可调节絮凝反应效果的絮凝装置及与除磷药剂组合使用方法与流程

本发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种可调节絮凝反应效果的絮凝装置及与除磷药剂组合使用方法。

背景技术：

混凝剂可降低污水的浊度、色度，除去多种高分子物质、有机物、某些重金属毒物和放射性物质等。向污水中投入某种化学药剂，使在水中难以沉淀的胶体状悬浮颗粒或乳状污染物失去稳定后，由于互相碰撞而聚集或聚合、搭接而形成较大的颗粒或絮状物，从而使污染物更易于自然下沉或上浮而被除去。这个过程就是絮凝反应。在污水处理中，絮凝反应是一个十分重要的环节，它的完善程度直接影响沉淀和过滤的效果。絮凝效果和使用药剂有关，另一方面和配套的絮凝装置及污水性质有关。

目前从污水中除磷的方法主要有生物法和化学法，生物除磷设施设备投资大，工艺复杂，除磷耗时长，出水水质的稳定性欠佳。已有化学法除磷技术中，一般大量采用石灰、铝盐、铁盐、亚铁盐及镁盐等，主要为无机絮凝剂，组分单一，用量大，当污水中磷含量较低时，除磷效果不理想，表现在除磷速度慢，磷的去除率不高，产生污泥量大，污泥的后续处理费用增加。

化学除磷使用的絮凝装置的设备参数影响絮凝效果。在絮凝药剂的使用过程中，需要控制好絮凝装置的技术参数(污水流量、污水在絮凝池中的停留时间、搅拌速度)。当化学除磷药剂特性和絮凝装置设备参数不能匹配时，药剂就不能发挥出最佳效果，另外当污水性质变化时，已有的絮凝装置亦很难调整设备参数适应这种变化。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种可调节絮凝反应效果的絮凝装置及与除磷药剂组合使用方法，以提高脱磷效果。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种可调节絮凝反应效果的絮凝装置，包括罐体，还包括竖直设置的第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板，将罐体分成第一絮凝池、第二絮凝池、第三絮凝池、第四絮凝池和第五池；第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板能够移动位置以调节第一絮凝池、第二絮凝池、第三絮凝池、第四絮凝池和第五池的体积大小；第一絮凝池、第二絮凝池和第四絮凝池内设有可调速的搅拌机。

进一步的，罐体的端板之间设置有丝杆，第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板分别套设在丝杆上并能在丝杆上滑动。

进一步的，还包括搅拌机位置调节机构，搅拌机位置调节机构包括若干滑块和四根连杆，使第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板在移动的过程中，搅拌机始终位于四根连杆构成的平行四边形的中心处。

一种所述可调节絮凝反应效果的絮凝装置的使用方法，投加聚丙烯酸或聚丙烯酸钠至第一絮凝池，投加无机絮凝剂和聚二甲基二烯丙基氯化铵至第二絮凝池，投加阴离子聚丙烯酰胺至第四絮凝池。

进一步的，聚丙烯酸或聚丙烯酸钠投加量为0.5-200ppm，无机絮凝剂投加量为10-600ppm，聚二甲基二烯丙基氯化铵投加量为0.3-150ppm，阴离子聚丙烯酰胺投加量为0.4-20ppm。

进一步的，聚丙烯酸或聚丙烯酸钠分子量在0.3-50万，聚二甲基二烯丙基氯化铵的特性黏数在0.5-1.6dl/g，聚丙烯酰胺分子量在200万-2300万。

进一步的，无机絮凝剂包括硫酸亚铁、聚合硫酸铁、硫酸铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸铝铁或聚合氯化铝铁中的一种或任意组合。

进一步的，反应条件控制：

第一絮凝池中污水停留时间为20-40s，搅拌转速为60-180r/m；

第二絮凝池中污水停留时间在30-60s，搅拌转速60-180r/m；

第三絮凝池中污水停留时间在120-180s，无搅拌，自然流动；

第四絮凝池中污水停留时间在20-40s，搅拌转速60-90r/m。

本发明提供了一种可调节絮凝反应效果的絮凝装置及污水净化除磷药剂组合使用方法，污水净化除磷药剂特性和絮凝装置设备参数可实现互相匹配，污水除磷药剂能发挥出最佳效果，当污水参数性质变化时，本发明的絮凝装置可调整设备参数适应这种变化，从而优化和提高脱磷效果及提升污水处理速度。

本发明的絮凝装置通过隔板左右移动，絮凝池的容积可调节，絮凝池体积的变化可调节污水在絮凝池中的停留时间，搅拌速度可调节物料混合的均匀性或絮体的大小及比表面积，调节停留时间及搅拌速度这两个主要因素，从而实现调节絮凝反应达到最佳絮凝除磷效果。

本发明污水净化除磷药剂具有絮凝反应速度快，处理效率高，形成的絮花大，方便气浮分离絮体，本发明中的装置和药剂配合使用，药剂方可达到最佳的除磷效果。

本发明在有效去除污水中ss、cod、色度的同时，可高效快速去除含磷废水中的磷。本发明用于城市黑臭水体、城市污水与印染废水时，可使总磷浓度从0.9-9mg/l快速絮凝反应降至0.5mg/l以下，符水符合国家标准gb18918-2002所规定的总磷要求，防范水体“富营养化”风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一个具体实施例的可调节絮凝反应效果的絮凝装置的立面图；

图2是图1的俯视图。

其中：1、罐体；11、第一絮凝池；12、第二絮凝池；13、第三絮凝池；14、第四絮凝池；21、第一隔板；22、第二隔板；23、第三隔板；24、第四隔板；3、搅拌机；41、上丝杆；42、下丝杆；43、螺母；44、联动链条；45、联动杆；5、承重导向梁；61、丝杆滑块；62、主滑块；63、光杆滑块；64、导向梁滑块；65、固定块；66、扭力平衡光杆；67、连杆；71、第一溢水口；72、调节板；73、第二溢水口。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

如图1、图2，本发明一个具体实施方式的絮凝装置包括方型的罐体1，罐体1由第一隔板21、第二隔板22、第三隔板23和第四隔板24分隔成5个方型小罐体：第一絮凝池11、第二絮凝池12、第三絮凝池13、第四絮凝池14和第五池。第一絮凝池11、第二絮凝池12、第四絮凝池14都带有可调速的搅拌机3，转速在30-180r/m。第三絮凝池13无搅拌，仅作为絮凝池。第五池用于预留体积调节，提供可变化的容积空间，其与污水后续处理气浮池相通。

通过隔板左右移动，小罐体的容积可调节，小罐体体积的变化可调节污水在罐体中的停留时间，搅拌速度可调节物料混合的均匀性或絮体的大小及比表面积，调节停留时间及搅拌速度这两个主要因素，从而实现调节絮凝反应达到最佳絮凝除磷效果。

在一个具体实施例中，在罐体1上部设置承重导向梁5和两根上丝杆41，承重导向梁5和两根上丝杆41均相互平行，承重导向梁5位于两根上丝杆41中间，在罐体1下部设置两根平行的下丝杆42。丝杆和承重导向梁5两端固定在罐体1两侧端板上。隔板套设在丝杆和承重导向梁5上，通过在丝杆和承重导向梁5上滑动左右移动。在四块隔板上，每块都设有一套可随隔板一起左右移动的隔板调节机构。

隔板调节机构包括四个同步旋转、同旋向、同螺距的螺母43，螺母43套设在上丝杆41和下丝杆42上，螺母43的基座与隔板固定，螺母43的螺纹与丝杆耦合。四个螺母通过联动链条44串联成一个联动整体，四个螺母与联动链条44固定连接。联动杆45一端与隔板固定连接。电机通过减速机、联动杆45水平传动、联动链条44垂直传动带动四个螺母同步同向旋转，联动杆45推动隔板，实现隔板在承重导向梁和四根丝杆上的左右移动。

在一个具体实施例中，设置有搅拌机位置调节机构。搅拌机位置调节机构的功能是保证搅拌机3始终处在小罐体的中央和平衡搅拌机工作中产生的扭力。搅拌机位置调节机构由主滑块62、2块光杆滑块63、2块丝杆滑块61、2块导向梁滑块64(或1块导向梁滑块64与1块固定块65)、2根扭力平衡光杆66和4根等长的连杆67组成。

套设在承重导向梁5上、处在小罐体中央位置的滑块为主滑块62，它能够在承重导向梁5上左右滑动。搅拌机3的顶部与主滑块62的下方固定连接。丝杆滑块61分别套设在两根上丝杆41上，能够在上丝杆41上左右滑动。

扭力平衡光杆66一端与丝杆滑块61固定连接，一端与主滑块62固定连接。两丝杆滑块61作为2根扭力平衡光杆的支撑点。光杆滑块63分别套设在两根扭力平衡光杆66上，能够在扭力平衡光杆66上滑动。

2块导向梁滑块64套设在承重导向梁5上并与小罐体两侧的隔板固定连接。对于第一絮凝池11，左侧为罐体端板，固定块65固定在承重导向梁5与端板相接处。

连杆67一端与光杆滑块63采用铰链连接，另一端与导向梁滑块64或固定块65采用铰链连接。四根连杆67构成平行四边形，承重导向梁5作为其一条对角线，2根扭力平衡光杆66构成其另一对角线。

隔板在承重导向梁5上移动时，2块与隔板固定的滑块与4根等长连杆、2根扭力平衡光杆及其光杆滑块、2块丝杆滑块联合作用，能使主滑块以及搅拌机3始终处在两移动的隔板中央。

在一个具体实施例中，第二隔板22和第四隔板24上设置隔板溢水高度调节装置。在第二隔板22和第四隔板24上竖向开设第一溢水口71，在第一溢水口71周围开设尺寸满足溢水口尺寸和液面调节上下限位置的槽。调节板72中部开设第二溢水口73，第二溢水口73尺寸小于第一溢水口71。调节板72镶嵌在所述槽内，调节板72能在槽内上下移动，改变第二溢水口73高度。调节板72竖向固定一螺杆，螺杆与螺杆升降机结合，控制升降机驱动调节板72在槽内上下移动，调节第二溢水口73高度，来实现液面高度的控制。

隔板溢水高度调节装置的作用是能够分别对第一絮凝池11、第二絮凝池12和第三絮凝池13、第四絮凝池14的液面高度实行控制。

污水从第一絮凝池11中流入，逐步通过第二絮凝池12、第三絮凝池13、第四絮凝池14和第五池进入气浮池或沉淀池分离絮体，污水中的磷和脱磷药剂通过化学或物理反应生成不溶于水的絮体物质，这个过程系絮凝除镉反应全过程，各个步骤条件为：

第一絮凝池11中污水停留时间为20-40s，搅拌转速为60-180r/m；

第二絮凝池12中污水停留时间在30-60s，搅拌转速60-180r/m；

第三絮凝池13中污水停留时间在120-180s，无搅拌，自然流动；

第四絮凝池14中污水停留时间在20-40s，搅拌转速60-90r/m。

其中，污水停留时间等于反应器有效容积与进水流量之比：即hrt＝v/q(h)。

污水通过上述四个絮凝池，实现絮凝反应，整个过程需要时间为190-320s。本发明这种装置，具有絮凝反应耗时少，污水处理量大，处理效果好的优点。

污水净化除磷药剂协同本发明所述的可调节絮凝反应效果的絮凝搅拌机进行应用，其配方及使用方法：根据污水量，投加聚丙烯酸(或聚丙烯酸钠)0.5-200ppm至第一絮凝池11，最佳用量在1-50ppm。投加无机絮凝剂10-600ppm，最佳用量在40-300ppm，聚二甲基二烯丙基氯化铵0.3-150ppm，最佳用量在2-20ppm，至第二絮凝池12。投加阴离子聚丙烯酰胺0.4-20ppm至第四絮凝池14，最佳用量在0.5-10ppm。

药剂均需要配成溶液方便投加使用。聚丙烯酸(或聚丙烯酸钠)系低分子分子量聚合物，分子量在0.3-50万，分子量最佳范围在0.8万-2万，使用时配成1-10wt％的溶液。无机絮凝剂包括硫酸亚铁、聚合硫酸铁、硫酸铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸铝铁、聚合氯化铝铁中的一种或任意组合，将无机絮凝剂配成5-10wt％的溶液。聚二甲基二烯丙基氯化铵的特性黏数在0.5-1.6dl/g，最佳范围在0.8-1.6dl/g，使用时配成0.1-2wt％的溶液。聚丙烯酰胺分子量(粘均分子量)一般在200万-2300万，其中最佳范围在300-700万，使用时配置成0.05-0.2wt％的溶液。本发明药剂组合能加速絮花的形成，缩短絮凝反应时间，絮花大而松散，吸附能力强，脱色能力好，絮体易于气浮分离。

实施例1

城市黑臭废水流量为6m³/h，总磷含量为2.6mg/l，第一絮凝池11、第二絮凝池12、第四絮凝池14搅拌速度分别为150r/min，120r/min，60r/min，第一絮凝池11中聚丙烯酸钠(重均分子量5000)用量为3mg/l；第二絮凝池12中，聚合氯化铝和聚二甲二烯丙基氯化铵(特性黏数为0.82dl/g)用量分别为50mg/l，5mg/l；第四絮凝池14中阴离子聚丙烯酰胺(粘均分子量为660万)用量为0.5mg/l。改变不同絮凝池中的停留时间，其处理效果如下表。

表1

实施例2

第一絮凝池11中投加的聚丙烯酸钠重均分子量为30万，其它条件同实施例1。处理效果见下表：

表2

实施例3

城市污水流量为6m³/h，总磷含量为8.7mg/l，改变不同絮凝池中的停留时间，第一絮凝池11、第二絮凝池12、第四絮凝池14搅拌速度分别为90r/min，90r/min，90r/min，第一絮凝池11中聚丙烯酸钠(重均分子量8000)用量为5mg/l；第二絮凝池12中，聚合氯化铝和聚二甲二烯丙基氯化铵(特性黏数为0.82dl/g)用量分别为120mg/l，8mg/l；第四絮凝池14中阴离子聚丙烯酰胺(粘均分子量为660万)用量别为1mg/l。其处理效果如下表：

表3

实施例4

第二絮凝池12中投加的聚二甲基二烯丙基氯化铵特性黏数为1.2dl/g，其它条件同实施例3。处理效果见下表：

表4

实施例5

印染洗涤废水流量为6m³/h，总磷含量为5.3mg/l，改变不同絮凝池中的停留时间，第一絮凝池11、第二絮凝池12、第四絮凝池14搅拌速度分别为150r/min，180r/min，90r/min，第一絮凝池11中聚丙烯酸钠(重均分子量8000)用量为7mg/l；第二絮凝池12中，聚合氯化铝和聚二甲二烯丙基氯化铵(特性黏数为1.2dl/g)用量分别为200mg/l，8mg/l；第四絮凝池14中阴离子聚丙烯酰胺(粘均分子量为660万)用量别为1.5mg/l。其处理效果如下表：

表5

实施例6

第四絮凝池14中投加的阴离子聚丙烯酰胺的粘均分子量为350万，其它条件同实施例5。处理效果见下表：

表6

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。