一種低溫濾布濾池過濾水微絮凝體快速形成控制方法與流程

2023-10-05 07:28:24

本發明涉及微絮凝/濾布濾池汙水深度處理領域，具體涉及一種嚴寒地區低溫過濾水微絮凝體快速形成控制方法。
背景技術：
：微絮凝直接過濾技術在汙水廠尾水的深度處理中承擔著對於水中總磷及懸浮物顆粒等去除，該技術始於20世紀70年代經過多年的實際應用已趨於成熟。早期的微絮凝直接過濾工藝，過濾裝置一般是採用傳統的石英砂濾料濾池，微絮凝工藝雖然替代了混凝沉澱的過程，但微絮凝的過程並不像混凝沉澱的過程中回去除掉一部分水中懸浮顆粒，而是通過在水中產生絮體來吸附攔截水中微小不易去除的顆粒物膠質磷酸鹽等，一方面使水中的磷有溶解態變為不溶解態的方式進行去除，另一方面又使得水中的懸浮顆粒的粒徑分布發生變化，使得其粒徑中心分布值變大。但由於加入了絮凝劑，實際過程中進水濁度會有所提高，對於傳統的快濾池會造成比較大的負擔，對於納汙量小的濾池會使得其過濾周期縮減。隨著濾料濾材的革新，濾料及過濾的方式有了比較大的改變，比如新型的表面過濾設備，濾布濾池，水頭損失小且過濾速度高，或者像深層過濾的纖維濾料濾池其優秀的納汙量以及過濾精度使得微絮凝-直接過濾工藝能夠得到推廣。濾布濾池的雛形是由瑞士生產製造的一種濾池，該技術自1978年以來已成功的應用於各個領域。Aqua-AerobicSystems公司在1991年將該技術引入美國，通過多年來不斷的全面試驗，提高了該設備的操作性能和過濾能力。目前在國外的汙水深度處理中有著較為廣泛的應用，並且技術成熟。全世界已有超過600個汙水廠採用了該系統，在我國無錫新城水處理廠、蘆村汙水處理廠、胡埭汙水處理廠，保定銀錠莊汙水處理廠，無錫太湖新城汙水處理廠，青島即墨汙水處理廠等都使用了該系統，但仍屬於起步階段。關於濾布濾池的分類，目前最常見的一種就是纖維轉盤濾池。該種濾池又按照管心進水和管心出水被分為兩種。另外還有移動衝洗鑽石型濾布濾池，迷你纖維轉盤濾布濾池等，以及國內同濟大學研製的移動衝洗豎片式濾布濾池。濾布濾池顧名思義是一種使用濾布為過濾介質的濾池，其中濾布的孔徑在5μm-10μm。屬於一種新型的表面濾池，將過濾截留和沉澱集中在同一濾池內同步完成的高效水處理工藝。將該工藝應用於城市汙水的深度處理中,通過絮凝劑的加入,具有同步去除TP和濁度的功能。但是對於北方嚴寒地區汙水處理廠由於冬季水溫偏低,常規投加混凝劑方式藥劑混合時間長,混凝效果不佳,達不到微絮凝過濾的目的,因此亟需開發適於北方低溫水微絮凝的技術方法。技術實現要素：針對上述問題，本發明提供了一種強化過濾效果，同時達到絮凝和沉澱除磷目的，優化絮凝控制條件，解決嚴寒地區低水溫對絮凝體形成影響的低溫濾布濾池過濾水微絮凝體快速形成控制方法。本發明採取的技術方案是：一種低溫濾布濾池過濾水微絮凝體快速形成控制系統，包括設置在濾布濾池進水口管道處的智能投藥系統、混合絮凝系統和過濾系統；所述智能投藥系統包括複合絮凝劑儲罐、絮凝劑投加計量泵、Na2CO3溶液貯存罐、Na2CO3溶液計量泵、PLC控制儀、在線PH分析儀、鹼度分析儀（ET18滴定儀）、鹼度監測探頭和PH計；複合絮凝劑儲罐和絮凝劑投加計量泵相通並通過絮凝劑投加計量泵電連接至PLC控制儀；Na2CO3溶液貯存罐和Na2CO3溶液計量泵相通並通過Na2CO3溶液計量泵電連接至PLC控制儀；PLC控制儀又分別電連接有在線PH分析儀和鹼度分析儀，在線PH分析儀另一端接有PH計，鹼度分析儀另一端接有鹼度監測探頭；所述混合絮凝系統包括進水口、投藥口、管式混合器和反應器；管式混合器一端接進水口，另一端接入反應器，投藥口置於管式混合器上方；所述過濾系統包括濾池和濾布；濾布內置於濾池內的濾片上；絮凝劑投加計量泵和Na2CO3溶液計量泵通過管路接至投藥口，鹼度監測探頭和PH計置於反應器內部，反應器固定於濾池一側。一種低溫濾布濾池過濾水微絮凝體快速形成控制方法，包括如下步驟步驟一藥劑的投加：PLC控制儀控制絮凝劑投加計量泵通過複合絮凝劑儲罐向管式混合器投加混合絮凝劑，與進水同時進行；步驟二建立最優絮凝PH值和鹼度條件：經管式混合器混合後的原水，由PH計和鹼度監測探頭測定PH和總鹼度並通過在線PH分析儀傳回信號至PLC控制儀，與預先設置的PH值比較，輸出信號控制Na2CO3溶液計量泵的開閉，調節進入反應器中物料的Na2CO3濃度；當PH值小於7.5時Na2CO3溶液計量泵開啟增大物料的Na2CO3濃度，當PH值大於8.5時Na2CO3溶液計量泵關閉減小物料的Na2CO3濃度；步驟三確定濾布濾池截留絮體極限粒徑，建立微絮凝反應時間、水力速度梯度G值與絮凝體粒度之間的關係：根據如下公式通過調節微絮凝水力速度梯度G值，控制絮體形成粒徑，以縮短絮凝反應時間；T=kGª(D+d)2N·na=（N+n)/(D+d)式中:k—濾布型號賦權值；a—G值的冪，N，n—分別為單位體積內成熟絮凝體和微絮凝體的數目（x10-5個/cm³）；T—接觸絮凝時間(s)；D，d—分別為成熟絮體和微絮凝體平均粒徑（cm）表1.K值與濾布型號的關係濾布型號OptiFiberPES-13*OptiFiberPA2-13*OptiFiberPES-13*Uniquebackingdesign賦權值122.53速度梯度G在混凝過程中和水中的粒子濃度、粒子直徑有關；控制速度梯度G在混凝過程中隨著水中的粒子濃度上升而升高，隨著水中粒子直徑增大而降低；速度梯度G在混凝過程中的變化規律是前大後小。作為一種優選的技術方案：酸性條件下，投藥量約為0.1～1公斤/噸原水，絮凝劑中各成分的重量百分比為：高錳酸鉀20-30%硫酸亞鐵5-10%三氯化鐵20-30%硫酸亞錳5-10%聚丙烯醯胺1-2%碳酸鈣1-3%聚合氯化鋁10-20%次氯酸鈉5-10%矽酸鈉2-4%活性氧化鋁5-10%。作為一種優選的技術方案：所述PH控制範圍為7.5-8.5；鹼度控制範圍（CaO計）為50-80mg/L。本發明的有益效果是：①將汙水廠尾水中殘餘溶解性磷轉化為固態磷，並附著於微絮凝體中，一併被截留在濾布表面，通過濾池反衝洗將含有磷元素的微絮凝體分離、排除，實現SS與磷協同去除；②根據微絮凝所形成絮凝體顆粒的粒徑大小分布，對微絮凝藥劑進行篩選、復配，濾速、進水PH、溫度等控制參數進行優化，以改變濾布過濾進水條件，提高過濾效果。附圖說明圖1為絮凝混合工藝圖；圖2具體實施過程濁度去除效果折線圖；圖3具體實施過程TP去除效果折線圖；圖中：1進水口、2投藥口、3管式混合器、4複合絮凝劑儲罐、5絮凝劑投加計量泵、6Na2CO3溶液貯存罐、7Na2CO3溶液計量泵、8PLC控制儀、9在線PH分析儀、10鹼度分析儀（ET18滴定儀）、11鹼度監測探頭、12PH計、13濾布、14反應器、15濾池。具體實施方式為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合附圖2和附圖3以及具體實施例進一步闡述本發明。實施例1酸性條件下，投藥量約為1公斤/噸原水，絮凝劑中各成分的重量百分比為：高錳酸鉀20%、硫酸亞鐵10%、三氯化鐵30%、硫酸亞錳5%、聚丙烯醯胺2%、碳酸鈣3%、聚合氯化鋁10%、次氯酸鈉6%、矽酸鈉4%、活性氧化鋁10%；PH計12和鹼度分析儀11反饋數據，PH值為6.8至PLC控制儀8，PLC控制儀8控制Na2CO3溶液計量泵7通過Na2CO3溶液貯存罐6向管式混合器3通入Na2CO3，增大Na2CO3的濃度，調節PH值至7.5-8.5時PLC控制儀8自動切斷Na2CO3溶液計量泵7停止通入Na2CO3；此時選擇OptiFiberPES-13*型濾布，賦權值K為1、水力速度梯度G為50S-1、N為1、n為0.1、D為0.5、d為0.05，因此得出接觸絮凝反應時間T為75.6s。實施例2酸性條件下，投藥量約為0.1公斤/噸原水，絮凝劑中各成分的重量百分比為：高錳酸鉀30%、硫酸亞鐵5%、三氯化鐵20%、硫酸亞錳10%、聚丙烯醯胺1%、碳酸鈣1%、聚合氯化鋁20%、次氯酸鈉5%、矽酸鈉2%、活性氧化鋁6%；PH計12和鹼度分析儀11反饋數據，PH值為7.0至PLC控制儀8，PLC控制儀8控制Na2CO3溶液計量泵7通過Na2CO3溶液貯存罐6向管式混合器3通入Na2CO3，增大Na2CO3的濃度，調節PH值至7.5-8.5時PLC控制儀8自動切斷Na2CO3溶液計量泵7停止通入Na2CO3；此時選擇OptiFiberPA2-13*型濾布，賦權值K為2、水力速度梯度G為51S-1、N為1、n為0.1、D為0.5、d為0.05，因此得出接觸絮凝反應時間T為157.4s。實施例3酸性條件下，投藥量約為0.5公斤/噸原水，絮凝劑中各成分的重量百分比為：高錳酸鉀21%、硫酸亞鐵7%、三氯化鐵21%、硫酸亞錳9.5%、聚丙烯醯胺1.5%、碳酸鈣2%、聚合氯化鋁19%、次氯酸鈉10%、矽酸鈉4%、活性氧化鋁5%；PH計12和鹼度分析儀11反饋數據，PH值為5.5至PLC控制儀8，PLC控制儀8控制Na2CO3溶液計量泵7通過Na2CO3溶液貯存罐6向管式混合器3通入Na2CO3，增大Na2CO3的濃度，調節PH值至7.5-8.5時PLC控制儀8自動切斷Na2CO3溶液計量泵7停止通入Na2CO3；調節PH值至7.5-8.5；此時選擇Uniquebackingdesign型濾布，賦權值K為3、水力速度梯度G為52S-1、N為1、n為0.1、D為0.5、d為0.05，因此得出接觸絮凝反應時間T為245.4s。實施例4酸性條件下，投藥量約為1公斤/噸原水，絮凝劑中各成分的重量百分比為：高錳酸鉀30%、硫酸亞鐵5%、三氯化鐵20%、硫酸亞錳10%、聚丙烯醯胺1%、碳酸鈣1%、聚合氯化鋁20%、次氯酸鈉5%、矽酸鈉2%、活性氧化鋁6%；PH計12和鹼度分析儀11反饋數據，PH值為7.2至PLC控制儀8，PLC控制儀8控制Na2CO3溶液計量泵7通過Na2CO3溶液貯存罐6向管式混合器3通入Na2CO3，增大Na2CO3的濃度，調節PH值至7.5-8.5時PLC控制儀8自動切斷Na2CO3溶液計量泵7停止通入Na2CO3；調節PH值至7.5-8.5；此時選擇OptiFiberPES-13*型濾布，賦權值K為2.5、水力速度梯度G為55S-1、N為1、n為0.1、D為0.5、d為0.05，因此得出接觸絮凝反應時間T為228.8s。可以看出：速度梯度G在混凝過程中和水中的粒子濃度、粒子直徑有關；控制速度梯度G在混凝過程中隨著水中的粒子濃度上升而升高，隨著水中粒子直徑增大而降低；速度梯度G在混凝過程中的變化規律是前大後小。以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其同物界定。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp