申请日2016.12.12
公开(公告)日2017.05.31
IPC分类号C02F1/52; B01D21/01; B01D21/26; B01D21/24
摘要
一种沉淀水处理方法，它包括折板涡流协同絮凝单元、斜管沉淀单元和污泥回流及排放单元、排泥管反冲洗单元。其中;折板涡流协同絮凝单元由四个折板涡流反应室组成，原水由进水管经过管道混合器依次通过四个折板涡流反应室，再经过过渡区进入斜管沉淀单元;在四个折板涡流反应室内都设有同波折板、异波折板和不同型号的涡流反应器，并在底部设有污泥回流、排放及反冲洗装置单元。本发明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，同时保证了澄清效率和沉淀效果，能有效地节约水资源和节省混凝投药量，具有较高的社会和经济效益。
权利要求书
1.一种沉淀水处理方法，加入混凝剂的原水从进水管(1)经管式混合器(2)依次流经第一折板涡流反应室(5)、第二折板涡流反应室(6)、第三折板涡流反应室(7)和第四折板涡流反应室(8);其中，第一折板涡流反应室(5)与第二折板涡流反应室(6)底部相通，第二涡流反应室(6)与第三折板涡流反应室(7)顶部相通，第三折板涡流反应室(7)与第四折板涡流反应室(8)底部相通;
原水在第一至第四折板涡流反应室完成絮凝阶段后，经过过渡区(9)流入斜管沉淀单元的缓冲区(12)，然后在斜管区(13)内完成沉淀阶段，沉淀后清水区(14)的清水经集水槽(15)、出水渠(16)，最后由出水管(17)流出;
第一折板涡流反应室(5)与第二折板涡流反应室(6)和第三折板涡流反应室与第四折板涡流反应室产生的絮凝体沉淀物分别由第一排泥管(20)和第二排泥管(21)收集;斜管区(13)产生的沉淀物因重力下沉至缓冲区(12)底部的污泥层(18)，再由污泥斗(19)和第三排泥管(22)收集;三根排泥管收集的污泥最后统一收集，一部分污泥经回流管(24)回流至原水进水管(1)用来强化混凝效果，多余的污泥经放空管(25)排出，排泥系统中还设有高压反冲洗水管(23)，定期冲洗及扰动排泥管及污泥斗附近的污泥层，防止污泥在排泥管及池底淤积板结。
2.根据权利要求1所述的一种沉淀水处理方法，其特征在于：利用了折板絮凝和涡流絮凝的协同作用，提高了絮凝速率，具有良好的絮凝效果。
3.根据权利要求1所述的一种沉淀水处理方法，其特征在于：在絮凝单元设置了三段不同的折板，第一段为异波折板，即第一折板涡流反应室(5)和第二折板涡流反应室(6)，第二段为同波折板，即第三折板涡流反应室(7)和第四折板涡流反应室(7)，第三段为平行直板，即过渡区(9);根据絮凝理论，这样布置有助于絮体的成长，使混合反应尽量完全，且不造成絮体的破碎。
4.根据权利要求1所述的一种沉淀水处理方法，其特征在于：第一折板涡流反应室和第二折板涡流反应室内安放的Ⅰ型涡流反应器(4)为一直径为150mm的中空球体，球面开有一定尺寸的孔洞，开孔率为40%～55%。第三折板涡流反应室和第四折板涡流反应室安内放的Ⅱ型涡流反应器(10)为一直径为200mm的中空球体，球面开有一定尺寸的孔洞，开孔率为50%～70%。
5.根据权利要求1所述的一种沉淀水处理方法，其特征在于：在沉淀单元设置了斜管沉淀器(13)，强化了对细小颗粒物的沉淀，更好地保证了澄清池的沉淀效果和澄清效率，具有较高的表面水力负荷。
6.根据权利要求1所述的一种沉淀水处理方法，其特征在于：设置了污泥回流装置，即污泥回流管(24)，污泥回流能起到强化混凝的作用(其回流参数根据原水水质不同而分别控制不同的回流比等参数)，较好的混凝效果会使沉淀效率更好，同时排泥水得到资源化利用，不仅提高处理效率还节约水资源，减少污泥排放及处置量。
7.根据权利要求1所述的一种沉淀水处理方法，其特征在于：设置了高压反冲洗水管(23)，能够定期冲洗起到扰动污泥层和松动板结污泥的作用，防止池底污泥淤积。
8.根据权利要求1所述的一种沉淀水处理方法，其特征在于：所述第一折板涡流反应室(5)中具有折板反应器(3)和Ⅰ型涡流反应器(4);过渡区(9)和斜管沉淀单元的缓冲区(12)之间具有一配水孔(11)。
说明书
一种沉淀水处理方法
技术领域
本发明属于环境保护领域，涉及一种折板涡流协同絮凝及斜管沉淀水处理方法，它主要用于城镇老水厂的改造及扩建和乡镇安全饮用水处理工程中，它是基于折板微涡流协同混凝技术、浅池理论基础和污泥回流强化混凝理论上而提出的。
背景技术
当前，我国城市供水行业面临水源水质污染、供水水质标准提高的双重压力，另外饮水困难长期困扰着我国农村及部分乡镇地区，严重制约了当地居民生活条件的改善和农村经济的发展。解决农村及部分乡镇饮水安全是党中央、国务院高度重视和广大农民群众迫切需要的一项民生工程，是贯彻落实科学发展观的具体体现。结合我国城镇发展趋势及当前经济情况，改进和强化传统净水处理工艺是目前水厂提高产水量和改善出水水质较为经济有效的技术手段之一。
澄清池是一种将絮凝反应过程与澄清分离过程综合于一体的构筑物。目前在我国水处理中普遍使用的澄清池不少都面临老化、产水效率低、出水水质差等问题。如处理水量较大的机械搅拌澄清池，存在着机械投资及维修麻烦等缺点;水力循环澄清池存在着泥渣回流量难以控制，适应性差等缺点。用在农村及部分乡镇安全饮用水工程中都有一些不足之处，因此迫切需要技术改造以适应新形势下城镇及农村用户对水量及水质的需求。国外研制的新型澄清技术，因其是专利产品，设备、材料价格相对较贵，投资很高，很难在国内大面积推广。因此研制一种较优化的、操作简单、运行维护方便的经济高效澄清技术以适应农村安全饮用水工程就显得十分必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于城镇老水厂的改造及扩建和农村安全饮水工程中的折板涡流协同絮凝及斜管沉淀水处理方法
本发明采用如下技术方案
一种沉淀水处理方法，加入混凝剂的原水从进水管经管式混合器依次流经第一折板涡流反应室、第二折板涡流反应室、第三折板涡流反应室和第四折板涡流反应室;其中，第一折板涡流反应室与第二折板涡流反应室底部相通，第二涡流反应室与第三折板涡流反应室顶部相通，第三折板涡流反应室与第四折板涡流反应室底部相通;原水在第一-第四折板涡流反应室完成絮凝阶段后，经过过渡区流入斜管沉淀单元的缓冲区，然后在斜管区内完成沉淀阶段，沉淀后清水区的清水经集水槽、出水渠，最后由出水管流出;第一折板涡流反应室与第二折板涡流反应室和第三折板涡流反应室与第四折板涡流反应室产生的絮凝体沉淀物分别由第一排泥管和第二排泥管收集;斜管区产生的沉淀物因重力下沉至缓冲区底部的污泥层，再由污泥斗和第三排泥管收集;三根排泥管收集的污泥最后统一收集，一部分污泥经回流管回流至原水进水管用来强化混凝效果，多余的污泥经放空管排出，排泥系统中还设有高压反冲洗水管，定期冲洗及扰动排泥管及污泥斗附近的污泥层，防止污泥在排泥管及池底淤积板结。
有益效果：
其一，在絮凝反应单元设置了四个横向布置的折板涡流反应室，即第一折板涡流反应室、第二折板涡流反应室、第三折板涡流反应室和第四折板涡流反应室，且设置了三段不同的折板，第一段为异波折板，第二段为同波折板，第三段为平行直板，有助于絮体的成长，使混合反应尽量完全，且不造成絮体的破碎，同时在反应室内设置了两种型号的涡流絮凝反应器，且各反应室内的涡流反应时间、涡流区设置高度以及涡流反应器的组合搭配顺序及其开孔率控制根据处理原水水质而设计。加了混凝剂的水流通过折板及涡流反应器后，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，同时利用折板与涡流的协同絮凝作用，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。
其二，在澄清分离室内设置了斜管沉淀器，强化了对细小颗粒物的沉淀，更好地保证了澄清池的沉淀效果和澄清效率，具有较高的表面水力负荷。
其三，增设了污泥回流装置，将部分污泥回流至原水，与原水混合后再处理，起到了强化混凝的作用，同时排泥水得到资源化利用，不仅提高处理效率还节约水资源，减少污泥排放及处置量。系统回流参数根据原水水质不同而分别控制不同的回流比等参数，如表1所示。
其四，排泥系统中还设有高压反冲洗水管，定期冲洗及扰动排泥管及污泥斗附近的污泥层，防止污泥在排泥管及池底淤积板结。
该技术的应用，能够提高净水工艺的絮凝反应效率、缩短絮凝时间、减少水头损失、降低药耗、提高净水水质，而且还提高了沉淀的分离效率，减少了污泥的产量，具有较高的社会与经济效应。
本发明可以解决澄清池普遍存在的絮凝和净化效果较差、能耗较高等不足之处。本发明提供的一种折板涡流协同絮凝及斜管沉淀水处理方法是基于折板微涡流协同混凝技术、浅池理论基础和污泥回流强化混凝理论上而提出的。该技术主要包括折板微涡流协同反应技术、斜管沉淀分离技术和污泥回流强化混凝技术。
本发明的突出优点：能够在保持现有澄清池的大部分结构的情况下，对絮凝反应单元进行适当的改造，并在其中辅助安放折板涡流反应器，能够获得好的净化效果。针对不同的水质，通过控制水流速度与涡流反应器的开孔率，同时调节回流污泥的回流比等参数，进而获得更好的净化效果。