一种超声波强化混凝处理低温低浊水的方法
【专利摘要】一种超声波强化混凝处理低温低浊水的方法，它涉及一种处理低温低浊水的方法。本发明目的是要解决现有低温低浊水处理方法存在混凝剂投加量大、净化效果差的问题。方法：一、将超声处理器安装在低温低浊水的进水管道上，在距离超声处理器末端10m～60m处设置混凝剂加药口；二、注入低温低浊水，同时启动超声处理器，当超声处理后的低温低浊水流经混凝剂加药口时投加混凝剂，含混凝剂的低温低浊水最终汇集到沉淀池中，沉淀一定时间，即完成低温低浊水的处理。本发明主要用于处理低温低浊水。
【专利说明】一种超声波强化混凝处理低温低浊水的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种处理低温低浊水的方法。
【背景技术】
[0002]混凝是饮用水处理工艺中得到广泛应用的最关键环节之一，而混凝技术的研究在环境科学领域也具有十分重要的地位。低温低浊度水不仅水温低、浊度低，而且水中耗氧量、碱度以及PH值都低，水的粘度大。因而在水质净化过程中表现出投絮凝剂后，药剂分散速率低，药剂使用效率低，混合絮凝缓慢，矾花细小、松散、不易下沉，从而造成絮凝、沉淀、过滤效果很差。即使加大絮凝剂投量，不仅达不到饮用水水质标准，水中色度和浊度反而增高，无谓地消耗大量药剂。
[0003]现有一种最直接解决低温低浊水处理问题的方法是改变其水质状态，即通过加热进水和添加浊度添加剂将它变为中温中浊水。同时选用混凝效果较好的聚合铝(PAC)作混凝剂且加大剂量。该工艺的关键是控制澄清池进出口的温度差(尽可能减小温差及温度波动)，否则容易发生“翻池”现象，恶化出水水质。另一种常用方式溶气浮选法，利用压力溶气水快速减压所释放出来的大量微细气泡，将水中加药混凝反应后所形成的絮凝颗粒吸附在气泡表面，由于气泡密度小于水的密度，使吸附有絮粒的气泡上浮于水面，由刮渣机清除，达到除浊目的，但溶气浮选只能处理一般低温低浊水，较难适用于对水质要求很高的场合。直接过滤法(接触过滤法)也常用在低温低浊水处理应用领域，其净化工艺流程简短，原水停留时间较短， 故其净化效果受原水水质变化影响较大，这种方法对滤料的要求较高，抵抗浊度冲击的能力弱，长期运行容易出现滤料堵塞问题。所以，采用此种形式需慎重周密考虑，并需与管理水平相适应。
【发明内容】
[0004]本发明目的是要解决现有低温低浊水处理方法存在混凝剂投加量大、净化效果差的问题，而提供一种超声波强化混凝处理低温低浊水的方法。
[0005]一种超声波强化混凝处理低温低浊水的方法，具体是按以下步骤完成:
[0006]一、水处理工艺:将超声处理器安装在低温低浊水的原水管道上，在距离超声处理器末端IOm~60m处原水管道上设置混凝剂加药口 ；二、水处理方法:低温低浊原水以一定流速流经超声处理器，超声频率为23.5kHz~25kHz和超声强度0.50ff/cm2~1.50ff/cm2,原水在超声处理器内的滞留时间为Is~100s，当超声处理后的低温低浊水流经混凝剂加药口时，按投加量为30mg/L~40mg/L投加混凝剂,经管道或混凝单元充分混合、反应之后汇集到沉淀池中，沉淀30min~120min，即完成低温低浊水的超声波强化混凝处理。。
[0007]本发明优点:一、本发明利用超声-混凝联合作用不仅可以提高混凝剂分散效率，提高低温低浊水的混凝效果，降低混凝剂投加量，还可以“矿化”污染水体中的易分解有机物，降解大分子有机物，使水中大分子有机物在后续沉淀、生物过滤等单元操作中得到去除；二、本发明方法经水厂实际应用显示，超声波在原水中作用50s~60s，混凝剂投加在超声后15s，即可提高混凝效率20%以上。
[0008]超声波技术作为一种新的水处理技术，它具有去除效率高、反应时间短、设施简单、占地面积小等优点，被认为是一种有前途的水处理技术。超声波是指频率高于20kHz的声波，当一定强度的超声波通过媒体时，会产生一系列的物理、化学效应。超声波环境保护领域的应用发展较快，主要有超声波清洗、杀菌、固液分离、污泥处理等，其对有机物的降解与有机声化学是密切相关的。
[0009]若超声波的强度过大，大分子有机物降解成分子量过小的有机物，不利于混凝时混凝剂的网捕作用；若超声波的强度过小，超声波的对大分子有机物的降解作用较弱，混凝剂对大分子有机物的脱稳效果不好；当超声波强度在0.50ff/cm2~1.50ff/cm2时，超声波能将原水中大分子有机物降解到最适合混凝剂吸附的尺寸，故利于形成絮体；超声波作用时间可以控制水中污染物的极性，在这个作用时间30s~IOOs范围内，能使低温低浊水中胶体最大程度地脱稳，从而与混凝剂充分接触，强化絮凝沉淀效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为超声波强化混凝装置纵向布置模式图；
[0011]图2为超声波强化混凝装置垂直布置模式图。
【具体实施方式】
[0012]【具体实施方式】一:本实施方式是一种超声波强化混凝处理低温低浊水的方法，具体是按以下步骤完成:
[0013]一、水处理工艺:将超声处理器安装在低温低浊水的原水管道上，在距离超声处理器末端IOm~60m处原水管道上设置混凝剂加药口 ；二、水处理方法:低温低浊原水以一定流速流经超声处理器，超声频率为23.5kHz~25kHz和超声强度0.50ff/cm2~1.50ff/cm2,原水在超声处理器内的滞留时间为Is~100s，当超声处理后的低温低浊水流经混凝剂加药口时，按投加量为30mg/L~40mg/L投加混凝剂,经管道或混凝单元充分混合、反应之后汇集到沉淀池中，沉淀30min~120min，即完成低温低浊水的超声波强化混凝处理。
[0014]本实施方式采用超声-混凝联合作用，且混凝剂加药口设置在距离超声处理器末端IOm~60m处，超声后停留时间过短不利于低温低浊水中胶体的脱稳，时间过长会导致脱稳的胶体再次稳定，不利于与混凝剂充分结合；由于控制低温低浊水的流速为lm/s，即在超声处理后IOs~60s投加混凝剂，此时低温低浊水中胶体已经完全脱稳，且没有出现脱稳的胶体再次稳定，因此在超声处理后IOs~60s投加混凝剂有利于提高混凝剂对低温低浊水的处理效果，提高混凝效果(混凝效率提高20% )，降低混凝剂投加量；由于本实施方式混凝剂是加入到流动的低温低浊水中，有利于提高混凝剂分散效率。
[0015]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一的不同点是:步骤一中所述的超声处理器的多支换能器与进水管平行的方式固定在超声波处理器壁上，或超声处理器的多支换能器与进水管方向垂直固定在超声波处理器壁上。其他与【具体实施方式】一相同。
[0016]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二之一不同点是:步骤一中在距离超声处理器末端20m~30m处设置混凝剂加料口。其他与【具体实施方式】一或二相同。
[0017]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一至三之一不同点是:步骤二中低温低浊原水以流速为lm/s流经超声处理器。其他与【具体实施方式】一至三相同。
[0018]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一至四之一不同点是:步骤二中低温低池水在超声处理器内的滞留时间为50s~60s。其他与【具体实施方式】一至四相同。
[0019]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一至五之一不同点是:步骤二中所述的混凝剂为聚合氯化铝、聚合氯化铁、硫酸铁、硅酸盐、聚合硅酸盐、聚合硫酸铝铁或凹凸棒土。其他与【具体实施方式】一至五相同。
[0020]【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】一至六之一不同点是:步骤二中当超声处理后的低温低浊水流经混凝剂加药口时，按投加量为40mg/L投加混凝剂。其他与【具体实施方式】一至六相同。
[0021]采用下述试验验证本发明效果
[0022]试验一:结合图2，一种超声波强化混凝处理低温低浊水的方法，具体是按以下步骤完成:
[0023]一、水处理工艺:将超声处理器安装在低温低浊水的原水管道上，在距离超声处理器末端15m处原水管道上设置混凝剂加药口 ；二、水处理方法:低温低浊原水以流速为lm/s流经超声处理器，超声频率为23.5kHz~25kHz和超声强度0.75W/cm2，低温低浊水在超声处理器内的滞留时间为30s，在距离超声波处理器末端15m的混凝剂加药口处投加聚合氯化铝，投加量为40mg/L，按投加混凝剂，经管道或混凝单元充分混合、反应之后汇集到沉淀池中，沉淀40min，即完成低温低浊水的超声波强化混凝处理。本试验步骤一中所述的超声处理器的多支换能器与进水管平行的方式固定在超声波处理器壁上；图2为超声波强化混凝装置纵向布置模式图，其中I为原水进水管，2为超声波强化混凝装置壳体，3为超声波换能器(内置超声发生器)，4为混凝剂加药点。
[0024]本试验步骤二中所述的混凝剂为聚合氯化铝。
[0025]试验一对比试验:低温低浊原水以流速为lm/s注入原水管道内，按投加量为40mg/L投加混凝剂,经管道或混凝单元充分混合、反应之后汇集到沉淀池中，沉淀40min,即完成低温低浊水的处理。
[0026]检测试验一处理后的低温低浊水和试验一对比试验处理后的低温低浊水的浊度、CODfc和UV254，检测结果如表1所示。
[0027]表1
【权利要求】
1.一种超声波强化混凝处理低温低浊水的方法，其特征在于超声波强化混凝处理低温低浊水的方法是按以下步骤完成: 一、水处理工艺:将超声处理器安装在低温低浊水的原水管道上，在距离超声处理器末端1Om~60m处原水管道上设置混凝剂加药口 ；二、水处理方法:低温低浊原水以一定流速流经超声处理器，超声频率为23.5kHz~25kHz和超声强度0.50W/cm2~1.50ff/cm2,原水在超声处理器内的滞留时间为Is~100s，当超声处理后的低温低浊水流经混凝剂加药口时，按投加量为5.0mg/L~80mg/L投加混凝剂，经管道或混凝单元充分混合、反应之后汇集到沉淀池中，沉淀30min~120min,即完成低温低池水的超声波强化混凝处理。
2.根据权利要求1所述的一种超声波强化混凝处理低温低浊水的方法，其特征在于步骤一中所述的超声处理器的多支换能器与原水管道平行的方式固定在超声波处理器壁上，或超声处理器的多支换能器与原水管道方向垂直固定在超声波处理器壁上。
3.根据权利要求1所述的一种超声波强化混凝处理低温低浊水的方法，其特征在于步骤一中在距离超声处理器末端20m~30m处设置混凝剂加料口。
4.根据权利要求1所述的一种超声波强化混凝处理低温低浊水的方法，其特征在于步骤二中低温低浊原水以流速为lm/s流经超声处理器。
5.根据权利要求4所述的一种超声波强化混凝处理低温低浊水的方法，其特征在于步骤二中低温低浊水在超声处理器内的滞留时间为50s~60s。
6.根据权利要求1所述的一种超声波强化混凝处理低温低浊水的方法，其特征在于步骤二中所述的混凝剂为聚合氯化铝、聚合氯化铁、硫酸铁、硅酸盐、聚合硅酸盐、聚合硫酸铝铁或凹凸棒土。
7.根据权利要求5或6所述的一种超声波强化混凝处理低温低浊水的方法，其特征在于步骤二中当超声处理后的低温低浊水流经混凝剂加药口时，按投加量为40mg/L投加混凝剂。
【文档编号】C02F1/36GK104003467SQ201410276347
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】马军, 钟翔燕, 杨家轩, 王艳杰, 孙志强 申请人:哈尔滨工业大学