以沉淀气浮耦合为核心的短流程水处理方法
【专利摘要】以沉淀气浮耦合为核心的短流程水处理方法，它涉及以沉淀-气浮耦合为核心集多种净水技术于一体的短流程水处理方法。本发明要解决现有净水工艺流程长、占地面积大、基建成本高及运行费用高的问题。本发明的方法为：一、加入混凝剂，混合后絮凝反应；二、进行泥水分离；三、进行深度工艺处理；四、消毒。本发明方法不需设置滤池，工艺流程短、基建成本低、操作管理方便、运行成本低、出水水质好。本发明主要用于城市生活饮用水处理。
【专利说明】以沉淀气浮耦合为核心的短流程水处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及以沉淀-气浮耦合为核心集多种净水技术于一体的短流程水处理方法，具体涉及到采用沉淀-气浮耦合技术替代传统水处理流程中的滤池过滤技术的一种短流程水处理方法，属于城市生活饮用水处理范畴。
【背景技术】
[0002]为了防止水介烈性细菌性传染病(如霍乱、痢疾、伤寒等)流行，提高城市生活饮用水卫生安全，20世纪初，水处理工艺界研发出了混凝一沉淀一过滤一氯消毒净水工艺，即为第一代饮用水净化工艺。20世纪70年代，由于水环境污染，在城市饮用水中发现了种类众多的对人体有毒害的微量有机污染物(如致癌、致畸、致突变物质等)和氯化消毒副产物，而第一代工艺又不能对其有效地去除和控制。在这个背景下研发出了第二代饮用水净化工艺，即在第一代工艺后面增加臭氧一颗粒活性炭等深度处理工艺。20世纪末，由于水环境污染的加剧，以及水质检测技术的发展，又发现了许多新的水质问题，如贾第虫和隐孢子虫(两虫)问题，水蚤、红虫问题，藻类污染加剧及臭味、藻毒素问题，臭氧引起的溴酸盐等问题，为了解决这些问题及进一步提高水质，又提出了将第二代工艺后面的深度处理工艺换为膜处理工艺的第三代水处理工艺。
[0003]随着国家生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)的出台及实施，各大城市净水厂很多都面临着要将传统的混凝一沉淀一过滤一消毒第一代净水工艺进行升级，通常是在过滤和消毒间增加深度处理工艺，采用的深度处理工艺主要为臭氧和生物活性炭炭滤池联用技术或超滤膜分离技术，即将原有的第一代净水工艺提升为第二代或第三代净水工艺。将原有的第一代净水工艺提升为第二代或第三代净水工艺确实能有效提高出水水质，使其达到国家生活饮用水水质标准，然而此改造升级方法工艺流程长，存在着占地面积大、水头损失大及运行费用高等诸多问题。
[0004]近年来，有人提出了沉淀-气浮耦合技术，如专利《沉淀气浮串联组合固液分离装置》200410043693.9，同时根据试验发现该技术能有效的提高出水水质，可以将出水浊度控制在INTU以下，有时甚至可以达到0.5NTU以下，其出水水质能满足第二代及第三代净水技术中深度处理工艺对进水水质的要求，但该技术方法仍然需要进行过滤处理，其运行费用高、工艺流程长。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了解决现有净水工艺流程长、占地面积大、基建成本高及运行费用高的问题，提供以沉淀-气浮耦合为核心的短流程水处理方法。
[0006]本发明的以沉淀-气浮耦合为核心的短流程水处理方法，按照以下步骤进行:
[0007]—、向原水中加入 混凝剂，进行混合，在絮凝池中进行絮凝反应；
[0008]二、然后进入沉淀-气浮耦合池进行泥水分离；
[0009]三、再进行深度工艺处理；[0010]四、最后进行消毒，即完成了水处理。
[0011]所述的以沉淀-气浮耦合为核心的短流程水处理方法，即原水经混凝后进入絮凝池絮凝，经絮凝池絮凝后进入侧向流斜板沉淀池，絮凝池及侧向流斜板沉淀池底部的污泥经通过穿孔排泥管排除，侧向流斜板沉淀池出水进入高速气浮池分离区，与经溶气泵加压溶气后通过释放器产生的微气泡混合，混合后进入高速气浮池分离区进行气液分离，高速气浮池分离区表面的浮渣经刮渣机刮除，经穿孔集水板集水后的出水再进入深度工艺处理及消毒，即完成了水处理。
[0012]本发明包含以下有益效果:
[0013]1、本发明的技术解决方案(工艺流程)为:混凝一沉淀-气浮一深度处理一消毒，即向原水加入混凝剂混合，在絮凝池中进行絮凝反应后，进入沉淀-气浮耦合池进行泥水分离，然后经深度工艺处理，最后进行消毒，消毒后进入清水池，然后经过二泵站输入城市供水管网；
[0014]2、本发明通过设置沉淀-气浮技术取代了传统工艺流程中造价及运行昂贵的滤池，提供了一种不需设置滤池、工艺流程短、基建成本低、操作管理方便、运行成本低、出水水质好的以沉淀-气浮耦合为核心集多种净水技术于一体的短流程水处理方法，经本发明提供的工艺流程处理后的出水水质能完全达到甚至超过《中华人民共和国生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的相关要求；
[0015]3、本发明采用由 侧向流斜板沉淀池与高速气浮池组成的高效的沉淀-气浮耦合技术代替传统净水工艺流程中的滤池过滤工艺，沉淀-气浮耦合技术设置在一个池子里，两者中间设置穿孔花墙作为过渡段进行连接，高速气浮池分为气浮池接触区和气浮池分离区两部分，采用加压溶气泵对回流水进行加压溶气，回流水来自气浮池出水，回流比为8%~12%，可以根据进出水水质情况采取单独运行沉淀工艺或沉淀-气浮串联的运行方式；
[0016]4、本发明方法不需要《沉淀气浮串联组合固液分离装置》水处理中所进行的过滤处理，因此其运行费用低、工艺流程短；
[0017]5、本发明采用的深度处理工艺可以为臭氧、臭氧和过氧化氢或UV和过氧化氢高级氧化技术与生物活性炭的联用或超滤膜分离处理，进一步对水中污染物进行有效去除，提闻出水水质；
[0018]6、本发明采用的消毒技术可以为单独投加氯气、同时投加氯气与氯胺、先加臭氧后加氯气或先加臭氧后加氯胺进行消毒，既可有效灭活净水厂出水中的致病微生物数量又能在城市管网中提供持续的消毒能力，全面保证饮用水的生物稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明的工艺流程图；
[0020]图2为本发明的沉淀-气浮耦合技术的结构示意图，其中I为(加药混凝后)原水进水口，2为絮凝池,3为穿孔花墙A, 4为侧向流斜板沉淀池,5为穿孔排泥管,6为穿孔花墙B，7为过渡段，8为高速气浮池，9为气浮池接触区，10为气浮池分离区，11为刮渣机，12为排渣槽，13为穿孔集水板，14为释放器，15为溶气泵，16为气浮出水口。【具体实施方式】
[0021]本发明技术方案不局限于以下所列举【具体实施方式】，还包括各【具体实施方式】间的任意组合。
[0022]【具体实施方式】一:本实施方式以沉淀气浮耦合为核心的短流程水处理方法，按以下步骤进行:
[0023]一、向原水中加入混凝剂，进行混合，在絮凝池中进行絮凝反应；
[0024]二、然后进入沉淀-气浮耦合池进行泥水分离；
[0025]三、再进行深度工艺处理；
[0026]四、最后进行消毒，即完成了水处理。
[0027]本实施方式的有益效果:[0028]1、本实施方式的技术解决方案(工艺流程)为:混凝一沉淀-气浮一深度处理一消毒，即向原水加入混凝剂混合，在絮凝池中进行絮凝反应后，进入沉淀-气浮耦合池进行泥水分离，然后经深度工艺处理，最后进行消毒，消毒后进入清水池，然后经过二泵站输入城市供水管网；
[0029]2、本实施方式通过设置沉淀-气浮技术取代了传统工艺流程中造价及运行昂贵的滤池，提供了一种不需设置滤池、工艺流程短、基建成本低、操作管理方便、运行成本低、出水水质好的以沉淀-气浮耦合为核心集多种净水技术于一体的短流程水处理方法，经本实施方式提供的工艺流程处理后的出水水质能完全达到甚至超过《中华人民共和国生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的相关要求；
[0030]3、本实施方式采用由侧向流斜板沉淀池与高速气浮池组成的高效的沉淀-气浮耦合技术代替传统净水工艺流程中的滤池过滤工艺，沉淀-气浮耦合技术设置在一个池子里，两者中间设置穿孔花墙作为过渡段进行连接，高速气浮池分为气浮池接触区和气浮池分离区两部分，采用加压溶气泵对回流水进行加压溶气，回流水来自气浮池出水，回流比为8%~12%，可以根据进出水水质情况采取单独运行沉淀工艺或沉淀-气浮串联的运行方式；
[0031]4、本实施方式不需要《沉淀气浮串联组合固液分离装置》水处理中所进行的过滤处理，因此其运行费用低、工艺流程短；
[0032]5、本实施方式采用的深度处理工艺可以为臭氧、臭氧和过氧化氢或UV和过氧化氢高级氧化技术与生物活性炭的联用或超滤膜分离处理，进一步对水中污染物进行有效去除，提闻出水水质；
[0033]6、本实施方式采用的消毒技术可以为单独投加氯气、同时投加氯气与氯胺、先加臭氧后加氯气或先加臭氧后加氯胺进行消毒，既可有效灭活净水厂出水中的致病微生物数量又能在城市管网中提供持续的消毒能力，全面保证饮用水的生物稳定性。
[0034]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:步骤一所述的混凝剂为聚合氯化铝、聚合氯化铁、硫酸铝或聚合氯化铝铁。其它与【具体实施方式】一相同。
[0035]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二不同的是:步骤一所述的絮凝池为网格絮凝池、折板絮凝池或机械絮凝池。其它与【具体实施方式】一或二相同。
[0036]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一至三之一不同的是:步骤二所述的沉淀-气浮耦合池由侧向流斜板沉淀池4和高速气浮池8构成，其结构如下:侧向流斜板沉淀池4的前端与絮凝池2通过穿孔花墙A3连通，侧向流斜板沉淀池4的后端与高速气浮池8通过穿孔花墙B6连通；
[0037]所述的絮凝池2前端设置有原水进水口 1，高速气浮池8后端设置有气浮出水口16 ；
[0038]所述的侧向流斜板沉淀池4靠近高速气浮池的一侧设有过渡段7，在絮凝池2和侧向流斜板沉淀池4底部设置有穿孔排泥管5 ；
[0039]所述的高速气浮池8由气浮池接触区9、气浮池分离区10、刮渣机11、排渣槽12、穿孔集水板13、释放器14和溶气泵15构成，其中气浮池接触区9位于高速气浮池8前端，释放器14位于气浮池接触区9的底部，穿孔集水板13位于气浮池分离区10底部，排渣槽12位于气浮池分离区10中且位于气浮出水口 16的前端，刮渣机11位于排渣槽12上端。其它与【具体实施方式】一至三之一相同。
[0040]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一至四之一不同的是:步骤二所述的沉淀-气浮耦合池中的高速气浮池采用加压溶气泵对回流水进行加压溶气，回流水来自高速气浮池出水，浮回流比为8%~12%。其它与【具体实施方式】一至四之一相同。
[0041]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一至五之一不同的是:步骤三所述的深度工艺处理为臭氧与生物活性炭联用、臭氧及过氧化氢与生物活性炭联用、UV及过氧化氢与生物活性炭联用或超滤膜分离处理。其它与【具体实施方式】一至五之一相同。
[0042]【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】一至六之一不同的是:步骤四所述的消毒为单独投加氯气、同时投加氯气与氯胺、先加臭氧后加氯气或先加臭氧后加氯胺进行消毒。其它与【具体实施方式】一至六之一相同。
[0043]实施例一:
[0044]本实施例以沉淀气浮耦合为核心的短流程水处理方法，按照以下步骤进行:
[0045]原水为东北某低温低浊水，水温为5°C，其主要原水水质如表1所示,工艺流程为混凝一沉淀-气浮一深度处理一消毒，混凝剂为聚合氯化铝，投量为3mg/L ;絮凝池为网格絮凝池，絮凝时间为30min ;沉淀池为侧向流斜板沉淀池，表面负荷为8m/h，沉淀时间为24min ;高速气浮池表面负荷为10m/h,气浮池接触区接触时间为2min,气浮池分离区分离时间为16min，气浮回流比为10%;深度处理采用臭氧与生物活性炭炭滤池联用，臭氧投量为2.5mg/L，炭滤池表面负荷为8m/h ;消毒采用氯气消毒，投量为3mg/L，接触时间为40min。沉淀-气浮耦合池及最终出水水质如表1所示。
[0046]由表1可以看出，采用本发明的以沉淀-气浮耦合为核心集多种净水技术于一体的短流程水处理方法，对天然有机物含量高的低温低浊水具有很好的处理效果，其出水水质能达到甚至超过最新国家生活饮用水水质标准。
[0047]表1实施例一进出水水质
[0048]
【权利要求】
1.以沉淀气浮耦合为核心的短流程水处理方法，其特征在于它是按照以下步骤进行的: 一、向原水中加入混凝剂，进行混合，在絮凝池中进行絮凝反应； 二、然后进入沉淀-气浮耦合池进行泥水分离； 三、再进行深度工艺处理； 四、最后进行消毒，即完成了水处理。
2.根据权利要求1所述的以沉淀气浮耦合为核心的短流程水处理方法，其特征在于步骤一所述的混凝剂为聚合氯化铝、聚合氯化铁、硫酸铝或聚合氯化铝铁。
3.根据权利要求1所述的以沉淀气浮耦合为核心的短流程水处理方法，其特征在于步骤一所述的絮凝池为网格絮凝池、折板絮凝池或机械絮凝池。
4.根据权利要求1所述的以沉淀气浮耦合为核心的短流程水处理方法，其特征在于步骤二所述的沉淀-气浮耦合池由侧向流斜板沉淀池(4)和高速气浮池(8)构成，其结构如下:侧向流斜板沉淀池(4)的前端与絮凝池(2)通过穿孔花墙A (3)连通，侧向流斜板沉淀池(4)的后端与高速气浮池(8)通过穿孔花墙B (6)连通； 所述的絮凝池(2)前端设置有原水进水口( I)，高速气浮池(8)后端设置有气浮出水口(16)； 所述的侧向流斜板沉淀池(4)靠近高速气浮池的一侧设有过渡段(7)，在絮凝池(2)和侧向流斜板沉淀池(4)底部设置有穿孔排泥管(5)； 所述的高速气浮池(8)由气浮池接触区(9)、气浮池分离区(10)、刮渣机(11)、排渣槽(12)、穿孔集水板(13)、释放器(14)和溶气泵(15)构成，其中气浮池接触区(9)位于高速气浮池(8)前端，释放器(14)位于气浮池接触区(9)的底部，穿孔集水板(13)位于气浮池分离区(10)底部，排渣槽(12)位于气浮池分离区(10)中且位于气浮出水口(16)的前端，刮渣机(11)位于排渣槽(12 )上端。
5.根据权利要求1所述的以沉淀气浮耦合为核心的短流程水处理方法，其特征在于步骤二所述的沉淀-气浮耦合池中的高速气浮池采用加压溶气泵对回流水进行加压溶气，回流水来自高速气浮池出水，浮回流比为8%~12%。
6.根据权利要求1所述的以沉淀气浮耦合为核心的短流程水处理方法，其特征在于步骤三所述的深度工艺处理为臭氧与生物活性炭联用、臭氧及过氧化氢与生物活性炭联用、UV及过氧化氢与生物活性炭联用或超滤膜分离处理。
7.根据权利要求1所述的以沉淀气浮耦合为核心的短流程水处理方法，其特征在于步骤四所述的消毒为单独投加氯气、同时投加氯气与氯胺、先加臭氧后加氯气或先加臭氧后加氯胺进行消毒。
【文档编号】C02F9/04GK103523967SQ201310541941
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2013年11月5日
【发明者】马军, 邹景, 张翔, 时玉龙 申请人:哈尔滨工业大学