一種改進型強化除磷裝置及除磷工藝的製作方法
2023-05-14 09:56:31 2
本發明屬於汙水深度處理技術領域，具體涉及一種改進型強化除磷裝置及除磷工藝。
背景技術：
目前，我國汙水處理除磷採用的方法主要分為生物、物理和化學方法。其中化學方法採用投加藥劑的方式，由於汙水的成分變化較大，很難確定投藥量。物理方法主要採用投加混凝劑與助凝劑，在水中形成較大的含汙顆粒，通過沉澱池將其排出，該種方法去除率較低，且出水不穩定。我國現行主要採用生物方法AAO（Anaerobic-Anoxic-Oxic）同步脫氮除磷的技術。
我國汙水廠所主要使用的AAO同步脫氮除磷技術，使汙水依次流過厭氧區、缺氧區和好氧區，汙水中的聚磷菌在厭氧狀態下，釋放出磷，在好氧狀態下又將其更多吸收，以剩餘汙泥的形式排出系統。汙水在經過AAO反應池後流入二沉池進行泥水分離，一部分汙泥回流至反應池。該方法除磷效果難再提高，汙泥增長有一定限度，不易提高，特別是P/BOD值高時更加明顯。此時的二沉池出水磷濃度不易控制，易出現出水磷濃度高於國家標準的情況。需對二級出水進行深度處理。
在進行深度處理時，二沉池出水磷濃度高於國家排放標準，需增設除磷設施如濾布濾池或投加藥劑，但投加藥劑需另設沉澱池，深度處理的部分所要處理的負荷很低，投入運行費用很大。
目前我國所使用的二沉池普遍為輻流式二沉池，主要作用是實現泥水分離，回流部分汙泥，同時加入少量PAC聚合氯化鋁，去除少量磷。因此，針對現有汙水廠運行情況，需要改變二沉池作用單一，提高磷去除率。
技術實現要素：
針對現有技術存在的問題，本發明提供一種改進型強化除磷裝置及除磷工藝，目的是通過改變二沉池的構造，在輻流式二沉池中增加斜板斜管和加藥管，在實現泥水分離的同時提高磷的去除率，完成後期深度處理的任務，減小深度處理負荷，或取代深度處理。
實現本發明目的的改進型強化除磷裝置是輻流式二沉池，由混凝區、沉澱區、出水區和排泥區組成；其中所述的混凝區由進水管和環形混凝廊道組成，進水管設置在二沉池側壁，與環形混凝廊道連通，環形混凝廊道頂部設置有投藥管，底部坡度為10~15%，在環形混凝廊道尾端1/3處設置有穿孔花牆；
所述的沉澱區與混凝區相鄰，由下層的重質沉澱區和上層的斜板或斜管沉澱區組成，其中斜板或斜管沉澱區的斜板或斜管高度為1~1.2m，斜板或斜管放置角度為與水平方向夾角呈55~60°，斜板間距或斜管孔徑為70~90mm，固體負荷≤190kg/(m2·d)，進水自下而上通過斜板或斜管；
所述的出水區位於斜板或斜管沉澱區的斜板或斜管上方，包括兩個環形集水槽，環形集水槽與出水管連接；
所述的排泥區位於二沉池底部，設置有由電機帶動的刮泥桁架，將底部汙泥刮至儲泥鬥並由二沉池底部的排泥管排出。
其中，所述的混凝區容積據進水流量、泥水混合物的含磷濃度和投加藥劑量確定，具體按照公式：V=(0.05~0.25)·Q·，其中V：混凝區容積，m3，Q：泥水混合物的進水流量, m3/h，C：泥水混合物的含磷濃度(PO43-)，mg/L，a：藥劑投放量，mg/h，即單位時間投加混合藥劑量，且0≤|Qc-a|≤2。
所述的儲泥鬥容積為沉澱區總容積的5%。
採用上述改進型強化除磷裝置除磷的工藝，按照以下步驟進行：
（1）將經生物法處理後的汙水的泥水混合物經送水管送入二沉池的混凝區中，進水口流速為0.8~1.0m/s，通過投藥管向混凝區加入除磷複合藥劑，在環形混凝廊道中混合絮凝並推流前進，至環形混凝廊道尾端流速為0.3~0.4m/s，從花牆進入沉澱區；
（2）沉澱區中，在重力作用下，比重大的雜質首先沉澱於池底，比重小的絮體顆粒隨水流呈緩慢上升，直至斜板或斜管沉澱區，絮體顆粒沉澱於斜板或斜管，實現泥水分離，在斜板或斜管上積累的下沉滑落的絮狀汙泥在重質沉澱區與進入的含藥泥水混合物逆向接觸，進一步強化泥水分離；
（3）經過沉澱區泥水分離而沉澱的含磷汙泥，被刮泥桁架刮至儲泥鬥並經排泥管排出，而經泥水分離後的清水通過環形集水槽流流入出水管，出水磷濃度經檢測達到國家排放標準。
其中，所述的除磷複合藥劑按重量百分比，由絮凝劑聚合硫酸鐵15%、聚合氯化鋁10%，結晶反應藥劑硫酸鎂25%、氯化鈣25%，作為晶核的石英砂2%、磁鐵礦石3%、雪矽鈣石3%、骨炭5%、蒙脫土5%，助凝劑聚丙烯醯胺2%、雙氰胺甲醛聚合物5%組成。
與現有技術相比，本發明的特點和有益效果是：
本發明的改進型強化除磷裝置是在現有的輻流式二沉池結構基礎上做出的改進，二沉池的混凝區位於整個二沉池的外圈，其容積根據進水流量、泥水混合物含磷濃度和投加藥劑量確定，混凝區環形廊道底採用大坡度設計，生物處理後的待沉泥水混合物加入除磷劑後推流前進，通過流速變化和池體坡度變化，強化混凝效果；沉澱區的主要任務是利用重力實現傳統二沉池泥水分離，上層為斜板或斜管沉澱區域，進水自下而上通過斜板斜管；排泥區位於二沉池底部，主要作用是儲存在沉澱區中泥水分離而沉澱的含磷汙泥；出水區位於斜板或斜管沉澱區上部，在沉澱區實現泥水分離的清水通過集水槽流出，進入出流入出水管。
本發明的改進型強化除磷裝置實現了沉澱與除磷協同進行，提高樂處理效率，不需要重新建造處理構築物，減少土建造價；本發明通過在二沉池中設置斜板或斜管，增加了沉澱區表面負荷，提高處理能力和沉澱效率；本發明的混凝區採用大坡度環形推流廊道，有助於提高混凝效果。
本發明工藝主要用於汙水生物處理工藝後出水磷濃度仍不達標情況，通過向二沉池入水中添加除磷藥劑，強化絮凝除磷，並在沉澱池中設置斜板或斜管， 將生化池出水的泥水分離和絮凝除磷結合於同一池內完成，提高沉澱效率和出水效果。本發明適用於經過生物處理後深度除磷要求，提高出水水質標準，減小汙水廠投資造價。
附圖說明
圖 1 為本發明的改進型強化除磷裝置具體結構示意圖；
圖2為本發明的改進型強化除磷裝置的A-A截面剖視圖；
圖3為本發明的改進型強化除磷裝置的俯視圖；
其中：1：進水管；2：環形混凝廊道；3：重質沉澱區；4：儲泥鬥：5：斜板或斜管；6：環形集水槽；7：刮泥桁架；8：排泥管；9：電機；10：投藥管；11：出水管；12：穿孔花牆。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明的技術方案做進一步說明。
本發明的改進型強化除磷裝置是輻流式二沉池，如圖1~3所示，由混凝區、沉澱區、出水區和排泥區組成；其中所述的混凝區由進水管1和環形混凝廊道2組成，進水管1設置在二沉池側壁，與環形混凝廊道2連通，環形混凝廊道2頂部設置有投藥管10，底部坡度為10~15%，在環形混凝廊道2尾端1/3處設置有穿孔花牆12；
所述的沉澱區與混凝區相鄰，由下層的重質沉澱區3和上層的斜板或斜管沉澱區組成，其中斜板或斜管沉澱區的斜板或斜管5高度為1~1.2m，斜板或斜管5放置角度為與水平方向夾角呈55~60°，斜板間距或斜管孔徑為70~90mm，固體負荷≤190kg/(m2·d)，進水自下而上通過斜板或斜管5；
所述的出水區位於斜板或斜管沉澱區的斜板或斜管5上方，包括兩個環形集水槽6，環形集水槽6與出水管11連接；
所述的排泥區位於二沉池底部，設置有由電機9帶動的刮泥桁架7，將底部汙泥刮至儲泥鬥4並由二沉池底部的排泥管8排出。
其中，所述的混凝區容積據進水流量、泥水混合物的含磷濃度和投加藥劑量確定，具體按照公式：V=(0.05~0.25)·Q·，其中V：混凝區容積，m3，Q：泥水混合物的進水流量, m3/h，C：泥水混合物的含磷濃度(PO43-)，mg/L，a：藥劑投放量，mg/h，即單位時間投加混合藥劑量，且0≤|Qc-a|≤2。
所述的儲泥鬥4容積為沉澱區總容積的5%。
本實施例中進水管1選用DN200，混凝區水流量為100m3/h，含磷濃度1.5mg/L，投加藥劑量1.5×105 mg/h，容積為25 m3；
沉澱區的斜板或斜管高度為1m,斜板或斜管放置角度為與水平方向呈60°夾角，斜板間距或斜管孔徑為90mm，固體負荷≤190kg/(m2·d)
實施例的採用上述參數的改進型強化除磷裝置除磷的工藝，按照以下步驟進行：
（1）將經生物法處理後的汙水的泥水混合物，含磷量1.5 mg/L經送水管送入二沉池的混凝區中，進水口流速為1.0m/s，通過投藥管10向混凝區加入除磷複合藥劑，在環形混凝廊道2中混合絮凝並推流前進，至環形混凝廊道2尾端流速為0.4m/s，從穿孔花牆12進入沉澱區；
（2）沉澱區中，在重力作用下，比重大的雜質首先沉澱於池底，比重小的絮體顆粒隨水流呈緩慢上升，直至斜板或斜管沉澱區，絮體顆粒沉澱於斜板或斜管5，實現泥水分離，在斜板或斜管5上積累的下沉滑落的絮狀汙泥在重質沉澱區3與進入的含藥泥水混合物逆向接觸，進一步強化泥水分離；
（3）經過沉澱區泥水分離而沉澱的含磷汙泥，被刮泥桁架刮7至儲泥鬥4並經排泥管8排出，而經泥水分離後的清水通過環形集水槽6流入出水管11，出水磷濃度經檢測達到國家排放標準，出水的TP 0.5mg/L，SS5 mg/L。
其中，所述的除磷複合藥劑按重量百分比，由絮凝劑聚合硫酸鐵15%、聚合氯化鋁10%，結晶反應藥劑硫酸鎂25%、氯化鈣25%，作為晶核的石英砂2%、磁鐵礦石3%、雪矽鈣石3%、骨炭5%、蒙脫土5%，助凝劑聚丙烯醯胺2%、雙氰胺甲醛聚合物5%組成。