉淀，缩小颗粒沉淀时间，一直是本领域备受关注的技术难题。
目前，一些沉淀池的出水堰下方会设置一些过滤结构如斜管或者活性炭以及出水结构等等，然而这些结构中很快会积累较多沉淀物，导致需要经常清理，很麻烦，而且清理起来还很不方便，而在这些过滤结构下方安装收集沉淀的元件，又需要定期清理收集沉淀的装置，增加了清理工作，且在沉淀池中部还不方便进行清理，还会影响沉淀到达底部，影响沉淀池底部的污泥收集。
还有就是目前的水处理工艺或者处理系统在处理过程中，污水与药剂的混合效果不佳，导致需要消耗大量的药剂，从而增加了药剂的使用成本，并且沉淀池中增加的药剂量较大，也会增加沉淀池的处理负荷，进而也给沉淀池增加负担。
此外，目前的加介质高效沉淀池需要保证絮凝池内具有足够的污泥浓度，运行过程中需要通过污泥回流泵把沉淀池的污泥回流到前端介质混合区，而系统内多余的污泥通过剩余污泥泵把污泥输送到介质回收系统，回收的介质重新回到系统使用，污泥排放到系统外的污泥池。然而目前的回流污泥和剩余污泥采用两组泵独立输送，泵采用固定流量，连续运行。当系统中的水量和水质发生变化时，系统不能自动及时响应，经常出现污泥浓度超出参数范围引起水质超标，设备超负荷运行等现象，严重影响水厂的稳定运行，造成人力物力的大量消耗。
发明内容
针对背景技术中存在的缺陷和不足，本发明提供了一种加介质高效沉淀池水处理工艺及其系统，能够有效促进污水与药剂的充分混合，同时促进颗粒的沉淀，进而提高出水水质并方便污泥的收集回流。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种加介质高效沉淀池水处理工艺，包括以下步骤：
快混步骤：将污水从进水区引入快混区，投加助凝剂PAC，使得污水与助凝剂快速混合后，流入介质混合区；通过将PAC和污水进行充分混合，使PAC迅速均匀分散到水中，利于PAC水解，充分发挥其高电荷对水中胶体电中和脱稳作用，使微小颗粒聚集在一起去除水中含磷污染物质；
介质混合步骤：在介质混合区中投加介质，使得污水与介质充分混合后，与絮凝剂(PAM)一起通过介质混合区底部的开口流入絮凝区进行絮凝反应；使得絮凝剂与混合介质的水流能够在流动过程中充分混合，更加均匀，也不需要在絮凝区顶部添加絮凝剂(PAM)导致整体的絮凝剂分布不均匀或者分层，影响絮凝效果；
絮凝步骤：絮凝区底部设有对絮凝区的底部进行搅拌的搅拌机，使得污水进行充分的絮凝反应后，经第四进水口由絮凝区流到沉淀区，第四进水口位于絮凝区中间或者中上部位，所述第四进水口为倾斜设置，且靠近絮凝区一端为高端靠近沉淀区一端为低端；这样一来，可以方便中间的干净水流先通过，不会带入絮凝区顶层含有的较轻杂质，并且进去沉淀区时能够向下流动，有利于沉降；
沉淀步骤：充分反应的污水经过第四进水口进入沉淀区后进行沉降，介质与污泥沉降在沉淀区底部，通过沉淀区底部的污泥收集装置进行收集回收利用或者排走；沉淀区内设有可转动的双面阶梯结构，从沉淀区底部上升的水流经过双面阶梯结构的阻挡，使得细小颗粒物沉降在沉淀区底部或者双面阶梯结构的表面；通过设置可转动的双面阶梯结构阻挡从沉淀区底部上升的水流，并进一步促进颗粒物沉降，同时减轻后续过滤结构或者出水结构的负担，并且提高出水质量，而通过转动双面阶梯结构又可以将阶梯结构表面沉积的颗粒物倾倒到沉淀区底部，方便回收和清理；
出水步骤：阶梯结构上方设有出水结构，经过阶梯结构再次沉降后的水流，最终经过出水结构溢出符合标准的干净水流，进行收集回流使用或者排走。
进一步所采取的措施是：絮凝区的顶部设有可移动滤网结构，通过该可移动滤网结构移动刮出顶层的漂浮物和较轻的杂质，从而更好的去除较轻的杂质，避免影响后续沉降；介质混合区底部的开口处设有用于投放絮凝剂(PAM)的加药装置，使得污水与絮凝剂(PAM)一起进入絮凝区反应，方便投放絮凝剂，与传统在液面上投放絮凝剂的方式完全不同，并且水流在流动过程中进行混合，使得混合效果极佳。
进一步所采取的措施是：助凝剂为液态聚合氯化铝PAC；介质为石榴砂或者铁粉。通过原水中的杂志如胶体、SS、TP与助凝剂反应形成絮体，投加石榴砂或者铁粉作为晶核，投加PAM作为絮凝剂，在专业的水力条件下形成密实易沉降大絮体，并且在沉淀区内可以通过分离石榴砂或者铁粉回收使用。
进一步所采取的措施是：对进水区的进水重量和介质混合区中的污泥回流量进行控制，使得回流污泥总量为进水总量的3％-6％，剩余的污泥可以排放到污泥收集区，该进水量和污泥的控制量可以使用污水中较容易形成大颗粒物沉淀，同时污泥的使用量较低，避免加重污泥清理负担。
进一步所采取的措施是：快混区采用立式快速混合搅拌机，使得污水与助凝剂快速混合；介质混合区设有立式混合搅拌器，使得污水与介质充分混合，介质迅速均匀分散到水中，该介质可以是新补充的介质或者回收利用的介质；絮凝区底部的搅拌机为可变频调速的搅拌机；出水结构为U齿型堰出水槽，双面阶梯结构与U齿型堰出水槽之间设有蜂窝斜管，使得经过阶梯结构沉降后的水流，再经过蜂窝斜管后从U齿型堰出水槽溢出符合标准的干净水流。通过这一系列的搭配使用，可以在增加处理能力，提高处理效率的同时，使出水水质更好，而且从双面阶梯结构出来的水流经过斜管，巧妙的利用浅层沉淀的原理，高效进行沉淀，并由U齿型堰出水槽控制，保证出水平均及每根斜管的负荷大致相同出水，然后流出至出水收集区。
进一步所采取的措施是：介质与污泥沉降在沉淀区底部后可进行重力浓缩，再由沉淀区底部的污泥收集装置进行收集回收利用或者排走，具体为沉淀的污泥由刮泥机刮集至池中心的污泥斗并由污泥泵抽出后送至介质回收系统进行污泥剥离和介质回收，回收的介质再次进入介质混合区继续参与反应，污泥则进入污泥处理系统后进行回流使用或者排放污泥收集区中。
为实现上述目的，本发明还采用了以下技术方案：
一种加介质高效沉淀池水处理工艺所采用的高效沉淀池水处理系统，包括按顺序连通的进水区、快混区、介质混合区、絮凝区和沉淀区；沉淀区内设有可转动的双面阶梯结构，双面阶梯结构的顶面和底面均为逐级上升的阶梯面，并且顶面和底面的阶梯面关于中心对称；沉淀区底部安装有污泥收集装置。
进一步所采取的措施是：沉淀区相对的两侧壁安装有转动座，双面阶梯结构的两侧中间均固接有转轴，双面阶梯结构的两侧通过转轴可转动安装在沉淀区相对两侧壁的转动座之间；双面阶梯结构的阶梯面朝靠近絮凝区方向逐级上升设置，双面阶梯结构其中一侧的转轴外接有驱动转轴转动的电动机。
进一步所采取的措施是：介质混合区与絮凝区之间通过底部开设的第三进水口连通，第三进水口处设有加药装置；絮凝区与沉淀区之间的中部或者中上部位设有第四进水口，絮凝区与沉淀区通过第四进水口连通；絮凝区的顶部并位于第四进水口的上方设有用于收集絮凝区表面较轻杂质的可移动滤网结构。
进一步所采取的措施是：可移动滤网结构包括L型滤网、连接杆和移动导轨，移动导轨悬挂安装在絮凝区上方，L型滤网伸入絮凝区的液面下方，该L型滤网的顶部与连接杆的底端固接，该连接杆的顶端可沿导轨滑动安装在移动导轨内。
进一步所采取的措施是：还包括用于控制污泥回流量的系统控制模块，以及用于收集污泥的污泥收集区，絮凝区和沉淀区均安装有用于检测污泥浓度的污泥浓度仪，污泥收集装置通过两套污泥泵和调节阀将收集到的污泥分别输送到介质混合区和污泥收集区内，系统控制模块与污泥浓度仪、污泥泵和调节阀连接，并通过将污泥浓度仪反馈的数据与预设值进行比较后控制污泥泵和调节阀，使得介质混合区内保持所需要的污泥浓度并将余下的污泥输送到污泥收集区。通过污泥浓度仪进行实时读取污泥浓度值，根据系统读取值与运行设定参数做对比，进行控制污泥泵运行频率和调节阀，从而实时调整回流污泥的流量。
进一步所采取的措施是：进水区与快混区之间设有第一整流墙，第一整流墙底部与进水区的底部之间开设有第一进水口，进水区与快混区通过第一进水口连通；快混区与介质混合区之间设有底部密封连接的第二整流墙，第二整流墙的顶面低于第一整流墙的顶面，在该第二整流墙的上方形成第二进水口，使得快混区的水流通过第二进水口流入介质混合区；质混合区与絮凝区之间设有第三整流墙，第三整流墙底部与介质混合区的底部之间开设有第三进水口，介质混合区通过第三进水口与絮凝区连通。
进一步所采取的措施是：沉淀区上部并位于双面阶梯结构上方设有蜂窝斜管，蜂窝斜管上方设有U齿型堰出水槽；沉淀区分为前段和后段，蜂窝斜管和U齿型堰出水槽设于后段中，前段与后段之间设有仅底部连通的中间整流墙，前段与后段同侧之间设有过渡通道，通过过渡通道将前段的侧面与后段的侧面连通。
通过上述技术方案，本发明与现有技术相比，所具有的有益效果如下：
1、本发明水处理工艺通过设置可转动的双面阶梯结构，可以阻挡从沉淀区底部上升的水流，进一步促进颗粒物沉降，同时减轻后续过滤结构或者出水结构的负担，并且提高出水质量，而通过转动双面阶梯结构又可以将阶梯结构表面沉积的颗粒物倾倒到沉淀区底部，方便回收和清理，从而利用精简巧妙的设计，在不改变池底深度的情况下加速并促进颗粒的沉淀，缩小颗粒沉淀时间，同时提高出水的水质，且操作便捷。
2、本发明水处理工艺通过污水与介质充分混合后与絮凝剂(PAM)一起通过介质混合区底部的开口流入絮凝区进行絮凝反应，使得絮凝剂与混合介质的水流能够在流动过程中充分混合，更加均匀；而絮凝区底部设有对絮凝区的底部进行搅拌的搅拌机，使得污水进行充分的絮凝反应后，再通过位于絮凝区中间或者中上部位倾斜设置的第四进水口可以方便中间的干净水流先通过，不会带入絮凝区顶层含有的较轻杂质，并且进去沉淀区时能够向下流动，有利于沉降，以及其他条件的严格控制，从而促进污水整体的混合效果，提高污水处理效率，降低药剂的消耗量，减轻沉淀池的负荷，降低药剂成本。
3、本发明水处理系统结构精简，操作简便，造价成本较低，并通过在沉淀区内设有可转动的双面阶梯结构，使得沉淀池中的颗粒可以沉淀到双面阶梯结构的表面，而通过设置成逐级上升的阶梯型，可以有利于水流沿着阶梯面上升的同时对颗粒物形成一定的阻挡，使得颗粒物等杂质更好的落到阶梯面上；并且该双面阶梯结构可以转动，可通过手动或者电动的形式进行转动，这样沉积在双面阶梯结构表面的沉淀可通过转动该双面阶梯结构使得沉淀下落到沉淀区底部，再通过污泥收集装置进行收集起来，使用起来更便捷。
附图说明
图1为本发明一种实施例整体结构主视示意图；
图2为本发明一种实施例的沉淀区和絮凝区的局部结构示意图；
图3为本发明一种实施例沉淀区的后段结构左视示意图；
图4为图3中A处的放大图；
图5为本发明一种实施例沉淀区结构俯视示意图。
图中：1、进水区；2、快混区；3、介质混合区；4、絮凝区；5、沉淀区；501、前段；502、后段；6、双面阶梯结构；601、阶梯面；7、转动座；8、转轴；9、可移动滤网结构；901、L型滤网；902、连接杆；903、移动导轨；10、加药装置；11、第一整流墙；12、第一进水口；13、第二整流墙；14、第二进水口；15、第三整流墙；16、第三进水口；17、第四进水口；18、污泥收集区；19、中间整流墙；20、系统控制模块；21、污泥浓度仪；22、污泥泵；23、调节阀；24、蜂窝斜管；25、U齿型堰出水槽；26、过渡通道；27、污泥收集装置。
具体实施方式
为了更清楚的了解本发明所采用的技术方案，下面对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：如图1-5所示，一种加介质高效沉淀池水处理工艺，包括以下步骤：
快混步骤：将污水从进水区1引入快混区2，投加助凝剂，使得污水与助凝剂快速混合后，流入介质混合区3；
介质混合步骤：在介质混合区3中投加介质，使得污水与介质充分混合后，与絮凝剂PAM一起通过介质混合区3底部的开口流入絮凝区4进行絮凝反应；
絮凝步骤：絮凝区4底部设有对絮凝区4的底部进行搅拌的搅拌机，使得污水进行充分的絮凝反应后，经第四进水口17由絮凝区4流到沉淀区5，第四进水口17位于絮凝区4中间或者中上部位，所述第四进水口17为倾斜设置，且靠近絮凝区4一端为高端靠近沉淀区5一端为低端；
沉淀步骤：充分反应的污水经过第四进水口17进入沉淀区5后进行沉降，介质与污泥沉降在沉淀区5底部，通过沉淀区5底部的污泥收集装置27进行收集回收利用或者排走；沉淀区5内设有可转动的双面阶梯结构6，从沉淀区5底部上升的水流经过双面阶梯结构6的阻挡，使得细小颗粒物沉降在沉淀区5底部或者双面阶梯结构6的表面；
出水步骤：阶梯结构上方设有出水结构，经过阶梯结构再次沉降后的水流，最终经过出水结构溢出符合标准的干净水流，进行收集回流使用或者排走。
其中，絮凝区4的顶部设有可移动滤网结构9，通过该可移动滤网结构9移动刮出顶层的漂浮物和较轻的杂质；介质混合区3底部的开口处设有用于投放絮凝剂PAM的加药装置10，使得污水与絮凝剂PAM一起进入絮凝区4反应。助凝剂为液态聚合氯化铝PAC；介质为石榴砂。对进水区1的进水重量和介质混合区3中的污泥回流量进行控制，使得回流污泥总量为进水总量的3％-6％。快混区2采用立式快速混合搅拌机，使得污水与助凝剂快速混合；介质混合区3设有立式混合搅拌器，使得污水与介质充分混合；絮凝区4底部的搅拌机为可变频调速的搅拌机；出水结构为U齿型堰出水槽25，双面阶梯结构6与U齿型堰出水槽25之间设有蜂窝斜管24，使得经过阶梯结构沉降后的水流，再经过蜂窝斜管24后从U齿型堰出水槽25溢出符合标准的干净水流。
并且，上述加介质高效沉淀池水处理工艺采用以下高效沉淀池水处理系统：
包括按顺序连通的进水区1、快混区2、介质混合区3、絮凝区4和沉淀区5；沉淀区5内设有可转动的双面阶梯结构6，双面阶梯结构6的顶面和底面均为逐级上升的阶梯面601，并且顶面和底面的阶梯面601关于中心对称；沉淀区5底部安装有污泥收集装置27。
通过在沉淀区5内设置可转动的双面阶梯结构6，双面阶梯结构6的顶面和底面均为逐级上升的阶梯面601，并且顶面和底面的阶梯面601关于中心对称，这样不仅能够实现水处理过程中，从沉淀区5底部上升的水流经过双面阶梯结构6的阻挡，细小颗粒物沉降在沉淀区5底部或者双面阶梯结构6的表面，而且设置成逐级上升的阶梯面601，可以有利于进行水流处理过程中方便水流沿着阶梯面601上升的同时对颗粒物形成一定的阻挡，进而使得颗粒物等杂质更好的落到阶梯面601上，有利于保障沉淀步骤的高效、高质进行；该双面阶梯结构6可通过手动或者电动的形式进行转动，而顶面和底面的阶梯面601关于中心对称，这样将双面阶梯结构6转动180°底面的阶梯面601就变成了顶面的阶梯面601，可以保障沉淀作业的不间断，同时方便原先沉积在双面阶梯结构6表面的沉淀下落到沉淀区5底部，实现沉淀的清理和收集，再通过污泥收集装置27进行收集回收利用或者排走，使用起来更加更便捷，还能够边清理边进行沉淀作业，两不耽误，更加高效的进行污水沉淀处理，并且经过双面阶梯结构6再次沉降后的水流所含颗粒物进一步降低，水质更优，可以减轻出水结构负担的同时也使得最终经过出水结构溢出更优质的水流。
如图3-4所示，沉淀区5相对的两侧壁安装有转动座7，双面阶梯结构6的两侧中间均固接有转轴8，双面阶梯结构6的两侧通过转轴8可转动安装在沉淀区5相对两侧壁的转动座7之间，从而更好的进行转动，且覆盖区域广。此外该双面阶梯结构6还可以设置成多个，相互之间有一些间隔，这样可以单个转动而互不影响，如果紧挨着设置也可，转动时同步进行转动，这样也可以互不影响。
如图1-2所示，双面阶梯结构6的阶梯面601朝靠近絮凝区4方向逐级上升设置，双面阶梯结构6其中一侧的转轴8外接有驱动转轴8转动的电动机。通过电动机驱动可以避免手动，减少劳力，而阶梯面601朝靠近絮凝区4方向逐级上升设置，这样可以更好的对絮凝区4进入的水流形成一定的阻挡，促进颗粒物沉淀。
如图1-2所示，介质混合区3与絮凝区4之间通过底部开设的第三进水口16连通，第三进水口16处设有加药装置10，从而方便进行加药，使得介质混合区3的水流携带相应的药剂流入絮凝区4，这样加药效果更均匀，效果更好。
如图1-2所示，絮凝区4与沉淀区5之间的中部或者中上部位设有第四进水口17，絮凝区4与沉淀区5通过第四进水口17连通。在絮凝区4的水流从底部进入沉淀区5则容易带入过多的沉淀物，而通过顶部液面溢出进入沉淀区5又会带进较轻的杂质，而絮凝区4与沉淀区5之间的中部或者中上部位设置第四进水口17，这样可以可以避免带入过多的杂质，同时经过长期研究发现中部或者中上部位的液流与絮凝剂的混合效果最好，最均匀，因此进入沉淀区5能够实现更好的沉淀效果，并且还能避免带入不必要的杂质。
如图1-2所示，絮凝区4的顶部并位于第四进水口17的上方设有用于收集絮凝区4表面较轻杂质的可移动滤网结构9，从而方便收集絮凝区4液面上较轻的杂质，可通过手动或者机械移动连接杆902即可实现过滤装置的移动，方便收集絮凝区4液面的较轻杂质。
如图1-2所示，优选的实施方式是，可移动滤网结构9包括L型滤网901、连接杆902和移动导轨903，移动导轨903悬挂安装在絮凝区4上方，L型滤网901伸入絮凝区4的液面下方，该L型滤网901的顶部与连接杆902的底端固接，该连接杆902的顶端可沿导轨滑动安装在移动导轨903内，从而可以很方便、省力的进行移动该可移动滤网结构9进行收集杂质，且结构精简，成本不高，同时收集杂质更全面，更便捷。
本处理系统还包括用于控制污泥回流量的系统控制模块20，以及用于收集污泥的污泥收集区18，絮凝区4和沉淀区5均安装有用于检测污泥浓度的污泥浓度仪21，污泥收集装置27通过两套污泥泵22和调节阀23将收集到的污泥分别输送到介质混合区3和污泥收集区18内，系统控制模块20与污泥浓度仪21、污泥泵22和调节阀23连接，并通过将污泥浓度仪21反馈的数据与预设值进行比较后控制污泥泵22和调节阀23，使得介质混合区3内保持所需要的污泥浓度并将余下的污泥输送到污泥收集区18，从而实现全自动化控制污泥的浓度，而系统中的水量和水质发生变化时，也能够自动及时响应，避免污泥浓度超出参数范围引起水质超标，或者设备超负荷运行等问题而严重影响水厂的稳定运行，还能节省更多的人力物力，提高水处理效率和质量。
如图1-2所示，进水区1与快混区2之间设有第一整流墙11，第一整流墙11底部与进水区1的底部之间开设有第一进水口12，进水区1与快混区2通过第一进水口12连通；快混区2与介质混合区3之间设有底部密封连接的第二整流墙13，第二整流墙13的顶面低于第一整流墙11的顶面，在该第二整流墙13的上方形成第二进水口14，使得快混区2的水流通过第二进水口14流入介质混合区3，这样从该第二整流墙13的上方第二进水口14流入的水流已排除较大较重的杂质，只剩下较小的颗粒物，方便处理或者进入介质混合区3与相应的介质进行充分的混合；介质混合区3与絮凝区4之间设有第三整流墙15，第三整流墙15底部与介质混合区3的底部之间开设有第三进水口16，介质混合区3通过第三进水口16与絮凝区4连通，使得液流与介质混合充分后再通过底部的第三进水口16进入絮凝区4。
如图1-2、5所示，沉淀区5上部并位于双面阶梯结构6上方设有蜂窝斜管24，方便进行过滤，而积累在蜂窝斜管24的沉淀也容易顺着斜管下落，蜂窝斜管24上方设有U齿型堰出水槽25，方便溢出干净的水流；沉淀区5分为前段501和后段502，蜂窝斜管24和U齿型堰出水槽25设于后段502中，前段501与后段502之间设有仅底部连通的整流墙，前段501与后段502之间设有仅底部连通的中间整流墙19，前段501与后段502同侧之间设有过渡通道26，通过过渡通道26将前段501的侧面与后段502的侧面连通，通过设置前段501和后段502，使得从絮凝区4进入的水流可以先在前段501停留、缓冲，避免水流过激带起沉淀池底部的沉淀上升；而过渡通道26将前段501的侧面与后段502的侧面连通，能够避免正面冲击，还能增加水流的行程，更好的进行缓和水流和后续沉淀。
如图1-2、5所示，优选实施方式是，过渡通道26设有两条，两条过渡通道26分别将同侧的前段501与后段502连通，过渡通道26倾斜设置，且靠近前端处偏低，靠近后段502处偏高，两侧分流可以更好的缓和水流，还能增加水流行程，且倾斜设置还能方便沉淀在过渡通道26积累后可随重力作用倾斜泻下，落入沉淀区5底部。该双面阶梯结构6位于蜂窝斜管24与过渡通道26之间，从而可以更好的阻挡水流上流，同时方便沉淀区5中部的颗粒物沉淀到阶梯结构的表面。
作业时，污水从进水区1进入快混区2，再经过介质混合区3使得污水与介质进行充分混合，然后携带絮凝剂进入絮凝区4，絮凝区4顶面的可移动滤网结构9收集絮凝区4表面较轻杂质，而絮凝区4中部或者中上部位的液流通过第四进水口17进进入沉淀区5中，通过沉淀区5的前段501进行沉淀及缓和后从过渡通道26进入后段502，颗粒物继续沉降，而少部分虽液流上升，并在上升过程受到双面阶梯结构6的阻挡，一部分沉降到沉淀区5底，一部分沉降到顶面的阶梯面601，当顶面的阶梯面601积累一定量沉淀后，可转动双面阶梯结构6旋转180°，使得阶梯面601积累的沉淀缓慢落入沉淀池中，而原底面的阶梯面601变成顶面阶梯面601，可方便颗粒物沉淀下落，最后液流进一步上升再通过蜂窝斜管24及U齿型堰出水槽25溢出干净的水流。
实施例2：介质采用铁粉，其他与实施例1采用的处理系统和处理工艺相同。
本发明在研究过程中还进行了海量的对比例试验，其中部分对比例1-3的情况如下所示。
对比例1：去掉双面阶梯结构，沉淀步骤中，从沉淀区底部上升的水流直接经过蜂窝斜管到达U齿型堰出水槽后溢出水流，其他与实施例1采用的处理系统和处理工艺相同。
对比例2：去掉介质混合区底部的开口处用于投放絮凝剂PAM的加药装置，采用传统方式在絮凝区顶部投放絮凝剂PAM，其他与实施例1采用的处理系统和处理工艺相同。
对比例3：采用传统方式，絮凝区中的搅拌机对絮凝区的顶部进行搅拌，第四进水口位于絮凝区顶部开口处，其他与实施例1采用的处理系统和处理工艺相同。
(一)对上述实施例1-2以及对比例1-3的沉淀池处理过程进行污泥回流量的高低以及底物浓度情况进行测试，测试结果如下表1所示。
表1：污泥回流量和底物浓度的测试结果
由上表1的测试结果可以看出，采用本实施例1-2的处理系统及相应处理工艺，可以有效的提高污泥的直接回流量，提升底物的浓度，而较高的底物浓度也有助于高沉淀速度及出水水质，从而较大程度的利用污泥并且保持在较高的底物浓度，促进高效高质的处理污水。
而从上表实施例1-3也可以看出，双面阶梯结构也能够在一定程度上有利于颗粒物的沉淀，从而提高污泥的回收和底物的浓度；而在介质混合区底部的开口处设置投放絮凝剂PAM的加药装置进行投放絮凝剂PAM，以及搅拌机对絮凝区的底部进行搅拌，这些对与促进污水与絮凝剂PAM、介质等的充分混合，进而提高沉淀效果具有重要作用，能够有效提高污泥的回流和底物的浓度。
(二)对上述实施例1-2以及对比例1-3的沉淀池处理过程进行平均流量和峰值流量的药剂消耗量测试，包括对控制浓度为10％时PAC溶液的消耗量、浓度未0.2％时PAM溶液的消耗量，以及每天除了回流还需要额外补充介质的量，最终汇总测试结果如下表2所示。
表2：药剂消耗量测试结果
根据上表2的测试结果进行对比可以看出，采用本实施例1-2的处理系统及相应处理工艺，可以降低药剂消耗量，特别是PAM溶液的消耗量以及介质每天补充量具有显著的下降，可以大大降低药剂的使用量，降低污水处理的负荷，同时还可以大大降低药剂使用的成本。
而从上表对比例1-3的测试结果，可以看出，双面阶梯结构对降低药剂消耗量有一定作用，但是作用效果不是很显著；而在介质混合区底部的开口处设置投放絮凝剂PAM的加药装置进行投放絮凝剂PAM，以及搅拌机对絮凝区的底部进行搅拌，这些对与促进污水与絮凝剂PAM、介质等的充分混合具有重要作用，能够显著降低药剂的消耗量，从而提高污水处理的效率，节约污水处理成本。
(三)对上述实施例1-2以及对比例1-3的沉淀池深度处理时出水悬浮物SS浓度以及正磷酸盐TP浓度进行检测，并且隔一段时间测量一次，测量次数在5次以上，将测试结果汇总，如下表3所示。
表3：出水SS浓度和TP浓度测试结果
从上表3的测试结果可以明显看出，行业标准出水悬浮物SS浓度≤10mg/L，出水正磷酸盐TP浓度≤0.4mg/L的情况下，采用本实施例1-2的处理系统及相应处理工艺，可以显著提高出水悬浮物SS浓度以及出水正磷酸盐TP浓度，使得本实施例1-2的出水悬浮物SS浓度≤4mg/L，出水正磷酸盐TP浓度≤0.3mg/L的情况下，大大提高了出水水质，不仅满足了排放的要求，还可以满足直接回流使用以及其他日常非饮用水的使用，提高污水处理的效果，使用更广泛。
从上表对比例1-3的测试结果可以明显看出，双面阶梯结构对降低悬浮物SS浓度、出水正磷酸盐TP浓度具有重要作用，能够显著提供出水水质，进一步促进沉淀区上升水流的颗粒物沉降，从而提高水质的同时降低蜂窝斜管及出水结构的过滤负担。另外，在介质混合区底部的开口处设置投放絮凝剂PAM的加药装置进行投放絮凝剂PAM，以及搅拌机对絮凝区的底部进行搅拌，也能够促进后续颗粒物的沉淀，进而提高出水的水质。
综合上述实施例和试验结果可知，本发明加介质高效沉淀池水处理工艺及其处理系统，能够有效提高污泥回收量和底物浓度，并且大大降低药剂的消耗量，同时提高出水的水质，可以满足更广泛的需求，达到整体污水处理稳定、高效、高质并降低处理成本的效果，适合推广应用。
以上所述仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通人员对本发明的技术方案所做的均等修饰与变化，只要不脱离本发明创造整体构思的情况下，均仍属于本发明创造涵盖的范围之中。
Claims (10)
1.一种加介质高效沉淀池水处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
快混步骤：将污水从进水区引入快混区，投加助凝剂，使得污水与助凝剂快速混合后，流入介质混合区；
介质混合步骤：在介质混合区中投加介质，使得污水与介质充分混合后，与絮凝剂PAM一起通过介质混合区底部的开口流入絮凝区进行絮凝反应；
絮凝步骤：絮凝区底部设有对絮凝区的底部进行搅拌的搅拌机，使得污水进行充分的絮凝反应后，经第四进水口由絮凝区流到沉淀区，第四进水口位于絮凝区中间或者中上部位，所述第四进水口为倾斜设置，且靠近絮凝区一端为高端靠近沉淀区一端为低端；
沉淀步骤：充分反应的污水经过第四进水口进入沉淀区后进行沉降，介质与污泥沉降在沉淀区底部，通过沉淀区底部的污泥收集装置进行收集回收利用或者排走；沉淀区内设有可转动的双面阶梯结构，从沉淀区底部上升的水流经过双面阶梯结构的阻挡，使得细小颗粒物沉降在沉淀区底部或者双面阶梯结构的表面；
出水步骤：阶梯结构上方设有出水结构，经过阶梯结构再次沉降后的水流，最终经过出水结构溢出符合标准的干净水流，进行收集回流使用或者排走。
2.根据权利要求1所述的一种加介质高效沉淀池水处理工艺，其特征在于：絮凝区的顶部设有可移动滤网结构，通过该可移动滤网结构移动刮出顶层的漂浮物和较轻的杂质；介质混合区底部的开口处设有用于投放絮凝剂PAM的加药装置，使得污水与絮凝剂PAM一起进入絮凝区反应。
3.根据权利要求1所述的一种加介质高效沉淀池水处理工艺，其特征在于：助凝剂为液态聚合氯化铝PAC；介质为石榴砂或者铁粉。
4.根据权利要求1所述的一种加介质高效沉淀池水处理工艺，其特征在于：对进水区的进水重量和介质混合区中的污泥回流量进行控制，使得回流污泥总量为进水总量的3％-6％。
5.根据权利要求1所述的一种加介质高效沉淀池水处理工艺，其特征在于：快混区采用立式快速混合搅拌机，使得污水与助凝剂快速混合；介质混合区设有立式混合搅拌器，使得污水与介质充分混合；絮凝区底部的搅拌机为可变频调速的搅拌机；出水结构为U齿型堰出水槽，双面阶梯结构与U齿型堰出水槽之间设有蜂窝斜管，使得经过阶梯结构沉降后的水流，再经过蜂窝斜管后从U齿型堰出水槽溢出符合标准的干净水流。
6.权利要求1-5中任一项所述一种加介质高效沉淀池水处理工艺所采用的高效沉淀池水处理系统，其特征在于：包括按顺序连通的进水区、快混区、介质混合区、絮凝区和沉淀区；沉淀区内设有可转动的双面阶梯结构，双面阶梯结构的顶面和底面均为逐级上升的阶梯面，并且顶面和底面的阶梯面关于中心对称；沉淀区底部安装有污泥收集装置。
7.根据权利要求6所述的一种高效沉淀池水处理系统，其特征在于：沉淀区相对的两侧壁安装有转动座，双面阶梯结构的两侧中间均固接有转轴，双面阶梯结构的两侧通过转轴可转动安装在沉淀区相对两侧壁的转动座之间；双面阶梯结构的阶梯面朝靠近絮凝区方向逐级上升设置，双面阶梯结构其中一侧的转轴外接有驱动转轴转动的电动机。
8.根据权利要求6所述的一种高效沉淀池水处理系统，其特征在于：介质混合区与絮凝区之间通过底部开设的第三进水口连通，第三进水口处设有加药装置；絮凝区与沉淀区之间的中部或者中上部位设有第四进水口，絮凝区与沉淀区通过第四进水口连通；絮凝区的顶部并位于第四进水口的上方设有用于收集絮凝区表面较轻杂质的可移动滤网结构。
9.根据权利要求8所述的一种高效沉淀池水处理系统，其特征在于：可移动滤网结构包括L型滤网、连接杆和移动导轨，移动导轨悬挂安装在絮凝区上方，L型滤网伸入絮凝区的液面下方，该L型滤网的顶部与连接杆的底端固接，该连接杆的顶端可沿导轨滑动安装在移动导轨内。
10.根据权利要求6所述的一种高效沉淀池水处理系统，其特征在于：还包括用于控制污泥回流量的系统控制模块，以及用于收集污泥的污泥收集区，絮凝区和沉淀区均安装有用于检测污泥浓度的污泥浓度仪，污泥收集装置通过两套污泥泵和调节阀将收集到的污泥分别输送到介质混合区和污泥收集区内，系统控制模块与污泥浓度仪、污泥泵和调节阀连接，并通过将污泥浓度仪反馈的数据与预设值进行比较后控制污泥泵和调节阀，使得介质混合区内保持所需要的污泥浓度并将余下的污泥输送到污泥收集区。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211102 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |