申请日2009.10.26
公开(公告)日2010.04.28
IPC分类号C02F9/04; C02F1/52
摘要
一种优化改良的化学沉淀法水处理工程技术，涉及环保领域水处理和水污染控制水污染控制，是在水处理反应构筑物内维持较高的污泥浓度、较长的污泥停留时间SRT、较长的水力停留时间(反应时间)HRT、适当的反应pH值、辅以适当的混凝剂进行的化学反应沉淀分离的水处理技术。本发明操作控制简单，反应沉淀效果好，节省药剂消耗，较少污泥产生量，节省沉淀时间，减小沉淀池，降低投资，还不会造成铝超标。
翻译权利要求书
1.一种优化改良的化学沉淀法水处理工程技术，是在水处理反应构筑物内维持较高的污泥浓度、较长的污泥停留时间SRT、较长的水力停留时间(反应时间)HRT、适当的反应pH值、辅以适当的混凝剂进行的化学反应沉淀分离的水处理技术。
2.根据权利要求1所述优化改良的化学沉淀法水处理工程技术，其特征在于，所述反应池污泥浓度MLSS超过1000mg/L，10分钟污泥沉降比(SV10)10～80%。
3.根据权利要求1所述优化改良的化学沉淀法水处理工程技术，其特征在于，所述反应池污泥停留时间一般超过1天。
4.根据权利要求1所述优化改良的化学沉淀法水处理工程技术，其特征在于，所述反应池反应时间即水力停留时间HRT一般30～120分钟。
5.根据权利要求1所述优化改良的化学沉淀法水处理工程技术，其特征在于，所述反应pH值根据沉淀体系的pc-pH图和溶度积确定，一般pH8～10。
6.根据权利要求1所述优化改良的化学沉淀法水处理工程技术，其特征在于，所述混凝剂为铁盐或铝盐/铝酸盐，反应pH6～8可以用铝盐，超出此范围用铁盐。
7.根据权利要求1所述优化改良的化学沉淀法水处理工程技术，其特征在于，所述水处理构筑物是能维持较高污泥浓度和污泥龄的反应沉淀池，包括澄清池、高密度沉淀池、竖流沉淀池、升流式活性污泥床和其他有污泥回流装置的反应沉淀池。
说明书
优化改良的化学沉淀法水处理工程技术
所属技术领域
本发明涉及环保领域，属于水处理和水污染控制，尤其是优化改良的化学沉淀法水处理工程技术。
背景技术
水和废水处理工程中经常用到化学沉淀法去除其中离子杂质。化学沉淀法是向废水中投加某些化学物质，使它和废水中欲去除的污染物发生直接的化学反应，生成难溶于水的沉淀物而使污染物的分离除去的方法。化学沉淀理论遵循溶解度和溶度积规则，溶解平衡主要受同离子效应、盐效应、酸效应、配位效应、氧化还原效应等因素影响，温度、溶剂、沉淀颗粒的大小及结构的不同，也会影响沉淀溶解度的大小。沉淀的形成过程可以粗略地分为晶核的生成以及晶体的长大等两个基本阶段，晶核的生成分为均相成核和异相成核。晶核形成之后，构晶离子就可以向晶核表面运动并沉积下来，使晶核逐渐长大，最后形成沉淀微粒。聚集速率和定向速率的差异，形成晶形沉淀和无定形沉淀，表面吸附、吸留、包夹、混晶或固溶体引起的共沉淀和继沉淀使沉淀更彻底。沉淀理论研究和实验室应用非常深入和成功，但规范和工程上应用却很滞后，甚至产生一些错误的认识和做法。
与化学沉淀类似的水处理工艺是混凝沉淀。混凝沉淀是投加电解质使胶体脱稳后在一定的外力扰动下相互碰撞、聚集，形成较大絮状颗粒，并利用重力从水中去除分离的过程。二者本质的区别，要求在工程上必须遵循沉淀理论，才能保证化学沉淀法水处理效果。
电子、电镀行业使用纯水和超纯水，清洗废水以溶解的重金属盐为主，水中几乎没有颗粒物可供晶核生成和晶体长大，因而反应和沉淀效果较差，工程上有时采用提高反应pH值、延长沉淀时间、投加混凝剂和助凝剂、二次反应絮凝沉淀等措施，但往往收效甚微，最终使药剂消耗增大，污泥量剧增，造成更大的污染。
在水和废水处理工程实践中，往往忽视了沉淀理论，使化学沉淀效果变差。《电镀废水治理工程技术规范(征求意见稿)》钡盐法处理含铬废水：6.2.3.4采用碳酸钡时，反应时间宜为10min～20min;采用氯化钡时，反应时间宜为10min。含镉废水的处理：6.3.1.5混合反应时，废水pH值应大于或等于10.5。反应时间宜为10min～15min。含锌废水：6.3.4.4混合反应时，反应时间宜为5min～10min;CECS92：97《重金属污水化学法处理设计规范》5.5.2药剂与污水混合时间为3～5min，反应时间为10～30min。GBJ136-90《电镀废水治理设计规范》第3.6.4条混合反应时间可采用5～10min。深圳市(电镀、线路板、表面处理三个行业)生产废水治理工程设计指引将化学沉淀反应池称为快混池和慢混池，并规定池深一般为1.5～3.0m，pH调整池和混凝反应池一般停留时间在15～30分钟，混凝反池的搅拌速度为60～100r/min，慢混池采用20～40r/min，斜管沉淀池的表面负荷仅0.3-0.5m3/m2.h等。显然，快混和慢混的说法和限制反应时间的做法，违背了化学沉淀理论，混淆了化学沉淀和混凝沉淀，是一种错误的认识和做法，这也是电镀、线路板、表面处理等行业废水处理困难，效果差且成本居高不下的根本原因。
发明内容
为了克服现有化学沉淀法水处理困难、效果差且成本居高不下的问题和不足，本发明提供一种优化改良的化学沉淀法水处理工程技术，改善化学沉淀反应条件，提高化学沉淀处理效果。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种优化改良的化学沉淀法水处理工程技术，是在水处理反应构筑物内维持较高的污泥浓度、较长的污泥停留时间SRT、较长的水力停留时间(反应时间)HRT、适当的反应pH值、辅以适当的混凝剂进行的化学反应沉淀分离的水处理技术。
上述优化改良的化学沉淀法水处理工程技术，其特征在于，所述污泥浓度MLSS超过1000mg/L，10分钟污泥沉降比SV10(反应池混合液在100ml量筒中静置沉淀10分钟后沉淀污泥与混合液之体积比)10～80%。
上述优化改良的化学沉淀法水处理工程技术，其特征在于，所述污泥停留时间(污泥在反应池内的平均停留时间，即污泥龄。可以用反应池内的污泥总量与污泥排放量的比值来表示)一般超过1天，工程上通过适当的水处理构筑物或污泥回流实现高污泥浓度和长泥龄。本发明不是通过加大加药量产生新鲜污泥来实现高污泥浓度的，污泥产生量较少。
上述优化改良的化学沉淀法水处理工程技术，其特征在于，所述反应时间即水力停留时间HRT一般30～120分钟。
上述优化改良的化学沉淀法水处理工程技术，其特征在于，所述反应pH值根据沉淀体系的pc-pH图和溶度积确定，一般pH8～10。
上述优化改良的化学沉淀法水处理工程技术，其特征在于，所述混凝剂为铁盐或铝(酸)盐，反应pH6～8可以用铝盐，超出此范围用铁盐，一般不使用高分子凝聚剂聚丙烯酰胺(PAM)。
上述优化改良的化学沉淀法水处理工程技术，其特征在于，所述水处理构筑物是能维持较高污泥浓度和污泥龄的反应池，包括澄清池(利用接触凝聚原理去除水中悬浮物的沉淀设备)、高密度沉淀池、竖流沉淀池、升流式活性污泥床和其他有污泥回流装置的反应沉淀池。
上述优化改良的化学沉淀法水处理工程技术，其特征在于，采用常规的沉淀负荷，可以辅以过滤或加PAM的二次沉淀(污泥不回流)保证出水水质。
本发明的有益效果是：
1.本发明优化改良的化学沉淀法水处理工程技术反应沉淀效果好，节省药剂消耗，大大较少污泥产生量。较高的污泥浓度提供了大量的晶核，可供新生成的沉淀物晶体生长，可吸附、吸留、包夹、混晶、共沉更多的离子，较长的反应时间使水与污泥更充分的接触反应结晶，更长的污泥龄使结晶生长更大更易沉淀。
2.本发明优化改良的化学沉淀法水处理工程技术节省沉淀时间，减小沉淀池，降低投资。
3.本发明优化改良的化学沉淀法水处理工程技术不会造成铝超标。现实工程中多不断投加聚合氯化铝(PAC)，反应pH9～13，生成的Al(OH)3絮体又溶解为NaAlO2，造成浪费和污染。
4.本发明优化改良的化学沉淀法水处理工程技术操作控制简单，一般只根据反应池容积控制水量，根据沉淀物控制pH，保持较高的沉降比即可。
5.本发明优化改良的化学沉淀法水处理工程技术不使用重金属捕捉剂和高分子凝聚剂聚丙烯酰胺(PAM)，可保持污泥高的比表面积，吸附包夹沉淀效果更好。
