CN214829577U - 活性焦吸附压载型高密度沉淀池 - Google Patents
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Abstract
一种活性焦吸附压载型高密度沉淀池，包括进水管(1)、混凝反应区(6)、絮凝反应区(9)、沉淀区(15)和出水管(18)，所述活性焦吸附压载型高密度沉淀池还包括：接触区(4)，其设置在进水管和混凝反应区之间；第一活性焦投加点，设置在接触区(4)中；第二活性焦投加点，设置在絮凝反应区中，初始的活性焦通过第二活性焦投加点加入到絮凝反应区中；活性焦分离装置(23)，其从沉淀区(15)的排泥管(20)接收含有活性焦的污泥，并从污泥中分离出活性焦，再将分离出来的活性焦选择性地分配到第一活性焦投加点和/或第二活性焦投加点。
Description
技术领域
本公开内容涉及一种活性焦同时作为吸附和压载的吸附压载型高密度沉淀池。
背景技术
高密度沉淀池是市场上常用的高效沉淀工艺，一般分为泥渣循环型和加载型两种。泥渣循环型高密度沉淀池包含混凝絮凝单元、澄清及污泥浓缩单元，混凝絮凝单元投加混凝剂、絮凝剂，原水中的悬浮物在混凝剂的作用下，与回流的泥渣充分接触，在絮凝剂的作用下形成更大易沉淀的絮体，然后进入澄清及浓缩单元，大部分絮体与水分离、沉淀、分离并下落至污泥收集装置。该处理工艺加强了悬浮物的絮凝作用，具有较高的上升流速及水力负荷，与常规的机械加速澄清工艺相比，表面水力负荷大，絮凝效果好，污泥浓度高，池体占地面积小，出水水质佳。
高密度沉淀池可用于给水处理、污水初级处理、雨水处理、污水深度处理、工业废水处理等多种情况。随着高密度沉淀池应用案例的增加以及水处理范围和区域的扩大，高密度沉淀池面对了很多难点，包括:
(1)厂区可用占地面积较小，特别是在现状污水处理厂的升级改造项目中，往往预留用地较小；
(2)对高密度沉淀池出水水质的要求愈加严格。除了常规的悬浮物SS、总磷指标外，还要求对COD有一定的去除效果；
(3)在给水处理领域，随着水源地水质的变化，要求高密度沉淀池在降低浊度的同时，长期或季节性去除部分或大部分水中的天然有机物和微污染物；
(4)在给水处理领域，某些特定区域的原水中重金属、色度超标；
(5)当原水中藻类浓度高时，带来藻毒素和嗅味问题。常规高密度沉淀池可能因为污泥回流造成藻毒素和嗅味物质的累积，只有通过后端的深度处理去除；
(6)工业废水中含有难降解有机物、重金属离子等。
为了应对这些新的要求，开发了一种投加活性焦的高密度沉淀池，这种高密度沉淀池通过活性焦的压载作用，可以获得更高的处理负荷，从而节省占地面积。同时利用活性焦的吸附功能，兼顾去除水中有机物的作用。
实用新型内容
为了解决现有技术中的一个或多个缺陷，本公开提供了一种活性焦吸附压载型高密度沉淀池，包括进水管、混凝反应区、絮凝反应区、沉淀区和出水管，所述活性焦吸附压载型高密度沉淀池还包括：接触区，其设置在进水管和混凝反应区之间；第一活性焦投加点，设置在接触区中；第二活性焦投加点，设置在絮凝反应区中，初始的活性焦通过第二活性焦投加点加入到絮凝反应区中；活性焦分离装置，其从沉淀区的排泥管接收含有活性焦的污泥，并从污泥中分离出活性焦，再将分离出来的活性焦选择性地分配到第一活性焦投加点和/或第二活性焦投加点。
有利地，还包括第三活性焦投加点，其设置在进水管上。
有利地，还包括活性焦分配箱，其从活性焦分离装置接收分离出的活性焦，并将活性焦分配至所述接触区中的第一活性焦投加点和/或所述絮凝反应区中的第二活性焦投加点。
有利地，所述活性焦分配箱包括第一分配堰、第一分配阀、第二分配堰、第二分配阀，经由第一分配堰和第一分配阀，活性焦分配箱向接触区分配活性焦，经由第二分配堰和第二分配阀，活性焦分配箱向絮凝反应区分配活性焦，第一分配阀和第二分配阀是手动或自动开关阀。
有利地，所述活性焦分配箱包括第一分配阀、第一流量计、第二分配阀、第二流量计，经由第一分配阀和第一流量计，活性焦分配箱向接触区分配活性焦，经由第二分配阀和第二流量计，活性焦分配箱向絮凝反应区分配活性焦，第一分配阀和第二分配阀是自动调节阀。
有利地，还包括污泥回流管，其连接在排泥管和活性焦分离装置之间，将含有所述活性焦的污泥排到所述活性焦分离装置。
有利地，还包括设置在絮凝反应区和沉淀区之间的熟化区，熟化区从絮凝反应区接收液体。有利地，所述絮凝反应区内的絮凝剂投加点与从活性焦分离装置分配的活性焦在絮凝反应区内的第二活性焦投加点位于相同位置。
有利地，导流筒设置在絮凝反应区内，絮凝剂投加入导流筒中，使得絮凝剂投加点与第二活性焦投加点位于不同位置。
有利地，混凝剂投加点设置在混凝反应区中，以投加混凝剂。
有利地，沉淀区包括斜管，进入沉淀区的混合液经由斜管实现固液分离，上清液由收集槽收集，并进入出水管，底部的污泥经由排泥管排出，以将含活性焦的污泥经由污泥回流管输送至活性焦分离装置。
附图说明
通过下面的附图本领域技术人员将对本公开内容有更好的理解，并且更能清楚地体现出本公开内容的优点。这里描述的附图仅为了所选实施例的说明目的，而不是全部可能的实施方式并且旨在不限定本公开内容的范围。
图1示出根据本公开内容的活性焦吸附高密度沉淀的示意图。
具体实施方式
下面结合附图，具体说明根据本公开内容的具体实施方式。
根据本公开内容的一个实施例提出一种活性焦吸附压载型高密度沉淀池，如图1所示，活性焦吸附压载型高密度沉淀池包括进水管1、设置在进水管上的第三活性焦投加点3、接触区4、混凝反应区6、絮凝反应区9、沉淀区15、排泥管20和出水管18。活性焦的投加方式可以与活性炭的投加方式类似，例如采用干式或湿式投加。在进水管1上还可以设置原水监测仪2，用于监测各种参数，例如用于污水处理和雨水处理时，监测仪监测pH、悬浮物SS、TP、COD，在用于给水处理时，监测仪监测pH、浊度、UV254。活性焦的密度为2.0g/cm3、有效粒径为80～100μm、碘值为500～700mg/g。
活性焦吸附压载型高密度沉淀池还包括活性焦分离装置23和污泥回流管22，污泥回流管22与污泥泵21、排泥管20连接，将含有所述活性焦的污泥排到所述活性焦分离装置23。活性焦在接触区内的投加量应根据原水水质和出水水质要求的不同设计。常规情况下，接触区内的活性焦的浓度为3～9g/L。絮凝区内活性焦的投加浓度为3～6mg/L。
活性焦分离装置23从污泥中分离出活性焦，基于原水水质的不同，以不同的比例将分离出来的活性焦经由第一活性焦投加点和第二活性焦投加点供给到接触区4和絮凝反应区9内。特别地，第二活性焦投加点除了作为回收的活性焦的投加点之外，还作为初始活性焦的投加点。第三活性焦投加点仅作为初始活性焦的补充投加点。活性焦分离装置23优选地是水力旋流器，其将来自污泥回流管22的污泥进行分离，活性焦进入位于活性焦分离装置下方的活性焦分配箱24，而污泥则通过污泥管31排入污泥处理单元。通过情况下，污泥的回流比为3-8％。
活性焦分配箱24包括接触区分配堰29、第一分配阀26、絮凝区分配堰30和第二分配阀25，通过接触区分配堰29和第一分配阀26，活性焦分配箱向接触区分配活性焦，通过絮凝区分配堰30和第二分配阀25，活性焦分配箱向絮凝反应区9分配活性焦，在该情况下，第一分配阀和第二分配阀为手动或自动开关阀。替代地，活性焦分配箱可以包括第一流量计27和第二流量计28，通过第一流量计27和第一分配阀26，活性焦分配箱向接触区分配活性焦，通过第二流量计28和第二分配阀25，活性焦分配箱向絮凝反应区9分配活性焦，在该情况下，第一分配阀和第二分配阀为自动调节阀。
投加了活性焦的原水进入接触区4，第一搅拌器5设置在接触区4中，对原水进行搅拌。原水在接触区内的停留时间根据高密度沉淀池的应用场景和功能设计，通常情况为10～15分钟。
混凝反应区6设置在接触区4之后，第三搅拌器8设置在混凝反应区内，混凝剂通过混凝剂投加口7投加到混凝反应区6内，带有活性焦的原水与混凝剂通过第三搅拌器8混合均匀并发生混凝反应。
混凝反应后的混合液进入絮凝反应区9，在絮凝反应区内通过絮凝剂投加口11投加絮凝剂，通过第四搅拌器10混合。絮凝剂的投加量为0.05-1.5mg/L。
可选的熟化区13设置在絮凝反应区9之后，从絮凝反应区接收混合液，第二搅拌器14设置在熟化区13内，如此，有利于密实矾花的形成。在该情况下，絮凝剂投加点11与从分配箱24向絮凝反应区9分配的活性焦在絮凝反应区内的投加点位于同一位置。
替代地，在不设置熟化区的情况下，可以在絮凝反应区9内设置导流筒12，在该情况下，絮凝剂投加点11位于导流筒12内。通过导流筒，可以促进矾花的生长和密实。如此，取消了熟化区，进一步压缩了占地面积。
带着密实矾花的混合液在沉淀区15内实现固液分离。上清液通过斜管16分离，并被收集槽17收集后，通过出水管18进入下一个处理单元。在出水管18上可设置出水监测仪19，如此可以与原水监测仪2协调，以便通过前馈和后馈机制实现药剂的精确投加。
本申请的活性焦吸附压载型高密度沉淀池以活性焦为压载物可以加强混凝和絮凝效果，提高絮体的下沉速度；同时活性焦作为吸附剂具有良好的吸附性能，可以去除水中的部分有机物。通过设置循环回收装置，实现活性焦的重复利用，降低运行成本。具体来讲，本申请的活性焦吸附高密度沉淀池实现了如下优点：
采取投加活性焦，由于重质载体的介入，为水中较轻的悬浮物提高了凝聚的“中心”，使悬浮物结合得牢固，改善絮凝效果。
由于活性焦密度比水大，加快了絮体下沉速度，从而提高了水体的上升流速，使本工艺拥有更高处理负荷，并达到减小占地面积的目的。
与其它载体相比，活性焦具有较高的比表面积、良好的吸附性能，可以去除水中的部分有机物(化学需氧量、微污染物)、重金属、色度。
设置循环回收装置，将活性焦形成后的污泥进行回流，通过分离器，活性焦可以再次回到处理工艺中。部分未吸附饱和的活性焦能得到二次利用，并不需要一直加入新活性焦，该措施大幅度降低运行费用。
相比于常见载体石英砂、石榴石及其它矿粉类物质，活性焦对设备的磨损较小，对设备、泵体不需要额外的技术要求，能减少设备的投资费用及后续维护成本。
与活性炭相比，活性焦具有较多的大孔和中孔，更有利于吸附有机物，活性焦的机械强度较高，使用和再生过程中不易破碎，降低了再生过程中的机械损耗和在省成本，并且，活性焦的原料为焦炭和蓝炭，其生产成本比活性炭低50％～70％。
而且，活性焦吸附压载型高密度沉淀池的设计和运行非常灵活，可以应对多种场景：
(1)污水处理厂深度处理段，占地面积有限；
(2)污水处理厂深度处理需要去除COD，可以是长期去除COD或应急处理COD；
(3)雨水处理或合流制溢流雨水的处理，占地面积有限；
(4)兼做合流制溢流雨水处理和污水深度处理，占地面积有限；
(5)兼做合流制溢流雨水处理和污水深度处理，对COD的去除率要求较高；
(6)景观水、生态流域治理或黑臭水体的预处理或深度处理，要求占地紧凑，对COD的去除要求较高；
(7)低温低浊原水的澄清处理；
(8)CODMn长期超标或季节性超标的原水的澄清处理；
(9)由于原水中藻类浓度高，产生的嗅味问题；
(10)原水重金属或色度超标的澄清处理；
(11)工业废水预处理或深度处理等；
(12)其他适合的应用场景。
前述公开内容提供了说明和描述，但并不旨在穷举或将实施方式限制为所公开的精确形式。可以根据以上公开内容进行修改和变化，或者可以从实施方式的实践中获得修改和变化。
即使在权利要求中叙述和/或在说明书中公开了特征的特定组合，但这些组合并不旨在限制各种实施方式的公开。实际上，许多这些特征可以以权利要求中未具体叙述和/或说明书中未具体公开的方式组合。尽管下面列出的每个从属权利要求可能仅直接依赖于一个权利要求，但各种实施方式的公开包括与权利要求集中的每个其他权利要求相结合的每个从属权利要求。
除非明确说明，否则本文中使用的任何元件、动作或指令都不应解释为关键或必要的。另外，如本文所用，冠词“一”和“一个”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。此外，如本文所用，冠词“该”旨在包括结合冠词“该”引用的一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。此外，如本文所用，术语“集”旨在包括一个或多个项目(例如相关项目、不相关项目、相关和不相关项目的组合等)，并且可以与“一个或多个”互换使用。在仅意图一项的情况下，使用短语“仅一项”或类似语言。另外，如本文所用，术语“具有”及其变体等旨在是开放式术语。此外，短语“基于”旨在表示“至少部分地基于”，除非另有明确说明。另外，如在本文所用，术语“或”在被串联使用时意图是包括性的，并且可以与“和/或”互换使用，除非另有明确说明(例如，如果与“或者”或“仅其中之一”结合使用)。
Claims (11)
1.一种活性焦吸附压载型高密度沉淀池，包括进水管(1)、混凝反应区(6)、絮凝反应区(9)、沉淀区(15)和出水管(18)，其特征在于，
所述活性焦吸附压载型高密度沉淀池还包括：
接触区(4)，其设置在进水管和混凝反应区之间；
第一活性焦投加点，设置在接触区(4)中；
第二活性焦投加点，设置在絮凝反应区中，初始的活性焦通过第二活性焦投加点加入到絮凝反应区中；
活性焦分离装置(23)，其从沉淀区(15)的排泥管(20)接收含有活性焦的污泥，并从污泥中分离出活性焦，再将分离出来的活性焦选择性地分配到第一活性焦投加点和/或第二活性焦投加点。
2.如权利要求1所述的活性焦吸附压载型高密度沉淀池，其特征在于，还包括第三活性焦投加点(3)，其设置在进水管(1)上。
3.如权利要求1所述的活性焦吸附压载型高密度沉淀池，其特征在于，还包括活性焦分配箱(24)，其从活性焦分离装置(23)接收分离出的活性焦，并将活性焦分配至所述接触区(4)中的第一活性焦投加点和/或所述絮凝反应区(9)中的第二活性焦投加点。
4.如权利要求3所述的活性焦吸附压载型高密度沉淀池，其特征在于，所述活性焦分配箱(24)包括第一分配堰(29)、第一分配阀(26)、第二分配堰(30)、第二分配阀(25)，经由第一分配堰(29)和第一分配阀(26)，活性焦分配箱向接触区(4)分配活性焦，经由第二分配堰(30)和第二分配阀(25)，活性焦分配箱向絮凝反应区(9)分配活性焦，第一分配阀和第二分配阀是手动或自动开关阀。
5.如权利要求3所述的活性焦吸附压载型高密度沉淀池，其特征在于，所述活性焦分配箱(24)包括第一分配阀(26)、第一流量计(27)、第二分配阀(25)、第二流量计(28)，经由第一分配阀(26)和第一流量计(27)，活性焦分配箱向接触区(4)分配活性焦，经由第二分配阀(25)和第二流量计(28)，活性焦分配箱向絮凝反应区(9)分配活性焦，第一分配阀和第二分配阀是自动调节阀。
6.如权利要求1所述的活性焦吸附压载型高密度沉淀池，其特征在于，还包括污泥回流管(22)，其连接在排泥管(20)和活性焦分离装置(23)之间，将含有所述活性焦的污泥排到所述活性焦分离装置(23)。
7.如权利要求1-5中任一项所述的活性焦吸附压载型高密度沉淀池，其特征在于，还包括设置在絮凝反应区(9)和沉淀区(15)之间的熟化区(13)，熟化区从絮凝反应区接收液体。
8.如权利要求7所述的活性焦吸附压载型高密度沉淀池，其特征在于，所述絮凝反应区(9)内的絮凝剂投加点(11)与从活性焦分离装置分配的活性焦在絮凝反应区(9)内的第二活性焦投加点位于相同位置。
9.如权利要求1-5中任一项所述的活性焦吸附压载型高密度沉淀池，其特征在于，导流筒(12)设置在絮凝反应区(9)内，絮凝剂投加入导流筒中，使得絮凝剂投加点与第二活性焦投加点位于不同位置。
10.如权利要求1-5中任一项所述的活性焦吸附压载型高密度沉淀池，其特征在于，混凝剂投加点(2)设置在混凝反应区(6)中，以投加混凝剂。
11.根据权利要求10所述的活性焦吸附压载型高密度沉淀池，其特征在于，
沉淀区(15)包括斜管(16)，进入沉淀区的混合液经由斜管(16)实现固液分离，上清液由收集槽(17)收集，并进入出水管(18)，底部的污泥经由排泥管(20)排出，以将含活性焦的污泥经由污泥回流管(22)输送至活性焦分离装置。
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