一種用于富營養(yǎng)化水體深度凈化的工藝系統(tǒng)及方法
【專利說明】一種用于富營養(yǎng)化水體深度凈化的工藝系統(tǒng)及方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及富營養(yǎng)化水體治理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于富營養(yǎng)化水體深度凈化的工藝系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0003]城市下游的河湖水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象嚴(yán)重影響了城市景觀和周邊居民生活，形成制約城市形象和發(fā)展的瓶頸。因此富營養(yǎng)化水體的深度凈化，不僅可以削減水體營養(yǎng)負(fù)荷，還可以將凈化出水用作景觀和生態(tài)補(bǔ)水，形成水質(zhì)和水力的雙線良性循環(huán)。
[0004]相對一般城市污水而言，富營養(yǎng)化水體存在污染濃度較低，C/N比低，氮磷含量高，藻類容易滋生等污染特征，因此其水體治理屬于深度凈化范疇。目前富營養(yǎng)化水體深度凈化工藝主要包括膜處理工藝、生態(tài)濕地工藝和混凝處理工藝。膜處理工藝效果好，但可溶性氮磷去除效果差且單獨(dú)使用易堵塞，運(yùn)行維護(hù)成本高。生態(tài)濕地工藝對氮磷的去除效率高，但占地面積大，且其運(yùn)行效果嚴(yán)重受制于當(dāng)?shù)貧夂蚯闆r?；炷幚砉に噷腋B(tài)物質(zhì)去除效率高，出水感官效果好，占地面積少，但對溶解態(tài)的富營養(yǎng)化物質(zhì)去除效率低，特別是在藻類大量繁殖的情況下，去除效果差。
[0005]本發(fā)明針對上述各工藝存在的種種弊端，提出一種集預(yù)處理單元、藻類去除單元、浮床凈化單元和混凝凈化單元于一體的用于富營養(yǎng)化水體深度凈化的工藝系統(tǒng)，綜合發(fā)揮各自優(yōu)勢，規(guī)避單項(xiàng)技術(shù)缺陷，全面提高出水水質(zhì)的穩(wěn)定性。此外，針對富營養(yǎng)化水體水質(zhì)指標(biāo)波動(dòng)變化較大，提出在線監(jiān)測動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，保證出水水質(zhì)的同時(shí)，降低運(yùn)行能耗及成本，提高處理效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有單項(xiàng)技術(shù)的不足，提供一種集預(yù)處理單元、藻類去除單元、浮床凈化單元和混凝凈化單元于一體的用于富營養(yǎng)化水體深度凈化的工藝系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種用于富營養(yǎng)化水體深度凈化的工藝系統(tǒng)，由預(yù)處理單元(10)、藻類去除單元(20)、浮床凈化單元(30)和混凝凈化單元(40)四部分依次連接組成，所述藻類去除單元(20)、浮床凈化單元(30)和混凝凈化單元(40)分別包括前端設(shè)置的藻類密度在線監(jiān)測儀(21)、氨氮濃度在線監(jiān)測儀(31)和濁度在線監(jiān)測儀(41)。
[0008]本發(fā)明所述的一種用于富營養(yǎng)化水體深度凈化的工藝系統(tǒng)，所述預(yù)處理單元(10)包括集水井(11)和旋流沉砂池(12 )，集水井(11)的出水口與旋流沉砂池(12 )的進(jìn)水口相連通，旋流沉砂池(12)的出水口與藻類去除單元(20)的進(jìn)水口相連通；
所述藻類去除單元(20)還包括設(shè)置在藻類密度在線監(jiān)測儀(21)后端的篩式過濾器(22),篩式過濾器(22)的出水口與浮床凈化單元(30)的進(jìn)水口相連通； 所述浮床凈化單元(30)還包括設(shè)置在氨氮濃度在線監(jiān)測儀(31)后端的微曝氣生態(tài)浮床(32)，且微曝氣生態(tài)浮床(32)的進(jìn)氣口與太陽能曝氣機(jī)(33)的出氣口相連通，氨氮濃度在線監(jiān)測儀(31)的信號輸出端與太陽能曝氣機(jī)(33)的信號輸入端相連，微曝氣生態(tài)浮床
(32)的出水口與混凝凈化單元(40)的進(jìn)水口相連通；
所述混凝凈化單元(40)還包括設(shè)置在濁度在線檢測儀(41)后端的澄清池(43)，且澄清池(43 )的進(jìn)藥口與自動(dòng)加藥機(jī)(42 )的出藥口相連通，濁度在線檢測儀(41)的信號輸出端與自動(dòng)加藥機(jī)(42)的信號輸入端相連。
[0009]本發(fā)明所述的一種用于富營養(yǎng)化水體深度凈化的工藝系統(tǒng)，所述藻類去除單元
(20)和浮床凈化單元(30)之間設(shè)置用于使水體經(jīng)藻類密度在線監(jiān)測儀(21)檢測后直接進(jìn)入浮床凈化單元(30 )的一號超越管(51);所述浮床凈化單元(30 )和混凝凈化單元(40 )之間設(shè)置用于使水體經(jīng)氨氮濃度在線監(jiān)測儀(31)檢測后直接進(jìn)入混凝凈化單元(40)的二號超越管(52)。
[0010]本發(fā)明所述的一種用于富營養(yǎng)化水體深度凈化的工藝系統(tǒng)，所述篩式過濾器
(22)、微曝氣生態(tài)浮床(32)、澄清池(43)之前，以及一號超越管(51)和二號超越管(52)上分別設(shè)置電磁閥(53)。
[0011]本發(fā)明所述的一種用于富營養(yǎng)化水體深度凈化的工藝系統(tǒng)，所述篩式過濾器(22)由進(jìn)液模塊、過濾模塊和集液模塊組成，過濾模塊中的內(nèi)部斜篩為厚度35?50mm的200目不銹鋼篩絹，以80?150mm的中心距密集安裝在可以調(diào)節(jié)傾斜度的支架上;進(jìn)液模塊包括每一個(gè)篩面頂部設(shè)置的用于噴灑原液的噴淋管，集液模塊包括底部設(shè)置的用于收集篩上濃縮液的小集液槽。
[0012]本發(fā)明所述的一種用于富營養(yǎng)化水體深度凈化的工藝系統(tǒng)，所述微曝氣生態(tài)浮床(32 )由浮床植物、浮床載體框架、浮子和YDT型彈性立體填料組成。
[0013]本發(fā)明所述的一種用于富營養(yǎng)化水體深度凈化的工藝系統(tǒng)，所述太陽能曝氣機(jī)
(33)的水平支管為DN50的UPVC管，豎向支管為DN20的納米微孔曝氣管，豎向支管底部距離池底20?50cmo
[0014]本發(fā)明所述的一種用于富營養(yǎng)化水體深度凈化的工藝系統(tǒng)，所述澄清池(43)包括混凝反應(yīng)區(qū)域和斜管沉淀區(qū)域，混凝反應(yīng)區(qū)域的出水口與斜管沉淀區(qū)域的進(jìn)水口相連通。
[0015]本發(fā)明所述的一種用于富營養(yǎng)化水體深度凈化的工藝系統(tǒng)，所述混凝反應(yīng)區(qū)域內(nèi)部設(shè)置2mm厚的不銹鋼折板，上部折板懸掛于池頂，下部折板固定在池底混凝土支墩中；所述斜管沉淀區(qū)域內(nèi)部設(shè)置DN50的斜管填料，材質(zhì)為UPVC，斜管填料固定于工字鋼填料支架上，斜管填料底部距池底2?3m。
[0016]—種本發(fā)明所述的用于富營養(yǎng)化水體深度凈化的工藝方法，包括以下步驟:
(1)待深度凈化富營養(yǎng)化水體經(jīng)集水井(11)進(jìn)入預(yù)處理單元(10)，經(jīng)過旋流沉砂池
(12)去除沉砂及顆粒物；
(2)經(jīng)初步處理的水體進(jìn)入藻類去除單元(20)，通過藻類密度在線監(jiān)測儀(21)監(jiān)測藻類密度，當(dāng)藻類密度2 16個(gè)/L時(shí)，開啟篩式過濾器(22)前設(shè)置的電磁閥(53)，使旋流沉砂池(12)出水全部進(jìn)入篩式過濾器(22)處理；當(dāng)藻類密度<106個(gè)/L時(shí)，關(guān)閉篩式過濾器(22)前設(shè)置的電磁閥(53)，使旋流沉砂池(12)出水經(jīng)一號超越管(51)直接進(jìn)入浮床凈化單元(30)處理; (3)浮床凈化單元(30)采用微曝氣方式，當(dāng)氨氮濃度在線監(jiān)測儀(31)顯示氨氮濃度25mg/L時(shí)，開啟微曝氣生態(tài)浮床(32)前設(shè)置的電磁閥(53)并設(shè)置太陽能曝氣機(jī)(33)使氣水比為1:2;當(dāng)氨氮濃度? 2mg/L且<5mg/L時(shí)，設(shè)置太陽能曝氣機(jī)(33)使氣水比為1:4;當(dāng)氨氮濃度< 2mg/L時(shí)，關(guān)閉微曝氣生態(tài)浮床(32 )前設(shè)置的電磁閥(53)，使篩式過濾器(22)出水經(jīng)二號超越管(52)直接進(jìn)入混凝凈化單元(40)處理；
(4)混凝凈化單元(40)采用硅藻土為混凝藥劑，當(dāng)濁度在線監(jiān)測儀(41)顯示濁度〉600NTU時(shí)，開啟澄清池(43)前設(shè)置的電磁閥(53)并設(shè)置自動(dòng)加藥機(jī)(42)的硅藻土投加量為100mg/L;當(dāng)濁度M50NTU且< 600NTU時(shí)，自動(dòng)加藥機(jī)(42)的硅藻土投加量為50mg/L;當(dāng)濁度>100NTU且< 450NTU時(shí)，自動(dòng)加藥機(jī)(42)的硅藻土投加量為75mg/L;當(dāng)濁度< 100NTU時(shí)，自動(dòng)加藥機(jī)(42)的硅藻土投加量為30mg/L;
(5)水體經(jīng)澄清池(43)內(nèi)的混凝反應(yīng)區(qū)域和斜管沉淀區(qū)域處理，水體達(dá)標(biāo)后外排。
[0017]本發(fā)明的有益效果在于:
集預(yù)處理單元、藻類去除單元、浮床凈化單元和混凝凈化單元于一體的深度凈化工藝系統(tǒng)可全面實(shí)現(xiàn)藻類、氨氮、總磷等主要水體污染物的穩(wěn)定去除，并且規(guī)避單項(xiàng)技術(shù)缺陷，集成發(fā)揮各單元組合優(yōu)勢，節(jié)約用地面積、縮短水力停留時(shí)間、降低氣候環(huán)境影響等。系統(tǒng)中，藻類密度在線監(jiān)測儀、氨氮濃度在線監(jiān)測儀和濁度在線監(jiān)測儀的設(shè)置，可以根據(jù)進(jìn)水指標(biāo)的變化，調(diào)節(jié)各主體凈化單元的運(yùn)行參數(shù)或超越分流，可實(shí)現(xiàn)整體工藝系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)控制。在保證藻類密度、氨氮、總磷等主要水體指標(biāo)穩(wěn)定去除的前提下，降低能耗和運(yùn)行成本，有效提高深度凈化效率，特別適合城市富營養(yǎng)化水體的大流量凈化再生后景觀或生態(tài)利用。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一種用于富營養(yǎng)化水體深度凈化的工藝系統(tǒng)示意圖。
[0019]附圖標(biāo)記:10，預(yù)處理單元；11，集水井；12，旋流沉砂池；20，藻類去除單元;21，藻類密度在線監(jiān)測儀;22，篩式過濾器;30，浮床凈化單元;31，氨氮濃度在線監(jiān)測儀;32，微曝氣生態(tài)浮床;33，太陽能曝氣機(jī);40，混凝凈化單元;41，池度在線監(jiān)測儀;42，自動(dòng)加藥機(jī)；43，澄清池;51，一號超越管;52，二號超越管;53，電磁閥。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為更好理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，以下實(shí)施例僅是對本發(fā)明進(jìn)行說明而非對其加以限定。
[0021]系統(tǒng)結(jié)構(gòu):
如圖1所示，一種用于富營養(yǎng)化水體深度凈化的工藝系統(tǒng)，由預(yù)處理單元10、藻類去除單元20、浮床凈化單元30和混凝凈化單元40四部分依次連接組成。預(yù)處理單元10包括集水井11和旋流沉砂池12，集水井11的出水口與旋流沉砂池12的進(jìn)水口相連通，旋流沉砂池12的出水口與藻類去除單元20的進(jìn)水口相連通;藻類去除單元20包括設(shè)置在前端的藻類密度在線監(jiān)測儀21以及后端的篩式過濾器22，篩式過濾器22的出水口與浮床凈化單元30的進(jìn)水口相連通;浮床凈化單元30包括設(shè)置在前端的氨氮濃度在線監(jiān)測儀31以及后端的微曝氣生態(tài)浮床32，微曝氣生態(tài)浮床32的進(jìn)氣口與太陽能曝氣機(jī)33的出氣口相連通，氨氮濃度在線監(jiān)測儀31的信號輸出端與太陽能曝氣機(jī)33的信號輸入端相連，微曝氣生態(tài)浮床32的出水口與混凝凈化單元40的進(jìn)水口相連通;混凝凈化單元40包括設(shè)置在前端的濁度在線檢測儀41以及后端的澄清池43，且澄清池43的進(jìn)藥口與自動(dòng)加藥機(jī)42的出藥口