專利名稱：一種投加石灰的強制外循環(huán)式高效沉淀方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水處理方法及其所用設(shè)備。該方法旨在提供一種新型的外循環(huán)式高效沉淀方法并在其中投加石灰，有效提高污水中懸浮物、C0D、重金屬以及硬度的去除率。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有污水處理技術(shù)中，沉淀設(shè)備是水處理工藝中的重要環(huán)節(jié)，在該工藝階段主要實現(xiàn)泥水分離，除鹽，去除懸浮物。因此，其運行狀況直接影響出水水質(zhì)。傳統(tǒng)的沉淀池往往存在著占地面積大，處理效率低，出水水質(zhì)不穩(wěn)定，混凝沉淀過程是分離的等問題。
一定濃度的污泥回流可以增加界面層的沉降速度，達到污染物的快速去除，而且適量的污泥回流可降低來水對設(shè)備的沖擊。普通平流式沉淀池單純?yōu)榱祟w粒的沉降，池底沉泥還是具有相當(dāng)?shù)慕佑|絮凝活性未被利用。高效沉淀池為了充分發(fā)揮污泥的接觸絮凝作用，通過污泥回流可實現(xiàn)污泥的加速絮凝沉降的作用。
沉淀池中投加石灰的主要作用是調(diào)節(jié)水體的pH，同時石灰對水體中的膠體微粒能起助凝作用。作為顆粒核增重劑，石灰可以加速不溶物的沉淀分離、提高改善混凝沉淀效果、增加水體的化學(xué)穩(wěn)定性。石灰還有去除污水中硬度，消毒的作用，而且通過加大石灰的投加量，使PH值升高到10 — 11，可達到去除污水中重金屬離子的效果。但是目前石灰多投加到普通的機械加速澄清池，上述石灰的作用得不到充分利用。
本發(fā)明工藝結(jié)構(gòu)中的外循環(huán)式高效沉淀工藝就是在充分利用了上述理論基礎(chǔ)上提出來的。本發(fā)明中的高效沉淀池是將絮凝、沉淀、污泥濃縮過程綜合于一個構(gòu)筑物中的綜合工藝設(shè)備，節(jié)約了設(shè)備空間。本發(fā)明中的高效沉淀工藝通過外循環(huán)式使沉淀區(qū)的污泥實現(xiàn)回流至混凝區(qū)，回流污泥與石灰充分結(jié)合，形成的這種大顆粒，吸附污水中的懸浮物，同時與污水中的鈣鎂離子、貴金屬離子等結(jié)合，達到去除的目的，從而最大限度地降低污水的懸浮物和COD值。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是污水處理尤其是難降解COD和硬度型污水處理過程中，普通的混凝沉淀池對COD和懸浮物去除率低，導(dǎo)致后續(xù)的高級氧化、生化等工藝階段運行成本高，達不到回用標(biāo)準(zhǔn)。
針對上述污水沉淀處理階段存在的問題，本發(fā)明運用一種投加石灰的強制外循環(huán)式高效沉淀工藝，其具體的技術(shù)方案如下
一種投加石灰的強制外循環(huán)式高效沉淀方法，能夠去除水的硬度，重金屬離子以及降解COD和懸浮物含量，該方法包括如下步驟
(I)混凝，在快速攪拌器的攪拌下，通過石灰自動投加裝置投加的石灰與來水充分接觸混合，水力停留時間為2 3min ；
(2)絮凝，混合著石灰的污水與絮凝池中回流的污泥碰撞接觸，形成具有強吸附、降解功能的顆粒，使吸附有大量污染物顆粒的礬花長大，根據(jù)來水中重金屬離子含量，可適當(dāng)加大混凝池中石灰投加量，PH增大到10 - 11，使重金屬離子快速沉淀、去除；
(3)沉淀，夾雜有大量絮凝體的污水經(jīng)過斜壁推流池降速，隨后進入斜管沉淀區(qū)進行沉淀；
(4)污泥濃縮一回流，污泥濃縮區(qū)裝有底部刮泥機和集泥斗，對污泥進行濃縮，通過污泥輸送管排出，部分含水量較高污泥經(jīng)經(jīng)污泥回流管進入絮凝池。
一種用于本發(fā)明方法的高效沉淀池，將絮凝、沉淀、污泥濃縮過程綜合于一個構(gòu)筑物中，其特征在于該高效沉淀池是一個配有混凝劑和絮凝劑投加裝置的斜管沉淀池，混凝池中投加石灰溶液，用于除硬和沉淀；混凝池連接絮凝池，在此投加聚合物絮凝劑；絮凝池底部設(shè)有污泥回流管，污泥濃縮區(qū)的污泥經(jīng)污泥管路回流至絮凝池；加有石灰的原水在反應(yīng)器內(nèi)與高濃度的回流污泥相接觸，脫穩(wěn)雜質(zhì)與污泥顆粒碰撞凝聚達到較好的絮凝效果， 結(jié)成重而大的絮凝體，在斜管沉淀一濃縮單元進行沉淀分離；絮凝池連接沉淀一污泥濃縮池；沉淀區(qū)與集水槽相連。
上述高效沉淀池，其混凝池與絮凝池之間通過底部設(shè)置的流水管道相連；絮凝池和沉淀濃縮區(qū)之間通過一個斜壁推流池連接，斜壁與豎直方向夾角為20 40度，斜壁推流池的作用是降低來水速度，促進顆粒物的分級沉降。
上述高效沉淀池，其中混凝池中設(shè)有石灰自動投加裝置，投加到混凝池底部，還設(shè)置快速變頻攪拌器，用于進水和石灰的快速混合。
上述高效沉淀池是一種強制外循環(huán)式高效沉淀裝置，即絮凝池底部設(shè)有污泥回流管，回流來自沉淀區(qū)底部的部分污泥。
混凝池為矩形，在該池中投加石灰溶液，用于除硬和沉淀等。設(shè)有快速攪拌器，用于進水和石灰的快速混合。為了快速形成污泥層，可在反應(yīng)池開始運轉(zhuǎn)時，投入較多的石灰，并降低運行負荷，可迅速形成污泥層。
經(jīng)過混凝后的水進入絮凝池，在此投加絮凝劑。石灰和絮凝劑的投加量需要根據(jù)進水流量按比例調(diào)節(jié)。絮凝池底部設(shè)有污泥回流管，污泥濃縮區(qū)的污泥經(jīng)污泥管路回流至絮凝池，實現(xiàn)回流的污泥和原水及石灰充分混合，獲得高濃度的混合液。
加過石灰的原水在反應(yīng)器內(nèi)與高濃度的回流污泥相接觸，脫穩(wěn)雜質(zhì)與污泥顆粒碰撞凝聚達到較好的絮凝效果，結(jié)成重而大的絮凝體，在斜管沉淀一濃縮單元進行沉淀分離。
從絮凝池中出來的水通過斜壁推流池進入沉淀一污泥濃縮池，該池是將兩個功能集于一池即采用斜管模塊將礬花和水分離，逆向流；沉淀在池子底部的污泥借助配有刮泥機系統(tǒng)的濃縮攪拌器加速濃縮。部分污泥連續(xù)循環(huán)至絮凝池，通過污泥排放泵。定期將剩余污泥抽出，送到污泥混合池，控制池內(nèi)的污泥量。污泥脫水前不需要進行濃縮。高效沉淀池內(nèi)設(shè)置泥位檢測，通過污泥排放泵控制池內(nèi)的污泥量。
經(jīng)過石灰投加的強制外循環(huán)式高效沉淀工藝的污水COD的去除率可達到30 -40%,并有效去除硬度和重金屬離子。
本發(fā)明方法中通過將石灰和外循環(huán)回流污泥各自的優(yōu)點相結(jié)合，通過外循環(huán)回流污泥的沉積網(wǎng)捕、吸附，石灰的除硬、貴金屬離子，吸附以及助凝作用，強化對濁度物質(zhì)和水中有機物的去除。改進了以往在常規(guī)處理工藝中藥劑投加量大，后續(xù)工藝處理負荷大的弊端，實現(xiàn)外循環(huán)回流污泥和石灰的聞效利用。具有出水水質(zhì)好，藥耗少，污泥含固率聞，占地面積小的特點。本發(fā)明既可用于常規(guī)污水處理，也可運用在深度處理階段，對于水質(zhì)較差的污水處理效果明顯優(yōu)于常規(guī)沉淀池。


圖I本發(fā)明的高效沉淀池平面圖
I進水管，2微渦流水力混合器，3污泥回流管，4石灰自動投加裝置，5混凝攪拌器， 6底部管道，7絮凝劑投加管，8布水管，9導(dǎo)流隔板，10絮凝攪拌器，11斜壁推流池，12斜管沉淀區(qū)，13集泥斗，14污泥濃縮區(qū)，15濃縮耙，16集水槽
圖2本發(fā)明的聞效沉淀池俯視圖具體實施方式
下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進一步說明
本發(fā)明中的高效沉淀池，分為三部分混凝池、絮凝池、沉淀一污泥濃縮池，三部分之間相互連通。參見圖1，污水首先進入高效沉淀池由進水管I進入微渦流水力混合器2，微渦流水力混合器起到調(diào)節(jié)水量的作用。經(jīng)過微渦流水力混合器的污水由底部進入混凝池， 混凝池中使用自動投加裝置4投加石灰，投加量根據(jù)進水量自動調(diào)節(jié)。在運行現(xiàn)場設(shè)置一個共用加藥間儲存藥品，并配有液體藥品配置系統(tǒng)，投加的石灰使用混凝攪拌器5攪拌。攪拌器的作用第一，提升葉輪使外循環(huán)回流污泥不斷循環(huán)流動(內(nèi)循環(huán)和外循環(huán))，節(jié)省投藥量；第二，攪拌器使反應(yīng)器內(nèi)的水和進水迅速混合，外循環(huán)回流污泥隨水流處于懸浮和環(huán)流狀態(tài)使其與污染物充分接觸。經(jīng)過混凝處理的的廢水通過底部管道6進入絮凝池，該反應(yīng)池的有效面積與混凝池相同。絮凝池中布置一個導(dǎo)流筒，絮凝劑投加管7延伸到導(dǎo)流筒底部位置，經(jīng)過沉淀區(qū)的污泥回流至絮凝池底部，污泥與水中的石灰混合。為了使石灰和絮凝劑在水中迅速均勻分布，池中設(shè)有絮凝劑液體的布水管8，四壁設(shè)有導(dǎo)流隔板9。導(dǎo)流筒中間配有絮凝攪拌器10。反應(yīng)區(qū)內(nèi)的攪拌器均使用變頻機械攪拌器，不銹鋼304材質(zhì)。經(jīng)過絮凝反應(yīng)的廢水由斜壁推流池11自流入沉淀一污泥濃縮池，沉淀區(qū)為斜管沉淀區(qū)12，污染物在斜管的作用下沉淀下來，并由沉淀區(qū)中央的集泥斗13，本單元污泥濃縮區(qū)14設(shè)有濃縮耙15，它是一個刮泥和攪動裝置。濃縮耙繞池中心緩慢旋轉(zhuǎn)，將沉于池底的污泥推入池中心的污泥斗中。其中的豎向柵條，隨濃縮耙一起攪動作用，可促進污泥的濃縮過程，經(jīng)過濃縮的污泥由污泥排放管排出。底部還設(shè)有污泥回流管，將部分污泥回流至絮凝池。經(jīng)過處理后的清水經(jīng)集水槽16收集后流出出水渠排出。
經(jīng)過本工藝方法處理得到的污水懸浮物去除率可達到80%以上，COD去除率為 30 - 40%，暫硬<60mg/l (以CaCO3計)。本發(fā)明方法與現(xiàn)有方法相比主要存在以下五方面的效果(1)將混合、絮凝、沉淀-污泥濃縮回流三部分綜合于一個構(gòu)筑物中，工藝參數(shù)得到優(yōu)化；(2)絮凝池中設(shè)置污泥回流管，實現(xiàn)污泥回流，不僅充分利用回流污泥絮凝技術(shù)的沉積網(wǎng)捕和吸附作用，還可緩沖來水對設(shè)備的沖擊；(3)外加石灰，通過沉淀工藝本身的濃縮作用，石灰的軟化和混凝效果以及外循環(huán)回流污泥的沉積吸附作用，利用三者共同作用，強化常規(guī)處理工藝對有機物的去除能力；(4)帶有同步污泥濃縮，不單獨設(shè)置污泥濃縮區(qū)，并采用底部刮泥機對污泥進行濃縮，可使池型的布置更加靈活。
權(quán)利要求
1.一種投加石灰的強制外循環(huán)式高效沉淀方法，能夠去除水的硬度，重金屬離子以及降解COD和懸浮物含量，該方法包括如下步驟 (1)混凝，在快速攪拌器的攪拌下，通過石灰自動投加裝置投加的石灰與來水充分接觸混合，水力停留時間為2 3min ； (2)絮凝，混合著石灰的污水與絮凝池中回流的污泥碰撞接觸，形成具有強吸附、降解功能的顆粒，使吸附有大量污染物顆粒的礬花長大，根據(jù)來水中重金屬離子含量，可適當(dāng)加大混凝池中石灰投加量，PH增大到10 - 11，使重金屬離子快速沉淀、去除； (3)沉淀，夾雜有大量絮凝體的污水經(jīng)過斜壁推流池降速，隨后進入斜管沉淀區(qū)進行沉淀； (4)污泥濃縮一回流，污泥濃縮區(qū)裝有底部刮泥機和集泥斗，對污泥進行濃縮，通過污泥輸送管排出，部分含水量較高污泥經(jīng)經(jīng)污泥回流管進入絮凝池。
2.一種用于權(quán)利要求I方法的高效沉淀池，將絮凝、沉淀、污泥濃縮過程綜合于一個構(gòu)筑物中，其特征在于該高效沉淀池是一個配有混凝劑和絮凝劑投加裝置的斜管沉淀池，混凝池中投加石灰溶液，用于除硬和沉淀；混凝池連接絮凝池，在此投加絮凝劑；絮凝池底部設(shè)有污泥回流管，污泥濃縮區(qū)的污泥經(jīng)污泥管路回流至絮凝池；加有石灰的原水在反應(yīng)器內(nèi)與高濃度的回流污泥相接觸，脫穩(wěn)雜質(zhì)與污泥顆粒碰撞凝聚達到較好的絮凝效果，結(jié)成重而大的絮凝體，在斜管沉淀-濃縮單元進行沉淀分離；絮凝池連接沉淀-污泥濃縮池；沉淀區(qū)與集水槽相連。
3.權(quán)利要求2所述的高效沉淀池，其特征在于混凝池與絮凝池之間通過底部設(shè)置的流水管道相連；絮凝池和沉淀濃縮區(qū)之間通過一個斜壁推流池連接，斜壁與豎直方向夾角為20 40度，斜壁推流池的作用是降低來水速度，促進顆粒物的分級沉降。
4.如權(quán)利要求2— 3中任一項所述的高效沉淀池，其中混凝池中設(shè)有石灰自動投加裝置，投加到混凝池底部，還設(shè)置快速變頻攪拌器，用于進水和石灰的快速混合。
5.如權(quán)利要求2— 3中任一項所述的高效沉淀池，其特征在于該沉淀池是一種強制外循環(huán)式高效沉淀裝置，即絮凝池底部設(shè)有污泥回流管，回流來自沉淀區(qū)底部的部分污泥。
6.如權(quán)利要求4所述的高效沉淀池，其特征在于該沉淀池是一種強制外循環(huán)式高效沉淀裝置，即絮凝池底部設(shè)有污泥回流管，回流來自沉淀區(qū)底部的部分污泥。
全文摘要
一種石灰投加的強制外循環(huán)式高效沉淀方法，其特征在于除了利用沉淀工藝本身對水中濁度物質(zhì)的高效沉降作用外，通過向混凝池中投加石灰以及將富集的污泥回流至絮凝池，獲得回流污泥和石灰顆粒高度結(jié)合的混合液，利用外循環(huán)回流污泥的沉積網(wǎng)捕和吸附作用以及石灰的中氫氧根離子的化學(xué)作用，強化對濁度物質(zhì)和水中有機物的去除，更可去除污水中的鈣、鎂以及重金屬離子，改進了以往在常規(guī)處理工藝中COD、懸浮物處理效率低以及投加石灰的利用率低的弊端，賦予了常規(guī)沉淀工藝對硬度、重金屬、有機物較強的去除能力。經(jīng)該方法處理的污水，具有出水水質(zhì)好，藥耗少，占地面積小，最大限度地降低后續(xù)工藝處理負擔(dān)的特點。本發(fā)明除對常規(guī)污水具有較高處理效果外，尤其適用于難降解COD和硬度型污水處理過程，也可用于污水的深度處理階段。
文檔編號C02F9/04GK102976526SQ20121053409
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者王曉陽, 陳立輝, 崔慧慧, 韓小剛, 閆清云 申請人:北京翰祺環(huán)境技術(shù)有限公司