一种河水除磷去浊方法及装备与流程

本发明属于河水水质净化技术领域，尤其涉及一种河水除磷去浊工艺及装备

背景技术：

由于生产、生活废水排放的影响，环境污染不断加剧，河水水质不断恶化。河水氨氮、总磷、浊度超标严重，从而引起水体富营养化，进而导致水体发黑发臭，形成黑臭水体，不仅影响观感，且对人民生产、生活造成严重影响。

长期以来我们对污染河水的处理多数采用直接向河道曝气供氧的方法，提高河水的溶解氧，为微生物的生存及繁殖提供条件，通过微生物的硝化及反硝化作用去除一定的COD、氨氮和总磷，对水质起到一定的净化作用，这种方法对河道总磷的去除效果微乎其微，对河道水的浊度没有丝毫的去除作用。除此之外，我们还可以通过在河道水域种植一定的水生植物，通过植物的吸收作用去除部分氨氮及总磷，但这种方法对总磷及浊度的去除效果更加微小。目前市场上还没有针对河水除磷工艺及装置的深入研究及工艺设备开发，因此，研究开发技术先进、可靠、稳定，结构紧凑、操作简单、成本低廉且能够快速高效去除污染水体中总磷和浊度的工艺及装置具有重要意义与价值。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种河水除磷去浊方法及装备，该方法和装备应能快速高效地进行河道水质的除磷去浊。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种河水除磷去浊方法，按如下步骤依次进行：

河水首先经过初级过滤，滤除河水中大的颗粒物和杂质，并加入药剂进行絮凝反应；然后进行过滤处理，过滤时的出水直接排入河道，过滤中的反洗废水泵入污泥罐进行污泥浓缩；浓缩污泥经过污泥浓缩脱水及药剂投加单元进行脱水处理，其中的浓缩废水回流至进水口，干污泥外运处理。

所述絮凝反应是在河水中投加除磷和絮凝药剂后的混合反应。

所述脱水处理是先在浓缩污泥中投加助凝药剂，而后进行的机械脱水。

一种河水除磷去浊设备，其特征在于，该设备包括对河水进行初级过滤以滤除河水中大颗粒物和杂质并对河水进行絮凝反应的预处理单元、对河水进行过滤处理的过滤单元、对过滤单元产生的反洗废水进行污泥浓缩的污泥浓缩装置、对浓缩污泥进行脱水处理的浓缩脱水及药剂投加单元以及与前述各单元及装置电连接以进行统一控制的自动控制系统。

所述预处理单元依序包括对河水进行初步过滤的管道过滤器以及药剂投加后混合用的管道混合反应装置。

所述的过滤单元采用竖片式过滤设备，或者采用竖片式过滤设备与孔袋式过滤器，对絮凝后的水体进行过滤处理。

所述竖片式过滤设备还配有自动反洗装置，以对滤材进行自动清洗，保证出水通量恒定；清洗后的废水经泵吸送至污泥储罐。

所述浓缩脱水及药剂投加单元，包括污泥罐、污泥进泥泵、叠螺脱水机、除磷药剂自动配药与投加装置以及助凝剂自动配制与投加装置。

所述的污泥浓缩脱水及药剂投加单元包括污泥储罐、药剂投加、叠螺脱水。

本发明的优点与效果是：

(1)模块化设计：采用高度集成模块化设计，便于增容扩建。

本装置为高度集成模块化自动装置。可根据水量的大小增减模块的数量，灵活应对水质水量的季节变化和波动，对后期项目的增容扩建具有高度适应性。

(2)优质出水：运行稳定，含磷污染物去除率高。

含磷污染物去除率高达80％以上，出水水质可稳定达到地表水Ⅳ类水质标准，同时对水中颗粒态污染物有较好的去除效果。

(3)低运行成本：结构紧凑，占用空间最小，运营成本低。

本装置结构布置充分考虑空间的高度利用率，布局合理紧凑，占地空间小，且无需增加后续处理装置，与传统处理工艺相比，可降低50％的运营成本。

(4)清洗便捷：清洗彻底，节省运行成本。

设备可实现自动反冲洗，不仅克服传统工艺清洗困难的弊端，而且使用水量更省，从而节省运行成本。

(5)整机(包括部分附机)由计算机控制，该机的启动、工作、停止及特殊情况下短时等待均为自动操作，液位、料位自动调整和控制，具有故障自动报警即停止运转等功能。可根据实际情况修改自动程序，以满足不同工作状态的要求。

附图说明

图1是本发明的系统工艺流程图。

图2是本发明中的预处理单元结构示意图。

图3是本发明中的管道混合反应装置的结构示意图。

图4是本发明中的一级过滤单元的俯视结构示意图。

图5是图4中A-A剖视结构示意图(图4中A-A剖面再逆时针转动90度)。

图6是图5中D部放大结构示意图。

图7是图4中B-B剖视结构示意图(图中1.65、1.55均为水位高度，单位为米)。

图8是本发明中的污泥浓缩脱水及加药系统的俯视结构示意图。

图9是图8中的A-A剖视结构示意图。

图10是图8中的B-B剖视结构示意图。

图11是图9中的C-C剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。

本发明所述装置主要有预处理单元、一级过滤单元(也可增设二级过滤单元)、污泥脱水与药剂投加单元组成。

预处理单元主要由进水泵5将河水提升后经过过滤精度为200微米的管道过滤器6(现有技术)进行初级过滤，对河水中大颗粒物质及杂质进行去除；经过过滤的河水投加除磷药剂后，又在管道混合反应装置7中进行充分快速的絮凝反应，然后进入过滤单元。

所述管道混合反应装置(现有技术)由药剂投加口16、六单元SK型静态管道过滤器17、变径管18、八单元SK型静态管道过滤器19组成；其中药剂投加点设置在六单元SK型静态管道混合器前端约50厘米处，变径管设置在六单元SK型静态管道混合器和八单元SK型静态管道混合器之间。变径管与六单元SK型静态管道混合器、八单元SK型静态管道过滤器的管径比约为1.2:1。

过滤单元分为两级过滤，主要由过滤精度为微米级的过滤材料组成。一级过滤采用竖片式过滤设备8(现有技术，参见图4)，过滤精度为10微米；二级过滤采用多孔袋式过滤器，过滤精度为5微米。在一级过滤能够满足出水要求的情况下，可以不启用二级过滤。

竖片式过滤设备主要由进水管20、出水管21、壳体22、若干个过滤装置23、集水槽24、出水槽25、出水堰门26组成。其具体工作过程是：河水经由进水管20进入过滤装置23，由过滤装置的过滤功能将河水中污染物进行截留；过滤水经过滤装置23内部管路汇流至集水槽24，再经过出水堰门26调节出水高度及流量后，经出水槽25排至出水管21。

随着处理水量的增加，竖片式过滤装置会截留大量的污染物，同时过滤能力也会相应减小，因此竖片式过滤设备中还配置有自动反洗装置(现有技术)；当过滤装置的过滤能力减小时，进水液位则会增加，液位到达设定液位后自动启动反洗装置。

自动反洗装置包括设置在自动反洗装置机架上的桁车导轨29、沿着桁车导轨行走的桁车28、安装在桁车上且驱动桁车的桁车减速机30(桁车减速机带有驱动电机)、由桁车带动的清洗泵31和连通清洗泵的反洗管路32以及固定在自动反洗装置机架上并且与反洗管路出口端连通的排泥管路33。具体工作过程为：自动反洗装置接收到控制系统的启动信号后，同时启动桁车减速机30、反洗泵31；桁车沿着桁车导轨来回作往复运动；反洗泵31启动后通过反洗管路32将过滤装置23表面的截留污泥进行抽吸(由图6可知：每个过滤装置23的正反两个过滤面均由开设有若干抽吸孔的反洗管路来回往复抹擦过，从而将过滤装置表面的截留污泥全部抽吸)，并通过排泥管路33将抽吸的污泥排至下一单元的污泥储罐10，在污泥储罐中进行浓缩脱水处理。反洗周期一般3小时一次，每次3分钟。也可以根据实际情况进行相应调整。

污泥脱水与药剂投加单元4(现有技术)，包括污泥储罐、污泥进泥泵11、叠螺脱水机12、除磷药剂自动配药与投加装置13、助凝剂自动配制与投加装置14。污泥储罐10主要用来储存一级过滤单元反洗后的污泥，除磷药剂自动配制与投加装置、助凝剂自动配制与投加装置分别将配制的药剂投入污泥储罐中，污泥储罐内设置的低速搅拌机15，可根据实际需要对沉淀污泥和药剂进行搅拌混合。污泥进泥泵11主要将污泥储罐内的沉淀污泥，泵送至叠螺脱水机12进行深度脱水处理，脱水后干污泥进行外运处理。

自动控制系统34配置有计算机，运行情况可通过计算机操控，整机的启动、工作、停止及特殊情况下短时等待均为自动操作，液位、料位自动调整和控制，具有故障自动报警即停止运转等功能，以满足不同工作状态的要求。

本发明所述装备的工艺运行参数为：

处理水量：5000m³/d

进水总磷：≤3mg/L

进水SS:≤100mg/L

进水PH:6-9

出水总磷：≤0.3mg/L

出水SS:≤10mg/L

出水PH:6-9

药剂投加量：5-10mg/L。

实施例1,

温州某河道经过前期调研，河道总磷超标严重，河水浊度及SS较高，对河道一点位进行连续一周的数据监测，其水质指标如下表：

该河道水采用本发明设计制作的处理量为120m³/d的一体化设备进行净化处理。具体操作方法，是用5m³/h的潜水泵抽取河水经过管道过滤器进行初级过滤后进入管道混合器；管道混合器前部设置除磷药剂投加口，除磷药剂配置浓度为质量分数10％溶液，投加流量大小为8mg/l，经管道混合器的絮凝反应后进入过滤精度为10微米、滤速为8m³/h的过滤设备进行一级过滤；随着过滤物的增加，滤材过滤能力逐渐下降，进水水位也会被提升，水位被提升到设定高度启动反抽吸功能对滤材表面进行清洗，抽吸时间设置为1分钟；反洗后滤材过滤能力恢复，反洗过程中不影响设备的正常处理出水。根据水质情况本项目仅采用一级过滤。反洗水直接抽送至污泥罐进行沉淀，污泥罐内水位达到一定高度时，污泥泵开启，将污泥泵入叠螺脱水机进行污泥浓缩脱水。污泥罐内污泥处理到一定程度后，进泥泵停止工作。叠螺脱水机停止工作，仅过滤单元连续工作。经过处理后，对出水进行连续一周的数据监测，水质情况如下表：

经过处理前后的比对，经本发明工艺及装置处理后出的出水，水体浊度大幅度降低，总磷达到地表水环境质量标准(GB3838-2002)中Ⅳ类水标准。

施例2

杭州市江干区某河道水质净化项目

对该项目进行为期一个月的检测，其水质综合指标如下表：

该河道水采用本发明设计制作的处理量为5000m³/d的水质净化设备进行处理；具体操作方法，是用潜水泵(流量调至210m³/h)抽取河水，经过管道过滤器进行初级过滤后再进入管道混合反应器；管道混合反应器前部设置除磷药剂投加口，除磷药剂配置浓度为质量分数10％溶液，投加流量大小为5mg/l；经管道混合器的微絮凝反应后进入过滤精度为10微米、滤速为8m³/h的竖片式过滤器进行一级过滤。随着过滤物的增加，滤材过滤能力逐渐下降，进水水位也会被提升；水位被提升到设定高度后启动反抽吸功能对滤材表面进行清洗，抽吸时间设置为3分钟，反洗后滤材过滤能力恢复，反洗过程中不影响设备的正常处理出水。一级过滤出水后经管道泵送入二级多袋式过滤器进行精细过滤处理。反洗水直接抽送至污泥罐进行沉淀，污泥罐内水位达到一定高度时，污泥泵开启，将污泥泵入叠螺脱水机进行污泥浓缩脱水。污泥罐内污泥处理到一定程度后，进泥泵停止工作。叠螺脱水机停止工作，仅过滤单元连续工作。该河道经过一个月设备连续运行后对河道水质进行一周的水质监测，监测结果如下：

经处理前后的比对，本发明处理后出的出水，水体浊度大幅度降低，总磷达到地表水环境质量标准(GB3838-2002)中Ⅳ类水标准。