新型一体化污水处理设备的研究

l.2 陕西科技大学学报 Apr.2011Vol.29 JOURNALOFSHAANXIUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY #51#*-5811(2011)02-0051-05 文章编号:1000

新型一体化污水处理设备的研究

蔡苏宁1,董继先2,谈树美3

(1.陕西工业职业技术学院机械工程学院,陕西咸阳 712000;2.陕西科技大学机电工程学院,陕西西安

710021;3.宝鸡石油钢管有限责任公司,陕西宝鸡 721008)

摘 要:对多种水处理工艺进行了比较,并对国内外多种一体化水处理设备进行了分析,根据

某造纸企业对污水处理的要求,设计了集絮凝-沉淀-过滤工艺为一体的新型水处理设备,该

设备具有投资少、占地面积小、处理效果较好及操作方便等优点.

关键词:水处理;新型高效;一体化处理设备

中图法分类号:X703.3 文献标识码:

0 引 言

随着人口的增长、工业的发展,水资源不断受到水体污染、水质恶化的严重威胁.根据2005年中国统计年鉴统计,我国2000~2004年排放污水总量从415亿吨增长到482亿吨,年均污水排放增长率为3.8%.未经处理或处理不得当的污水直接排放到自然中严重影响了环境卫生,威胁人们的饮水安全.因此,水资源保护势在必行.近年来,污水处理设备朝着小型化的方向发展,一体化污水处理设备应运而生.我们在研究国内外已有的各种污水处理设备基础上,开发了一种新型、高效、集成的一体化污水处理设备.由于其投资少,运作和管理方便,费用低,从而缓解了水处理行业对水处理设备的资金压力.

1 国内外一体化污水处理设备发展现状

1.1 国外水处理技术

美国Pristine公司开发的PristineAquarius污水处理系统

的污水处理设备,包括反渗透、超滤、微滤等设备

苛刻的行业,如电子、电力、酿造和饮料等.

1.2 国内一体化污水处理设备的发展

1.2.1 城市污水处理设备

在国家迫切需要治理污水的大环境下,国内出现了许多用于处理城市生活污水的一体化设备.张秋跃等开发了用于生活小区的一体化水处理设备[3][2][1]是一个简易、轻便和高效的污水处理设备.德国普罗名特流体控制有限公司(ProMinentDosiertechnikGmbH)成功开发的以膜过滤系统为基础,主要处理水中的颗粒物,不溶物或无机盐类浓度要求,采用悬浮填料和潜水曝气技术,对COD的去除率可达80%以上,并且解决了噪音对周围环境的影响,安装维护方便.

另外一种设备是一体化地埋式生活污水处理设备,它是以A/O生化工艺为主,集生物降解污水沉降、氧化消毒等工艺于一体的生活污水及类似生活污水的工业污水处理设备.地埋式生活污水处理设备结构紧凑、占地少,全部设置于地下,运行经济,抗冲击浓度能力强,处理效率高,管理维修方便.

*收稿日期:2011-01-05

),,,,,:

#52#陕西科技大学学报第29卷

1.2.2 工业污水处理设备

随着工业的发展,工业污水也成为摆在人们面前的一个大问题.尤其是在化学工业、石油化工、轻纺、制药、食品和造纸等行业中,所排放的污水具有种类多、成分复杂、COD浓度高、可生化性差和有毒害等特点,如果不能进行有效的处理,将会对环境产生十分严重的污染和破坏[4,5].

[6]近年来国内工业污水一体化处理设备取得了较大的成绩.例如FLY-1型一体化净水器,它是将漩

流网格絮凝、小间距斜板沉淀、非溢流滤池等技术有机地集合在一起,具有出水水质稳定、能耗低、占地面积小、造价低、操作简单等优点.

2 新型一体化污水处理设备设计创新点

2.1 工艺流程

某纸厂污水经物化生化法处理后可以达到国家综合污水排放标准的一级标准,但是现在该厂计划扩建新的生产线,新增生产线相应的生产污水排放量约为2300m/d.但根据要求,在新项目建成投产后,全厂的生产污水总排放量仍须维持在原有的排放水平.因此,必须对部分污水进行深度处理,达到回收利用的要求,从而减少污水排放量,提高水资源利用率.

表1 原有污水处理系统的进出水水质

项目

原水

安全池出水CODcr/mg#L-1BOD5/mg#L-135050~801358~10SS/mg#L-20030~5013根据工厂的实际情况和对该浊度/NTU8020~30项目的要求,提出以下工艺方案:污水-格栅-氧化沟-污水一体化处理设备-清水池.其中污水

一体化处理设备是本处理工艺的

主要部分,利用其对污水进行深度处理.污水一体化处理设备是集絮凝-沉淀-过滤等工艺为一体的设备,处理流程如图1所示.

由确定的工艺方案可以得出这样的结

论:针对企业新增生产线,一方面污水量有所

提高,另一方面由于环保要求,不能增加企业

污水排放量,即维持原有的污水排放标准这

样一个矛盾的情况,经过深入的调查研究,决

定采用在原生物处理系统后增加一体化污水

处理设备,对部分污水进行深度处理,从而达

到回用和降低污水排放量的目的. 图1 污水处理工艺流程

2.2 设计方案

虽然根据处理工艺,我们可以确定污水

一体化处理设备的主要部分,但是由于其各个部分机构的不同以及各部分布局方式的不同,污水一体化处理设备根据其布局结构的不同,可以分为立式结构和卧式结构两种.

(1)立式结构.装置[7]由混合絮凝区、沉淀区和变速过滤区3部分组成.其中:混合絮凝区为锥台体,沉淀区为扇形锥台体,变速过滤区为扇形锥台体.进水由进水管进入配水区,之后进入混合区,利用混合区内置分隔板进行混合;然后直接进入絮凝区,进行网格絮凝;之后通过集水管出水至斜板沉淀区进行沉淀;接着由集水槽集水至变速过滤区进行过滤,过滤区设置多孔介质,在下部设反洗水管、出水管;最后通过滤池下部的出水管出水.此3部分构成一体化净水装置,如图2所示.

(2)卧式结构.卧式结构装置由絮凝池、中间池、沉淀池、过滤池及反冲洗等部分组成.污水经管道进入絮凝池后,在搅拌机构的作用下反应,流入中间池;然后进入斜管沉淀池中,过滤后进入过滤池,最后排出.反冲洗时,关闭进水管,反冲洗水进入过滤池进行冲洗,污泥经排泥管排出,如图3所示..

第2期蔡苏宁等:新型一体化污水处理设备的研究#53#不同,絮凝池即可分为机械絮凝、水力絮凝和增加颗粒絮凝等;根据絮凝机械的布置方式不同,可以分为水平轴机械搅拌絮凝与垂直轴机械搅拌絮凝等

.

污水一体化处理设备就整体

布局分类大体分为立式和卧式两

种.两种方案各有优缺点.方案

一,装置具有较好的水力特性,死

角少,处理效果相对较好.方案

二,除了具有较好的处理效果外,

装置呈立方体,各个处理部分加

工方便,同时由于卧式分布,整体

高度相对低,对厂房、泵等设施要

图2 立式一体化处理方案 图3 卧式一体化处理方案 求相对较低.

综合考虑,我们选用了方案二,我们在采用卧式结构的同时,尽量提高装置的水力特性,减少死角.其中,絮凝部分采用垂直轴搅拌机构以提高絮凝反应效率;采用异向斜管,提高沉淀效果;采用大水力布水设备,提高整体布水效果;采用气水反冲洗,提高过滤池的使用效果.

2.3 搅拌机构设计

本设计中采用的是机械絮凝池,它是通过电机通过轴带动叶片而使液体运动以完成絮凝过程.本设计中采用垂直轴式、旋转运动方式,通过无级变速电机带动轴转动,具有转速可调、运转平稳等优点

.

图4 搅拌用无级变速电机 图5 搅拌用联轴器

(1)无级变速电机选用上海长城无级变速减速器(MBL07-Y0.55-V1-270),如图4所示.

(2)联轴器选用JMÒ2J12052/J13860,如图5所示.