一種共聚氣浮澄清池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種污水處理裝置，特別涉及一種具有澄清和氣浮功能于一體的共聚氣浮澄清池，包括一級絮凝區(qū)，一級絮凝區(qū)內(nèi)設(shè)置有攪拌器和攪拌槳、以及進(jìn)水管和進(jìn)水配水區(qū)，在一級絮凝區(qū)的上方，從內(nèi)向外依次分布有在底部相通的二級絮凝區(qū)、氣浮接觸區(qū)、固液分離區(qū)，二級絮凝區(qū)與一級絮凝區(qū)之間通過提升葉輪相連通，二級絮凝區(qū)和氣浮接觸區(qū)的底部均設(shè)有釋放溶氣水的釋放器，二級絮凝區(qū)、氣浮接觸區(qū)和固液分離區(qū)的上方均設(shè)有刮渣設(shè)備和浮渣槽，固液分離區(qū)的上部連接出水渠、下部與一級絮凝區(qū)相連通。本發(fā)明將傳統(tǒng)機(jī)械攪拌澄清池與氣浮工藝有機(jī)結(jié)合，包括混合、一級絮凝、二級絮凝、氣浮、沉淀與污泥回流接觸絮凝等工序有機(jī)結(jié)合在一起，并一體化，應(yīng)對高藻、低濁等水庫水質(zhì)具有突出優(yōu)勢。
【專利說明】一種共聚氣浮澄清池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種污水處理裝置，特別涉及一種具有澄清和氣浮功能于一體的共聚氣浮澄清池。

【背景技術(shù)】
[0002]目前水庫水源污染問題日益突出，其中藻污染尤為嚴(yán)重。目前水庫水易呈現(xiàn)夏季多藻，冬季低溫低濁的特性。隨著水源富營養(yǎng)化程度逐年加劇，藻類繁殖日益嚴(yán)峻，尤其在溫度變化較大的春秋兩季，藻類爆發(fā)現(xiàn)象時有發(fā)生，對水廠的運(yùn)行和供水安全造成一定威脅。藻類的密度小，傳統(tǒng)的混凝、沉淀、過濾工藝很難將其有效去除，帶來濾池堵塞、反沖洗周期變短、處理成本增加、出水水質(zhì)變差等一系列問題，某些藻類在一定的環(huán)境下還會產(chǎn)生藻毒素，對供水安全造成威脅。
[0003]澄清池將絮凝與沉淀兩個過程單元綜合于一個構(gòu)筑物中完成，依靠活性污泥泥渣層達(dá)到澄清目的，具有良好的除濁效果。但對于高藻、高有機(jī)物及低溫低濁水，處理效果不理相
[0004]傳統(tǒng)氣浮工藝作為一種高效、快速的固液分離技術(shù)在水處理領(lǐng)域得到推廣，目前已較廣泛地應(yīng)用于低溫、低濁及富藻水體的凈化處理。但傳統(tǒng)氣浮技術(shù)采用溶氣水一次回流的方式，即原水經(jīng)過充分混凝后回流溶氣水，微氣泡并不參與顆?；炷^程，微氣泡與脫穩(wěn)顆粒碰撞粘附，微氣泡與顆粒碰撞接觸滯后、接觸時間短，相當(dāng)于微氣泡與絮體的二次絮凝，絮凝過程較長，且凈水過程中不能充分發(fā)揮微氣泡與絮體的共聚作用，微氣泡與絮體的粘附效率不高，微氣泡有效利用率低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對目前水庫水呈現(xiàn)夏季高藻高有機(jī)物、冬季低溫低濁的水體特性，將傳統(tǒng)機(jī)械攪拌澄清池與氣浮工藝有機(jī)結(jié)合，本發(fā)明的共聚氣浮澄清池，采用包括混合、一級絮凝、二級絮凝、共聚氣浮、泡絮粘附、沉淀與污泥回流接觸絮凝等工序有機(jī)結(jié)合在一起的一體化污水處理設(shè)備。
[0006]本發(fā)明是通過以下措施來實現(xiàn)的:
本發(fā)明的共聚氣浮澄清池，包括一級絮凝區(qū)，一級絮凝區(qū)內(nèi)設(shè)置有攪拌器和攪拌槳、以及進(jìn)水管和進(jìn)水配水區(qū)，在一級絮凝區(qū)的上方，從內(nèi)向外依次分布有在底部相通的二級絮凝區(qū)、氣浮接觸區(qū)、固液分離區(qū)，二級絮凝區(qū)與一級絮凝區(qū)之間通過提升葉輪相連通，二級絮凝區(qū)和氣浮接觸區(qū)的底部均設(shè)有釋放溶氣水的釋放器，二級絮凝區(qū)、氣浮接觸區(qū)和固液分離區(qū)的上方均設(shè)有刮渣設(shè)備和浮渣槽，固液分離區(qū)的上部連接出水渠、下部與一級絮凝區(qū)相連通。
[0007]本發(fā)明的共聚氣浮澄清池，為了更好地實現(xiàn)共聚氣浮，氣浮接觸區(qū)的體積占二級絮凝區(qū)的30-50%。
[0008]本發(fā)明的共聚氣浮澄清池，為了更好地實現(xiàn)共聚氣浮，二級絮凝區(qū)的體積占一級絮凝區(qū)的40-60%。
[0009]本發(fā)明的共聚氣浮澄清池，為了更好地實現(xiàn)共聚氣浮，二級絮凝區(qū)內(nèi)，每個釋放器服務(wù)面積約2-3m2，氣浮接觸區(qū)內(nèi)，每個釋放器服務(wù)面積約l-2m2。
[0010]工藝運(yùn)行過程
原水加藥后，進(jìn)入三角形配水區(qū)，之后進(jìn)入一級絮凝區(qū)，在機(jī)械攪拌槳的轉(zhuǎn)動下，與回流回來的污泥一起進(jìn)行絮凝，經(jīng)過一級絮凝后，由提升葉輪提升進(jìn)入二級絮凝區(qū)，在二級絮凝區(qū)內(nèi)與釋放器釋放的溶氣水進(jìn)行接觸凝聚，進(jìn)行共聚氣浮，之后帶氣絮粒經(jīng)氣浮接觸區(qū)，進(jìn)行絮體與微氣泡充分接觸，在固液分離區(qū)較重顆粒沉入池底再循環(huán)，密度較小的泡絮體上浮后形成浮渣，氣浮浮渣經(jīng)刮渣設(shè)備排入浮渣槽，最后在出水渠出水。其中池底污泥循環(huán)進(jìn)入一級絮凝區(qū)進(jìn)行接觸絮凝。
[0011]氣浮澄清池運(yùn)行方式靈活。根據(jù)原水中藻類情況可對氣浮澄清池進(jìn)行靈活的管理，原水藻類濃度高時，開啟氣浮工藝，原水藻類濃度低時可停止氣浮，運(yùn)行傳統(tǒng)機(jī)械澄清工藝，因此能夠有效降低運(yùn)行費用，并且，由于氣浮單元啟動快、允許間歇運(yùn)行，所以比較容易實現(xiàn)兩運(yùn)行方式的切換。
[0012]工藝說明
針對目前水庫水多呈現(xiàn)夏季高藻高有機(jī)物，冬季低溫低濁的水質(zhì)特性，傳統(tǒng)機(jī)械攪拌澄清池處理效果較差的問題。本工藝發(fā)明一種新型氣浮澄清池，將傳統(tǒng)機(jī)械攪拌澄清池與氣浮工藝有機(jī)結(jié)合，包括混合、一級絮凝、二級絮凝、氣浮、沉淀與污泥回流接觸絮凝等工序有機(jī)結(jié)合在一起，并一體化，應(yīng)對高藻、低池等水庫水質(zhì)具有突出優(yōu)勢。
[0013]本發(fā)明工藝將傳統(tǒng)氣浮工藝中溶氣水一次投加，改為兩次投加，先在絮凝反應(yīng)時投加部分溶氣水，反應(yīng)結(jié)束后再加入其余部分溶氣水。這樣可在反應(yīng)階段微絮粒剛形成時，因微氣泡加入而增加碰撞幾率與加快凝聚速度，氣浮與絮凝有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)化絮凝過程及效果，這是本工藝創(chuàng)新性之一。更為顯著的優(yōu)點是，氣泡直接參與凝聚而和絮粒共聚并大，氣泡夾在絮粒中間，既充分發(fā)揮了氣泡的凝聚作用，又牢固地把氣泡粘附在絮粒上，從而使帶氣絮粒不僅在上浮過程中穩(wěn)定，而且成為浮渣后也不輕易下沉，這種共聚作用良好的氣浮，稱為“共聚氣浮”。共聚氣浮與常規(guī)氣浮工藝具有顯著區(qū)別，常規(guī)氣浮是僅把反應(yīng)完善、絮粒已結(jié)大、氣泡主要粘附在絮粒周圍。由于共聚氣浮形成的夾氣絮粒的穩(wěn)定性好，受風(fēng)雨影響小，所需混合反應(yīng)時間短等優(yōu)點，具有廣泛的應(yīng)用前途。
[0014]共聚氣浮工藝中須注意選擇合適的GT值和兩次溶氣水投加量的比例，應(yīng)避免造成氣泡自身碰撞并大以及反應(yīng)期產(chǎn)生的帶氣絮粒在反應(yīng)池中上浮至水面的情況。為創(chuàng)造共聚條件，原水加藥后，采取快速機(jī)械攪拌，使形成的微絮粒的當(dāng)量直徑大致等于微氣泡直徑20—50mm。在這樣條件下,經(jīng)共聚后,夾氣絮粒在10mm以上。
[0015]傳統(tǒng)氣浮凈水機(jī)理為原水經(jīng)混凝預(yù)處理之后與通入的微氣泡進(jìn)行碰撞粘附，混凝機(jī)理是以其水解形態(tài)與水體顆粒物進(jìn)行電性中和脫穩(wěn)、吸附架橋或粘附卷掃而生成粗大絮體再氣浮加以分離去除。氣浮凈水機(jī)理主要是氣泡與絮粒的碰撞粘附、絮粒的網(wǎng)捕、包卷和架橋作用。共聚氣浮與傳統(tǒng)氣浮凈水工藝不同，關(guān)鍵在于溶氣水分級回流，初級絮凝時間短，微氣泡直接參與絮體混凝過程，微氣泡和絮粒共聚并大，共聚作用產(chǎn)生的絮體氣泡夾在絮粒中間，如圖1所示，既充分發(fā)揮了氣泡的凝聚作用，又牢固地把氣泡粘附在絮粒上，從而使帶氣絮粒在上浮過程中穩(wěn)定，形成的浮渣也不易下沉。本工藝中，一級絮凝過程中主要混凝機(jī)理為電性中和脫穩(wěn)機(jī)理，而其吸附架橋和網(wǎng)捕卷掃作用機(jī)制相對較弱。在二級絮凝過程中，由于溶氣水的初次通入，微氣泡與顆粒粘附主要機(jī)理為微氣泡與絮體的碰撞粘附和共聚粘附作用，在氣浮接觸區(qū)氣浮泡絮粘附過程中，凈水機(jī)理主要為微氣泡與泡絮體的碰撞粘附和泡絮體-微氣泡-顆粒物之間的網(wǎng)捕、包卷和架橋作用。
[0016]本發(fā)明的有益效果是
(I)本發(fā)明的共聚氣浮澄清池，將傳統(tǒng)機(jī)械攪拌澄清池與氣浮工藝有機(jī)結(jié)合，包括混合、一級絮凝、二級絮凝、氣浮、沉淀與污泥回流接觸絮凝等工序有機(jī)結(jié)合在一起，并一體化，應(yīng)對高藻、低濁等水庫水質(zhì)具有突出優(yōu)勢。
[0017](2)微氣泡加入二級絮凝區(qū)，參與絮凝過程，增加絮粒碰撞幾率與加快凝聚速度，氣浮與絮凝有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)化絮凝過程及效果。溶氣水參與絮凝過程節(jié)省了藥劑投加量。
[0018](3)溶氣水微氣泡直接參與凝聚而和絮粒共聚并大，氣泡夾在絮粒中間，既充分發(fā)揮了氣泡的凝聚作用，又牢固地把氣泡粘附在絮粒上，構(gòu)成“共聚氣浮”。
[0019](4)氣浮澄清池運(yùn)行方式靈活。原水藻類濃度高時，開啟氣浮工藝，原水藻類濃度低時可停止氣浮，運(yùn)行傳統(tǒng)機(jī)械澄清工藝，因此能夠有效降低運(yùn)行費用，并且，由于氣浮單元啟動快、允許間歇運(yùn)行，所以比較容易實現(xiàn)兩運(yùn)行方式的切換。
[0020](5)氣浮與沉淀進(jìn)行協(xié)同固液分離作用。密度較小的藻類、顆粒物通過氣浮去除，密度較大的顆粒物、絮粒通過沉淀去除，兩者在安靜的環(huán)境中完成協(xié)同固液分離。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的污水處理流程示意圖圖2為本發(fā)明的氣浮澄清池結(jié)構(gòu)示意圖
圖3為本發(fā)明共聚泡絮體的顯微鏡觀察圖，其中:A.共聚大泡絮體；B.泡絮體微觀形態(tài)。
[0022]圖中，1.進(jìn)水管；2.進(jìn)水配水區(qū)；3.—級絮凝區(qū)；4.攪拌槳；5.提升葉輪；6.攪拌器；7.二級絮凝區(qū)；8.氣浮接觸區(qū)；9.固液分離區(qū)；10.出水渠；11.浮渣槽；12.刮渣設(shè)備；13.出水管；14.放空管；15.排泥管；16.溶氣回流水；17.釋放器。

【具體實施方式】
[0023]一.共聚氣浮澄清池結(jié)構(gòu)
本發(fā)明的氣浮澄清池如圖1和圖2所示，氣浮澄清池包括一級絮凝區(qū)3、二級絮凝區(qū)7、氣浮接觸區(qū)8、固液分離區(qū)9以及清水排水區(qū)10以及污泥回流區(qū)等組成。
[0024]具體結(jié)構(gòu)為:氣浮澄清池整體結(jié)構(gòu)上部呈圓筒形，下部呈圓錐形。
[0025]一級絮凝區(qū)3位于氣浮澄清池的下部，呈錐形，設(shè)置有攪拌器6和攪拌槳4、以及進(jìn)水管I和進(jìn)水配水區(qū)2。
[0026]在一級絮凝區(qū)的上方，從內(nèi)向外依次分布有二級絮凝區(qū)7、氣浮接觸區(qū)8、固液分離區(qū)9，呈同心圓結(jié)構(gòu)。二級絮凝區(qū)和氣浮接觸區(qū)8的底部均設(shè)有釋放器17，釋放器通有溶氣回流水16。二級絮凝區(qū)與一級絮凝區(qū)之間通過提升葉輪5相連通，二級絮凝區(qū)7和氣浮接觸區(qū)8的底部均設(shè)有釋放溶氣水的釋放器17，二級絮凝區(qū)、氣浮接觸區(qū)和固液分離區(qū)的上方均設(shè)有刮渣設(shè)備12和浮渣槽11，固液分離區(qū)的上部連接出水渠10、下部與一級絮凝區(qū)相連通。
[0027]二級絮凝區(qū)和氣浮接觸區(qū)的底部以環(huán)狀布置若干個釋放器，每個釋放器服務(wù)面積約l-3m2。二級絮凝區(qū)的體積占一級絮凝區(qū)的50%，氣浮接觸區(qū)8的體積占二級絮凝區(qū)7的40%。
[0028]二級絮凝區(qū)內(nèi)，每個釋放器服務(wù)面積約2-3m2，氣浮接觸區(qū)內(nèi)，每個釋放器服務(wù)面積約l_2m2。
[0029]二.夏節(jié)處理方法如下:
待處理的水為水庫水，在夏季高藻季節(jié)，其含藻量為5.0 X 17個/L，濁度為5-20NTU。
[0030]水庫水投加聚合氯化鋁鐵(PAFC)，投加量為4mg/L (以Al3+計)，進(jìn)入配水區(qū)，之后進(jìn)入一級絮凝區(qū)，在機(jī)械攪拌槳的轉(zhuǎn)動下，與回流回來的污泥一起進(jìn)行絮凝。
[0031]經(jīng)過一級絮凝后，由提升葉輪提升進(jìn)入二級絮凝區(qū)，在二級絮凝區(qū)內(nèi)與釋放器釋放的溶氣水進(jìn)行接觸凝聚，進(jìn)行共聚氣浮，密度較小的泡絮體上浮后形成浮渣，氣浮浮渣經(jīng)刮渣設(shè)備排入浮渣槽。二級絮凝區(qū)溶氣水的加入量占污水總進(jìn)水量的5%(約占溶氣水總量的 1/3)。
[0032]經(jīng)二級絮凝區(qū)后的水再進(jìn)入氣浮接觸區(qū)，帶氣絮粒再與釋放器釋放的溶氣水進(jìn)行接觸凝聚，帶氣絮粒與微氣泡充分接觸，形成共聚大泡絮體；在氣浮接觸區(qū)內(nèi)，氣浮接觸區(qū)溶氣水的加入量占污水總進(jìn)水量的10 % (約占溶氣水總量的2/3)。
[0033]經(jīng)氣浮接觸區(qū)后的水進(jìn)入固液分離區(qū)，密度較小的泡絮體上浮后形成浮渣，氣浮浮渣經(jīng)刮渣設(shè)備排入浮渣槽；較重顆粒沉入池底，進(jìn)入一級絮凝區(qū)進(jìn)行接觸絮凝。
[0034]其中，一級絮凝區(qū)3和二級絮凝區(qū)7總停留時間約為20min-30min，其中二級絮凝區(qū)停留時間約為5-10min，一級絮凝區(qū)的總體積約為10min_20min，氣浮接觸區(qū)的水流控制速度為l(T20mm/S，停留時間2_5min，固液分離區(qū)的水流控制速度為1.5^2.5mm/s，表面負(fù)荷取 5.0-9.0m3/m2.h。
[0035]二級絮凝區(qū)的底部以環(huán)狀布置若干個釋放器，每個釋放器服務(wù)面積約l-3m2。
[0036]溶氣水中的微氣泡直徑20-50mm，經(jīng)共聚氣浮后，夾氣絮粒的直徑為100-300mm。如圖3所示。
[0037]經(jīng)上述處理后的水，共含藻量為3.0X 15個/L，濁度為0.70NTU。
[0038]三.冬季處理方法如下:
上述水庫水，在冬季低溫低濁的水質(zhì)特性，其含藻量為7.0 X 15個/L，濁度為2-5NTU。采用上述設(shè)備，處理方法中，停止溶氣水的加入，進(jìn)行絮凝、澄清。其出水含藻量4.5X 15個/L，濁度為 0.85NTU。
【權(quán)利要求】
1.一種共聚氣浮澄清池，包括一級絮凝區(qū)(3)，一級絮凝區(qū)內(nèi)設(shè)置有攪拌器(6)和攪拌槳(4)、以及進(jìn)水管(I)和進(jìn)水配水區(qū)(2)，其特征在于:在一級絮凝區(qū)的上方，從內(nèi)向外依次分布有在底部相通的二級絮凝區(qū)(7)、氣浮接觸區(qū)(8)、固液分離區(qū)(9)，二級絮凝區(qū)與一級絮凝區(qū)之間通過提升葉輪(5)相連通，二級絮凝區(qū)(7)和氣浮接觸區(qū)(8)的底部均設(shè)有釋放溶氣水的釋放器(17)，二級絮凝區(qū)(7)、氣浮接觸區(qū)(8)和固液分離區(qū)(9)的上方均設(shè)有刮渣設(shè)備(12)和浮渣槽(11)，固液分離區(qū)的上部連接出水渠(10)、下部與一級絮凝區(qū)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的共聚氣浮澄清池，其特征在于:氣浮接觸區(qū)(8)的體積占二級絮凝區(qū)⑵的30-50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的共聚氣浮澄清池，其特征在于:二級絮凝區(qū)的體積占一級絮凝區(qū)的40-60%。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的共聚氣浮澄清池，其特征在于:二級絮凝區(qū)內(nèi)，每個釋放器服務(wù)面積約2-3m2，氣浮接觸區(qū)內(nèi)，每個釋放器服務(wù)面積約l-2m2。
【文檔編號】C02F9/04GK104291497SQ201410607410
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】王永磊, 陳文娟, 張克峰, 李梅, 賈瑞寶, 宋武昌, 楚廣詣, 孔令華, 賈偉建 申請人:山東建筑大學(xué)