[发明专利]一种适用于重介质絮凝的混凝澄清一体化系统和方法

说明书

一种适用于重介质絮凝的混凝澄清一体化系统和方法，包括凝聚池和絮凝池，配水区与凝聚池相连，凝聚池底部与絮凝池相连；絮凝池与斜板沉淀池相连；斜板沉淀池内设置有侧向流斜板，侧向流斜板上方设置有挡水墙，挡水墙一侧设置有上向流斜板；压缩空气系统与凝聚池和絮凝池相连。本发明适用于高硬度的循环水排污水或矿井疏干水，可有效降低重介质颗粒对澄清池的污堵，大幅度提高重介质颗粒的利用效率，维持了重介质颗粒在反应器中的悬浮浓度，进而可保证出水水质，提高设备的最大处理量，并强化系统在来水水量波动和频繁启停工况下的抗波动能力，具有良好的经济效益。

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种适用于重介质絮凝的混凝澄清一体化系统和方法。

背景技术

矿井疏干水和循环水排污水是典型的高硬度废水，处理后具有较大回用价值。通常借助软化-混凝澄清工艺去除原水中的硬度和大部分悬浮物，后续进入膜处理工艺进行深度处理。通常矿井疏干水和循环水排污水总硬度较高，且镁硬度在总硬度中占比高，药剂软化后形成的氢氧化镁呈絮体或片状，其体积大，比重轻，难以沉降。使用常规的澄清或沉淀工艺难以保证出水水质稳定达标。通常通过增加池体面积、降低上升流速、加大PAM投加量的方法稳定出水水质，但上述措施增加了构筑物的建设成本，且投加过量PAM会对超滤、反渗透系统造成不可逆的污堵风险，设备建设成本和运行风险较高。通常采用上向流斜板提高沉淀效率，同时由于传统上向流斜板装置水流和沉积物因不同流向共用通道导致相互冲突，导致悬浮物穿过沉淀池斜板区进入清水区，在高负荷下对悬浮物的去除效果有限。针对氢氧化镁污泥的上述特性，可利用重介质磁絮凝工艺，向澄清池中投加比重较大的磁性颗粒或粉末，利用污泥絮体对重介质裹挟后重介质对污泥的向下拖拽作用，提高污泥的沉降速度，进而提高设备的上升流速，增加提高处理水量。

在实际应用中，通常对现有传统澄清池增加重介质颗粒投加装置，以期能够达到较优的处理效果。但在实际运行过程中发现大量重介质颗粒可随水流翻越絮凝区至沉淀区的淹没堰，一段时间后大部分重介质粉末随污泥进入沉淀池底部集泥槽随排泥流失，难以回收利用；另一部分重介质颗粒沉积在淹没堰底部及絮凝池底部角落，难以重新恢复悬浮状态，能够有效悬浮在絮凝反应区的重介质颗粒密度大幅降低，需要频繁补充重介质颗粒才能使反应区维持足够的重介质颗粒浓度。上述运行方式导致重介质颗粒消耗量过大，澄清池淹没堰底部及絮凝池底部短期内淤积大量重介质颗粒，导致设备污堵；且大量重介质颗粒进入剩余污泥系统，导致设备和管道异常磨损，系统维护成本高。另一方面，系统实际运行过程中常存在较大水量波动，当系统来水量较低或停运后重启时，澄清池内部水流的搅动作用减弱或停止，会加快重介质颗粒的沉积，悬浮在水体中的重介质密度不足，加剧了上述污堵现象，实际难以满足真实工况下的运行要求。

目前需针对重介质颗粒比重大、易沉积、具有磁性的物理特性对混凝澄清装置进行优化，开发出一种重介质损耗量低、不易污堵、高上升流速的重介质混凝澄清装置，使设备适应水量波动较大、启停频繁的运行工况。

发明内容

针对采用软化-重介质絮凝-澄清工艺的高硬度废水处理工艺，为缓解有效悬浮重介质颗粒密度低、装置污堵、难以适应水量波动等问题，本发明的目的是提供了一种适用于重介质絮凝的混凝澄清一体化系统和方法，该方法可以有效稳定出水水质，并提高设备的设计处理量，加强系统在来水水量波动和频繁启停工况下的抗波动能力，防止重介质颗粒发生污堵。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种适用于重介质絮凝的混凝澄清一体化系统，包括凝聚池、凝聚池搅拌器、絮凝池、絮凝池搅拌器、导流筒、斜板沉淀池、斜板元件、上向流斜板、集泥槽、刮泥机以及压缩空气系统；

其中，配水区与凝聚池相连，凝聚池底部通过连通管与絮凝池相连；絮凝池与斜板沉淀池相连；凝聚池内设置有凝聚池搅拌器；絮凝池内设置有絮凝池搅拌器和导流筒，并且絮凝池搅拌器的下部位于导流筒内；

斜板沉淀池内设置有斜板元件，斜板元件上方设置有挡水墙，挡水墙一侧设置有上向流斜板；