季节性高浊原水处理工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种季节性高浊原水处理工艺，原水先进入预沉浓缩回用池预沉后，出水进入沉淀池沉淀，沉淀出水进入滤池过滤后，出水进入清水池调蓄后，由二级泵房加压送入市政管网，预沉浓缩回用池的排泥接入平衡池进行储存，出泥进入脱水机房进行脱水处理，脱出干泥外运处置，滤液排入浓缩质能转化池。该工艺可以适应不同原水情况和运行要求，将排泥水处理工艺和净水工艺结合在一起，同时适应季节性高浊度和平时低浊度工况，将生产废水浓缩和脱水工艺中易于超标排放的浓缩池上清液和脱水滤液用浓缩质能转化池进行二次处理，高效利用构筑物处理能力以节约占地面积，实现净水工艺出水达标排放和生产废水中有机物转化为生物能源进一步回收的作用。
【专利说明】季节性高浊原水处理工艺
【技术领域】
[0001] 本发明为给排水工程中涉及的一种应对季节性高浊度原水处理工艺，具体地说是 一种应用于取用季节性高浊度原水自来水厂的组合处理工艺。针对季节性出现的高浊度原 水，将原水预沉和污泥浓缩处理结合在一起，实现在原水高低浊度不同工况下水厂出水水 质达标，且同时实现生产污泥的浓缩、脱水和质能转化的优化组合处理工艺。
【背景技术】
[0002] 城市自来水厂的进水中含有多种有机物和无机物，地表水源在季节变换时易受流 量和水温等因素变化，出现短时浊度大幅度升高，水厂处理流程无法应对，同时产生大量生 产废水作为生产副产物排出工艺流程，对周边环境产生较大的压力，成为城市自来水厂必 须解决的环境与社会问题。
[0003] 目前，在取用高浊度原水的自来水厂一般在常规沉淀过滤处理前采用简单的预沉 工艺来应对季节性出现的高浊度水质，而生产废水中所含污泥杂质往往作为污染源对待， 通过浓缩、自然干化或机械脱水，使生产废水中的所含生产污泥以干固体的形式外运，以减 少对环境的影响。上述技术的主要缺点是当高浊度水过后，自来水厂原水呈现持续较低浊 度时，预沉工艺无法在处理工艺中发挥作用，而生产废水排放时间一般较为集中，处理构筑 物占地面积较大，运行成本较高，浓缩上清液和脱水滤液往往较难达到排放标准，其中大量 有机物作为污染物重新成为环境负担，已成为季节性高浊度原水处理的技术难题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种季节性高浊原水处理工艺，适合于季节性高浊度原水 条件下的组合处理工艺，克服水和污泥分别处理的传统技术偏见，将预沉处理、沉淀过滤、 污泥浓缩脱水与废水回收和质能转化功能结合在一起，在确保处理工艺出水水质达标的同 时，实现生产排泥水浓缩脱水、污泥处理尾水达标排放和水中有机物转化为生物能源进一 步回收的功能。
[0005] 为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种季节性高浊原水处理工艺，其特征 在于原水先进入预沉浓缩回用池预沉后，出水进入沉淀池沉淀，沉淀出水进入滤池过滤后， 出水进入清水池调蓄后，由二级泵房加压送入市政管网，预沉浓缩回用池的排泥接入平衡 池进行储存，出泥进入脱水机房进行脱水处理，脱出干泥外运处置，滤液排入浓缩质能转化 池。
[0006] 根据本发明的一个实施例，当水厂场地紧张且建设资金较宽裕时，沉淀工艺可考 虑采用占地面积小且带污泥回流和浓缩功能的高效沉淀池，高效沉淀池的排泥和预沉浓缩 回用池排泥一并经过平衡池调蓄后进入脱水机房进行脱水处理。
[0007] 根据本发明的另一实施例，当水厂用地较宽裕且建设资金较紧张时，沉淀工艺可 考虑采用占地面积较大的平流沉淀池或斜管沉淀池，平流沉淀池或斜管沉淀池排泥接入排 泥池后提升进入浓缩池浓缩，浓缩池上清液排入浓缩质能转化池，浓缩池排泥和预沉浓缩 回用池排泥一并经过平衡池调蓄后进入脱水机房进行脱水处理。
[0008] 滤池冲洗废水排入排水池后，一般提升后与原水混合回用，应急条件下排入浓缩 质能转化池。浓缩质能转化池接受脱水机房滤液和排水池应急排水后进行深化处理，部 分有机物转化为生物能源回收，其余污泥进行污泥干化处理；浓缩质能转化池滤出液可排 入排水池提升后作为原水利用，或达标排入河道水体。平时低浊度工况时原水浊度低于 200NTU或含沙量低于0. 20 kg/m3,原水可超越预沉浓缩回用池直接进入沉淀池处理；当原 水浊度超过200NTU或含沙量在0. 2(T3. 5kg/m3时，原水应先经过预沉浓缩回用池预沉后再 进入沉淀池处理；当原水含沙量超过3. 5kg/m3时，原水应先在取水点处先进入沉砂池沉砂， 出水再经过预沉浓缩回用池进入沉淀池处理。在排砂池和预沉浓缩回用池前加高锰酸钾， 在排砂池和预沉浓缩回用池前和高效沉淀池内加 PAM，在高效沉淀池前加矾，在清水池前后 加氯，在沉砂池后加粉炭。
[0009] 本发明将沉砂处理、沉淀过滤、污泥浓缩脱水与废水回收和质能转化功能进行组 合，首先将生产废水的回用处理和预沉结合在一起，设置在沉淀池以前作为净水工艺的一 部分，并将废水处理中产生的上清液和脱水滤液进行质能转化，将部分的有机物转化为生 物能源。本发明根据处理工艺采用的不同沉淀方式，将处理工艺分类，然后根据不同的运行 条件与要求，形成两套处理工艺组成的完整处理体系。该工艺的优点在于可以适应不同原 水情况和运行要求，将排泥水处理工艺和净水工艺结合在一起，同时适应季节性高浊度和 平时低浊度工况，将生产废水浓缩和脱水工艺中易于超标排放的浓缩池上清液和脱水滤液 用浓缩质能转化池进行二次处理，高效利用构筑物处理能力以节约占地面积，实现净水工 艺出水达标排放和生产废水中有机物转化为生物能源进一步回收的作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为本发明针对高效沉淀池处理季节性高浊度水处理工艺示意图。
[0011] 图2为针对采用平流沉淀池或斜管沉淀池处理季节性高浊度水处理工艺示意图。
[0012] 图3为预沉浓缩回用池的结构示意图。
[0013] 图4为图3的A-A剖面图。
[0014] 图5为图3的B-B剖面图。
[0015] 图6为可调式穿孔出水槽平面布置示意图。
[0016] 图7为可调式穿孔出水槽侧面布置示意图。
[0017] 图8为可调式穿孔出水槽沿图7中C-C线的剖面图。
[0018] 图9为可调式穿孔出水槽沿图7中D-D线的剖面图。
[0019] 图10为可调式齿形堰板出水槽布置示意图。
[0020] 图11为可调式齿形堰板出水槽的齿形堰板详图。
[0021] 图12为可调式齿形堰板出水槽的堰板垫片详图。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图对本发明作进一步的描述。
[0023] 本发明为一种季节性高浊度水处理工艺，首先按照水厂用地和资金等情况，将处 理工艺分为高效沉淀池处理季节性高浊度水处理工艺和平流沉淀池或斜管沉淀池处理季 节性高浊度水处理工艺两类。当水厂场地紧张且建设资金较宽裕时，沉淀工艺可考虑采用 占地面小且带污泥回流和浓缩功能的高效沉淀池；当水厂用地较宽裕且建设资金较紧张 时，沉淀工艺可考虑采用占地面较大的平流沉淀池或斜管沉淀池。平时低浊度工况时原水 浊度低于200NTU或含沙量低于0. 20 kg/m3,原水可超越预沉浓缩回用池直接进入沉淀池处 理；当原水浊度超过200NTU或含沙量在0. 2(T3. 5kg/m3时，原水应先经过预沉浓缩回用池 预沉后再进入沉淀池处理；当原水含沙量超过3. 5kg/m3时，原水应先在取水点处先进入沉 砂池沉砂，出水再经过预沉浓缩回用池进入沉淀池处理。
[0024] 高效沉淀池2处理季节性高浊度水处理工艺中，原水1先进入预沉浓缩回用池2 预沉后，出水进入高效沉淀池3沉淀，沉淀出水进入滤池4过滤后，出水进入清水池5调蓄 后，由二级泵房6加压送入市政管网7。预沉浓缩回用池2和高效沉淀池3的排泥接入平衡 池8进行储存，出泥进入脱水机房9进行脱水处理，脱出干泥外运处置，滤液排入浓缩质能 转化池10。滤池4冲洗废水排入排水池14后，一般提升后与原水1混合回用，应急条件下 排入浓缩质能转化池10。浓缩质能转化池10接受脱水机房9滤液和排水池14应急排水后 进行深化处理，部分有机物转化为生物能源回收11，其余污泥进行污泥干化处置12 ;浓缩 质能转化池10滤出液可排入排水池14提升后作为原水利用，或达标排入河流水体13。当 原水1含沙量超过3. 5kg/m3时，原水1在取水点处先进入沉砂池15沉砂；当原水1浊度低 于200NTU或含沙量低于0. 20 kg/m3时，原水1可超越预沉浓缩回用池2直接进入高效沉 淀池3。沉砂池15和预沉浓缩回用池2定期排砂。在沉砂池15和预沉浓缩回用池2前加 高锰酸钾16,在沉砂池15和预沉浓缩回用池2前和高效沉淀池3内加 PAM17,在高效沉淀 池3前加矾18,在清水池5前后加氯19,在沉砂池15后加粉炭20。
[0025] 平流沉淀池21或斜管沉淀池22处理季节性高浊度水处理工艺中，原水1先进入 预沉浓缩回用池2预沉后，出水进入平流沉淀池21或斜管沉淀池22沉淀，沉淀出水进入滤 池4过滤后，出水进入清水池5调蓄后，由二级泵房6加压送入市政管网7。平流沉淀池21 或斜管沉淀池22排泥接入排泥池23后提升进入浓缩池24浓缩，浓缩池24上清液排入浓 缩质能转化池10,浓缩池24排泥和预沉浓缩回用池2排泥一并经过平衡池8调蓄后进入脱 水机房9进行脱水处理，脱出干泥外运处置，滤液排入浓缩质能转化池10。滤池4冲洗废水 排入排水池14后，一般提升后与原水1混合回用，应急条件下排入浓缩质能转化池10。浓 缩质能转化池10接受浓缩池24上清液、脱水机房9滤液和排水池14应急排水后进行深化 处理，部分有机物转化为生物能源回收11，其余污泥进行污泥干化处理12 ;浓缩质能转化 池10滤出液可排入排水池14提升后作为原水利用，或达标排入河流水体13。当原水1含 沙量超过3. 5kg/m3时，原水1在取水点处先进入沉砂池15沉砂；当原水1浊度低于200NTU 或含沙量低于〇. 20 kg/m3时，原水1可超越预沉浓缩回用池2直接进入平流沉淀池21或斜 管沉淀池22。沉砂池15和预沉浓缩回用池2定期排砂。在排砂池15和预沉浓缩回用池2 前加高锰酸钾16和PAM17,在平流沉淀池21或斜管沉淀池22前加矾18,在清水池5前后 加氯19,在沉砂池15后加粉炭20。
[0026] 图：Γ图5是一种预沉浓缩回用池的结构示意图，该预沉浓缩回用池包括池体30和 抽泥泵房31，其特征在于池体30内设置带配水孔57的中心配水桶32和设置在中心配水桶 32外的整流桶53,所述中心配水桶32与设置在池体底部的进水管33连接，池体30的上端边 缘设置有出水槽以及与出水槽相配合的堰板34,出水槽通过出水管35与后续沉淀池连接，池 体30内设置浓缩刮泥机36,池体底部设置排泥斗37,池体30底部设置出砂管38与排泥斗37 连接，抽泥泵房31设置水泵42,水泵进口管道上安装手动阀门39,水泵出口管道上安装止回 阀40和手动阀门39，出砂管38上还安装电动阀门41，水泵42的进口管道与出砂管上游通过 抽砂管43连接,水泵的出口管道与出砂管下游通过排砂管44连接，水泵的进口管道通过抽泥 管45与进水管连接，水泵的出口管道还与排泥管46连接。所述出水槽包括设置在池体内侧 的内出水槽47和设置在池体外侧的外出水槽48,以及连通内出水槽47和外出水槽48的连 接槽49,外出水槽48与出水管35连接。池体底部侧面设置有排空管50。进水管还设置回用 水管51与厂区排水池14出水端连接。在预沉浓缩回用装置上部和下部设置冲洗栓55,在出 砂管上设置带止回阀和手动阀门的冲洗管54,用作池内和管道清洗措施。预沉浓缩回用装置 的进水管上设PAM投加点56。进水管33、出砂管38和放空管50上设置阀门井52。
[0027] 其中内出水槽和外出水槽使用可调式穿孔出水槽或可调式齿形堰板出水槽。
[0028] 可调式穿孔出水槽的结构如图6~9所示，所述可调式出水槽包括穿孔出水槽101， 穿孔出水槽101底部设置调节板104,调节板104通过调节螺栓106与整平板105连接，整 平板105固定在支撑梁柱或牛腿103顶部，穿孔出水槽101还通过固定槽钢102和支撑梁 柱或牛腿103连接。穿孔出水槽101和固定槽钢102通过连接螺栓109连接，固定槽钢102 通过固定螺栓108固定在支撑梁柱或牛腿103上，固定槽钢102上开设有与固定螺栓108 相配合的条状调节孔118。调节板104上下分别设置有与调节螺栓106相配合的调节螺帽 107。穿孔出水槽101底部设连通孔110,侧面设进水孔111和水位标志线112。穿孔出水 槽101调节时，先通过调节穿孔出水槽101两侧调节螺栓106上下调节螺帽107使出水槽侧 面的水位标志线112与池内水位线重合，然后拧紧固定螺栓108,即可完成整个调节过程。
[0029] 可调式齿形堰板出水槽的结构如图1(Γ12所示，所述可调式齿形堰板出水槽包括 钢筋混凝土出水槽113,钢筋混凝土出水槽113设置有齿形堰板114,齿形堰板114通过堰 板垫片115与钢筋混凝土出水槽113连接，齿形堰板114还通过支撑板116和钢筋混凝土出 水槽113连接。齿形堰板114通过固定螺栓108和堰板垫片115与钢筋混凝土出水槽113 连接；支撑板116通过连接螺栓109和齿形堰板114连接，齿形堰板114和堰板垫片115上 设置有条状调节孔118,齿形堰板114侧面设水位标志线112。齿形堰板114调节时，先通 过连接螺栓109调节支撑板116和齿形堰板114相对位置使齿形堰板114侧面的水位标志 线112与池内水位线重合，然后拧紧固定螺栓108,即可完成整个调节过程。
[0030] 原水通过进水管从预沉浓缩回用池池体底部进入带配水孔的中心配水桶，再通过 配水孔和配水桶布水，预沉后出水通过堰板进入内出水槽和外出水槽，出水通过连接槽连 通汇集到外出水槽后通过出水管进入后续沉淀池，水中污泥通过浓缩刮泥机浓缩后在排泥 斗汇集，通过出砂管外排。抽泥泵房内设抽取污泥的水泵，在进水管和出砂管堵塞时，通过 抽泥管和抽砂管抽取管道内积泥和积砂，可通过排砂管排至出砂管上电动阀门下游，或通 过排泥管排入厂区污泥储存系统。
[0031] 所述预沉浓缩回用池将原水预沉处理和排泥水浓缩处理工艺结合在一起，同时适 应季节性高浊度和平时低浊度工况，高效利用构筑物处理能力以节约占地面积，实现净水 工艺和生产废水处理工艺的结合其中沉砂池、高效沉淀池、平流沉淀池、斜管沉淀池、滤池、 清水池、二级泵房、排水池、排泥池、浓缩池、平衡池、脱水机房和浓缩质能转化池均为现有 技术，不再详述。
【权利要求】
1. 一种季节性高浊原水处理工艺，其特征在于原水先进入预沉浓缩回用池预沉后，出 水进入沉淀池沉淀，沉淀出水进入滤池过滤后，出水进入清水池调蓄后，由二级泵房加压送 入市政管网，预沉浓缩回用池的排泥接入平衡池进行储存，出泥进入脱水机房进行脱水处 理，脱出干泥外运处置，滤液排入浓缩质能转化池。
2. 如权利要求1所述的季节性高浊度水处理工艺，其特征在于沉淀池采用高效沉淀 池，高效沉淀池的排泥和预沉浓缩回用池排泥一并经过平衡池调蓄后进入脱水机房进行脱 水处理。
3. 如权利要求1所述的季节性高浊度水处理工艺，其特征在于沉淀池采用占地面较大 的平流沉淀池或斜管沉淀池，平流沉淀池或斜管沉淀池排泥接入排泥池后提升进入浓缩池 浓缩，浓缩池上清液排入浓缩质能转化池，浓缩池排泥和预沉浓缩回用池排泥一并经过平 衡池调蓄后进入脱水机房进行脱水处理。
4. 如权利要求1所述的季节性高浊度水处理工艺，其特征在于滤池冲洗废水排入排水 池后，一般提升后与原水混合回用，应急条件下排入浓缩质能转化池，浓缩质能转化池接受 脱水机房滤液和排水池应急排水后进行深化处理，部分有机物转化为生物能源回收，其余 污泥进行污泥干化处置；浓缩质能转化池滤出液可排入排水池提升后作为原水利用，或达 标排入河流水体。
5. 如权利要求，1所述的季节性高浊度水处理工艺，其特征在于平时低浊度工况时原 水浊度低于200NTU或含沙量低于0. 20 kg/m3,原水超越预沉浓缩回用池直接进入沉淀池处 理；当原水浊度超过200NTU或含沙量在0. 2(T3. 5kg/m3时，原水先经过预沉浓缩回用池预 沉后再进入沉淀池处理；当原水含沙量超过3. 5kg/m3时，原水应先在取水点处先进入沉砂 池沉砂，出水再经过预沉浓缩回用池进入沉淀池处理。
6. 如权利要求2所述的季节性高浊度水处理工艺，其特征在于在排砂池和预沉浓缩回 用池前加高锰酸钾，在排砂池和预沉浓缩回用池前和高效沉淀池内加 PAM。
7. 如权利要求3所述的季节性高浊度水处理工艺，其特征在于在排砂池和预沉浓缩回 用池前加高锰酸钾和PAM。
8. 如权利要求1所述的季节性高浊度水处理工艺，其特征在于原水通过进水管从预沉 浓缩回用池池体底部进入带配水孔的中心配水桶，再通过配水孔和配水桶布水，预沉后出 水通过堰板进入内出水槽和外出水槽，出水通过连接槽连通汇集到外出水槽后通过出水管 进入后续沉淀池，水中污泥通过浓缩刮泥机浓缩后在排泥斗汇集，通过出砂管外排。
9. 如权利要求8所述的季节性高浊度水处理工艺，其特征在于抽泥泵房内设抽取污泥 的水泵，在进水管和出砂管堵塞时，通过抽泥管和抽砂管抽取管道内积泥和积砂，可通过排 砂管排至出砂管上电动阀门下游，或通过排泥管排入厂区污泥储存系统。
【文档编号】C02F9/02GK104140166SQ201410368768
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】许嘉炯, 徐俊, 张增荣, 高志强, 尤嬿 申请人:上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司