申请日2006.12.01
公开(公告)日2007.07.11
IPC分类号B01D21/00
摘要
本发明是在国内首次引进的微砂辅助混凝沉淀(Actiflo)水处理工艺技术基础上，结合原水水质现状，打破了泥水排放量为工艺设计水处理能力的3%或6%的限制，有效地减少了泥水排放量，使该工艺能与水厂即定设施更好地衔接。具体地说，将排泥水直接回用到其它一条生产线，进行再处理;减少泥砂分离器的工作台数，将进入其内的泥砂直接回用到本生产线线;降低循环泵的流量，用较少泥砂分离器台数对更高浓度的沉淀池底部泥砂进行分离。以上三种技术都能减少泥水排放量，使根据原水水质来调节该工艺泥水排放量更容易。运行监测数据表明，技术改进前后，各运行参数和出水水质相同。
权利要求书
1.微砂辅助混凝沉淀水处理工艺中的排泥水体内循环利用。该发明是针对微砂 辅助混凝沉淀水处理(Actiflo)工艺中泥水排放的一种技术改进，可以通过三 种方式来减少该工艺泥水排放量，即：将排泥水直接回用到生产线前端，直接 回用进入分离器的泥砂，用更高浓度的沉淀池泥砂进行泥砂分离。该技术解决 了微砂辅助混凝沉淀工艺技术排泥水较大的缺陷，充分利用了现有工艺管线， 保留了依照原工艺设计排放泥水的设施，根据原水水质来调整泥水排放量更容 易。运行监测数据表明，技术改进前后，各工艺运行参数和出水水质相同。
2.根据权利要求1所述排泥水直接回用到生产线前端，其特征是：针对多条 Actiflo工艺生产线，选择排放一条或几条生产线的泥水，其它生产线的泥水直 接回用到这一条或几条生产线前端(混凝池或投加池)，调整这一条或几条生产 线的药剂(聚丙烯酰氨和聚合氯化铝)投加量，满足其内水浊度增加的需要， 以保证出水水质。
3.根据权利要求1所述直接回用进入分离器的泥砂，其特征是：针对一台泥砂 循环泵对应多台泥砂分离器，将其中一台或几台泥砂分离器分离出的泥水直接 排出，停止其它泥砂分离器的运行，而将进入未运行的泥砂分离器的泥砂直接 回用到投加池。
4.根据权利要求1所述用更高浓度的沉淀池泥砂进行泥砂分离，其特征是：针 对一台泥砂循环泵对应多台泥砂分离器，降低泥砂循环泵流量，并使泥砂循环 泵出口压力和流量仅满足其中一台或几台旋流分离器工作要求，排放这一台或 几台旋流分离器分离出的泥水，其它分离器停止运行。由于泥砂循环泵的流量 降低，沉淀池底部泥砂浓度提高，实现了减少泥砂循环流量，用高浓度沉淀池 泥砂进行循环分离来减少排泥水量。
说明书
微砂辅助混凝沉淀水处理工艺中的排泥水体内循环利用
技术领域
微砂辅助混凝沉淀水处理(Actiflo)工艺属于常规水处理工艺中的混凝、沉 淀、过滤、消毒等工艺的前两部分，该工艺使用微砂来加快絮体沉降速度，且 微砂作为混凝阶段絮体形成的凝聚核，结合聚丙烯酰氨(PAM)共同辅助絮体 的形成，从而使沉淀池能在更高的表面负荷下运行。该技术在国外已得到应用， 国内仍处于引进、消化吸收阶段。本发明是在引进Actiflo工艺技术的基础上， 通过实践研究，解决了该工艺技术泥水排放量较大的缺陷，减轻了水厂泥水接 受单元的负担，使该工艺同水厂既有处理设施更好的衔接;突破了工艺排泥水 最低为处理能力的3%或6%限制，使根据原水水质状况来调整泥水排放量更容 易;降低了排泥水再回用的成本费用增加和水量损失，具有可观的经济价值。
技术背景
由于原水水质的复杂化，常规水处理工艺正面临挑战，提高混凝沉淀阶段 的处理效果就是改善常规水处理工艺对原水水质适应性的重要选择之一。通常 情况下，常规水处理工艺在原水中仅投加絮凝剂，搅拌混合过程中形成的絮体 小、密实程度较低，从而絮体沉降速度低，且工艺耐水质突然变化、处理负荷 突然增加的能力较差;为此，必需有较大的沉淀面积来达到絮体沉淀时间的要 求。Actiflo工艺能较好地解决常规水处理工艺的以上缺陷，其具有混凝时间短、 絮体沉降快、对原水水质适应范围宽、藻类去除率高、占地面积小等优点，在 水处理业受到广泛关注。
Actiflo工艺由混凝池、投加池、熟化池和沉淀池四部分组成，依次在池中 投加混凝剂(聚合氯化铝PAC)、微砂、助凝剂(聚丙烯酰氨)，分别进行机械 搅拌，混合反应，形成的絮体在沉淀池中沉淀;沉淀池上部设有斜管，以增加 沉淀区面积，提高沉淀效果。沉淀池的上清液经过集水槽流入水处理工艺的下 一处理工序(滤池)。沉积于沉淀池底部的泥砂水由循环泵送入泥砂旋流分离器 (以下简称分离器)，通过离心力进行泥砂分离，分离出的微砂再次进入投加池， 实现微砂循环使用，而分离出的泥水排放到水厂污泥处理单元。泥水排放中损 失的微砂约为3g/m3，通过补充等量新微砂来保持工艺系统内微砂浓度的恒定。
相比传统混凝沉淀工艺，该工艺在运行参数、出水水质等方面具有明显优 势，但其泥水排放量较大，为设计水处理能力的3%或6%，是传统工艺(机械 加速澄清、波纹板反应沉淀等)十几倍。以本单位在国内首次引进建设的四条 Actiflo工艺(2005年6月完成工程建设，并投入生产运行)生产线为例，相同 设计的四条生产线总处理能力为330000m3/日，其排泥水量达到9000m3/日，污 泥处理单元和排放管路无法接纳这些泥水，造成水量损失，而进行相应改造又 需要巨大投资。由于原水水质较好，常年浊度在5.0NTU以下，Actiflo工艺生产 线的排泥水中泥含量较低，其浊度仅为10.0～20.0NTU左右;而传统工艺排泥 水中泥含量远高于Actiflo工艺泥水中泥含量。这是研究减少Actiflo工艺排泥水 量的技术基础;如果能充分利用现有设备和工艺管线来实现排泥水量的减少， 将更有助于该工艺的推广应用，这也就成为技术改进的方向。
发明内容
针对本单位引进建设的四条Actiflo工艺生产线，将其中三条生产线的排泥 水直接回用到第二条生产线的混凝池或投加池，且第二条生产线的排泥水仍直 接排到水厂污泥处理单元，由此，排泥水量降到原设计值的四分之一(见图1 和图2)。第二条生产线接纳其它生产线的排泥水后，水浊度增加，生产运行中 根据烧杯实验及实际生产水质数据，调整PAC和PAM的投加量。经过半年的 运行，四条生产线的出水水质、微砂浓度与原设计相同。推而广之，针对多条 独立的Actiflo工艺生产线，可以仅排放一条或几条生产线的泥水，而其它生产 线的泥水直接再回用到这一条或几条生产线，从而减少Actiflo工艺的总泥水排 放量。
本单位建设的每条Actiflo工艺生产线有两台泥砂循环泵(以下简称循环 泵)，每台泵对应两台分离器运行。在不改变循环泵运行工况下，关闭任一台分 离器的前后阀门，使该分离器停止运行，并将原设计中进入该分离器的泥砂直 接送入投加池;另一台泥砂分离器正常运行，分离出的泥水直接排到污泥处理 单元(见图3和图4)。此技术将每条Actiflo工艺泥水排放量减少一半。推而广之， 针对每台循环泵对应多台分离器的生产线，将进入一台或几台分离器的泥砂直 接回用到投加池，关闭这一台或几台分离器的前后阀门，使其停止运行;将其 它分离器用于泥砂分离，并排放分离出的泥水。
依据每条Actiflo工艺生产线的一台泵对应两台分离器，关闭其中一台分离器 的前后阀门，使其停止运行，降低循环泵的流量，使循环泵的出口压力和流量 仅满足另一台分离器的运行要求(如调整循环泵出口阀门开度)，泥砂全部进入 另一台分离器，分离出的排泥水直接排到污泥处理单元(见图5和图6)。推而广 之，针对一台泥砂循环泵对应多台分离器运行的生产线，降低循环泵的流量， 使循环泵出口压力和流量仅适合其中一台或几台分离器的运行要求，且泥砂水 全部送入这一台或几台分离器，分离出的泥水直接排到污泥处理单元;关闭其 它分离器前后阀门，使其停止运行。由于泥砂循环泵的流量降低，沉淀池底部 泥砂浓度提高，实现了减少泥砂循环流量，用高浓度沉淀池泥砂进行循环分离 来减少排泥水量，且保持了工运系统内部的微砂浓度恒定。
以上三种技术都能有效减少Actiflo工艺的排泥水量，可根据原水水质和 水厂配套设施情况选择使用;且技术改进措施可保留原设计泥水排放设施，以 应变原水水质恶化下加大排泥水量的需要，使该工艺适应性更高。生产数据显 示，泥水排放量减少和泥水回用后，工艺运行稳定，生产线出水水质与原设计 相同。根据本单位对Actiflo工艺泥水排放的技术改进，泥水排放量可为设计 水处理能力的0.75%、1.5%、3.0%…，使得根据原水水质来调整泥水排放量 更具有可操作性。