專利名稱：一種高富營養(yǎng)化水深度凈化處理方法及其處理裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于水處理技術領域，具體涉及一種適合于高富營養(yǎng)化的湖泊河流水的深度凈化處理方法及其處理裝置。
背景技術：
由于水資源污染日趨嚴重，我國城鎮(zhèn)水源地普遍受到污染，水體富營養(yǎng)化導致藍藻爆發(fā)，進一步使水體惡化，甚至達到了劣五類水，按城市用水規(guī)范這種嚴重污染的富營養(yǎng)化水是不能作為飲用水源的，這樣使得采用傳統(tǒng)工藝的自來水廠因水源污染而被迫停產。 政府被迫花幾十億甚至上百億資金遠距離引水為城市自來水廠提供水源，以解決民生問題。市政部門也嘗試改用新工藝處理富營養(yǎng)化水，曾經在滇池及太湖附近興建了幾個自來水廠，但終因湖泊污染速度大大超過人們的預期，新工藝處理后的水依然無法達到飲用水標準，這些自來水廠均相繼停產。究其原因有幾個方面工藝方法為氣浮+沙濾+臭氧活性碳過濾；氣浮工藝對懸浮物及藻類污染物去除率最高能達到85%，勢必增加后級處理負擔， 造成過濾床被水藻粘附致使系統(tǒng)無法正常工作；氣浮刮渣后的藻漿泥用傳統(tǒng)脫水工藝脫水也無法達到干化外運的條件，二次污染嚴重；氣浮出水水質懸浮物依然> 50mg/L，經石英砂活性碳過濾后懸浮物仍有15-25mg/L，特別是活性碳過濾器失效快(約幾個月就失效)，在規(guī)?；a上頻繁更換活性碳，導致處理成本大幅度上升，這也是導致停廠的主要原因；由于湖泊水污染日趨嚴重，不僅有藻類污染，還有其他有機物污染導致COD超標，而水廠工藝中沒有去除COD的裝置，所以出水水質超標而導致停運。綜上所述，現有技術不能適應富營養(yǎng)化水的處理，尤其水藻懸浮物多的高富營養(yǎng)化水的處理和深度凈化，必須解決水藻分離和深度凈化等解決影響富營養(yǎng)化水凈化再利用的核心問題。
發(fā)明內容
本發(fā)明的第一目的在于提供一種工藝簡便，適合于高富營養(yǎng)化湖泊水等自然水深度凈化處理的方法；另一目的在于提供一種實現上述方法的處理裝置。本發(fā)明的第一目的是這樣實現的，本發(fā)明方法包括投藥混合、混凝反應、水藻分離、藻漿處理、底泥處理和深度過濾工序，具體包括下列工序
1)投藥和混凝反應向高富營養(yǎng)化水中按3、克/噸加入絮凝藥劑并充分混合后，反應1(Γ20分鐘；進水經過絮凝、分流后，再與霧化溶氣水充分混合，促進不易沉降的懸浮物上浮，水中泥沙沉降入底泥收集區(qū)；
2)水藻分離混凝反應后水藻和懸浮物上浮于水層表面，在水藻分離區(qū)通過清刮設備收集藻漿，泥沙沉降于底泥收集區(qū)，清水集中于中層；
3)藻漿處理將收集的藻漿導入藻漿脫水裝置進行高效脫水，干藻泥直接外運處理；
4)底泥處理將在混凝反應區(qū)和水藻分離區(qū)收集的底泥，導入底泥脫水裝置進行高效脫水，將底泥干化處理后外運；
5)深度過濾2)步驟中所得清水經過濾進行深度凈化處理后達標排放或作為中水回用。底泥或藻泥脫出的水回流至混凝反應進水端，實現混凝劑的回收利用和徹底零排放。本發(fā)明的另一目的是這樣實現的，本發(fā)明裝置包括復合反應裝置、水藻分離裝置、 清藻裝置、藻漿收集槽和纖維過濾裝置，所述的復合反應裝置前設有投藥裝置和動態(tài)混合裝置；所述的復合反應裝置上部依次設置絮凝反應區(qū)、分流區(qū)、混合釋放區(qū)，復合反應裝置底部設置底泥收集區(qū)；所述的水藻分離裝置分為水藻分離區(qū)和底泥收集區(qū)，水藻分離裝置頂部設置清藻裝置和藻漿收集槽，清水匯集區(qū)連通調節(jié)水堰，調節(jié)水堰連通纖維過濾裝置； 藻漿收集槽底部通過藻漿池連通藻漿脫水裝置；底泥收集區(qū)通過底泥池連通底泥脫水裝置，所述的混合釋放區(qū)中設置溶氣水控制器。本發(fā)明將沉降及氣浮工藝有機結合，實現泥沙沉降及藻漿上浮雙重技術效果。對藻類污染物的去除率達95%以上，懸浮物清除率達98%以上。本發(fā)明采取不同工藝處理藻泥和底泥，脫水徹底直接外運，不產生二次污染。高效自凈化纖維過濾實現對高富營養(yǎng)化水的深度凈化，出水進一步經過消毒處理或加后級處理工藝可作為生活飲用水使用。本發(fā)明工藝簡便，裝置結構簡單，工作穩(wěn)定可靠。
圖1為本發(fā)明方法的工藝流程框圖2為本發(fā)明裝置的結構及工作流程關系圖中1-投藥裝置，2-動態(tài)混合裝置，3-復合反應裝置，4-水藻分離裝置，5-清藻裝置，6-液位調節(jié)裝置，7-藻漿收集槽，8-調節(jié)水堰，9-回流泵，10-溶氣發(fā)生裝置，11-底泥脫水裝置，12-底泥池，13-藻漿脫水裝置，14-藻漿池，15-纖維過濾裝置，16-溶氣水控制器，A-絮凝反應區(qū)，B-分流區(qū)，C-混合釋放區(qū)，D-水藻分離區(qū)，E-清水匯集區(qū)，F-底泥收集區(qū)。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明，但不以任何方式對本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導所作的任何變更或改進，均屬于本發(fā)明的保護范圍。如圖1所示，本發(fā)明方法包括投藥混合、混凝反應、水藻分離、藻漿處理、底泥處理和深度過濾工序，具體包括下列工序
1)投藥和混凝反應向高富營養(yǎng)化水中按3、克/噸加入絮凝藥劑并充分混合后，反應1(Γ20分鐘；進水經過絮凝、分流后，再與霧化溶氣水充分混合，促進不易沉降的懸浮物上浮，水中泥沙沉降入底泥收集區(qū)；
2)水藻分離混凝反應后水藻和懸浮物上浮于水層表面，在水藻分離區(qū)通過清刮設備收集藻漿，泥沙沉降于底泥收集區(qū)，清水集中于中層；
3)藻漿處理將收集的藻漿導入藻漿脫水裝置進行高效脫水，干藻泥直接外運處理；
4)底泥處理將在混凝反應區(qū)和水藻分離區(qū)收集的底泥，導入底泥脫水裝置進行高效脫水，將底泥干化處理后外運；
5)深度過濾2)步驟中所得清水經過濾進行深度凈化處理后達標排放或作為中水回
所述的絮凝藥劑為無機絮凝劑、有機絮凝劑、生物絮凝劑，均不影響本發(fā)明目的的實現，具體包括聚丙烯酰銨(PAM)，聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵；硫酸鋁、堿式氯化鋁；生物絮凝劑N0C-1和PFlOl等一種或一種以上組合。所述的底泥通過板框壓濾、帶式壓濾或污泥自然干化池方式進行干化處理。所述的藻漿脫水采用疊螺式脫水設備，可將藻漿脫水至含水85%以下，擠壓不出水，可直接外運，不會造成二次環(huán)境污染。所述的深度過濾為過濾池、過濾罐或多級過濾罐/過濾池組合方式過濾。所述的過濾池或過濾罐內設置由彗星式纖維濾料、不對稱纖維濾料或長纖維濾料中的一種或一種以上濾料組合充填而成的纖維過濾裝置；所述的纖維濾料的過濾平均孔徑為5 μ m。所述的纖維濾料的過濾孔徑為微濾級，纖維濾料納污性能為石英砂過濾器15倍以上，對藻類污染物的過濾性能更佳，并且不會發(fā)生石英砂過濾器經常因吸附藻類污染物而產生板結粘附問題。所述的纖維過濾裝置設有反沖再生系統(tǒng)，來自水藻分離區(qū)的清水經溶氣后高壓反向沖洗纖維過濾裝置。如圖2所示，本發(fā)明裝置包括復合反應裝置3、水藻分離裝置4、清藻裝置5、藻漿收集槽7和纖維過濾裝置15，所述的復合反應裝置3前設有投藥裝置1和動態(tài)混合裝置2 ； 所述的復合反應裝置3上部依次設置絮凝反應區(qū)A、分流區(qū)B、混合釋放區(qū)C，復合反應裝置 3底部設置底泥收集區(qū)F ；所述的水藻分離裝置4分為水藻分離區(qū)D和底泥收集區(qū)F，水藻分離裝置4頂部設置清藻裝置5和藻漿收集槽7，清水匯集區(qū)E連通調節(jié)水堰8，調節(jié)水堰 8連通纖維過濾裝置15 ；藻漿收集槽7底部通過藻漿池14連通藻漿脫水裝置13 ；底泥收集區(qū)F通過底泥池12連通底泥脫水裝置11，所述的混合釋放區(qū)C中設置溶氣水控制器16。所述的水藻分離區(qū)D中部設置清水匯集區(qū)E，清水匯集區(qū)E連通調節(jié)水堰8。所述的清水匯集區(qū)E通過回流泵9連通溶氣發(fā)生裝置10，溶氣發(fā)生裝置10 —路連通溶氣水控制器16，另一路連通過濾裝置15。所述的調節(jié)水堰8上部設置液位調節(jié)裝置6。所述的藻漿脫水裝置13為疊螺式藻漿脫水機。所述的過濾裝置15為濾池、過濾罐或分體組合式過濾裝置。所述的過濾裝置15由彗星式纖維濾料、不對稱纖維濾料或長纖維濾料構成的纖維過濾裝置。所述的清藻裝置5架設于水藻分離裝置4之上并與之動配合，設置于清藻裝置5 下方的刮渣板由電機驅動。所述的底泥收集區(qū)F為漏斗或斜板式結構，其中設置吸污泵或吸泥機。依據本發(fā)明工藝建造了處理量5000m3/天的水藻分離處理站，對高富營養(yǎng)化水進行深度凈化處理試驗，并對溶氣水氣泡質量、溶氣水總量、氣比水、氣渣比、刮渣方式、氣浮溶氣壓力等參數進行優(yōu)化設計和選擇試驗，建立完善了數學模型，達到了非常理想的凈化效果。試驗證明本發(fā)明工藝的除藻效率達95%以上，懸浮物去除率達98% (進水懸浮物> 500mg/L,出水懸浮物< 10mg/L)，出水水質清澈透明，大大減輕了后續(xù)處理的負擔，為后級纖維過濾實現水質深度凈化奠定了基礎。經深度處理后，如果初始為中低度污染水，其最終出水的理化指標可達到生活飲用水標準，如果初始為高污染水，其最終出水的水質可達到 《城市污水再生利用、工業(yè)用水水質標準》。實施例1
向劣五類水質湖泊水中按8克/噸加入聚丙烯酰銨(PAM)，充分混合后發(fā)生混凝反應 20分鐘；高富營養(yǎng)化水經過絮凝、分流后，再與霧化溶氣水充分混合反應，促進不易沉降的懸浮物上浮，水中泥沙沉降于底泥收集區(qū)；混凝反應后水藻和懸浮物上浮于水層表面，在水藻分離區(qū)通過平板式清刮設備收集藻漿，泥沙沉降于底泥收集區(qū)，清水集中于中層；采用吸污泵收集混凝反應區(qū)和水藻分離區(qū)的底泥并導入收集池，底泥用板框壓濾方式脫水至含水 70%以下外運處理；藻漿經改進型的疊螺式脫水機高效脫水至含水85%后，將干藻泥直接外運處理；清水經過設有彗星式纖維濾料的過濾池深度凈化處理化，指標達到生活飲用水標準。實施例2
向劣五類水質湖泊水中按5克/噸加入聚合氯化鋁，充分混合后發(fā)生混凝反應15分鐘；高富營養(yǎng)化水經過絮凝、分流后，再與霧化溶氣水充分混合反應，促進不易沉降的懸浮物上浮，水中泥沙沉降于底泥收集區(qū)；混凝反應后水藻和懸浮物上浮于水層表面，在水藻分離區(qū)通過平板式清刮設備收集藻漿，泥沙沉降于底泥收集區(qū)，清水集中于中層；采用吸泥機收集混凝反應區(qū)和水藻分離區(qū)的底泥并導入收集池，底泥用帶式壓濾方式脫水至含水70% 以下外運處理；藻漿經改進型的疊螺式脫水機高效脫水至含水85%后，將干藻泥直接外運處理；清水經過設有不對稱纖維濾料的過濾池深度凈化處理化，指標達到生活飲用水標準。實施例3
向劣五類水質湖泊水中按3克/噸加入聚合氯化鋁鐵，充分混合后發(fā)生混凝反應10分鐘；高富營養(yǎng)化水經過絮凝、分流后，再與霧化溶氣水充分混合反應，促進不易沉降的懸浮物上浮，水中泥沙沉降于底泥收集區(qū)；混凝反應后水藻和懸浮物上浮于水層表面，在水藻分離區(qū)通過平板式清刮設備收集藻漿，泥沙沉降于底泥收集區(qū)，清水集中于中層；采用斜板導出方式收集混凝反應區(qū)和水藻分離區(qū)的底泥并導入收集池，底泥用帶式壓濾方式脫水至含水70%以下外運處理；藻漿經改進型的疊螺式脫水機高效脫水至含水85%后，將干藻泥直接外運處理；清水經過設有長纖維濾料的過濾罐深度凈化處理化，指標達到生活飲用水標準。實施例4
向劣五類水質湖泊水中按4克/噸加入生物絮凝劑N0C-1，充分混合后發(fā)生混凝反應 18分鐘；高富營養(yǎng)化水經過絮凝、分流后，再與霧化溶氣水充分混合反應，促進不易沉降的懸浮物上浮，水中泥沙沉降于底泥收集區(qū)；混凝反應后水藻和懸浮物上浮于水層表面，在水藻分離區(qū)通過平板式清刮設備收集藻漿，泥沙沉降于底泥收集區(qū)，清水集中于中層；采用吸泥機收集混凝反應區(qū)和水藻分離區(qū)的底泥并導入收集池，底泥用板框壓濾方式脫水至含水 70%以下外運處理；藻漿經改進型的疊螺式脫水機高效脫水至含水85%后，將干藻泥直接外運處理；清水經過設有彗星式纖維濾料的過濾罐和過濾池組合深度凈化處理化，指標達到生活飲用水標準。本發(fā)明的特點
1、本發(fā)明的方法對藻類污染物的去除率達95%以上，懸浮物清除率達98%以上；
2、本發(fā)明的方法采取不同工藝處理藻泥和底泥，脫水徹底且能直接外運，不產生二次污染；
3、本發(fā)明的方法采用具有高效自凈化功能的纖維過濾方式，實現對除藻、除懸浮物后水的深度凈化，出水進一步經過消毒處理或在進行后級處理即可作為生活飲用水使用；
4、本發(fā)明工藝簡便，裝置結構簡單，工作穩(wěn)定可靠。
權利要求
1.一種高富營養(yǎng)化水深度凈化處理方法，包括投藥混合、混凝反應、水藻分離、藻漿處理、底泥處理和深度過濾工序，具體包括下列工序1)投藥和混凝反應向高富營養(yǎng)化水中按3、克/噸加入絮凝藥劑并充分混合后，反應1(Γ20分鐘；進水經過絮凝、分流后，再與霧化溶氣水充分混合，促進不易沉降的懸浮物上浮，水中泥沙沉降入底泥收集區(qū)；2)水藻分離混凝反應后水藻和懸浮物上浮于水層表面，在水藻分離區(qū)通過清刮設備收集藻漿，泥沙沉降于底泥收集區(qū)，清水集中于中層；3)藻漿處理將收集的藻漿導入藻漿脫水裝置進行高效脫水，干藻泥直接外運處理；4)底泥處理將在混凝反應區(qū)和水藻分離區(qū)收集的底泥，導入底泥脫水裝置進行高效脫水，將底泥干化處理后外運；5)深度過濾2)步驟中所得清水經過濾進行深度凈化處理后達標排放或作為中水回用。
2.根據權利要求1所述的高富營養(yǎng)化水深度凈化處理方法，其特征是所述的絮凝藥劑為聚丙烯酰銨、聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵或生物絮凝劑N0C-1。
3.根據權利要求1所述的高富營養(yǎng)化水深度凈化處理方法，其特征是所述的底泥通過板框壓濾、帶式壓濾或污泥自然干化池方式進行干化處理。
4.根據權利要求1所述的高富營養(yǎng)化水深度凈化處理方法，其特征是所述的藻漿脫水采用疊螺式脫水設備，將藻漿脫水至含水85%以下。
5.根據權利要求1所述的高富營養(yǎng)化水深度凈化處理方法，其特征是所述的深度過濾為過濾池、過濾罐或多級過濾罐/過濾池組合方式過濾。
6.根據權利要求5所述的高富營養(yǎng)化水深度凈化處理方法，其特征是所述的過濾池或過濾罐內設置由彗星式纖維濾料、不對稱纖維濾料或長纖維濾料中的一種或一種以上濾料組合充填而成的纖維過濾裝置；所述的纖維濾料的過濾平均孔徑為5 μ m。
7.根據權利要求6所述的高富營養(yǎng)化水深度凈化處理方法，其特征是所述的纖維過濾裝置設有反沖再生系統(tǒng)，來自水藻分離區(qū)的清水經溶氣后高壓反向沖洗纖維過濾裝置。
8.一種實現權利要求1所述的凈化處理方法的處理裝置，包括復合反應裝置(3)、水藻分離裝置(4)、清藻裝置(5)、藻漿收集槽(7)和纖維過濾裝置(15)，所述的復合反應裝置 (3)前設有投藥裝置(1)和動態(tài)混合裝置(2)，其特征是所述的復合反應裝置(3)上部依次設置絮凝反應區(qū)(A)、分流區(qū)(B)、混合釋放區(qū)(C)，復合反應裝置(3)底部設置底泥收集區(qū) (F);所述的水藻分離裝置(4)分為水藻分離區(qū)(D)和底泥收集區(qū)(F)，水藻分離裝置(4)頂部設置清藻裝置(5 )和藻漿收集槽(7 )，清水匯集區(qū)(E )連通調節(jié)水堰(8 )，調節(jié)水堰(8 )連通纖維過濾裝置(15)；藻漿收集槽(7)底部通過藻漿池(14)連通藻漿脫水裝置(13)；底泥收集區(qū)(F)通過底泥池(12)連通底泥脫水裝置(11 )，所述的混合釋放區(qū)(C)中設置溶氣水控制器(16)。
9.根據權利要求8所述的處理裝置，其特征是所述的清藻裝置(5)架設于水藻分離裝置(4)之上并與之動配合，設置于清藻裝置(5)下方的刮渣板由電機驅動。
10.根據權利要求8所述的處理裝置，其特征是所述的底泥收集區(qū)(F)為漏斗或斜板式結構，其中設置吸污泵或吸泥機。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高富營養(yǎng)化水深度凈化處理方法及其處理裝置，所述方法包括投藥混合、混凝反應、水藻分離、藻漿處理、底泥處理和深度過濾工序。根據進水量加入重量比3~8克/噸絮凝藥劑并充分混合后發(fā)生混凝反應10~20分鐘，水中泥沙沉降于底泥收集區(qū)；通過清刮設備收集藻漿，泥沙沉降于底泥收集區(qū)，清水集中于中層；藻降和底泥脫水處理；清水經過濾進行深度凈化處理后達標排放或作為中水回用。所述裝置包括復合反應裝置、水藻分離裝置、清藻裝置、藻漿收集槽和過濾裝置。本發(fā)明將沉降及氣浮工藝有機結合，實現泥沙沉降及藻漿上浮雙重技術效果。對藻類污染物的去除率達95%以上，懸浮物清除率達98%以上。所采取不同工藝處理藻泥和底泥，脫水徹底。
文檔編號C02F1/52GK102329021SQ201110227650
公開日2012年1月25日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權日2011年8月10日
發(fā)明者周克, 戴群 申請人:周克, 戴群