改善污泥沉淀性能的水处理系统及方法

摘要

本发明涉及一种改善污泥沉淀性能的水处理系统，包括污泥沉淀槽、第一反应槽、第二反应槽、第一液体定量输送机构、第二液体定量输送机构、矿渣微粉添加装置和聚丙烯酰胺添加装置。本发明还提供了应用上述水处理系统进行水处理的方法。本发明的污泥沉淀装置，实现了两种混凝剂与污水的同步投放，充分发挥两种混凝剂的能效，减少药剂的使用量，避免二次污染；本发明的污泥沉淀方法利用水泥工业中常使用的矿渣微粉配制混凝剂进行污泥沉淀，污泥沉淀效果好，成本降低。

权利要求

1.一种利用改善污泥沉淀性能的水处理系统进行水处理的方法，其特征在于，所述方法包括：将500g矿渣微粉加入到1L质量百分比为10%-18%的盐酸中混合搅拌，配制矿渣微粉混凝剂；

配制质量百分比为0.1%-0.3%的聚丙烯酰胺溶液；

将120mL 矿渣微粉混凝剂、60mL 聚丙烯酰胺溶液、1000L 污水同步加入污泥沉淀槽中进行污泥沉淀;其中，水处理系统包括：

污泥沉淀槽；

第一反应槽，用于矿渣微粉与盐酸混合搅拌；

第二反应槽，用于聚丙烯酰胺与水混合搅拌；

连接污泥沉淀槽和第一反应槽的第一液体定量输送机构；

连接污泥沉淀槽和第二反应槽的第二液体定量输送机构；

与第一反应槽连接的矿渣微粉添加装置；

与第二反应槽连接的聚丙烯酰胺添加装置。

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2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述矿渣微粉比表面积≥3500cm / g，平均粒径≤0.07mm。

说明书

改善污泥沉淀性能的水处理系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种水处理系统及方法，具体涉及一种改善污泥沉淀性能的水处理系统及方法。

背景技术

[0002] 污水处理一般使用物理化学处理法和生物处理法相结合的处理工艺，其中物理化学处理法的过程，即为混凝、沉淀，混凝过程需要投加混凝剂实现固液分离，外排污泥在污泥池中一般要加入混凝剂进行浓缩沉淀，混凝剂的优劣直接影响处理效果。目前广泛应用的混凝剂主要有以下几类：无机盐类物质，如铝盐、铁盐，处理效果不好；无机盐聚合物，如聚合氯化铝、聚合氯化铁，用量较大，对环境有二次污染；有机高分子类物质，如聚丙烯酰胺及其衍生物等，对有机物去除能力强，但是单价较高，且对无机物尤其是磷酸根的去除效果不明显。为了提高水处理的效果，常采用多种混凝剂组合投加的方式，但是几种混凝剂组合投加存在效能发挥不全，投药量大，造成混凝剂的浪费，产生次生污染等问题。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种改善污泥沉淀性能的水处理系统，一种改善污泥沉淀性能的水处理系统，包括：

[0004] 污泥沉淀槽；

[0005] 第一反应槽，用于矿渣微粉与盐酸混合搅拌；

[0006] 第二反应槽，用于聚丙烯酰胺与水混合搅拌；

[0007] 连接污泥沉淀槽和第一反应槽的第一液体定量输送机构；

[0008] 连接污泥沉淀槽和第二反应槽的第二液体定量输送机构；

[0009] 与第一反应槽连接的矿渣微粉添加装置；

[0010] 与第二反应槽连接的聚丙烯酰胺添加装置。

[0011] 优选地，所述第一反应槽中设有第一搅拌桨。

[0012] 优选地，所述第二反应槽中设有第二搅拌桨。

[0013] 优选地，所述矿渣微粉添加装置和聚丙烯酰胺添加装置均为螺旋输送机。

[0014] 优选地，所述液体定量输送机构进一步包括：

[0015] 与所述污泥沉淀槽连接的输送阀结构，包括具有不同流速的一组输送阀；

[0016] 控制单元，所述控制单元被设置成根据预设液体输送量及液体输送速度对输送阀结构进行控制。

[0017] 本发明另外提供了一种利用上述改善污泥沉淀性能的水处理系统进行水处理的方法，包括：

[0018] 将500g矿渣微粉加入到1L质量百分比为10%-18%的盐酸中混合搅拌，配制矿渣微粉混凝剂；

[0019] 配制质量百分比为0.1%-0.3%的聚丙烯酰胺溶液；

[0020] 将120mL 矿渣微粉混凝剂、60mL 聚丙烯酰胺溶液、1000L 污水同步加入污泥沉淀槽中进行污泥沉淀。

[0021] 优选地，所述矿渣微粉比表面积≥3500cm2 / g，平均粒径≤0.07mm。

[0022] 本发明的污泥沉淀装置，实现了两种混凝剂与污水的同步投放，充分发挥两种混凝剂的能效，减少药剂的使用量，避免二次污染；本发明的污泥沉淀方法利用水泥工业中常使用的矿渣微粉配制混凝剂进行污泥沉淀，污泥沉淀效果好，成本降低。

附图说明

[0023] 图1是本发明实施例1的改善污泥沉淀性能的水处理系统。

[0024] 图标说明：

[0025] 1污泥沉淀槽， 2第一反应槽，

[0026] 3第二反应槽， 21第一液体定量输送机构，

[0027] 31第二液体定量输送机构， 22第一螺旋输送机，

[0028] 32第二螺旋输送机， 11污水供给口，

[0029] 12污水排出口， 13第一液体共给口，

[0030] 14第二液体共给口， 23第一搅拌桨，

[0031] 33第二搅拌桨。

具体实施方式

[0032] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0033] 本发明实施例提供了一种改善污泥沉淀性能的水处理系统，其特征在于，包括：

[0034] 污泥沉淀槽；

[0035] 第一反应槽，用于矿渣微粉与盐酸混合搅拌；

[0036] 第二反应槽，用于聚丙烯酰胺与水混合搅拌；

[0037] 连接污泥沉淀槽和第一反应槽的第一液体定量输送机构；

[0038] 连接污泥沉淀槽和第二反应槽的第二液体定量输送机构；

[0039] 与第一反应槽连接的矿渣微粉添加装置；

[0040] 与第二反应槽连接的聚丙烯酰胺添加装置。

[0041] 具体地，本发明实施例的污泥沉淀装置，实现了两种混凝剂与污水的同步投放，充分发挥两种混凝剂的能效，减少药剂的使用量，避免二次污染。

[0042] 本发明实施例还提供了一种利用上述改善污泥沉淀性能的水处理系统进行水处理的方法，包括：

[0043] 将500g矿渣微粉加入到1L质量百分比为10%-18%的盐酸中混合搅拌，配制矿渣微粉混凝剂；

[0044] 配制质量百分比为0.1%-0.3%的聚丙烯酰胺溶液；

[0045] 将120mL 矿渣微粉混凝剂、60mL 聚丙烯酰胺溶液、1000L 污水同步加入污泥沉淀槽中进行污泥沉淀。

[0046] 具体地，本发明的水处理方法利用水泥工业中常使用的矿渣微粉配制混凝剂进行污泥沉淀，污泥沉淀效果好，成本降低。

[0047] 本发明所述的矿渣微粉是指本领域技术人员熟知的粒化高炉矿渣经干燥、粉磨达到相当细度的粉体。在高炉炼钢过程中，除铁矿石和燃料外，常加入石灰石或白云石作为熔剂，它们在高炉内分解所得的氧化钙、氧化镁和铁矿石中的废铁、及焦炭中的灰分相熔化，生成了以硅酸盐与硅铝酸盐为主要成分的熔融物质浮在铁水表面，定期从排渣口排出，经空气或水急冷处理，形成粒状高炉矿渣，因此矿渣微粉可以用来制备硅酸铝铁类混凝剂，同时，矿渣微粉还具有磷去除作用。

[0048] 实施例1：

[0049] 本发明实施例1提供了一种改善污泥沉淀性能的水处理系统，参见图1所示，该水处理系统包括：污泥沉淀槽1、第一反应槽2、第二反应槽3、第一液体定量输送机构21、第二液体定量输送机构31、第一螺旋输送机22和第二螺旋输送机32。

[0050] 污泥沉淀槽1上设有污水供给口11、污水排出口12、第一液体共给口13和第二液体共给口14。

[0051] 第一反应槽2用于矿渣微粉与盐酸的混合搅拌，第一螺旋输送机22与第一反应槽2连接，第一螺旋输送机22用于将矿渣微粉添加到第一反应槽2中，与第一反应槽2中的盐酸混合，第一反应槽2还设有第一搅拌桨23，用于搅拌。第二反应槽3用于聚丙烯酰胺与水的混合搅拌，第二螺旋输送机32与第二反应槽3连接，第二螺旋输送机32用于将聚丙烯酰胺添加到第二反应槽3中，第二反应槽3还设有第二搅拌桨33，用于搅拌。第一螺旋输送机
22和第二螺旋输送机32可以实现矿渣微粉、聚丙烯酰胺的定量输送。

[0052] 第一液体定量输送机构21进一步包括：与污泥沉淀槽1连接的输送阀结构（图未示）和控制单元（图未示），输送阀结构包括具有不同流速的一组输送阀，控制单元被设置成根据预设液体输送量及液体输送速度对输送阀结构进行控制。第二液体定量输送机构31与第一液体定量输送机构21具有相同的结构，在此不一一赘述。

[0053] 矿渣微粉与盐酸混合形成无机高分子混凝剂，聚丙烯酰胺与水混合形成有机高分子混凝剂，第一液体定量输送机构21和第二液体定量输送机构31分别将无机高分子混凝剂、有机高分子混凝剂输送到污泥沉淀槽1中，与从污水共给口11流入的污水反应，使污泥沉淀。

[0054] 本实施例的水处理系统可以实现定量的无机高分子混凝剂、有机高分子混凝剂、污水同步流入污泥沉淀槽1中，充分发挥两种混凝剂的效能；同时实现了上述两种混凝剂的自动配置，提高了工作效率。经该水处理系统沉淀后的被处理污水通过泵（图未示）等被输送到下游的工序，或者被排放。

[0055] 实施例2：

[0056] 实施例2提供了一种水处理的方法，利用实施例1中的水处理系统进行污泥沉淀，该方法包括如下步骤：

[0057] 步骤a、将500g矿渣微粉加入到1L质量百分比为10%的盐酸中混合搅拌，配制矿渣微粉混凝剂：

[0058] 第一反应槽2中装有1L质量百分比为10的盐酸，将500g矿渣微粉通过第一螺旋输送机22输送至第一反应槽2中，混合搅拌，得到矿渣微粉混凝剂，即无机高分子混凝剂；

[0059] 步骤b、配制质量百分比为0.1%的聚丙烯酰胺溶液：

[0060] 第二反应槽3中装有1L水，将1g聚丙烯酰胺固体通过第二螺旋输送机32输送至第二反应槽3中，混合搅拌，得到质量百分比为0.1%的聚丙烯酰胺溶液，即有机高分子混凝剂；

[0061] 步骤c、将120mL 矿渣微粉混凝剂、60mL 聚丙烯酰胺溶液、1000L 污水同步加入污泥沉淀槽中进行污泥沉淀：

[0062] 第一液体定量输送机构21和第二液体定量输送机构31分别将无机高分子混凝剂、有机高分子混凝剂输送到污泥沉淀槽1中，与从污水共给口11流入的污水反应。

[0063] 实施例3-实施例 5：

[0064] 实施例3-实施例5分别提供了污泥沉淀的方法，与实施例2相比主要改变了盐酸的质量百分比、聚丙烯酰胺溶液的质量百分比，其它条件不变，具体改变参数如表1所示：

[0065] 表1 实施例3-实施例5的参数

[0066]实施例3 实施例4 实施例5
步骤a 盐酸的质量百分比（g / L） 14 15 18
步骤b聚丙烯酰胺溶液的质量百分比（g / L） 0.2 0.3 0.1

[0067] 对比例1：

[0068] 对比例1对1000L污水进行自然沉淀20h。

[0069] 对比例2：

[0070] 对比例2提供了一种水处理方法，步骤如下：

[0071] 将500g矿渣微粉加入到1L质量百分比为10%-18%的盐酸中混合搅拌，配制矿渣微粉混凝剂；

[0072] 配制质量百分比为0.1%-0.3%的聚丙烯酰胺溶液；

[0073] 将120mL 矿渣微粉混凝剂和60mL 聚丙烯酰胺溶液直接加入盛装有1000L 污水的污泥沉淀槽中。

[0074] 对比例3：

[0075] 对比例3提供了一种水处理方法，应用实施例1的水处理系统进行污水处理，步骤如下：

[0076] 将500g高炉矿渣加入到1L质量百分比为10%-18%的盐酸中混合搅拌，配制高炉矿渣混凝剂；

[0077] 配制质量百分比为0.1%-0.3%的聚丙烯酰胺溶液；

[0078] 将120mL 高炉矿渣混凝剂、60mL 聚丙烯酰胺溶液、1000L 污水同步加入污泥沉淀槽中进行污泥沉淀。

[0079] 本对比例没有采用矿渣微粉配制无机高分子混凝剂，而是采用普通高炉矿渣，其比表面积、平均粒径均大于矿渣微粉。

[0080] 对实施例2-5、对比例1-3进行取样测试，具体测试结果请参阅表2所示。

[0081] 表2 本发明的实施例和对比例水处理后污泥沉降比的测试结果

[0082]污泥沉降比 %
实施例2 40.40
实施例3 43.45
实施例4 42.45
实施例5 42.06
对比例1 27.53
对比例2 28.64
对比例3 37.51

[0083] 实施例2-5应用实施例1的水处理系统配制矿渣微粉混凝剂和聚丙烯酰胺溶液，并与污水同步进入污泥沉淀槽中混合，水处理后污泥沉降比为40.40%-43.45%；对比例1采用自然沉淀的方式，水处理后污泥沉降比为27.53%；对比例2与实施例2-5相比没有采用两种混凝剂和污水同步流入的方式，两种混凝剂的效能没有得到完全发挥，要提高水处理效果必须加大两种混凝剂的使用量，造成浪费和二次污染，水处理后的污泥沉降比为28.64%；对比例3在配制无机高分子混凝剂时采用的是普通高炉矿渣，水处理后污泥沉降比为37.51%。表2的结果表明，本发明实施例的水处理方法与自然沉淀的方式（对比例1）、没有采用两种混凝剂和污水同步流入的方式（对比例2）相比，水处理效果好。并且本发明的实施例没有直接应用普通高炉矿渣（对比例3），而是采用平均粒径≤0.07mm，比表面积
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大于3500cm / g的矿渣微粉配制成无机高分子混凝剂，意料之外的提高了污泥沉降比。

[0084] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。