申请日2018.04.11
公开(公告)日2018.08.21
IPC分类号C02F9/12
摘要
本发明公开了一种低温低浊水处理装置及处理方法，该低温低浊水处理装置包括：电解槽，电解槽内设置有电极板，电极板包括阴极板和可溶性阳极板，阴极板和可溶性阳极板与电源连接;电解槽外侧壁上设置有永磁体;沉淀池，沉淀池与电解槽通过中间输水管连通;沉淀池的底部排泥管分别与剩余污泥排放管和污泥回流管连通，污泥回流管的输出端与电解槽的底部进泥口连通，污泥回流管上设置有污泥回流泵;进水管，进水管的输出端与电解槽的底部进水口连通;出水管，出水管的输入端与沉淀池的出水口连通。采用本发明的技术方案处理后的出水能满足后续的普通砂滤池进水水质要求，确保净水厂出水能满足生活《饮用水卫生标准(GB5749‑2006)》标准。
权利要求书
1.一种低温低浊水处理装置，其特征在于，该低温低浊水处理装置包括：
电解槽，所述电解槽内设置有电极板，所述电极板包括阴极板和可溶性阳极板，所述阴极板和可溶性阳极板与电源连接;所述电解槽外侧壁上设置有永磁体;
沉淀池，所述沉淀池与所述电解槽通过中间输水管连通;所述沉淀池的底部排泥管分别与剩余污泥排放管和污泥回流管连通，所述污泥回流管的输出端与所述电解槽的底部进泥口连通，所述污泥回流管上设置有污泥回流泵;
进水管，所述进水管的输出端与所述电解槽的底部进水口连通;
出水管，所述出水管的输入端与所述沉淀池的出水口连通。
2.根据权利要求1所述的低温低浊水处理装置，其中，所述阴极板和可溶性阳极板分别为金属铝电极板和金属铁电极板。
3.根据权利要求1所述的低温低浊水处理装置，其中，所述阴极板和可溶性阳极板均为多个，多个所述阴极板和可溶性阳极板间隔设置。
4.根据权利要求1所述的低温低浊水处理装置，其中，所述电源为周期换向脉冲电源。
5.根据权利要求1所述的低温低浊水处理装置，其中，所述排泥管、剩余污泥排放管和污泥回流管上设置有阀门。
6.利用权利要求1-5中任意一项所述的低温低浊水处理装置的处理方法，其特征在于，该处理方法包括：
(1)低温低浊水在电解槽内进行电混凝和磁场磁化协同处理以及回流污泥强化混凝处理;
(2)然后经由中间输水管进入沉淀池，在沉淀池内进行沉降处理以使泥水分离，得到处理水和沉淀污泥;
(3)处理水经由出水管排出，沉淀污泥通过污泥回流管和剩余污泥排放管分别进行污泥回流和污泥排放。
7.根据权利要求6所述的低温低浊水处理装置，其中，步骤(1)中，所述低温低浊水在电解槽内的停留时间为8～30min。
8.根据权利要求6所述的低温低浊水处理装置，其中，步骤(1)中，电流密度4～35mA/cm2，极板间距为12～25mm，极板间的水流速度为10～35m/h，外加磁场强度为5～25mT。
9.根据权利要求6所述的低温低浊水处理装置，其中，步骤(3)中，污泥回流比为4～12%。
10.根据权利要求6所述的低温低浊水处理装置，其中，所述低温低浊水的温度不大于5℃，浊度为5-20NTU。
说明书
低温低浊水处理装置及处理方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，更具体地，涉及一种低温低浊水处理装置及处理方法。
背景技术
混凝作为水处理工艺流程中一个十分重要的环节，是先行工艺，该环节的好坏将直接影响到后续沉淀过滤工艺的处理效果，混凝一直是整个处理工艺流程中不可或缺的单元。但在北方气候严寒地区，由于每年冬季到次年春末季节，原水水温有半年左右时间处于低温低浊状态，一般水温在5℃或5℃以下，浊度为5～20NTU。由于浊度低，粘土等大颗粒物质含量少，水中杂质浓度小，导致部分絮体失去了碰撞的条件，颗粒接触、碰撞的几率低，不利于颗粒碰撞沉降，进而导致处理效果不好;温度低，意味着小颗粒的扩散运动将减弱，水分子的水化膜作用增强，水的粘性系数增大，分子热运动缓慢，胶体颗粒ξ电位高，相互碰撞机率少，胶体稳定性增强，致使水质难于处理。另外，水温低也影响药剂的水解，水解不完善导致混凝效果不佳，絮体小而松散，沉淀很难将形成的絮凝体杂质颗粒予以去除。
为达到保证水厂的水质与水量、降低水厂运营成本的目的，普遍增加深度处理是不现实的，因此，有必要提供一种强化混凝来改善出水水质的方法，使其满足规范要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种能有效地对低温低浊水进行强化混凝处理的方法，使得处理后的出水能满足净水厂后续的普通砂滤池进水水质要求，确保净水厂出水能满足生活《饮用水卫生标准(GB5749-2006)》。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种低温低浊水处理装置，该低温低浊水处理装置包括：
电解槽，所述电解槽内设置有电极板，所述电极板包括阴极板和可溶性阳极板，所述阴极板和可溶性阳极板与电源连接;所述电解槽外侧壁上设置有永磁体;
沉淀池，所述沉淀池与所述电解槽通过中间输水管连通;所述沉淀池的底部排泥管分别与剩余污泥排放管和污泥回流管连通，所述污泥回流管的输出端与所述电解槽的底部进泥口连通，所述污泥回流管上设置有污泥回流泵;
进水管，所述进水管的输出端与所述电解槽的底部进水口连通;
出水管，所述出水管的输入端与所述沉淀池的出水口连通。
本发明的第二方面提供一种上述低温低浊水处理装置的处理方法，该处理方法包括：
(1)低温低浊水在电解槽内进行电混凝和磁场磁化协同处理以及回流污泥强化混凝处理;
(2)然后经由中间输水管进入沉淀池，在沉淀池内进行沉降处理以使泥水分离，得到处理水和沉淀污泥;
(3)处理水经由出水管排出，沉淀污泥通过污泥回流管和剩余污泥排放管分别进行污泥回流和污泥排放。
本发明的技术方案具有如下优点：
(1)本发明的技术方案采用外加磁场-电解混凝耦合工艺，并将沉淀污泥回流至电解槽对混凝进行强化，有效去除低温低浊水中的悬浮物质，胶体物质，不同分子量的有机物以及其他污染物质等;使处理后的出水能满足后续的普通砂滤池进水水质要求，确保净水厂出水能满足生活《饮用水卫生标准(GB5749-2006)》标准，并且本发明的低温低浊水处理装置工艺结构简单，运行可靠。
(2)本发明采用电解混凝技术，不需要专门的化学混凝剂，也省去药剂溶解、投加等一系列设备，避免了使用化学药剂引入的另一离子可能带来的污染;可通过控制电流来控制混凝剂的投加量，即可随原水污染物浓度不同而变换操作电流大小，来保证出水水质。
(3)本发明使电解混凝与磁场磁化在一个体系中同时作用，存在磁场对电解混凝的增效机制。另外将后续沉淀池的部分污泥进行回流，提高原水浊度，使原水中颗粒物质碰撞机会增多，同时外加磁场的作用有利于污泥颗粒的双电层减弱，污泥颗粒的Zeta电位升高，使得混凝过程中混合水的Zeta电位更接近0mV，使胶体颗粒的排斥力减少，促进絮体碰撞和聚集的速率，有效促进胶体颗粒表面电中和反应，使胶体颗粒脱稳凝聚成大颗粒，提高了混凝效果，从而克服了地表水浊度偏低带来的混凝效果差的问题。
(4)本发明采用周期换向脉冲电源进行电解反应，施加的是脉冲信号，因而电极上发生的反应时断时续，有利于电极表面的扩散，从而大大降低了电极的浓差极化导致的电极钝化;由于电极极性周期性变化，防止电极因产生氧化物而钝化，从而可以提高电解的效率，有利于可溶性电极的溶解和出水水质的稳定。
(5)本发明采用金属铝和金属铁作为电极材料，二者交替作为阴极和阳极电极，溶解产生的铝盐和铁盐产生复合共聚生成了复合型絮凝剂，在水中构成松散的网状结构，内外都具有很大的接触面，表面积大，吸附能力强，可以吸附很小的有机物，并用链状结构把杂质连接起来，形成絮体下沉，同时在下沉过程中相互吸附，使絮体颗粒体积增大，沉降速度加快，从而达到理想的混凝效果。