以沉淀氣浮耦合為核心的短流程水處理方法
【專利摘要】以沉淀氣浮耦合為核心的短流程水處理方法，它涉及以沉淀-氣浮耦合為核心集多種凈水技術(shù)于一體的短流程水處理方法。本發(fā)明要解決現(xiàn)有凈水工藝流程長(zhǎng)、占地面積大、基建成本高及運(yùn)行費(fèi)用高的問題。本發(fā)明的方法為：一、加入混凝劑，混合后絮凝反應(yīng)；二、進(jìn)行泥水分離；三、進(jìn)行深度工藝處理；四、消毒。本發(fā)明方法不需設(shè)置濾池，工藝流程短、基建成本低、操作管理方便、運(yùn)行成本低、出水水質(zhì)好。本發(fā)明主要用于城市生活飲用水處理。
【專利說明】以沉淀氣浮耦合為核心的短流程水處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及以沉淀-氣浮耦合為核心集多種凈水技術(shù)于一體的短流程水處理方法，具體涉及到采用沉淀-氣浮耦合技術(shù)替代傳統(tǒng)水處理流程中的濾池過濾技術(shù)的一種短流程水處理方法，屬于城市生活飲用水處理范疇。
【背景技術(shù)】
[0002]為了防止水介烈性細(xì)菌性傳染病(如霍亂、痢疾、傷寒等)流行，提高城市生活飲用水衛(wèi)生安全，20世紀(jì)初，水處理工藝界研發(fā)出了混凝一沉淀一過濾一氯消毒凈水工藝，即為第一代飲用水凈化工藝。20世紀(jì)70年代，由于水環(huán)境污染，在城市飲用水中發(fā)現(xiàn)了種類眾多的對(duì)人體有毒害的微量有機(jī)污染物(如致癌、致畸、致突變物質(zhì)等)和氯化消毒副產(chǎn)物，而第一代工藝又不能對(duì)其有效地去除和控制。在這個(gè)背景下研發(fā)出了第二代飲用水凈化工藝，即在第一代工藝后面增加臭氧一顆?；钚蕴康壬疃忍幚砉に?。20世紀(jì)末，由于水環(huán)境污染的加劇，以及水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，又發(fā)現(xiàn)了許多新的水質(zhì)問題，如賈第蟲和隱孢子蟲(兩蟲)問題，水蚤、紅蟲問題，藻類污染加劇及臭味、藻毒素問題，臭氧引起的溴酸鹽等問題，為了解決這些問題及進(jìn)一步提高水質(zhì)，又提出了將第二代工藝后面的深度處理工藝換為膜處理工藝的第三代水處理工藝。
[0003]隨著國(guó)家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-2006)的出臺(tái)及實(shí)施，各大城市凈水廠很多都面臨著要將傳統(tǒng)的混凝一沉淀一過濾一消毒第一代凈水工藝進(jìn)行升級(jí)，通常是在過濾和消毒間增加深度處理工藝，采用的深度處理工藝主要為臭氧和生物活性炭炭濾池聯(lián)用技術(shù)或超濾膜分離技術(shù)，即將原有的第一代凈水工藝提升為第二代或第三代凈水工藝。將原有的第一代凈水工藝提升為第二代或第三代凈水工藝確實(shí)能有效提高出水水質(zhì)，使其達(dá)到國(guó)家生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，然而此改造升級(jí)方法工藝流程長(zhǎng)，存在著占地面積大、水頭損失大及運(yùn)行費(fèi)用高等諸多問題。
[0004]近年來，有人提出了沉淀-氣浮耦合技術(shù)，如專利《沉淀氣浮串聯(lián)組合固液分離裝置》200410043693.9，同時(shí)根據(jù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該技術(shù)能有效的提高出水水質(zhì)，可以將出水濁度控制在INTU以下，有時(shí)甚至可以達(dá)到0.5NTU以下，其出水水質(zhì)能滿足第二代及第三代凈水技術(shù)中深度處理工藝對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的要求，但該技術(shù)方法仍然需要進(jìn)行過濾處理，其運(yùn)行費(fèi)用高、工藝流程長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有凈水工藝流程長(zhǎng)、占地面積大、基建成本高及運(yùn)行費(fèi)用高的問題，提供以沉淀-氣浮耦合為核心的短流程水處理方法。
[0006]本發(fā)明的以沉淀-氣浮耦合為核心的短流程水處理方法，按照以下步驟進(jìn)行:
[0007]—、向原水中加入 混凝劑，進(jìn)行混合，在絮凝池中進(jìn)行絮凝反應(yīng)；
[0008]二、然后進(jìn)入沉淀-氣浮耦合池進(jìn)行泥水分離；
[0009]三、再進(jìn)行深度工藝處理；[0010]四、最后進(jìn)行消毒，即完成了水處理。
[0011]所述的以沉淀-氣浮耦合為核心的短流程水處理方法，即原水經(jīng)混凝后進(jìn)入絮凝池絮凝，經(jīng)絮凝池絮凝后進(jìn)入側(cè)向流斜板沉淀池，絮凝池及側(cè)向流斜板沉淀池底部的污泥經(jīng)通過穿孔排泥管排除，側(cè)向流斜板沉淀池出水進(jìn)入高速氣浮池分離區(qū)，與經(jīng)溶氣泵加壓溶氣后通過釋放器產(chǎn)生的微氣泡混合，混合后進(jìn)入高速氣浮池分離區(qū)進(jìn)行氣液分離，高速氣浮池分離區(qū)表面的浮渣經(jīng)刮渣機(jī)刮除，經(jīng)穿孔集水板集水后的出水再進(jìn)入深度工藝處理及消毒，即完成了水處理。
[0012]本發(fā)明包含以下有益效果:
[0013]1、本發(fā)明的技術(shù)解決方案(工藝流程)為:混凝一沉淀-氣浮一深度處理一消毒，即向原水加入混凝劑混合，在絮凝池中進(jìn)行絮凝反應(yīng)后，進(jìn)入沉淀-氣浮耦合池進(jìn)行泥水分離，然后經(jīng)深度工藝處理，最后進(jìn)行消毒，消毒后進(jìn)入清水池，然后經(jīng)過二泵站輸入城市供水管網(wǎng)；
[0014]2、本發(fā)明通過設(shè)置沉淀-氣浮技術(shù)取代了傳統(tǒng)工藝流程中造價(jià)及運(yùn)行昂貴的濾池，提供了一種不需設(shè)置濾池、工藝流程短、基建成本低、操作管理方便、運(yùn)行成本低、出水水質(zhì)好的以沉淀-氣浮耦合為核心集多種凈水技術(shù)于一體的短流程水處理方法，經(jīng)本發(fā)明提供的工藝流程處理后的出水水質(zhì)能完全達(dá)到甚至超過《中華人民共和國(guó)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)的相關(guān)要求；
[0015]3、本發(fā)明采用由 側(cè)向流斜板沉淀池與高速氣浮池組成的高效的沉淀-氣浮耦合技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)凈水工藝流程中的濾池過濾工藝，沉淀-氣浮耦合技術(shù)設(shè)置在一個(gè)池子里，兩者中間設(shè)置穿孔花墻作為過渡段進(jìn)行連接，高速氣浮池分為氣浮池接觸區(qū)和氣浮池分離區(qū)兩部分，采用加壓溶氣泵對(duì)回流水進(jìn)行加壓溶氣，回流水來自氣浮池出水，回流比為8%~12%，可以根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)情況采取單獨(dú)運(yùn)行沉淀工藝或沉淀-氣浮串聯(lián)的運(yùn)行方式；
[0016]4、本發(fā)明方法不需要《沉淀氣浮串聯(lián)組合固液分離裝置》水處理中所進(jìn)行的過濾處理，因此其運(yùn)行費(fèi)用低、工藝流程短；
[0017]5、本發(fā)明采用的深度處理工藝可以為臭氧、臭氧和過氧化氫或UV和過氧化氫高級(jí)氧化技術(shù)與生物活性炭的聯(lián)用或超濾膜分離處理，進(jìn)一步對(duì)水中污染物進(jìn)行有效去除，提聞出水水質(zhì)；
[0018]6、本發(fā)明采用的消毒技術(shù)可以為單獨(dú)投加氯氣、同時(shí)投加氯氣與氯胺、先加臭氧后加氯氣或先加臭氧后加氯胺進(jìn)行消毒，既可有效滅活凈水廠出水中的致病微生物數(shù)量又能在城市管網(wǎng)中提供持續(xù)的消毒能力，全面保證飲用水的生物穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖；
[0020]圖2為本發(fā)明的沉淀-氣浮耦合技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中I為(加藥混凝后)原水進(jìn)水口，2為絮凝池,3為穿孔花墻A, 4為側(cè)向流斜板沉淀池,5為穿孔排泥管,6為穿孔花墻B，7為過渡段，8為高速氣浮池，9為氣浮池接觸區(qū)，10為氣浮池分離區(qū)，11為刮渣機(jī)，12為排渣槽，13為穿孔集水板，14為釋放器，15為溶氣泵，16為氣浮出水口?！揪唧w實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實(shí)施方式】，還包括各【具體實(shí)施方式】間的任意組合。
[0022]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式以沉淀氣浮耦合為核心的短流程水處理方法，按以下步驟進(jìn)行:
[0023]一、向原水中加入混凝劑，進(jìn)行混合，在絮凝池中進(jìn)行絮凝反應(yīng)；
[0024]二、然后進(jìn)入沉淀-氣浮耦合池進(jìn)行泥水分離；
[0025]三、再進(jìn)行深度工藝處理；
[0026]四、最后進(jìn)行消毒，即完成了水處理。
[0027]本實(shí)施方式的有益效果:[0028]1、本實(shí)施方式的技術(shù)解決方案(工藝流程)為:混凝一沉淀-氣浮一深度處理一消毒，即向原水加入混凝劑混合，在絮凝池中進(jìn)行絮凝反應(yīng)后，進(jìn)入沉淀-氣浮耦合池進(jìn)行泥水分離，然后經(jīng)深度工藝處理，最后進(jìn)行消毒，消毒后進(jìn)入清水池，然后經(jīng)過二泵站輸入城市供水管網(wǎng)；
[0029]2、本實(shí)施方式通過設(shè)置沉淀-氣浮技術(shù)取代了傳統(tǒng)工藝流程中造價(jià)及運(yùn)行昂貴的濾池，提供了一種不需設(shè)置濾池、工藝流程短、基建成本低、操作管理方便、運(yùn)行成本低、出水水質(zhì)好的以沉淀-氣浮耦合為核心集多種凈水技術(shù)于一體的短流程水處理方法，經(jīng)本實(shí)施方式提供的工藝流程處理后的出水水質(zhì)能完全達(dá)到甚至超過《中華人民共和國(guó)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)的相關(guān)要求；
[0030]3、本實(shí)施方式采用由側(cè)向流斜板沉淀池與高速氣浮池組成的高效的沉淀-氣浮耦合技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)凈水工藝流程中的濾池過濾工藝，沉淀-氣浮耦合技術(shù)設(shè)置在一個(gè)池子里，兩者中間設(shè)置穿孔花墻作為過渡段進(jìn)行連接，高速氣浮池分為氣浮池接觸區(qū)和氣浮池分離區(qū)兩部分，采用加壓溶氣泵對(duì)回流水進(jìn)行加壓溶氣，回流水來自氣浮池出水，回流比為8%~12%，可以根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)情況采取單獨(dú)運(yùn)行沉淀工藝或沉淀-氣浮串聯(lián)的運(yùn)行方式；
[0031]4、本實(shí)施方式不需要《沉淀氣浮串聯(lián)組合固液分離裝置》水處理中所進(jìn)行的過濾處理，因此其運(yùn)行費(fèi)用低、工藝流程短；
[0032]5、本實(shí)施方式采用的深度處理工藝可以為臭氧、臭氧和過氧化氫或UV和過氧化氫高級(jí)氧化技術(shù)與生物活性炭的聯(lián)用或超濾膜分離處理，進(jìn)一步對(duì)水中污染物進(jìn)行有效去除，提聞出水水質(zhì)；
[0033]6、本實(shí)施方式采用的消毒技術(shù)可以為單獨(dú)投加氯氣、同時(shí)投加氯氣與氯胺、先加臭氧后加氯氣或先加臭氧后加氯胺進(jìn)行消毒，既可有效滅活凈水廠出水中的致病微生物數(shù)量又能在城市管網(wǎng)中提供持續(xù)的消毒能力，全面保證飲用水的生物穩(wěn)定性。
[0034]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:步驟一所述的混凝劑為聚合氯化鋁、聚合氯化鐵、硫酸鋁或聚合氯化鋁鐵。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0035]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二不同的是:步驟一所述的絮凝池為網(wǎng)格絮凝池、折板絮凝池或機(jī)械絮凝池。其它與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0036]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是:步驟二所述的沉淀-氣浮耦合池由側(cè)向流斜板沉淀池4和高速氣浮池8構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如下:側(cè)向流斜板沉淀池4的前端與絮凝池2通過穿孔花墻A3連通，側(cè)向流斜板沉淀池4的后端與高速氣浮池8通過穿孔花墻B6連通；
[0037]所述的絮凝池2前端設(shè)置有原水進(jìn)水口 1，高速氣浮池8后端設(shè)置有氣浮出水口16 ；
[0038]所述的側(cè)向流斜板沉淀池4靠近高速氣浮池的一側(cè)設(shè)有過渡段7，在絮凝池2和側(cè)向流斜板沉淀池4底部設(shè)置有穿孔排泥管5 ；
[0039]所述的高速氣浮池8由氣浮池接觸區(qū)9、氣浮池分離區(qū)10、刮渣機(jī)11、排渣槽12、穿孔集水板13、釋放器14和溶氣泵15構(gòu)成，其中氣浮池接觸區(qū)9位于高速氣浮池8前端，釋放器14位于氣浮池接觸區(qū)9的底部，穿孔集水板13位于氣浮池分離區(qū)10底部，排渣槽12位于氣浮池分離區(qū)10中且位于氣浮出水口 16的前端，刮渣機(jī)11位于排渣槽12上端。其它與【具體實(shí)施方式】一至三之一相同。
[0040]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一不同的是:步驟二所述的沉淀-氣浮耦合池中的高速氣浮池采用加壓溶氣泵對(duì)回流水進(jìn)行加壓溶氣，回流水來自高速氣浮池出水，浮回流比為8%~12%。其它與【具體實(shí)施方式】一至四之一相同。
[0041]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至五之一不同的是:步驟三所述的深度工藝處理為臭氧與生物活性炭聯(lián)用、臭氧及過氧化氫與生物活性炭聯(lián)用、UV及過氧化氫與生物活性炭聯(lián)用或超濾膜分離處理。其它與【具體實(shí)施方式】一至五之一相同。
[0042]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至六之一不同的是:步驟四所述的消毒為單獨(dú)投加氯氣、同時(shí)投加氯氣與氯胺、先加臭氧后加氯氣或先加臭氧后加氯胺進(jìn)行消毒。其它與【具體實(shí)施方式】一至六之一相同。
[0043]實(shí)施例一:
[0044]本實(shí)施例以沉淀氣浮耦合為核心的短流程水處理方法，按照以下步驟進(jìn)行:
[0045]原水為東北某低溫低濁水，水溫為5°C，其主要原水水質(zhì)如表1所示,工藝流程為混凝一沉淀-氣浮一深度處理一消毒，混凝劑為聚合氯化鋁，投量為3mg/L ;絮凝池為網(wǎng)格絮凝池，絮凝時(shí)間為30min ;沉淀池為側(cè)向流斜板沉淀池，表面負(fù)荷為8m/h，沉淀時(shí)間為24min ;高速氣浮池表面負(fù)荷為10m/h,氣浮池接觸區(qū)接觸時(shí)間為2min,氣浮池分離區(qū)分離時(shí)間為16min，氣浮回流比為10%;深度處理采用臭氧與生物活性炭炭濾池聯(lián)用，臭氧投量為2.5mg/L，炭濾池表面負(fù)荷為8m/h ;消毒采用氯氣消毒，投量為3mg/L，接觸時(shí)間為40min。沉淀-氣浮耦合池及最終出水水質(zhì)如表1所示。
[0046]由表1可以看出，采用本發(fā)明的以沉淀-氣浮耦合為核心集多種凈水技術(shù)于一體的短流程水處理方法，對(duì)天然有機(jī)物含量高的低溫低濁水具有很好的處理效果，其出水水質(zhì)能達(dá)到甚至超過最新國(guó)家生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
[0047]表1實(shí)施例一進(jìn)出水水質(zhì)
[0048]
【權(quán)利要求】
1.以沉淀氣浮耦合為核心的短流程水處理方法，其特征在于它是按照以下步驟進(jìn)行的: 一、向原水中加入混凝劑，進(jìn)行混合，在絮凝池中進(jìn)行絮凝反應(yīng)； 二、然后進(jìn)入沉淀-氣浮耦合池進(jìn)行泥水分離； 三、再進(jìn)行深度工藝處理； 四、最后進(jìn)行消毒，即完成了水處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以沉淀氣浮耦合為核心的短流程水處理方法，其特征在于步驟一所述的混凝劑為聚合氯化鋁、聚合氯化鐵、硫酸鋁或聚合氯化鋁鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以沉淀氣浮耦合為核心的短流程水處理方法，其特征在于步驟一所述的絮凝池為網(wǎng)格絮凝池、折板絮凝池或機(jī)械絮凝池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以沉淀氣浮耦合為核心的短流程水處理方法，其特征在于步驟二所述的沉淀-氣浮耦合池由側(cè)向流斜板沉淀池(4)和高速氣浮池(8)構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如下:側(cè)向流斜板沉淀池(4)的前端與絮凝池(2)通過穿孔花墻A (3)連通，側(cè)向流斜板沉淀池(4)的后端與高速氣浮池(8)通過穿孔花墻B (6)連通； 所述的絮凝池(2)前端設(shè)置有原水進(jìn)水口( I)，高速氣浮池(8)后端設(shè)置有氣浮出水口(16)； 所述的側(cè)向流斜板沉淀池(4)靠近高速氣浮池的一側(cè)設(shè)有過渡段(7)，在絮凝池(2)和側(cè)向流斜板沉淀池(4)底部設(shè)置有穿孔排泥管(5)； 所述的高速氣浮池(8)由氣浮池接觸區(qū)(9)、氣浮池分離區(qū)(10)、刮渣機(jī)(11)、排渣槽(12)、穿孔集水板(13)、釋放器(14)和溶氣泵(15)構(gòu)成，其中氣浮池接觸區(qū)(9)位于高速氣浮池(8)前端，釋放器(14)位于氣浮池接觸區(qū)(9)的底部，穿孔集水板(13)位于氣浮池分離區(qū)(10)底部，排渣槽(12)位于氣浮池分離區(qū)(10)中且位于氣浮出水口(16)的前端，刮渣機(jī)(11)位于排渣槽(12 )上端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以沉淀氣浮耦合為核心的短流程水處理方法，其特征在于步驟二所述的沉淀-氣浮耦合池中的高速氣浮池采用加壓溶氣泵對(duì)回流水進(jìn)行加壓溶氣，回流水來自高速氣浮池出水，浮回流比為8%~12%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以沉淀氣浮耦合為核心的短流程水處理方法，其特征在于步驟三所述的深度工藝處理為臭氧與生物活性炭聯(lián)用、臭氧及過氧化氫與生物活性炭聯(lián)用、UV及過氧化氫與生物活性炭聯(lián)用或超濾膜分離處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以沉淀氣浮耦合為核心的短流程水處理方法，其特征在于步驟四所述的消毒為單獨(dú)投加氯氣、同時(shí)投加氯氣與氯胺、先加臭氧后加氯氣或先加臭氧后加氯胺進(jìn)行消毒。
【文檔編號(hào)】C02F9/04GK103523967SQ201310541941
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】馬軍, 鄒景, 張翔, 時(shí)玉龍 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)