一种低温滤布滤池过滤水微絮凝体快速形成控制方法与流程

本发明涉及微絮凝/滤布滤池污水深度处理领域，具体涉及一种严寒地区低温过滤水微絮凝体快速形成控制方法。
背景技术：
：微絮凝直接过滤技术在污水厂尾水的深度处理中承担着对于水中总磷及悬浮物颗粒等去除，该技术始于20世纪70年代经过多年的实际应用已趋于成熟。早期的微絮凝直接过滤工艺，过滤装置一般是采用传统的石英砂滤料滤池，微絮凝工艺虽然替代了混凝沉淀的过程，但微絮凝的过程并不像混凝沉淀的过程中回去除掉一部分水中悬浮颗粒，而是通过在水中产生絮体来吸附拦截水中微小不易去除的颗粒物胶质磷酸盐等，一方面使水中的磷有溶解态变为不溶解态的方式进行去除，另一方面又使得水中的悬浮颗粒的粒径分布发生变化，使得其粒径中心分布值变大。但由于加入了絮凝剂，实际过程中进水浊度会有所提高，对于传统的快滤池会造成比较大的负担，对于纳污量小的滤池会使得其过滤周期缩减。随着滤料滤材的革新，滤料及过滤的方式有了比较大的改变，比如新型的表面过滤设备，滤布滤池，水头损失小且过滤速度高，或者像深层过滤的纤维滤料滤池其优秀的纳污量以及过滤精度使得微絮凝-直接过滤工艺能够得到推广。滤布滤池的雏形是由瑞士生产制造的一种滤池，该技术自1978年以来已成功的应用于各个领域。Aqua-AerobicSystems公司在1991年将该技术引入美国，通过多年来不断的全面试验，提高了该设备的操作性能和过滤能力。目前在国外的污水深度处理中有着较为广泛的应用，并且技术成熟。全世界已有超过600个污水厂采用了该系统，在我国无锡新城水处理厂、芦村污水处理厂、胡埭污水处理厂，保定银锭庄污水处理厂，无锡太湖新城污水处理厂，青岛即墨污水处理厂等都使用了该系统，但仍属于起步阶段。关于滤布滤池的分类，目前最常见的一种就是纤维转盘滤池。该种滤池又按照管心进水和管心出水被分为两种。另外还有移动冲洗钻石型滤布滤池，迷你纤维转盘滤布滤池等，以及国内同济大学研制的移动冲洗竖片式滤布滤池。滤布滤池顾名思义是一种使用滤布为过滤介质的滤池，其中滤布的孔径在5μm-10μm。属于一种新型的表面滤池，将过滤截留和沉淀集中在同一滤池内同步完成的高效水处理工艺。将该工艺应用于城市污水的深度处理中,通过絮凝剂的加入,具有同步去除TP和浊度的功能。但是对于北方严寒地区污水处理厂由于冬季水温偏低,常规投加混凝剂方式药剂混合时间长,混凝效果不佳,达不到微絮凝过滤的目的,因此亟需开发适于北方低温水微絮凝的技术方法。技术实现要素：针对上述问题，本发明提供了一种强化过滤效果，同时达到絮凝和沉淀除磷目的，优化絮凝控制条件，解决严寒地区低水温对絮凝体形成影响的低温滤布滤池过滤水微絮凝体快速形成控制方法。本发明采取的技术方案是：一种低温滤布滤池过滤水微絮凝体快速形成控制系统，包括设置在滤布滤池进水口管道处的智能投药系统、混合絮凝系统和过滤系统；所述智能投药系统包括复合絮凝剂储罐、絮凝剂投加计量泵、Na2CO3溶液贮存罐、Na2CO3溶液计量泵、PLC控制仪、在线PH分析仪、碱度分析仪（ET18滴定仪）、碱度监测探头和PH计；复合絮凝剂储罐和絮凝剂投加计量泵相通并通过絮凝剂投加计量泵电连接至PLC控制仪；Na2CO3溶液贮存罐和Na2CO3溶液计量泵相通并通过Na2CO3溶液计量泵电连接至PLC控制仪；PLC控制仪又分别电连接有在线PH分析仪和碱度分析仪，在线PH分析仪另一端接有PH计，碱度分析仪另一端接有碱度监测探头；所述混合絮凝系统包括进水口、投药口、管式混合器和反应器；管式混合器一端接进水口，另一端接入反应器，投药口置于管式混合器上方；所述过滤系统包括滤池和滤布；滤布内置于滤池内的滤片上；絮凝剂投加计量泵和Na2CO3溶液计量泵通过管路接至投药口，碱度监测探头和PH计置于反应器内部，反应器固定于滤池一侧。一种低温滤布滤池过滤水微絮凝体快速形成控制方法，包括如下步骤步骤一药剂的投加：PLC控制仪控制絮凝剂投加计量泵通过复合絮凝剂储罐向管式混合器投加混合絮凝剂，与进水同时进行；步骤二建立最优絮凝PH值和碱度条件：经管式混合器混合后的原水，由PH计和碱度监测探头测定PH和总碱度并通过在线PH分析仪传回信号至PLC控制仪，与预先设置的PH值比较，输出信号控制Na2CO3溶液计量泵的开闭，调节进入反应器中物料的Na2CO3浓度；当PH值小于7.5时Na2CO3溶液计量泵开启增大物料的Na2CO3浓度，当PH值大于8.5时Na2CO3溶液计量泵关闭减小物料的Na2CO3浓度；步骤三确定滤布滤池截留絮体极限粒径，建立微絮凝反应时间、水力速度梯度G值与絮凝体粒度之间的关系：根据如下公式通过调节微絮凝水力速度梯度G值，控制絮体形成粒径，以缩短絮凝反应时间；T=kGª(D+d)2N·na=（N+n)/(D+d)式中:k—滤布型号赋权值；a—G值的幂，N，n—分别为单位体积内成熟絮凝体和微絮凝体的数目（x10-5个/cm³）；T—接触絮凝时间(s)；D，d—分别为成熟絮体和微絮凝体平均粒径（cm）表1.K值与滤布型号的关系滤布型号OptiFiberPES-13*OptiFiberPA2-13*OptiFiberPES-13*Uniquebackingdesign赋权值122.53速度梯度G在混凝过程中和水中的粒子浓度、粒子直径有关；控制速度梯度G在混凝过程中随着水中的粒子浓度上升而升高，随着水中粒子直径增大而降低；速度梯度G在混凝过程中的变化规律是前大后小。作为一种优选的技术方案：酸性条件下，投药量约为0.1～1公斤/吨原水，絮凝剂中各成分的重量百分比为：高锰酸钾20-30%硫酸亚铁5-10%三氯化铁20-30%硫酸亚锰5-10%聚丙烯酰胺1-2%碳酸钙1-3%聚合氯化铝10-20%次氯酸钠5-10%硅酸钠2-4%活性氧化铝5-10%。作为一种优选的技术方案：所述PH控制范围为7.5-8.5；碱度控制范围（CaO计）为50-80mg/L。本发明的有益效果是：①将污水厂尾水中残余溶解性磷转化为固态磷，并附着于微絮凝体中，一并被截留在滤布表面，通过滤池反冲洗将含有磷元素的微絮凝体分离、排除，实现SS与磷协同去除；②根据微絮凝所形成絮凝体颗粒的粒径大小分布，对微絮凝药剂进行筛选、复配，滤速、进水PH、温度等控制参数进行优化，以改变滤布过滤进水条件，提高过滤效果。附图说明图1为絮凝混合工艺图；图2具体实施过程浊度去除效果折线图；图3具体实施过程TP去除效果折线图；图中：1进水口、2投药口、3管式混合器、4复合絮凝剂储罐、5絮凝剂投加计量泵、6Na2CO3溶液贮存罐、7Na2CO3溶液计量泵、8PLC控制仪、9在线PH分析仪、10碱度分析仪（ET18滴定仪）、11碱度监测探头、12PH计、13滤布、14反应器、15滤池。具体实施方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图2和附图3以及具体实施例进一步阐述本发明。实施例1酸性条件下，投药量约为1公斤/吨原水，絮凝剂中各成分的重量百分比为：高锰酸钾20%、硫酸亚铁10%、三氯化铁30%、硫酸亚锰5%、聚丙烯酰胺2%、碳酸钙3%、聚合氯化铝10%、次氯酸钠6%、硅酸钠4%、活性氧化铝10%；PH计12和碱度分析仪11反馈数据，PH值为6.8至PLC控制仪8，PLC控制仪8控制Na2CO3溶液计量泵7通过Na2CO3溶液贮存罐6向管式混合器3通入Na2CO3，增大Na2CO3的浓度，调节PH值至7.5-8.5时PLC控制仪8自动切断Na2CO3溶液计量泵7停止通入Na2CO3；此时选择OptiFiberPES-13*型滤布，赋权值K为1、水力速度梯度G为50S-1、N为1、n为0.1、D为0.5、d为0.05，因此得出接触絮凝反应时间T为75.6s。实施例2酸性条件下，投药量约为0.1公斤/吨原水，絮凝剂中各成分的重量百分比为：高锰酸钾30%、硫酸亚铁5%、三氯化铁20%、硫酸亚锰10%、聚丙烯酰胺1%、碳酸钙1%、聚合氯化铝20%、次氯酸钠5%、硅酸钠2%、活性氧化铝6%；PH计12和碱度分析仪11反馈数据，PH值为7.0至PLC控制仪8，PLC控制仪8控制Na2CO3溶液计量泵7通过Na2CO3溶液贮存罐6向管式混合器3通入Na2CO3，增大Na2CO3的浓度，调节PH值至7.5-8.5时PLC控制仪8自动切断Na2CO3溶液计量泵7停止通入Na2CO3；此时选择OptiFiberPA2-13*型滤布，赋权值K为2、水力速度梯度G为51S-1、N为1、n为0.1、D为0.5、d为0.05，因此得出接触絮凝反应时间T为157.4s。实施例3酸性条件下，投药量约为0.5公斤/吨原水，絮凝剂中各成分的重量百分比为：高锰酸钾21%、硫酸亚铁7%、三氯化铁21%、硫酸亚锰9.5%、聚丙烯酰胺1.5%、碳酸钙2%、聚合氯化铝19%、次氯酸钠10%、硅酸钠4%、活性氧化铝5%；PH计12和碱度分析仪11反馈数据，PH值为5.5至PLC控制仪8，PLC控制仪8控制Na2CO3溶液计量泵7通过Na2CO3溶液贮存罐6向管式混合器3通入Na2CO3，增大Na2CO3的浓度，调节PH值至7.5-8.5时PLC控制仪8自动切断Na2CO3溶液计量泵7停止通入Na2CO3；调节PH值至7.5-8.5；此时选择Uniquebackingdesign型滤布，赋权值K为3、水力速度梯度G为52S-1、N为1、n为0.1、D为0.5、d为0.05，因此得出接触絮凝反应时间T为245.4s。实施例4酸性条件下，投药量约为1公斤/吨原水，絮凝剂中各成分的重量百分比为：高锰酸钾30%、硫酸亚铁5%、三氯化铁20%、硫酸亚锰10%、聚丙烯酰胺1%、碳酸钙1%、聚合氯化铝20%、次氯酸钠5%、硅酸钠2%、活性氧化铝6%；PH计12和碱度分析仪11反馈数据，PH值为7.2至PLC控制仪8，PLC控制仪8控制Na2CO3溶液计量泵7通过Na2CO3溶液贮存罐6向管式混合器3通入Na2CO3，增大Na2CO3的浓度，调节PH值至7.5-8.5时PLC控制仪8自动切断Na2CO3溶液计量泵7停止通入Na2CO3；调节PH值至7.5-8.5；此时选择OptiFiberPES-13*型滤布，赋权值K为2.5、水力速度梯度G为55S-1、N为1、n为0.1、D为0.5、d为0.05，因此得出接触絮凝反应时间T为228.8s。可以看出：速度梯度G在混凝过程中和水中的粒子浓度、粒子直径有关；控制速度梯度G在混凝过程中随着水中的粒子浓度上升而升高，随着水中粒子直径增大而降低；速度梯度G在混凝过程中的变化规律是前大后小。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其同物界定。当前第1页1 2 3