申请日2017.12.31
公开(公告)日2018.06.15
IPC分类号C02F9/04; C02F11/12
摘要
本发明公开一种给水处理装置，其中预处理模块与砂滤池连接，砂滤池与深度处理模块连接，深度处理模块与清水池连接;预处理模块、砂滤池和深度处理模块与污泥处理模块连接，污泥处理模块通过管道或渠道与预处理模块的入口连接;所述预处理模块、砂滤池、深度处理模块与污泥处理模块毗邻设置，并且所述预处理模块、砂滤池和深度处理模块位于所述污泥处理模块上部，所述预处理模块、砂滤池和深度处理模块与污泥处理模块通过渠道连接。本发明还公开一种给水处理方法。本发明能确保出水水质达到质的飞跃，生产废水得到有效处理，环境负担得以减轻，占地面积节省，经济效益明显。
权利要求书
1.一种给水处理装置，包括预处理模块、污泥处理模块、砂滤池、深度处理模块和清水池，其特征在于，所述预处理模块与所述砂滤池连接，所述砂滤池与所述深度处理模块连接，所述深度处理模块与所述清水池连接;所述预处理模块、砂滤池和深度处理模块与污泥处理模块连接，所述污泥处理模块通过管道与所述预处理模块的入口连接;所述预处理模块、砂滤池、深度处理模块与污泥处理模块毗邻设置，并且所述预处理模块、砂滤池和深度处理模块位于所述污泥处理模块上部，所述预处理模块、砂滤池和深度处理模块与污泥处理模块通过渠道连接。
2.根据权利要求1所述的一种给水处理装置，其特征在于，所述预处理模块包括预臭氧接触池、混合池、絮凝反应池和气浮沉淀池，所述预臭氧接触池与混合池相邻，且在池底部通过连通口连通;所述混合池与所述絮凝反应池相邻，且在池顶通过联通渠连通，所述絮凝反应池与所述气浮沉淀池相邻，且在池底通过穿孔花墙联通。
3.根据权利要求2所述的一种给水处理装置，其特征在于，所述预臭氧接触池上设置预臭氧投加装置和尾气破坏装置。
4.根据权利要求1所述的一种给水处理装置，其特征在于，所述气浮沉淀池包括池体、穿孔花墙、溶气水释放器、斜板装置、气浮集水管、排渣槽、刮渣机、刮泥机、积泥坑、排泥阀、沉淀出水堰、沉淀出水渠、气浮出水渠;所述穿孔花墙共设置2个，其中1个设于池体进水端底部侧墙，高度为池体高度的1/6，另外1个设于池体出水端斜板装置的尾部侧墙，高度为池体高度的1/2;所述溶气水释放器设于池体进水端底部穿孔花墙旁;所述斜板装置设于池内水面之下，长度为池体长度的2/3，高度为池体高度的1/2;所述气浮集水管紧贴斜板装置的底部设置，与气浮出水渠连接;所述排渣槽设于池体尾部，槽口位于水面上;所述刮渣机设于池体顶部的轨道上，所述刮渣机的底部设置刮板与水面接触，在运动过程中将水面的浮渣刮至排渣槽;所述刮泥机紧贴池体的底部设置，位于气浮集水管下部，所述刮泥机的底部设置刮板与所述池底表面接触，在运动过程中将池底污泥刮至积泥坑;所述排泥阀设于积泥坑底部;所述沉淀出水堰设于池体尾端，与池体尾端的穿孔花墙连接;所述气浮出水渠与沉淀出水堰相邻。
5.根据权利要求1所述的一种给水处理装置，其特征在于，所述深度处理模块包括主臭氧接触池、生物活性炭滤池和消毒接触池，所述所述主臭氧接触池、生物活性炭滤池、消毒接触池依次毗邻且通过连通渠相连。
6.根据权利要求1所述的一种给水处理装置，其特征在于，所述污泥处理模块包括反冲洗废水沉淀池、排渣排泥沉淀池、浮渣脱气池、污泥 浓缩池和污泥储池;所述反冲洗废水沉淀池、排渣排泥沉淀池、浮渣脱气池、污泥浓缩池和污泥储池依次毗邻设置且位于气浮沉淀池下方。
7.一种给水处理方法，基于权利要求1-6任一所述的给水处理装置，其包括的步骤如下：原水依次流经预臭氧接触池、混合池、絮凝反应池、气浮沉淀池、砂滤池、主臭氧接触池、生物活性炭滤池、消毒接触池和清水池，其特征在于，
(1)当原水浊度在0～70NTU的较低情况、或藻类含量大于等于6千万个/L的较高情况时，气浮沉淀池运行气浮工艺：絮凝反应池的出水进入气浮沉淀池，然后与溶气水释放器所释放的溶气水混合，絮体粘附溶气水释放的微小气泡后上浮至液面形成浮渣，与絮体分离后的清水经由气浮集水管收集后进入气浮出水渠，气浮出水渠的出水再进入砂滤池进行处理;
(2)当原水浊度大于70NTU的较高情况时，气浮沉淀池切换运行沉淀工艺：絮凝反应池絮凝反应后的水进入气浮沉淀池，然后流经斜板装置，絮体在斜板装置的阻挡下，滑至池底形成积泥，积泥由池底的刮泥机刮至池末端的积泥坑内，积泥坑底部的排泥阀打开，将积泥排至排渣排泥沉淀池;而与絮体分离的清水流经斜板装置后，流经池末端的穿孔花墙进入沉淀出水堰，再经由沉淀出水堰进入沉淀出水渠，沉淀出水渠的出水再进入砂滤池进行处理。
8.根据权利要求7所述的一种给水处理方法，其特征在于，生产废水处理过程中，气浮沉淀池的浮渣，由刮渣机刮入位于池末端的排渣槽，再流入浮渣脱气池，当浮渣脱气池装满后，通过池内的搅拌器将浮渣打散后脱气，脱气后的浮渣，由污泥泵抽吸至排渣排泥沉淀池，浮渣抽吸完成后，浮渣脱气池可再接纳浮渣;当排渣排泥沉淀池装满后，开始静止沉淀，当沉淀完成后，通过滗水器、上清液管及水泵将上清液抽吸回流至原水管，上清液抽吸完成后，通过污泥泵，将污泥抽吸至污泥浓缩池进行浓缩，污泥抽吸完成后，排渣排泥沉淀池可再接纳浮渣。
9.根据权利要求7所述的一种给水处理方法，其特征在于，生产废水处理过程中，絮凝反应池的污泥通过穿孔排泥管收集后流入排泥渠，再流经污泥管后进入排渣排泥沉淀池，当排渣排泥沉淀池装满后，开始静止沉淀，当沉淀完成后，通过滗水器及水泵抽吸上清液回流至原水管，上清液抽吸完成后，通过污泥泵，将污泥抽吸至污泥浓缩池进行浓缩，污泥抽吸完成后，排渣排泥沉淀池可再接纳污泥。
10.根据权利要求7所述的一种给水处理方法，其特征在于，生产废水处理过程中，砂滤池或生物活性炭滤池反冲洗排水，通过管道或渠道流入反冲洗废水沉淀池，当反冲洗废水沉淀池装满后，开始静止沉淀，当沉淀完成后，通过滗水器、上清液管及水泵抽吸上清液回流至原水管，上清液抽吸完成后，通过污泥泵，将污泥抽吸至污泥浓缩池进行浓缩，污泥抽吸完成后，反冲洗废水沉淀池可再接纳反冲洗排水。
11.根据权利要求7所述的一种给水处理方法，其特征在于，生产废水处理过程中，当污泥浓缩池装满后，开始沉淀浓缩，浓缩完成后，通过滗水器将上清液外排至市政管网，上清液排完后，通过污泥泵，将污泥抽吸至污泥储池，搅拌器同时工作，污泥浓缩池排空后，可再接纳排入的污泥，污泥储池内的污泥经过脱水处理后外运。
说明书
一种给水处理装置及处理方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，特别是一种给水处理装置及处理方法。
背景技术
常年浊度较低、藻类较高，偶尔浊度突发变高的原水，是国内外水处理领域的难题。现有技术中，给水厂处理工艺一般为“絮凝+沉淀+过滤”，已经运用几十年，处理稳定水质的原水效果尚且可以，但不能处理上述特殊水质的原水，其处理过程中存在不少无法克服的难题。
雨水较少的季节，原水浊度经常较低，常规的絮凝沉淀效果差，沉淀的水后含有大量细小悬浮颗粒，这种水进入砂滤池后，其中的细小悬浮颗粒容易穿透滤层，致使出厂水浊度较高。而雨季，暴雨过后，原水浊度突发变高，常规处理工艺抗冲击能力一般，经常出现调整不及时的问题，从而导致滤后水浊度较高。
原水中藻类的密度较低，经过絮凝后，生成的絮体小且密度低，造成沉淀工艺去除效果差;未能去除的藻类进入砂滤池，体型较大的藻类被滤池截流后，黏附于滤层，易于造成滤池阻塞，使滤池产水量下降，反冲洗耗水量增加;而体型较小的藻类容易穿透滤层，增加后续工艺处理难度;藻类容易附着在供水管网上，不断繁衍后，造成水质恶化;另外，加氯除藻会产生消毒副产物，提高了人体致癌的风险，饮用水的安全性下降。
原水中藻类大量繁殖后，会产生许多挥发性的和非挥发性的有机物质，这些有机物或其分解物会引起水的异嗅和异味，嗅味物质常规工艺难以去除，致使城市供水水质的感官性状不良，饮用水的安全性下降。
给水厂生产废水处理工艺，常规是比照污水厂的工艺进行，一般采用辐流式沉淀池，存在设计理念上的错误。因为给水厂生产废水的排放是不连续的、间歇的，而且给水厂污泥浓度较污水厂的低、给水厂污泥成分与污水厂的不同，采用连续运行的辐流式沉淀池要求连续运行、要求的污泥浓度和成分也不同，因此不仅运行容易出问题，而且占地面积巨大，造成极大的投资浪费。
发明内容
本发明的目的是为解决上述问题，提供一种给水处理装置，其能确保出水水质优于我国水质标准，达到欧盟水质标准，出水水质达到质的飞跃，而且生产废水得到有效处理，环境负担得以减轻。
本发明还提供一种基于上述给水处理装置的给水处理方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种给水处理装置，包括预处理模块、污泥处理模块、砂滤池、深度处理模块和清水池，所述预处理模块与所述砂滤池连接，所述砂滤池与所述深度处理模块连接，所述深度处理模块与所述清水池连接;所述预处理模块、砂滤池和深度处理模块与污泥处理模块连接，所述污泥处理模块通过管道与所述预处理模块的入口连接;所述预处理模块、砂滤池、深度处理模块与污泥处理模块毗邻设置，并且所述预处理模块、砂滤池和深度处理模块位于所述污泥处理模块上部，所述预处理模块、砂滤池和深度处理模块与污泥处理模块通过渠道连接。
所述预处理模块包括预臭氧接触池、混合池、絮凝反应池和气浮沉淀池，所述预臭氧接触池与混合池相邻，且在池底部通过连通口连通;所述混合池与所述絮凝反应池相邻，且在池顶通过联通渠连通，所述絮凝反应池与所述气浮沉淀池相邻，且在池底通过穿孔花墙联通。
所述预臭氧接触池、混合池、絮凝反应池以及气浮沉淀池间，各池之间的水头损失仅为0.1-0.4m，水头损失较各池体通过管道连接的传统工艺节约30%～50%，节约原水提升泵能耗8%～12%。
所述预臭氧接触池上设置预臭氧投加装置和尾气破坏装置，将未溶解到水中、散发至空气中的臭氧收集并破坏为氧气，降低臭氧对环境的危害。
所述混合池包括但不限于水力混合池、机械混合池。
所述絮凝反应池包括但不限于隔板絮凝池、折板絮凝池、网格(栅条)絮凝池或者机械絮凝池。
所述气浮沉淀池包括池体、穿孔花墙、溶气水释放器、斜板装置、气浮集水管、排渣槽、刮渣机、刮泥机、积泥坑、排泥阀、沉淀出水堰、沉淀出水渠、气浮出水渠;所述穿孔花墙共设置2个，其中1个设于池体进水端底部侧墙，高度为池体高度的1/6，宽度与池体宽度一致;另外1个设于池体出水端斜板装置的尾部侧墙，高度为池体高度的1/2，宽度与池体宽度一致;所述溶气水释放器设于池体进水端底部穿孔花墙旁;所述斜板装置设于池内水面之下，长度为池体长度的2/3，宽度与池体宽度一致(相同)，高度为池体高度的1/2;所述气浮集水管紧贴斜板装置的底部设置，与气浮出水渠连接，其长度与斜板装置长度一致(相同)。所述排渣槽设于池体尾部，槽口位于水面上;所述刮渣机设于池体顶部的轨道上，可以在池体两端之间往复运动，所述刮渣机的底部设置刮板与水面接触，在运动过程中可将水面的浮渣刮至排渣槽;所述刮泥机紧贴池体的底部设置，位于气浮集水管下部，可以在池底两端之间往复运动，所述刮泥机的底部设置刮板与所述池底表面接触，在运动过程中可将池底污泥刮至积泥坑附近;所述排泥阀设于积泥坑底部，用于排池底部积泥;所述沉淀出水堰设于池体尾端，与池体尾端的穿孔花墙连接;所述气浮出水渠与沉淀出水堰相邻，所述气浮集水管收集后进入气浮出水渠，气浮出水渠的出水再进入砂滤池进行处理。所述沉淀出水堰收集清水，沉淀出水堰的出水进入沉淀出水渠，沉淀出水渠的出水再进入砂滤池进行处理。
所述深度处理模块包括主臭氧接触池、生物活性炭滤池和消毒接触池，所述所述主臭氧接触池、生物活性炭滤池、消毒接触池依次毗邻且通过连通渠相连，各池之间的水头损失仅为0.1-0.4m，水头损失较各池体通过管道连接的传统工艺节约30%～50%，节约原水提升泵能耗8%～12%。
所述主臭氧接触池上安装主臭氧投加装置;所述主臭氧接触池和生物活性炭滤池之间设置反冲洗排水渠。
所述主臭氧接触池上设置主臭氧投加装置和尾气破坏装置，将未溶解到水中、散发至空气中的臭氧收集并破坏为氧气，降低臭氧对环境的危害。
所述污泥处理模块包括反冲洗废水沉淀池、排渣排泥沉淀池、浮渣脱气池、污泥浓缩池和污泥储池;所述反冲洗废水沉淀池、排渣排泥沉淀池、浮渣脱气池、污泥浓缩池和污泥储池依次毗邻设置且位于气浮沉淀池下方。
所述絮凝反应池底部设置穿孔排泥管与排泥渠相连，所述排泥渠分别与所述反冲洗废水沉淀池、排渣排泥沉淀池、浮渣脱气池连接。
所述反冲洗废水沉淀池、排渣排泥沉淀池、浮渣脱气池、污泥浓缩池内设置滗水器，上清液通过所述滗水器、上清液管、水泵将上清液回流至原水管处理。
所述浮渣脱气池、污泥浓缩池和污泥储池均设置搅拌器。
所述砂滤池包括但不限于通快滤池、双阀滤池、单阀滤池、无阀滤池、V型滤池、翻板滤池、多层滤料滤池或虹吸滤池。
一种给水处理方法，基于所述的给水处理装置，其包括的步骤如下：原水依次流经预臭氧接触池、混合池、絮凝反应池、气浮沉淀池、砂滤池、主臭氧接触池、生物活性炭滤池、消毒接触池和清水池;
(1)当原水浊度在0～70NTU的较低情况、或藻类含量大于等于6千万个/L的较高情况时，气浮沉淀池运行气浮工艺：絮凝反应池的出水进入气浮沉淀池，然后与溶气水释放器所释放的溶气水混合，絮体粘附溶气水释放的微小气泡后上浮至液面形成浮渣，与絮体分离后的清水经由气浮集水管收集后进入气浮出水渠，气浮出水渠的出水再进入砂滤池进行处理。
(2)当原水浊度大于70NTU的较高情况时，气浮沉淀池切换运行沉淀工艺：絮凝反应池絮凝反应后的水进入气浮沉淀池，然后流经斜板装置，絮体在斜板装置的阻挡下，滑至池底形成积泥，积泥由池底的刮泥机刮至池末端的积泥坑内，积泥坑底部的排泥阀打开，将积泥排至排渣排泥沉淀池;而与絮体分离的清水流经斜板装置后，流经池末端的穿孔花墙进入沉淀出水堰，再经由沉淀出水堰进入沉淀出水渠，沉淀出水渠的出水再进入砂滤池进行处理。
生产废水处理过程中，气浮沉淀池的浮渣，由刮渣机刮入位于池末端的排渣槽，再流入浮渣脱气池，当浮渣脱气池装满后，通过池内的搅拌器将浮渣打散后脱气，脱气后的浮渣，由污泥泵抽吸至排渣排泥沉淀池，浮渣抽吸完成后，浮渣脱气池可再接纳浮渣;当排渣排泥沉淀池装满后，开始静止沉淀，当沉淀完成后，通过滗水器、上清液管及水泵将上清液抽吸回流至原水管，上清液抽吸完成后，通过污泥泵，将污泥抽吸至污泥浓缩池进行浓缩，污泥抽吸完成后，排渣排泥沉淀池可再接纳浮渣。
生产废水处理过程中，絮凝反应池的污泥通过穿孔排泥管收集后流入排泥渠，再流经污泥管后进入排渣排泥沉淀池，当排渣排泥沉淀池装满后，开始静止沉淀，当沉淀完成后，通过滗水器及水泵抽吸上清液回流至原水管，上清液抽吸完成后，通过污泥泵，将污泥抽吸至污泥浓缩池进行浓缩，污泥抽吸完成后，排渣排泥沉淀池可再接纳污泥。
生产废水处理过程中，砂滤池或生物活性炭滤池反冲洗排水，通过管道或渠道流入反冲洗废水沉淀池，当反冲洗废水沉淀池装满后，开始静止沉淀，当沉淀完成后，通过滗水器、上清液管及水泵抽吸上清液回流至原水管，上清液抽吸完成后，通过污泥泵，将污泥抽吸至污泥浓缩池进行浓缩，污泥抽吸完成后，反冲洗废水沉淀池可再接纳反冲洗排水。
生产废水处理过程中，当污泥浓缩池装满后，开始沉淀浓缩，浓缩完成后，通过滗水器将上清液外排至市政管网，上清液排完后，通过污泥泵，将污泥抽吸至污泥储池，搅拌器同时工作，污泥浓缩池排空后，可再接纳排入的污泥，污泥储池内的污泥经过脱水处理后外运。
与现有技术相比，本发明的有益效果：(1)气浮沉淀池，在同一个池内可随时切换气浮工艺或沉淀工艺，不仅气浮工艺可解决原水水质较差的时期(浊度低、藻类含量高、pH值较高、色度有时也较高)常规工艺处理效果差的问题，而沉淀工艺可以弥补气浮工艺不能很好处理原水突发高浊度的问题;(2)采用二级臭氧氧化，即预臭氧与主臭氧，再辅以生物活性炭处理，用以解决原水嗅味物质(土臭素、甲基异莰醇-2等)的处理难题;预臭氧取代常规工艺的预加氯，加之主臭氧的作用，将减少氯的投加量，从而减少因加氯产生的嗅味物质，进一步保证完全去除嗅味物质;(3)采用消毒接触池，通过投氯消毒，避免生物活性炭池出水生物泄露的问题;(4)采用序批式流程处理生产废水，用以解决给水厂污泥处理难题;对排泥水、排渣水、反冲洗排水，以及沉淀后的污泥，均采用静止沉淀、间歇运行的序批式进行处理;(5)预处理模块及污泥处理模块、深度处理模块，内部各工艺池体均相邻设置，节约占地面积，比采用平铺形式的传统工艺，节约占地面积达30～50%;(6)预处理模块及污泥处理模块、深度处理模块，内部各工艺池体间毗邻且由渠道连通，水头损失较小，各池之间的水头损失仅为0.1-0.4m，水头损失较各池体通过管道连接的传统工艺节约30%～50%，节约原水提升泵能耗8%～12%;(7)气浮工艺与沉淀工艺切换自如，预处理工艺与深度处理两相结合，因此本发明较传统工艺水质适应性广，耐冲击负荷较高。
总的来说，本发明的工艺流程以及结构形式合理，能确保出水水质优于我国水质标准，达到欧盟水质标准，出水水质达到质的飞跃，生产废水得到有效处理，减轻环境负担，占地面积节省，经济效益明显。