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对水厂水质净化工艺

发布时间:2020-10-24 20:57

  对水厂水质净化工艺_能源/化工_工程科技_专业资料。对水厂水质净化工艺的研究 摘要: 随着水源污染和饮用水标准的不断提高,常规水处理工 艺对水源的净化处理已经不能够满足现状,研究者们一方面努力改 造和强化常规水处理工艺,另一方面研究和发展深度处理技术,

  对水厂水质净化工艺的研究 摘要: 随着水源污染和饮用水标准的不断提高,常规水处理工 艺对水源的净化处理已经不能够满足现状,研究者们一方面努力改 造和强化常规水处理工艺,另一方面研究和发展深度处理技术,以 提高净水工艺水平来满足不断提高的饮用水水质标准。本文主要介 绍以微涡流混凝,新型同向流斜板沉淀,高效纤维过滤为主要工艺 单元的新工艺组合,研究其原理并进一步研究该新工艺对浑浊度和 有机物的去除效果。 关键词:水处理 微涡流 沉淀 纤维过滤 1 水质净化技术的重要性 随着社会经济的不断发展,水资源短缺和水环境的污染问题愈 加严重,但生产、生活对水质的要求却日益提高,水质标准也不断 的提高。在这样的水环境政策法规背景下,净水工艺的处理要求大 大地提高。出水水质不仅要在感观性和一般理化性指标方面达到标 准,而且还要在微生物学指标、毒理性有机物、无机物指标和放射 性指标等等方面达标。目前在大多数水厂应用的常规的水处理工 艺:混凝一沉淀一砂滤一投氯消毒工艺已不能完全满足当今的水处 理要求,他们对澄清水质消除水中病原菌十分有效,但是对于去除 现存于水体中大量增加的有机物,效果平平,不能够进行有效处理 和降解。 2 水厂净水工艺的现状和发展 给水处理的主要任务和目的就是通过必要的处理方法去除水中 的杂质,以价格合理、水质优良的水供给人们使用,并提供符合质 量要求的水用于工业。常规的工艺主要包括混凝、沉淀、过滤和消 毒四大部分。给水工程技术人员面临的主要问题是工程的投资效 益,即如何以最低的工程总投资来完成简单的处理目标。因此,在 这段时间里,研究出了许多比较经济的净水技术和工艺,这些研究 包括改进沉淀池设计,出现了斜管沉淀池、斜板沉淀池和气浮池等 快速澄清工艺,还有快速过滤工艺和将絮凝、沉淀和过滤工艺组合 在一起的专用集成设备。 3 净水工艺的内容 3.1 微涡流混凝工艺 在水处理工艺中,混凝和絮凝是否完全是决定工艺效果的一个 重要因素,它们决定了矾花的形态和质量,直接影响后续沉淀工艺 和过滤工艺。在实际工艺中,混凝和絮凝的效果完全由絮凝的设备 来决定,主要有水力搅拌和机械搅拌两种。由于在运行中,机械搅 拌能量难以均匀分配,能量利用率低,而且带来机械设备维修方面 等繁琐的问题,水厂需要在设备维修方面支配大量人力和财力,因 此在我国大多数净水工艺主要采用水力搅拌的方式,具体有折板、 隔板、网格等,折板、隔板等絮凝设备在净水工艺应用历史较长。 3.1.1 微涡流混凝机理 从絮凝动力学角度对絮体凝聚机理的研究可以知道,紊流中稍 大于颗粒尺寸的涡旋对絮体之间的碰撞极有利,在涡旋中产生的涡 旋剪切力和惯性离心力为颗粒的碰撞提供了必要的条件,而絮体凝 聚的效率主要取决于水中胶体脱稳的程度和碰撞的机率,在微涡流 反应器中形成的微涡旋流动,为颗粒的碰撞提供了很好的环境条 件,能够有效地促进水中微粒的扩散和碰撞。这是因为一方面,混 凝剂水解形成胶体,在微涡流作用下快速扩散并与水中胶体充分碰 撞,使水中胶体快速脱稳;另一方面,水中脱稳胶体在微涡流作用 下具有更多碰撞机会,涡流的作用使流层之问产生较大的流速差, 造成了流层中携带微粒的相对运动,从而增加了微粒的碰撞机率。 3.1.2 实际应用条件 微涡流混凝反应的核心是涡流反应器。涡流反应器采用空心壳 体,球形结构,表面开有大量的小孔,abs 塑料注塑而成,内外表 面均打毛。涡流反应器没有方向性,可直接投入水中使用,相互堆 积不会堵塞壁孔。在应用时,尽量将水流组织成竖向流,即垂直于 水平面向上或向下的水流,因为涡流反应器必须置于竖向流水中, 否则会在反应器内产生絮体沉积。水流的过程可以是“上一下,下 一上,上一下”,也可以是“下一上,上一下,下一上”,这样的水 流使涡流反应器上下均能够受到水流的作用,从而减小泥在反应器 内沉积过长时间。而且各段的水流速度逐步降低或基本保持不变, 水流通过各段的总停留时间不少于 5~8 分钟。关于泥渣问题,需 要合理的设置排泥区,在混凝池内可能产生泥渣的地方设置排泥 斗,这样每天可以将在混凝区产生的大量泥渣排出池外,由于涡流 反应器内含有悬浮泥渣,这样有利于与水流中已形成的絮体进行接 触絮凝,因此可以将反应器内悬浮泥渣之外的泥排出干净。 3.2 沉淀技术 斜板沉淀池根据水流方向可分为逆向流(上向流)、侧向流及同 向流(下向流)三种。在同向流斜板沉淀池中,水流方向和颗粒沉 降方向相同,积泥容易滑落至污泥斗,同逆向流(侧向流)相比, 可以有更小的倾角、更大的板问流速和投影面积,大大提高了沉淀 池的表面负荷。但以往的同向流沉淀池,清水与污泥混合而使得清 水收集成为一个难题,但现在应用了新型的清水收集方式,消除了 以往同向流集水管容易堵塞的缺陷,使得同向流沉淀池的优势发挥 至最大。 如上图所示,进水通过配水孔进入配水池,然后自上而下流入 斜板区,在斜板末端是滑泥段,在滑泥段斜板部分,每两块板之间 又增加了一块斜板,在增加的斜板上添加了两板形成的“人字型” 结构,水从此实现泥水分离,清水自人字型板上端流入清水渠,而 污泥则通过斜板滑入污泥区,这就是该工艺突出的泥水分离特点, 它取消了传统同向流沉淀池的清水收集系统,避免了用集水管收集 清水时容易出现集水孔被污泥堵塞的问题。 3.3 高效纤维滤池 采用软填料——纤维束作为滤元,其滤料单丝直径可以达到几 十微米甚至几微米,属微米级滤料(而砂滤料属毫米级),所以纤 维束滤料具有巨大的比表面积,而且过滤阻力小,打破了滤料的过 滤精度由于滤料粒径不能进一步缩小的限制。 3.3.1 囊调节式过滤器工作原理 由纤维滤料组成的过滤器,在过滤的时候要求纤维处于压实状 态;而在清洗的时候要求纤维处于完全松散状态。在这样的前提条 件下就产生了囊调节式过滤器。在纤维滤层内部或外围安置一个或 几个不透水的柔性材料制成的囊,此囊将滤层空间分隔成可通水的 过滤室及压缩纤维的加压室。过滤时,在加压囊内注入一定体积的 水,使滤层被不断地均匀

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