一种多级旋流器-臭氧联合污水处理工艺

1.本发明属于污水处理技术领域，涉及一种污水处理工艺，尤其涉及一种多级旋流器-臭氧联合污水处理工艺。


背景技术：

2.人类的生活离不开水资源，在地球上，淡水资源仅占到全球水资源的0.5％，而且只有不到1％的淡水可为人类直接利用。除去人类的正常饮用，生产生活中会产生大量各种各样的污水，且随着城市人口的增加和工农业生产的发展，污水排放量也日益增加，水体污染相当严重，而且几乎遍及全国各地，对本来就极其稀缺的淡水资源造成了严重的威胁。
3.在一些生产生活中会产生含泥沙等浊度较高的污水，如果不经过处理直接排放，会对环境和水资源等造成严重的危害。传统的生活污水处理工艺流程即絮凝-沉淀-过滤，絮状物采用了重力沉降的方式与水进行分离，处理效率低，流程繁琐。重力沉降是一种使悬浮在流体中的固体颗粒下沉而与流体分离的过程。它是依靠地球引力场的作用，利用颗粒与流体的密度差异，使之发生相对运动而沉降。只有颗粒较大，固体与液体密度差异较大时，重力沉降的作用才较明显。而离心沉降是在离心力作用下使分散在悬浮液中的固相粒子沉降的过程。沉降速度随离心力的增大而加快，离心沉降可以有效的沉降细微颗粒。且旋流器体积小，可以有效减小占地面积，安装检修方便。在当前大力倡导经济、节能、环保的理念下，寻求一种简单高效的高浊度污水处理方法就显得尤为重要。


技术实现要素：

4.本发明提供一种多级旋流器-臭氧联合污水处理工艺，使得高浊度污水处理简单、处理连续性强且处理量大、处理效果好，以克服现有技术的缺陷。
5.为实现上述目的，本发明提供一种多级旋流器-臭氧联合污水处理工艺，具有这样的特征：污水处理系统包括调节池、预处理器、多级离心沉降旋流器和清水池；污水处理工艺包括以下步骤：
6.步骤一、污水进入调节池，通过添加ph调节剂调节污水ph值，为后期的反应提供条件；
7.步骤二、调节后的污水进入预处理器，依次添加助凝剂和絮凝剂，充分混合后排出；
8.步骤三、从预处理器排出的污水经由泵在一级离心沉降旋流器顶部以一定的初速度切向给入，形成强大的旋流；同时向一级离心沉降旋流器内通入臭氧对水体进行处理，在旋流作用下臭氧与污水充分作用；污水在离心力的作用下，密度相对较高的凝聚物被甩向锥体内壁并向下做螺旋移动，最后从底部排出；净水集中在锥体中心随内螺旋上升至溢流口排出进入下一级离心沉降旋流器进一步处理；每一级离心沉降旋流器处理过程相同；
9.步骤四、每一级离心沉降旋流器底部排出的污泥水经分流后一部分回流进入本级离心沉降旋流器，进一步强化氧化作用；另一部分经后处理得到污泥；最后一级离心沉降旋
流器溢流口排出的净水进入清水池。
10.进一步，本发明提供一种多级旋流器-臭氧联合污水处理工艺，还可以具有这样的特征：其中，污水处理系统还包括压滤装置；步骤四中，每一级离心沉降旋流器底部排出的另一部分污泥水进入压滤装置压滤后得到污泥，压滤水直接进入清水池。
11.进一步，本发明提供一种多级旋流器-臭氧联合污水处理工艺，还可以具有这样的特征：其中，所述调节池中设有格栅，格栅对污水中较大固体污染物进行初步过滤。
12.进一步，本发明提供一种多级旋流器-臭氧联合污水处理工艺，还可以具有这样的特征：其中，所述调节池中的格栅为多层细格栅，可单独拆卸，从而可以定期清理污染物的同时不影响污水处理的连续性。
13.进一步，本发明提供一种多级旋流器-臭氧联合污水处理工艺，还可以具有这样的特征：其中，所述预处理器内设有搅拌装置；污水从预处理器底部进入，经搅拌装置的搅拌后从顶部溢流排出。
14.进一步，本发明提供一种多级旋流器-臭氧联合污水处理工艺，还可以具有这样的特征：其中，所述预处理器内设有助凝剂和絮凝剂添加装置，助凝剂和絮凝剂通过助凝剂和絮凝剂添加装置加入污水中，助凝剂和絮凝剂添加装置的加药口位于预处理器污水入口的正上方。
15.进一步，本发明提供一种多级旋流器-臭氧联合污水处理工艺，还可以具有这样的特征：其中，步骤一中，所述ph调节剂包括0.1mol/l的naoh溶液、0.1mol/l的hcl溶液。
16.进一步，本发明提供一种多级旋流器-臭氧联合污水处理工艺，还可以具有这样的特征：其中，步骤一中，污水ph调节至中性。
17.进一步，本发明提供一种多级旋流器-臭氧联合污水处理工艺，还可以具有这样的特征：其中，步骤二中，所述助凝剂为聚丙烯酰胺；絮凝剂为聚合氯化铝。
18.进一步，本发明提供一种多级旋流器-臭氧联合污水处理工艺，还可以具有这样的特征：其中，多级离心沉降旋流器为三级离心沉降旋流器。
19.本发明的有益效果在于：本发明提供一种多级旋流器-臭氧联合污水处理工艺，使用了多级离心沉降旋流器来处理高泥沙含量的高浊度污水，多级离心沉降旋流器使得污泥在离心力的作用下沉淀并完成分离，沉降速度随离心力的增大而加快，离心沉降旋流器中具有较大的离心力作用，沉降速度大大提高，且离心沉降可以有效的沉降细微颗粒。在离心沉降旋流器内通入臭氧，在离心沉降的同时对水体进行处理，不仅可以增大有机物与臭氧的接触面积，增强臭氧的氧化作用，而且可以增强污泥的生化性，有助于后续处理。采用多级旋流器-臭氧联合的工艺布置，使污水在臭氧的作用下在多级旋流器中进行多级氧化，强化了气液固三相传质效应，提高了臭氧的利用效率，强化了污水深度处理性能，具有很强的适应性。且工艺使用污水预处理器添加药剂，药剂和污水在搅拌装置的作用下充分混合。该多级旋流器-臭氧联合污水处理工艺流程简单，污水处理量大且处理连续性强，水处理效果佳，且离心沉降旋流器体积小，可以有效减小占地面积，安装检修方便，克服了传统工艺处理高浊度污水效率低效果差的问题，适用于大规模的高浊度污水处理，具有较高的实用性。
附图说明
20.图1是多级旋流器-臭氧联合污水处理工艺流程图。
21.图2是预处理器示意图。
22.图3是离心沉降旋流器示意图。
具体实施方式
23.以下结合附图来说明本发明的具体实施方式。
24.如图1所示，本发明提供一种多级旋流器-臭氧联合污水处理工艺，包括污水处理系统包括调节池、预处理器、三级离心沉降旋流器、压滤装置和清水池。其中，调节池中设有格栅，对污水中较大固体污染物进行初步过滤。具体的，格栅为多层细格栅，可单独拆卸，从而可以定期清理污染物的同时不影响污水处理的连续性。如图2所示，预处理器内设有助凝剂和絮凝剂添加装置和搅拌装置，助凝剂和絮凝剂添加装置的加药口位于预处理器污水入口的正上方。
25.污水处理工艺包括以下步骤：
26.步骤一、污水进入调节池，通过调节池中的格栅对污水中较大固体污染物进行初步过滤，并通过添加ph调节剂调节污水ph至中性，为后期的反应提供条件。其中，ph调节剂包括0.1mol/l的naoh溶液、0.1mol/l的hcl溶液。
27.步骤二、调节后的污水从预处理器底部进入，依次添加助凝剂和絮凝剂，在搅拌装置的搅拌下充分混合后从顶部溢流排出。其中，助凝剂为聚丙烯酰胺；絮凝剂为聚合氯化铝。
28.步骤三、从预处理器排出的污水经由泵在一级离心沉降旋流器顶部以一定的初速度切向给入，形成强大的旋流；同时向一级离心沉降旋流器内通入臭氧对水体进行处理，在旋流作用下臭氧与污水充分作用；污水在离心力的作用下，密度相对较高的凝聚物被甩向锥体内壁并向下做螺旋移动，最后从底部排出；净水集中在锥体中心随内螺旋上升至溢流口排出进入下一级离心沉降旋流器进一步处理。
29.如图3所示，离心沉降旋流器采用有压给水的方式，使添加助凝剂与絮凝剂后的污水在离心沉降旋流器顶部以一定的初速度切向给入，形成强大的旋流；其中一股是沿着离心沉降旋流器圆柱体和圆锥体内壁形成一个向下的外螺旋流，另一股是在围绕离心沉降旋流器轴心形成的一个向上的内螺旋流，其轴心为负压，实为空气柱。
30.步骤四、每一级离心沉降旋流器底部排出的污泥水经分流后一部分回流进入本级离心沉降旋流器，进一步强化氧化作用；另一部分进入压滤装置压滤后得到污泥，压滤水直接进入清水池。最后一级离心沉降旋流器溢流口排出的净水进入清水池。
31.其中，三级离心沉降旋流器可以为其他级数，即多级离心沉降旋流器，可根据污水浊度以及最后一级溢流水质增加或减少，安装方便简单。
32.为验证本工艺的处理效果，取含大颗粒泥沙及污染物、初始浊度为300ntu的污水作为原水进行实验。其工艺过程包括以下步骤：
33.污水预处理系统：污水通过调节池中的格栅对污水中较大固体污染物进行初步过滤，并通过添加ph调节剂调节污水ph至中性。然后经过初步过滤后的污水从预处理器底部进入，依次添加助凝剂和絮凝剂，在搅拌装置的作用下充分混合后从顶部排出。实验采用常规助凝剂聚丙烯酰胺和絮凝剂聚合氯化铝，其剂量与水厂常规工艺一致，均为100mg/l。
34.多级旋流器系统：污水从预处理器经由泵在离心沉降旋流器顶部以一定的初速度
切向给入，形成强大的旋流；同时向离心沉降旋流器内通入臭氧对水体进行处理，在旋流作用下臭氧与污水充分作用；污水在离心力的作用下，密度相对较高的凝聚物被甩向锥体内壁并向下做螺旋移动，最后从底部排出；净水集中在锥体中心随内螺旋上升至溢流口排出进入下一级离心沉降旋流器进一步处理。
35.离心沉降旋流器底部排出的污泥水经分流后一部分回流进入旋流器，进一步强化氧化作用；一部分进入压滤装置压滤后得到污泥，压滤水直接进入清水池。最后一级离心沉降旋流器溢流口排出的净水进入清水池。
36.经过污水预处理系统和多级旋流器系统处理后的污水主要指标如表1所示。
37.表1
38.项目含量 6mm污染物脱除率99％-6mm颗粒脱除率97％及以上处理量15m3/h浊度(ntu)15
39.由上述实例可以看出，本发明对于高泥沙含量以及高浊度污水的处理，具有良好的处理效果。
40.上述实施方式为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。