一种给水厂排泥水处理装置的制作方法

本发明涉及给水处理领域，特别是一种给水厂排泥水处理装置。
背景技术：
：给水厂排泥水来自水厂沉淀池、澄清池排泥水或滤池反冲洗废水，约占水厂净水能力的4%-7%，我国排泥水年排放总量约为5.5×109m3，而排泥水的资源化利用率不到20%，大量宝贵的水资源被浪费；另一方面，排泥水中含有大量悬浮杂质、有机物、细菌或病毒，以及水处理过程中投加的混凝药剂，未经处理直接排放会造成河床、湖泊底泥污染，受纳水体水质下降，或加重城市污水厂处理负担。因此，从资源和环保两个角度考虑，应当对排泥水进行处理回用。目前，给水厂排泥水处理回用工艺主要为重力浓缩，上清液全部排放或部分回流作原水利用，很大程度上是沿用污水厂的污水和污泥处理方法进行设计和应用，没有结合给水厂排泥水的特性进行综合考虑。现有给水厂排泥水处理回用工艺，还存在着很多不足：重力浓缩工艺浓缩效率低下，水力负荷小，固体通量低，占地面积大，污泥浓度低，后续脱水工艺能耗高；只适用于大中型水厂；上清液水质状况差，考虑到回用引起的重金属、两虫和孢囊富集等水质生物安全性问题，需严格控制上清液回用比，因此排泥水的回用率不高。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种给水厂排泥水处理装置，该给水厂排泥水处理装置一体化程度高、结构紧凑，水力负荷大、占地面积小，污泥含固率高，能耗低，回用比例高，且对水质和水量变化的适应性好。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种给水厂排泥水处理装置，包括箱体和均设置在箱体内的快速混合区、接触絮凝区、慢速推流区、浓缩污泥区、斜板沉淀区、上清液区、超滤区和清水区。箱体内设置有竖向隔板，该竖向隔板将箱体分割形成为密封腔体一和密封腔体二。密封腔体一内设置有竖向设置的隔墙一，该隔墙一将密封腔体一分割形成为腔体三和腔体四，腔体三内设置有一块水平设置的隔板，该隔板将腔体三分割形成为快速混合区和接触絮凝区。快速混合区与进水管相连接，快速混合区内设置有搅拌装置一和药剂投加管；药剂投加管用于向快速混合区内投加助凝剂与磁性海泡石混合悬浊液。进水管上设置有絮凝剂投放装置，絮凝剂投放装置包括水射器和管式静态混合器。接触絮凝区设置在快速混合区的正下方，隔板上设置有远离进水管的开口。接触絮凝区内设有搅拌装置二，搅拌装置二的搅拌速度小于搅拌装置一的搅拌速度。腔体四的箱体底板设置有竖向的淹没堰，该淹没堰将腔体四的底部空间分割成为慢速推流区和浓缩污泥区；其中，位于淹没堰与隔墙一之间的腔体四底部空间为慢速推流区，慢速推流区与接触絮凝区的底部相连通。位于浓缩污泥区的箱体底板上设置有电磁铁，电磁铁的正上方设置有栅条刮泥机和指向电磁铁的污泥斗。栅条刮泥机的正上方设置有若干块斜板，斜板的高度均大于淹没堰的高度，若干块斜板组成斜板沉淀区。位于斜板上方的腔体四顶部空间为上清液区，上清液区内设置有集水槽。密封腔体二内设置有竖向设置的隔墙二，该隔墙二将密封腔体二分割形成为清水区和超滤区。集水槽的出水口指向超滤区，超滤区内设置有浸没式中空纤维膜，浸没式中空纤维膜的出水口指向清水区，清水区与出水管相连接。进水管和出水管设置在箱体的同一块侧板上。搅拌装置一包括电机和搅拌轴一，电机设置在箱体的顶板上；搅拌装置二包括搅拌轴二，搅拌轴一和搅拌轴二通过设置在隔板上的齿轮减速机相衔接。斜板倾斜角度为60度，斜板下端朝远离慢速推流区的出水口方向倾斜。磁性海泡石的制备方法，包括如下步骤。步骤21，称量与混合：按配料比，称取海泡石原矿、六水合氯化铁和七水合硫酸亚铁，并加水在25℃下超声混合15min；其中，配料比为：每1l水投加10g海泡石原矿、7.8g六水合氯化铁和6g七水合硫酸亚铁。步骤22，陈化：将步骤21混合后的溶液，在70℃、250rpm转速下搅拌，同时逐滴滴加浓氨水至ph=10-11后，提速至500rpm，搅拌90min后停止，保持70℃不变，陈化180min；步骤23，洗涤：将步骤22陈化后的产物反复洗涤，使出水洗涤至呈ph=6.5-7.5。步骤24，干燥、过筛：将步骤23洗涤后的产物在105℃干燥12h，室温冷却后研磨过200目筛，即得磁性海泡石。助凝剂为聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺的投加量为1-3mg/l，磁性海泡石的投加量为1-2mg/l。在快速混合区内搅拌装置一的搅拌速度为2.8-3.2m/s；步骤3中，在接触絮凝区内搅拌装置二的搅拌速度为0.8-1.5m/s。在快速混合区内排泥水流的停留时间为1-3min；在接触絮凝区内排泥水流的停留时间为5-10min。慢速推流区出水的水流为上向流，上向流流速控制在12-25m/h。本发明具有如下有益效果：1.结构紧凑，一体化程度高，实现了水厂工艺由传统的土建化向设备化过渡。2.移动化和模块化拼装，灵活性好，适应性强。3.水力负荷高，固体通量高，占地面积小，节约用地。4.充分结合排泥水水质特性，利用原有矾花，并投加磁性海泡石，接触絮凝效果好，絮团均匀密实易沉淀。5.引入电磁分离技术，泥水分离速度快，污泥浓度高，后续脱水工艺能耗低。6.泥水分离区加装斜板进一步提高出水水质。7.超滤出水水质好，可直接进入清水池，解决了排泥水回用的水质生物安全性问题，可实现排泥水的高回用率。8.本发明尤其适用于受场地限制须采用紧凑型工艺的水厂、排污限制严格的地区和水资源缺乏的地区。附图说明图1显示了本发明一种给水厂排泥水处理装置的结构示意图。图2显示了磁性海泡石的10k倍扫描电镜图。图3显示了磁性海泡石的磁滞回线图。其中有：1、进水管；2、搅拌装置一；3、齿轮减速机；4、快速混合区；5、接触絮凝区；6、隔墙一；7、慢速推流区；8、淹没堰；9、电磁铁；10、污泥斗；11、栅条刮泥机；12、浓缩污泥区；13、斜板沉淀区；14、上清液区；15、集水槽；16、顶板；17、超滤区；18、浸没式中空纤维膜；19、清水区；20、出水管；21、竖向隔板；22、隔墙二；23、搅拌装置二；24、水射器；25、管式静态混合器；26、药剂投加管。具体实施方式下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。如图1所示，一种给水厂排泥水处理装置，包括箱体和均设置在箱体内的快速混合区4、接触絮凝区5、慢速推流区7、浓缩污泥区12、斜板沉淀区13、上清液区14、超滤区17和清水区19。箱体主要由左侧板、右侧板、前侧板、后侧板、底板和顶板16拼合形成。箱体的截面优选为长方形或正方形，但可以为其他形状。箱体内设置有一块竖向隔板21，如图1所示，竖向隔板优选与前侧板或后侧板平行设置。竖向隔板的竖向侧边分别与左侧板或右侧板固定连接，并将箱体分割形成为密封腔体一和密封腔体二。密封腔体一内设置有竖向设置的隔墙一6，该隔墙一将密封腔体一分割形成为腔体三和腔体四，腔体三内设置有一块水平设置的隔板，该隔板将腔体三分割形成为快速混合区和接触絮凝区。快速混合区与进水管1相连接，快速混合区内设置有搅拌装置一2和药剂投加管26；药剂投加管用于向快速混合区内投加助凝剂与磁性海泡石混合悬浊液。药剂投加管26与水厂药剂投加系统连接，先将助凝剂与磁性海泡石配置成混合悬浊液，由水厂药剂投加系统中的计量泵泵入药剂投加管26后进入快速混合区4，投加点优选设置在快速混合区4的进水口处。进水管上设置有絮凝剂投放装置，絮凝剂投放装置包括水射器24和管式静态混合器25。上述水射器24与水厂药剂投加系统连接，由水厂药剂投加系统中的计量泵将絮凝剂聚合氯化铝泵入进水管1，随后，在管式静态混合器25中，絮凝剂聚合氯化铝与排泥水充分混合，进入快速混合区4。搅拌装置一优选包括电机、搅拌轴一和搅拌桨一，电机设置在箱体的顶板上。接触絮凝区设置在快速混合区的正下方，隔板上设置有远离进水管的开口。接触絮凝区内设置有搅拌装置二23，搅拌装置二优选包括搅拌轴二和搅拌桨二。搅拌轴一和搅拌轴二优选通过设置在隔板上的齿轮减速机3相衔接。搅拌装置二的搅拌速度小于搅拌装置一的搅拌速度。在快速混合区内搅拌装置一的搅拌速度优选为2.8-3.2m/s；在接触絮凝区内搅拌装置二的搅拌速度为0.8-1.5m/s。腔体四的箱体底板设置有竖向的淹没堰8，该淹没堰将腔体四的底部空间分割成为慢速推流区和浓缩污泥区；其中，位于淹没堰与隔墙一之间的腔体四底部空间为慢速推流区，慢速推流区与接触絮凝区的底部相连通，也即隔墙一的底部优选设置有开口。位于浓缩污泥区的箱体底板上设置有电磁铁9，电磁铁的正上方设置有栅条刮泥机11和指向电磁铁的污泥斗10。栅条刮泥机的正上方设置有若干块斜板，斜板的高度均大于淹没堰的高度，若干块斜板组成斜板沉淀区13。斜板倾斜角度优选为60度，斜板下端朝远离慢速推流区的出水口方向倾斜。位于斜板上方的腔体四顶部空间为上清液区，上清液区内设置有集水槽15。密封腔体二内设置有竖向设置的隔墙二22，该隔墙二将密封腔体二分割形成为清水区和超滤区。集水槽的出水口指向超滤区，超滤区内设置有浸没式中空纤维膜18，浸没式中空纤维膜的出水口指向清水区，清水区与出水管20相连接。进水管和出水管设置在箱体的同一块侧板上，也即优选设置在箱体的左侧板上。一种给水厂排泥水处理方法，包括如下步骤：步骤1，絮凝剂聚合氯化铝投放与混合：在排泥水的进水管中投放絮凝剂聚合氯化铝并混合。步骤2，助凝剂和磁性海泡石投放与混合：将步骤1投放有絮凝剂聚合氯化铝的排泥水排放至快速混合区，在快速混合区内同时投加助凝剂和磁性海泡石；其中，投放的助凝剂为聚丙烯酰胺。本步骤中，聚丙烯酰胺的投加量优选为1-3mg/l，磁性海泡石的投加量优选为1-2mg/l。进一步，在快速混合区内排泥水流的停留时间优选为1-3min。本步骤中，磁性海泡石的制备方法，优选包括如下步骤。步骤21，称量与混合：按配料比，称取海泡石原矿、六水合氯化铁和七水合硫酸亚铁，并加水在25℃下超声混合15min；其中，配料比为：每1l水投加10g海泡石原矿、7.8g六水合氯化铁和6g七水合硫酸亚铁。步骤22，陈化：将步骤21混合后的溶液，在70℃、250rpm转速下搅拌，同时逐滴滴加浓氨水至ph=10-11后，提速至500rpm，搅拌90min后停止，保持70℃不变，陈化180min。步骤23，洗涤：将步骤22陈化后的产物反复洗涤，使出水洗涤至呈ph=6.5-7.5。步骤24，干燥、过筛：将步骤23洗涤后的产物在105℃干燥12h，室温冷却后研磨过200目筛，即得磁性海泡石。经过上述步骤制备的磁性海泡石，如图2所示，优选呈纤维状交错堆砌结构，纤维表面及交错空隙中沉积有fe3o4磁性颗粒，使磁性海泡石具备了优良的磁分离性能。经过上述步骤制备的磁性海泡石，如图3所示，磁性海泡石比的饱和磁化强度值为51.86emu/g，磁滞回线呈s型曲线，磁化曲线和退磁曲线重合，矫顽力和剩余磁化强度几乎为零，这表明自行制备的磁性海泡石具有超顺磁性，能够较好地分散在水中，不会发生自团聚现象。另外，上述自行制备的磁性海泡石的xrf分析结果见表1。由表1可知，磁性海泡石主要成分为fe、si、mg、ca和o。表化学组成（%）caosio2mgoal2o3fe2o3其它磁性海泡石11.5716.3412.070.752.886.44步骤3，排泥水接触絮凝：将步骤2投放有助凝剂和磁性海泡石的排泥水排放至接触絮凝区，在接触絮凝区内，排泥水与助凝剂和磁性海泡石充分混合，排泥水中的悬浮固体颗粒、胶体和矾花与磁性海泡石充分接触絮凝，在助凝剂的吸附架桥和网捕圈扫作用下形成大的絮团。进一步，在接触絮凝区内排泥水流的停留时间优选为5-10min。步骤4，排泥水慢速推流：将步骤3接触絮凝后的排泥水排放至慢速推流区，在慢速推流区内，步骤3形成的絮团进一步增大，并更均匀，沉降性能增强。步骤5，污泥浓缩：慢速推流区出水的水流为上向流，上向流流速控制在12-25m/h。上述慢速推流区的出水裹挟步骤4形成的絮团通过淹没堰进入浓缩污泥区，在重力和电磁吸引力双重作用下，絮团快速沉降，在栅条刮泥机的慢速搅动和电磁吸引力的挤水作用下，沉降污泥颗粒的间隙水含量降低，污泥得到浓缩；部分仍未分离的小尺寸的絮团在通过斜板沉淀区时沉降在斜板上落入浓缩污泥区，并进行浓缩。步骤6，超滤：斜板沉淀区出水进入上清液区，并由集水槽收集后进入超滤区；超滤区内的浸没式中空纤维膜，对超滤区内的上清液进行抽吸过膜，浸没式中空纤维膜的出水进入清水区。浸没式中空纤维膜反冲洗时，反冲洗水优选取自清水区。以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。当前第1页12