[发明专利]一种水处理软化过程污泥沉降速率的计算方法

说明书

本发明公开了一种水处理软化过程污泥沉降速率的计算方法，其特征在于，确定水质药剂软化后水中的Ca²⁺的质量浓度要求，确定药剂软化前Ca²⁺的质量浓度；计算获得与Ca²⁺发生反应，生成CaCO₃沉淀所需的CO₃^2‑的理论药剂投加量；确定药剂投加量、搅拌强度、反应时间、药剂理论投加量，确定药剂过量投加倍数；以药剂过量投加倍数为参数，计算反应结束后的污泥沉降速率。本发明能快速计算出投药过程与污泥沉降速率的相关值，避免了软化工程设计过程中因药剂量计算导致的不合理的情况发生，解决了实际工程中因药剂添加过多造成的药剂浪费进而造成成本过高的问题或因药剂添加不足造成的水质软化处理效果不理想等问题。

技术领域

本发明涉及一种水处理领域的计算方法，尤其涉及一种水处理软化过程中污泥沉降速率的快速计算方法。

背景技术

药剂软化是水处理过程中常见的工艺，该工艺主要用于去除水中钙、镁等永久性硬度离子。经过药剂软化后的软水，可用作锅炉给水、循环冷却水的补充水或工业洗涤用水等。在水处理过程中，比如蒸发结晶等工艺，为防止钙、镁等离子在反应过程中产生结垢，往往也需要做水的软化预处理。加药反应后的难溶盐形成污泥絮体，需通过沉降的方式，与废水进行分离。分离速度由污泥沉降速率直接决定。

对污泥沉降速率的准确计算，决定了沉淀池的大小和出水效果。传统设计方法一般是通过小试实验确定的污泥沉降速率，作为设计指标进行沉淀池设计，这种方法只体现了小试水样的实验结果，无法应对进水的水质指标变化引起的污泥沉降速率的变化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种水处理软化过程中，Ca²⁺的质量浓度在1500～3000mg/L范围内，污泥沉降速率的快速计算方法，其能使污泥沉降速率计算快速简单，并提高计算结果的精确性。

本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：

一种水处理软化过程污泥沉降速率的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：确定水质药剂软化后水中的Ca²⁺的质量浓度要求，获得水质药剂软化前水中Ca²⁺、HCO^3-和CO₃^2-的质量浓度，确定药剂软化前Ca²⁺的质量浓度在1500～3000mg/L范围内；

步骤2)：根据水中参加反应的Ca²⁺的量，根据化学反应方程式Ca²⁺+CO₃^2-→CaCO₃↓，计算获得与Ca²⁺发生反应，生成CaCO₃沉淀所需的CO₃^2-的理论药剂投加量；

步骤3)：确定药剂投加量、搅拌强度、反应时间、药剂理论投加量，确定药剂过量投加倍数；

步骤4)：以药剂过量投加倍数为参数，通过下式计算反应结束后的污泥沉降速率：

y＝-1.3021x³+3.4598x²-2.3363x+4.3143 式Ⅰ；

其中：x为碳酸钠过量投加倍数，取值范围为1～2；y为污泥沉降速率，单位mm/min。在进水Ca²⁺的质量浓度一定的条件下(1500～3000mg/L范围内)，可通过调整碳酸钠的过量投加倍数(1～2倍)，来严格控制反应后污泥沉降速率在沉淀池设计水力负荷范围内，从而保证出水Ca²⁺的浓度达标。在软化沉淀池自动加药控制逻辑设计过程中，将出水悬浮物浓度与碳酸钠过量投加倍数相关联，通过调整碳酸钠过量投加倍数来实现快速反馈的智能加药方法。