申请日2009.11.06
公开(公告)日2010.04.14
IPC分类号C02F1/52; C02F9/02
摘要
序批式水处理的方法，它涉及一种用于水处理的混合反应沉淀方法。本发明解决了现有连续式水处理混凝沉淀方法存在絮凝效果差、沉淀区排泥不畅、无法实现静止沉淀及对冲击负荷过于敏感的问题。方法：一、进水混合阶段;二、絮凝阶段;三、沉淀阶段;四、沉淀阶段;五、闲置阶段：反应沉淀池出水静置，然后经过过滤、消毒处理，即完成水处理。采用本发明序批式水处理的方法使絮凝率提高了30.5%～48.2%;采用本发明方法不但解决了沉淀区排泥不畅的问题，还使得沉淀区的排泥量可控;可实现静止沉淀，也不会发生冲击负荷敏感的问题。本发明的序批式水处理的方法所需设备简单，价格更加低廉，这样将降低水处理成本。
权利要求书
1.序批式水处理的方法，其特征在于序批式水处理的方法按以下步骤进行：一、进水混合阶段：将待处理水通入反应沉淀池，控制反应沉淀池中泥渣的浓度为500～2000mg/L，投加混凝剂;二、絮凝阶段：通过控制搅拌速度和搅拌时间进行搅拌;三、沉淀阶段：静置沉淀30～90min，出水量为反应沉淀池体积的1/2～3/4，沉淀出水浊度控制在0.1～1.0NTU;四、排水阶段：反应沉淀池排水，而后保留泥渣量为反应沉淀池体积的1/4～1/2;五、闲置阶段：反应沉淀池出水静置0～24h，然后反应沉淀池出水经过过滤、消毒处理，即完成水处理;其中步骤一中混凝剂与待处理水同时加入反应沉淀池或通入待处理水后1～3min内再投加混凝剂，混凝剂为硫酸铝、PAC、PAM或复合铝铁，在待处理水的浊度为2.0～1000NTU条件下每升待处理水投加20～100mg的硫酸铝、每升待处理水投加2～30mg的PAC、每升待处理水投加0.5～2mg的PAM或每升待处理水投加5.0～20mg的复合铝铁;步骤二中在絮凝阶段每升待处理水助凝剂投加量为0～5mg，助凝剂为聚丙酰胺、骨胶、海藻酸钠或活性硅酸。
2.根据权利要求1所述的序批式水处理 的方法，其特征在于步骤一中泥渣的浓度为700～1600mg/L。
3.根据权利要求1或2所述的序批式水处理的方法，其特征在于步骤一中通入待处理水后2min内再投加混凝剂。
4.根据权利要求3所述的序批式水处理 的方法，其特征在于步骤二中在絮凝阶段每升待处理水助凝剂投加量为0.5～3.5mg。
5.根根据权利要求1、2或4所述的序批式水处理的方法，其特征在于步骤二中投加助凝剂，投加助凝剂后继续搅拌2～5min。
6.根据权利要求5所述的序批式水处理的方法，其特征在于步骤二中搅拌为一级搅拌、两级搅拌或三级搅拌;一级搅拌为：在搅拌速度为60～150r/min条件下搅拌时间5～15min;两级搅拌为：先在搅拌速度为100～150r/min条件下搅拌1～3min，然后在搅拌速度为60～100r/min条件下搅拌3～10min;三级搅拌：先在搅拌速度为120～150r/min条件下搅拌1～3min，然后在搅拌速度为60～100r/min条件下搅拌4～6min，再在搅拌速度为40～60r/min条件下搅拌4～6min。
7.根据权利要求1、2、4或6所述的序批式水处理的方法，其特征在于步骤三中静置沉淀时间为40～80min。
8.根据权利要求7所述的序批式水处理的方法，其特征在于步骤三中出水量为反应沉淀池体积的2/3。
9.根据权利要求1、2、4、6或8所述的序批式水处理的方法，其特征在于步骤三中沉淀出水浊度控制在0.3～0.7NTU。
10.根据权利要求9所述的序批式水处理的方法的方法，其特征在于步骤五中应沉淀池出水静置0.5～16h。
说明书
序批式水处理的方法
技术领域
本发明涉及一种用于水处理的混合反应沉淀方法。
背景技术
近年来，随着人类社会的迅速发展，工业企业的快速发达，水污染问题越来越严重，一方面，原水水质污染日益严重;另一方面目前国家出台一系列新指示，要求至2010年县级以上的水厂出水水质均需达到106项现行饮用水水质指标;而目前在水处理领域效果最好的为混凝反应沉淀方法，此方法具有布置紧凑、建设周期短和造价相对低廉的优点，但是该方法都为连续式，此方式存在絮凝效果差、沉淀区排泥不畅、无法实现静止沉淀及对冲击负荷过于敏感的问题，进而影响工艺的应用推广。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有连续式水处理混凝沉淀方法存在絮凝效果差、沉淀区排泥不畅、无法实现静止沉淀及对冲击负荷过于敏感的问题，而提供一种序批式水处理的方法。
序批式水处理的方法按以下步骤进行：一、进水混合阶段：将待处理水通入反应沉淀池，控制反应沉淀池中泥渣的浓度为500～2000mg/L，投加混凝剂;二、絮凝阶段：通过控制搅拌速度和搅拌时间进行搅拌;三、沉淀阶段：静置沉淀30～90min，出水量为反应沉淀池体积的1/2～3/4，沉淀出水浊度控制在0.1～1.0NTU;四、排水阶段：反应沉淀池排水，而后保留泥渣量为反应沉淀池体积的1/4～1/2;五、闲置阶段：反应沉淀池出水静置0～24h，然后反应沉淀池出水经过过滤、消毒处理，即完成水处理;其中步骤一中混凝剂与待处理水同时加入反应沉淀池或通入待处理水后1～3min内再投加混凝剂，混凝剂为硫酸铝、PAC、PAM或复合铝铁，在待处理水的浊度为2.0～1000NTU条件下每升待处理水投加20～100mg的硫酸铝、每升待处理水投加2～30mg的PAC、每升待处理水投加0.5～2mg的PAM或每升待处理水投加5.0～20mg的复合铝铁;步骤二中在絮凝阶段每升待处理水助凝剂投加量为0～5mg，助凝剂为聚丙酰胺、骨胶、海藻酸钠或活性硅酸。
采用本发明序批式水处理的方法是通过步骤一及步骤二添加的混凝剂和助凝剂使絮凝效果大大提高。在工艺中的混合絮凝阶段形成悬浮泥渣层，絮凝效率提高30.5%～48.2%。
采用本发明序批式水处理的方法由于充分利用泥渣的活性，使药剂(混凝剂和助凝剂)消耗减少，可节省药耗30%～50%。
采用本发明序批式水处理的方法不但解决了沉淀区排泥不畅的问题，还使得沉淀区(反应沉淀池)的排泥量可控。
采用本发明序批式水处理的方法的方法可实现静止沉淀，也不会发生冲击负荷敏感的问题。
本发明的序批式水处理的方法所需设备简单，价格更加低廉，这样将降低水处理成本。
本发明序批式水处理的方法中单独采用一组反应沉淀池时适用于小规模(小村镇)的间歇式处理和用水;如多组反应沉淀池并联组合，将进水采用统一管道或通过阀门控制，此方式采用分别进水、絮凝、沉淀的方式交错运行，这种方法适用于规模大的水厂。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式序批式水处理的方法按以下步骤进行：一、进水混合阶段：将待处理水通入反应沉淀池，控制反应沉淀池中泥渣的浓度为500～2000mg/L，投加混凝剂;二、絮凝阶段：通过控制搅拌速度和搅拌时间进行搅拌;三、沉淀阶段：静置沉淀30～90min，出水量为反应沉淀池体积的1/2～3/4，沉淀出水浊度控制在0.1～1.0NTU;四、排水阶段：反应沉淀池排水，而后保留泥渣量为反应沉淀池体积的1/4～1/2;五、闲置阶段：反应沉淀池出水静置0～24h，然后反应沉淀池出水经过过滤、消毒处理，即完成水处理;其中步骤一中混凝剂与待处理水同时加入反应沉淀池或通入待处理水后1～3min内再投加混凝剂，混凝剂为硫酸铝、PAC、PAM或复合铝铁，在待处理水的浊度为2.0～1000NTU条件下每升待处理水投加20～100mg的硫酸铝、每升待处理水投加2～30mg的PAC、每升待处理水投加0.5～2mg的PAM或每升待处理水投加5.0～20mg的复合铝铁;步骤二中在絮凝阶段每升待处理水助凝剂投加量为0～5mg，助凝剂为聚丙酰胺、骨胶、海藻酸钠或活性硅酸。
本实施方式步骤一中泥渣的浓度根据待处理水体中的胶体、悬浮物、混凝剂或助凝剂构成，也可在低浊度条件下，通过投加活性炭、无烟煤或石英砂添料作为载体来保持。
本实施方式步骤五中过滤、消毒处理均采用常规手段。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中泥渣的浓度为700～1600mg/L。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中泥渣的浓度为1000mg/L。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是骤一中泥渣的浓度为1200mg/L。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四不同的是步骤一中通入待处理水后2min内再投加混凝剂。其它步骤及参数与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五不同的是步骤二中在絮凝阶段每升待处理水助凝剂投加量为0.5～3.5mg。其它步骤及参数与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式五不同的是步骤二中在絮凝阶段每升待处理水助凝剂投加量为1.5～3.0mg。其它步骤及参数与具体实施方式五相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式五不同的是步骤二中在絮凝阶段每升待处理水助凝剂投加量为2.5mg。其它步骤及参数与具体实施方式五相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一、二、三、四、六、七或八不同的是步骤二中投加助凝剂，投加助凝剂后继续搅拌2～5min。其它步骤及参数与具体实施方式一、二、三、四、六、七或八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一、二、三、四、六、七或八不同的是步骤二中投加助凝剂，投加助凝剂后继续搅拌3min。其它步骤及参数与具体实施方式一、二、三、四、六、七或八相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式九或十不同的是步骤二中搅拌为一级搅拌、两级搅拌或三级搅拌;一级搅拌为：在搅拌速度为60～150r/min条件下搅拌时间5～15min;两级搅拌为：先在搅拌速度为100～150r/min条件下搅拌1～3min，然后在搅拌速度为60～100r/min条件下搅拌3～10min;三级搅拌：先在搅拌速度为120～150r/min条件下搅拌1～3min，然后在搅拌速度为60～100r/min条件下搅拌4～6min，再在搅拌速度为40～60r/min条件下搅拌4～6min。其它步骤及参数与具体实施方式九或十相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式九或十不同的是步骤二中搅拌为一级搅拌、两级搅拌或三级搅拌;一级搅拌为：在搅拌速度为80～120r/min条件下搅拌时间6～12min;两级搅拌为：先在搅拌速度为110～140r/min条件下搅拌1.5～2.5min，然后在搅拌速度为70～90r/min条件下搅拌4～8min;三级搅拌：先在搅拌速度为130～140r/min条件下搅拌1.5～2.5min，然后在搅拌速度为70～90r/min条件下搅拌4.5～5.5min，再在搅拌速度为45～55r/min条件下搅拌4.5～5.5min。其它步骤及参数与具体实施方式九或十相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式九或十不同的是步骤二中搅拌为一级搅拌、两级搅拌或三级搅拌;一级搅拌为：在搅拌速度为100r/min条件下搅拌时间8min;两级搅拌为：先在搅拌速度为120r/min条件下搅拌2min，然后在搅拌速度为80r/min条件下搅拌6min;三级搅拌：先在搅拌速度为135r/min条件下搅拌2min，然后在搅拌速度为80r/min条件下搅拌5min，再在搅拌速度为50r/min条件下搅拌5min。其它步骤及参数与具体实施方式九或十相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一、二、三、四、六、七、八、十一、十二或十三不同的是步骤三中静置沉淀时间为40～80min。其它步骤及参数与具体实施方式一、二、三、四、六、七、八、十一、十二或十三相同。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式一、二、三、四、六、七、八、十一、十二或十三不同的是步骤三中静置沉淀时间为30～70min。其它步骤及参数与具体实施方式一、二、三、四、六、七、八、十一、十二或十三相同。
具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式一、二、三、四、六、七、八、十一、十二或十三不同的是步骤三中静置沉淀时间为50min。其它步骤及参数与具体实施方式一、二、三、四、六、七、八、十一、十二或十三相同。
具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式十四、十五或十六不同的是步骤三中出水量为反应沉淀池体积的2/3。其它步骤及参数与具体实施方式十四、十五或十六相同。
具体实施方式十八：本实施方式与具体实施方式一、二、三、四、六、七、八、十一、十二、十三或十七不同的是步骤三中沉淀出水浊度控制在0.3～0.7NTU。其它步骤及参数与具体实施方式一、二、三、四、六、七、八、十一、十二、十三或十七相同。
具体实施方式十九：本实施方式与具体实施方式一、二、三、四、六、七、八、十一、十二、十三或十七不同的是步骤三中沉淀出水浊度控制在0.5NTU。其它步骤及参数与具体实施方式一、二、三、四、六、七、八、十一、十二、十三或十七相同。
具体实施方式二十：本实施方式与具体实施方式一至十九不同的是步骤四中保留泥渣量为反应沉淀池体积的1/3。其它步骤及参数与具体实施方式一至十九相同。
具体实施方式二十一：本实施方式与具体实施方式十八或十九不同的是步骤五中应沉淀池出水静置0.5～16h。其它步骤及参数与具体实施方式十八或十九相同。
具体实施方式二十二：本实施方式与具体实施方式十八或十九不同的是步骤五中应沉淀池出水静置1h。其它步骤及参数与具体实施方式十八或十九相同。
具体实施方式二十三：本实施方式与具体实施方式十八或十九不同的是步骤五中应沉淀池出水静置5h。其它步骤及参数与具体实施方式十八或十九相同。
具体实施方式二十四：本实施方式序批式水处理的方法按以下步骤进行：一、进水混合阶段：将待处理水通入反应沉淀池，控制反应沉淀池中泥渣的浓度为1000mg/L，投加硫酸铝;二、絮凝阶段：先在搅拌速度为120r/min条件下搅拌2min，然后在搅拌速度为70r/min条件下搅拌8min，而后在投加活性硅酸;三、沉淀阶段：静置沉淀60min，出水量为反应沉淀池体积的2/3，沉淀出水浊度控制在0.5NTU;四、排水阶段：反应沉淀池排水，而后保留泥渣量为反应沉淀池体积的1/3;五、闲置阶段：反应沉淀池出水静置8h，然后反应沉淀池出水经过过滤、消毒处理，即完成水处理;其中步骤一中硫酸铝与待处理水同时加入反应沉淀池，在待处理水的浊度为50NTU条件下每升待处理水中投加27mg的硫酸铝;步骤二中在絮凝阶段每升待处理水活性硅酸投加量为3mg。
本实施方式步骤一中泥渣的浓度根据待处理水体中的胶体、悬浮物、混凝剂或助凝剂构成，也可在低浊度条件下，通过投加活性炭、无烟煤或石英砂添料作为载体来保持。
本实施方式步骤五中过滤、消毒处理均采用常规手段。
本实施方式的处理方法通过步骤一及步骤二添加的硫酸铝和活性硅酸使絮凝效果大大提高(絮凝率提高了43.6%)。
采用本实施方式的处理方法由于充分利用泥渣的活性，使药剂(硫酸铝和活性硅酸)消耗减少，可节省药耗42%。
本实施方式的处理方法不但解决了沉淀区排泥不畅的问题，还使得控制沉淀区(反应沉淀池)排泥量为反应沉淀池体积的1/3。
本实施方式的处理方法可实现静止沉淀，也不会发生冲击负荷敏感的问题。
本实施方式的处理方法所需设备简单，价格更加低廉，这样将降低水处理成本。
具体实施方式二十五：本实施方式序批式水处理的方法按以下步骤进行：一、进水混合阶段：将待处理水通入反应沉淀池，控制反应沉淀池中泥渣的浓度为1400mg/L，投加复合铝铁;二、絮凝阶段：先在搅拌速度为140r/min条件下搅拌3min，然后在搅拌速度为80r/min条件下搅拌6min，再在搅拌速度为40r/min条件下搅拌5min;三、沉淀阶段：静置沉淀80min，出水量为反应沉淀池体积的1/2，沉淀出水浊度控制在0.3NTU;四、排水阶段：反应沉淀池排水，而后保留泥渣量为反应沉淀池体积的1/3;五、闲置阶段：反应沉淀池出水静置10h，然后反应沉淀池出水经过过滤、消毒处理，即完成水处理;其中步骤一中复合铝铁与待处理水同时加入反应沉淀池，在待处理水的浊度为200NTU条件下每升待处理水中投加6mg的复合铝铁。
本实施方式步骤一中泥渣的浓度由待处理水体中的胶体、悬浮物、混凝剂或助凝剂实现，也可在低浊度条件下，通过投加活性炭、无烟煤或石英砂添料作为载体来保持。
本实施方式步骤五中过滤、消毒处理均采用常规手段。
本实施方式的处理方法通过步骤一添加的复合铝铁使絮凝效果大大提高(絮凝率提高了38.9%)。
采用本实施方式的处理方法由于充分利用泥渣的活性，使药剂(复合铝铁)消耗减少，可节省药耗36.4%。
本实施方式的处理方法不但解决了沉淀区排泥不畅的问题，还使得控制沉淀区(反应沉淀池)排泥量为反应沉淀池体积的1/2。
本实施方式的处理方法可实现静止沉淀，也不会发生冲击负荷敏感的问题。
本实施方式的处理方法所需设备简单，价格更加低廉，这样将降低水处理成本。
具体实施方式二十六：本实施方式序批式水处理的方法按以下步骤进行：一、进水混合阶段：将待处理水通入反应沉淀池，控制反应沉淀池中泥渣的浓度为2000mg/L，投加PAC;二、絮凝阶段：在搅拌速度为150r/min条件下搅拌时间10min;三、沉淀阶段：静置沉淀80min，出水量为反应沉淀池体积的1/2，沉淀出水浊度控制在0.3NTU;四、排水阶段：反应沉淀池排水，而后保留泥渣量为反应沉淀池体积的1/3;五、闲置阶段：反应沉淀池出水出水经过过滤、消毒处理，即完成水处理;其中步骤一中通入待处理水后2min内再投加PAC，在待处理水的浊度为500NTU条件下每升待处理水中投加18mg的PAC;步骤二中在絮凝阶段每升待处理水骨胶投加量为3mg。
本实施方式步骤一中泥渣的浓度根据待处理水体中的胶体、悬浮物、混凝剂或助凝剂构成，也可在低浊度条件下，通过投加活性炭、无烟煤或石英砂添料作为载体来保持。
本实施方式步骤五中过滤、消毒处理均采用常规手段。
本实施方式的处理方法通过步骤一添加的PAC和步骤二添加的骨胶使絮凝效果大大提高(絮凝率提高了47.6%)。
采用本实施方式的处理方法由于充分利用泥渣的活性，使药剂(PAC和骨胶)消耗减少，可节省药耗46.5%。
本实施方式的处理方法不但解决了沉淀区排泥不畅的问题，还使得控制沉淀区(反应沉淀池)排泥量为反应沉淀池体积的1/3。
本实施方式的处理方法将不会发生冲击负荷敏感的问题。
本实施方式的处理方法所需设备简单，价格更加低廉，这样将降低水处理成本。