CN1613792A

CN1613792A - 溢流雨水混凝沉淀方法

Info

Publication number: CN1613792A
Application number: CN 200410067291
Authority: CN
Inventors: 马鲁铭; 张善发; 张力; 江霜英
Original assignee: SHANGHAI CITY MUNICIPAL DRAINAGE CO Ltd; SHANGHAI GLOBAL ENGINEERING ADVISORY Co Ltd; Tongji University
Current assignee: SHANGHAI CITY MUNICIPAL DRAINAGE CO Ltd; SHANGHAI GLOBAL ENGINEERING ADVISORY Co Ltd; Tongji University
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2004-10-19
Publication date: 2005-05-11

Abstract

本发明涉及一种雨水溢流到水体前的快速净化的方法。其步骤如下：先是将待处理的雨水通入混合池，投加混凝剂，利用混合池平板浆控制停留时间t在4－12s之间与G值在1000－580之间；然后将经处理的雨水导入反应池，控制反应池中G值在50－100之间，水流停留时间在3－5分钟；然后上述反应池中的混合液从溢流堰经导流区流入沉淀池，实现固液分离，所述沉淀池为斜板斜管沉淀池，该斜板斜管的布置方向与水流方向基本一致，其Re数低于2000，水流停留时间为2－10分钟，澄清后的雨水经沉淀池溢流堰流入水体，沉降下的污泥混合液经截流干管排出。本发明集混合、反应、沉淀于一体，高效净化溢流雨水。

Description

溢流雨水混凝沉淀方法

技术领域

本发明涉及水污染控制工程领域，特别涉及一种雨水溢流到水体前的快速净化的方法。

背景技术

水环境污染控制是人类可持续发展中的重要问题，为保护水环境人们采用了大量的工程措施，主要有：建造完善的城市排水管道系统以收集废水，提高工业废水的处理水平和生活污水的净化程度，提高城市废水处理厂的处理出水标准。但人们发现，在解决了上述问题后，水体环境仍然没有得到很好的解决，研究证明，城市中溢流到水体的雨水含有大量的污染物质，携带到水体后产生严重的污染。溢流雨水的污染问题，世界经济发达国家在上世纪八十、九十年代才得到重视，已开发了数种工程化的工艺。

与工业废水和生活污水水质不同，一般雨水中悬浮物的含量比例大，且水质随径流历时变化幅度大，溢流水量变化幅度亦大；短时间的冲击负荷是城市废水所不可能达到的。因此，对溢流雨水的快速、高效处理工艺是十分必要的。

混凝技术在给水处理领域已有数百年的历史，理论与工艺都较为成熟。但给水处理与溢流雨水处理有很大的不同，除水质有很大差别外，溢流雨水水量水质在短时间内变化大；去除的污染物指标除SS和浊度外，对COD、TP都希望有一定量的去除；此外，由于溢流雨水使用率低，希望投资小，占地面积小；短时间的水质水量冲击，可通过投加处理药剂的方式解决。

在溢流雨水的处理方面，国内基本上为空白；国际上商品化的处理装置采用高效沉淀工艺，主要有Densadeg、Actiflo、Lamella Clarifier等处理工艺，并得到应用，下面分别进行简要介绍。

DENSADEG是法国Ondeo Degremont公司的工艺，它结构紧凑，易于封闭，对环境影响小，是一种高效灵活的处理工艺，该系统的絮凝反应池为一个高能絮凝反应池和一个无搅拌絮凝反应池并置。在DENSADEG的入口处投加絮凝剂，并通过调整搅拌器转速和循环污泥量来达到优化絮凝反应的目的。在澄清区污水自下向上流过斜管，实现泥水分离，沉降下来的污泥(浓缩区设有刮泥装置)以一定的回流比回流至絮凝池，剩余污泥则被定期抽送至污泥处理区。污泥的回流促进了反应池中的混凝和絮凝反应，可比常规沉淀池节省混凝剂10～20％。絮凝剂的投量与进水量和回流污泥浓度有关。剩余污泥的排放由池底的泥位控制，所以其排放通常是间歇性的。DENSADEG的主要特点：1.DENSADEG集絮凝、沉淀、浓缩于一体，结构紧凑，它吸收了给水处理中絮凝反应池和斜管沉淀池的优点，有较高的水力负荷；2.对流量与污染物负荷的变化适应性强；排泥浓度高(为30-50g/L)，无需浓缩，可直接脱水；3.DENSADEG对SS的去除率在85％左右，对COD和BOD的去除率可达60％；TP的去除率在70％左右。

Actiflo工艺是Kruger公司的工艺，主要特点有：1.停留时间小于15分钟，表面负荷高；2.响应时间快，操作弹性大，可以在设计负荷的10％-100％变动；3.出水稳定性高，出水中的SS浓度变化不大；污泥浓度较高。

Lamella Clarifier是Parkson公司的工艺，该工艺的特色在于三段絮凝加上高效斜板沉淀池，三段絮凝的方式增强了絮凝效果，高效层状重力斜板的应用优化了沉淀过程。

上述溢流雨水处理工艺有如下几个特点：1.均采用机械混合方式；2.均采用混合、絮凝反应两段分段工艺；3.工艺示意图上均采用上流式斜板斜管沉淀池；4.前两种工艺采用沉淀后的“活性污泥回流”。由此可以看出：这些溢流雨水处理装置在指导思想上接受了给水处理中经典的混凝理论，是一个不依附调节池的混凝处理单元。

但现有的溢流雨水处理装置尚有以下问题没有很好地解决：1.反应阶段要求水流紊动强度弱，且水流紊动强度随着反应过程逐渐减小；2.如何选择最佳的混凝剂和助凝剂的投加地点，因为混凝剂和助凝剂的投加地点会直接影响混凝效果。此外，如何选择混合阶段最佳的搅拌方式，减小混合阶段的停留时间，关系到整个系统的效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种高效净化溢流雨水的方法，本方法集混合、反应、沉淀于一体。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种溢流雨水混凝沉淀的方法，其步骤如下：

(1)将待处理的雨水通入混合池，投加混凝剂使溢流雨水中悬浮颗粒胶体快速脱稳，在该混合池设置一个平板浆控制溢流雨水在混合池的停留时间t在4-12s之间，维持相应的G值在1000-580之间，且G与t^0.5成反比；

(2)通过管道将经步骤(1)处理的雨水导入反应池，反应池分为进水区和反应区，所述进水区内紊动强度较大，助凝剂投加于进水口处，所述反应区的紊动强度逐渐减弱，整个反应池中G值的平均值维持在50-100之间，水流停留时间在3-5分钟；

(3)上述反应池中的混合液从溢流堰经导流区流入沉淀池，实现固液分离，所述沉淀池为斜板斜管沉淀池，该斜板斜管的布置方向与水流方向基本一致，其Re数低于2000，水流停留时间为2-10分钟，澄清后的雨水经沉淀池溢流堰流入水体，沉降下的污泥混合液经截流干管排出。

在上述方法中，在所述混合池中设置一个平板浆，因为平板浆直径大，可以保持整个池内有较为均匀而强烈的紊动强度，使所要求的G值可以实现和控制。

步骤(1)中所述的混凝剂可以以液体方式直接投加在混合池中。

为了保持絮凝反应时足够的反应介质，当进水SS较小时小于1000mg/l，在步骤(2)中可以通过回流活性污泥的方式来提高其絮凝介质的浓度，回流污泥口也靠近进水口。

沉淀池中经过混凝的固体颗粒，自身沉速大，堆积密度大。因此，需要回流活性污泥时，回流污泥混合液量可以保持很小，但考虑保持底流液的流体特性，底流量一般不宜过小，在3-15％之间。

澄清用沉淀池为斜板斜管沉淀池，与一般沉淀池不同之处是它的澄清能力特别大，当SS去除率达90％时，它的表面水力负荷可达30m³/h.m²，约为一般沉淀池的十倍至二十倍。池中斜板斜管起到很好的稳定水流、减轻水流紊动强度的作用，对保持该池良好的固液分离效率意义重大。斜板斜管的布置方向应与水流方面基本一致，并同时起到配水作用。沉淀池中产生的污泥混合液的量约为溢流量的3-15％。

本发明的G值是指底泥生物降解能力，SS，COD，TP，Re等是本领域普通技术人员所共知的技术术语，本发明中不展开说明。

本发明的有益效果为：通过调节混合和反应的紊动强度、以及投加药剂的质量速率和活性污泥的回流速率，可以迅速适应溢流雨水水质、水量的变化，高效去除雨水中SS、浊度、COD、TP等。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1 处理旱流污水试验

中试试验选择在上海市苏州河沿岸一合流制排水泵站进行，进水为合流制旱流污水，表面水力负荷采用30m³/h.m²，进水超过了上海市合流一期污水的平均浓度。在本发明步骤(1)中溢流雨水在混合池的停留时间t为12s，维持G值为580s^-1，投加混凝剂的量：PAFCS为140ppm；PAM为1.0ppm，以液体方式直接投加在混合池中，在本发明步骤(2)中反应池G值的平均值维持在50s^-1，水流停留时间在5分钟，在本发明步骤(3)中所述沉淀池的水流停留时间为10分钟，沉淀池的底部回流活性污泥回流量为3％。经处理后达到了污水综合排放二级标准，且装置运行稳定，试验结果见表1。

表1 处理旱流污水试验结果(单位：mg/l)

SS COD TP

进水出水去除率进水出水去除率进水出水去除率

106 25 73％ 208 96 51％ 1.84 0.87 52％

实施例2 中强降雨合流污水

上海的梅雨季节，一般降雨的强度不大，持续时间比较长，在降雨的一段过程中，地表污染物冲刷到合流管道持续的时间比较长，因此合流管道中的污水SS，COD浓度不是很大。与旱流污水相比，SS有较大幅度的提高，COD持平，TP的变化亦不大。在本发明步骤(1)中溢流雨水在混合池的停留时间t为8s，维持G值为800s^-1，投加混凝剂的量：PAFCS为120ppm；PAM为0.8ppm，以液体方式直接投加在混合池中，在本发明步骤(2)中反应池G值的平均值维持在70s^-1，水流停留时间在4分钟，在本发明步骤(3)中所述沉淀池的水流停留时间为6分钟，沉淀池的底部回流活性污泥回流量为10％。试验过程中表面水力负荷采用40m³/h.m²。处理效果：三项指标去除率都有提高，SS去除率仅有小幅度提高，由于悬浮物产生的COD和TP的比例增大，后二项指标的去除率较旱流污水提高辐度较大，试验结果见表2。

表2处理中强降雨合流污水试验结果(单位：mg/l)

SS COD TP

进水出水去除率进水出水去除率进水出水去除率

196 50 77％ 208 90 57％ 1.14 0.37 66％

实施例3高强度降雨初级雨水

对于强降雨的初期雨水，水质变化大，SS、COD等水质指标在较短的时间内迅速升高。中试对暴雨期间的合流污水进行了试验，尤其是对整个降雨过程所产生的冲击负荷进行了试验研究。在本发明步骤(1)中溢流雨水在混合池的停留时间t为4s，维持G值为1000s^-1，投加混凝剂的量：PAFCS为120ppm；PAM为0.8ppm，以液体方式直接投加在混合池中，在本发明步骤(2)中反应池G值的平均值维持在100s^-1，水流停留时间在3分钟，在本发明步骤(3)中所述沉淀池的水流停留时间为2分钟，沉淀池的底部回流活性污泥回流量为15％。

在此后几次的强降雨中，处理装置对初级雨水的处理容量很大，试验过程中使用药剂：PAFC为90ppm，PAM为0.6ppm，表面负荷达到了56m/h。处理效果仍然很好，SS、COD、TP的去除率都达到了很高的去除率，试验结果见表3。

表3高强度降雨初级雨水试验结果(单位：mg/l)

SS COD TP

进水出水去除率进水出水去除率进水出水去除率

687 33 95％ 433 47 89％ 3.66 0.44 88％

Claims

1.一种溢流雨水混凝沉淀的方法，其步骤如下：

2.根据权利要求1所述的溢流雨水混凝沉淀的方法，其特征在于：步骤(1)所述的混凝剂以液体方式直接投加在混合池中。

3.根据权利要求1所述的溢流雨水混凝沉淀的方法，其特征在于：步骤(2)中当进水SS较小时小于1000mg/l，可以通过回流活性污泥来提高其絮凝介质浓度，回流污泥口也靠近进水口。

4.根据权利要求1所述的溢流雨水混凝沉淀的方法，其特征在于：步骤(3)中在沉淀池的底部回流活性污泥，回流量为3-15％。