[发明专利]快速的水混凝处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理方法，尤其是涉及水混凝处理方法。

背景技术

混凝法是水的物化处理的重要方法之一，该法广泛应用于给水处理和污水处理中。混凝法对浊度、SS、色度有明显的处理效果，甚至能去除部分COD、BOD、TN、TP、致病微生物、放射性物质和重金属离子。

传统混凝技术认为，在混凝过程中的水力条件对混凝效果具有重要影响，整个混凝过程可分为两个阶段：混合阶段和絮凝阶段，每个阶段的参数都包括搅拌速度和搅拌时间两个因素，搅拌速度通常用速度梯度G值(单位s^-1)表示。混凝技术的搅拌参数就包括4项：混合搅拌速度、混合阶段搅拌时间、絮凝阶段搅拌速度、絮凝阶段搅拌时间。

混凝理论表明，在混合阶段，要求混凝剂与废水迅速均匀混合以利于混凝剂快速水解、聚合及颗粒脱稳，为此要求速度梯度(G值)大，经验认为G值在700s^-1-1000s^-1范围内，但时间不需要太长，搅拌时间通常为10-30s，至多不超过2min。在絮凝阶段，不仅要为絮体的接触碰撞提供必要的紊流条件和絮体成长所需的足够时间，还要防止已生成的小絮体被打碎，因此速度梯度应逐渐减小，而时间要长，经验认为平均G值在10s^-1-70s^-1(一般为30s^-1-60s^-1)范围内，平均GT在10⁴-10⁵，反应时间一般为10-30min。

因此，传统的混凝技术所要求的搅拌时间至少在10min以上，这也就在一定程度上限制了混凝技术在某些情况下的应用。

传统的混凝技术目前很少应用于河涌的处理，便是因为传统混凝技术在时间上的局限性。例如，假设河流的流动速度为0.1m/s，搅拌时间在15分钟左右，则需要进行搅拌的河段是90m，已结近百米，而流速越大的河流，这个距离也越长。因而尽管传统混凝技术有着优越的处理效果，但是其在河涌处理方面的应用几乎是不可能的。

在给水处理工程中，凡是地表水源的水厂，混凝技术几乎是不可缺少的处理技术之一。给排水设计手册第三册(城镇给水)中介绍混凝池的设计时间：隔板絮凝池：20-30min，折板絮凝池：＞12min，网格絮凝池：10-15min，机械絮凝池：15-20minⁱ。假设某小型水厂日供水量7.5万m³，若采用往复式隔板絮凝池，停留时间采用20min，水深设2.8m，，则需要1.0×10³m³的容积，372m²的占地面积。相同宽度的絮凝池，面积越大，则长度越长，进而导致隔板数增多，廊道总长度增加，也就意味着更高的水头损失。因此，长时间的絮凝会要求较大的占地面积，较高的构筑费用和能量消耗。

除了对搅拌时间的要求，混凝反应中另外一个重要因素就是速度梯度，前文已介绍，传统经验认为混合阶段的速度梯度G需要在700-1000s^-1。G＝(P/μ)^1/2，其中G为速度梯度，P为单位体积流体所消耗功率，μ为水的动力粘度，可见速度梯度与搅拌设备的能耗直接相关，高强度的搅拌也就意味着高能耗。

发明内容

本发明的目的是提供一种在短时间内对给水或污水进行处理和治理的快速的水混凝处理方法，可以大幅度缩减混凝阶段所需的时间，减小构筑物的容量，节约运行和建造的经费的同时，达到一定的浊度去除率。

本发明的技术解决方案是：一种快速的水混凝处理方法，包括混凝步骤和絮凝步骤，在所述混凝步骤中，速度梯度为200-350s^-1，搅拌时间为15-30s，在所述絮凝步骤中，速度梯度为60-100s^-1，搅拌时间为20-120s。

混凝操作一般采用先快速搅拌(快速混合)，然后慢速搅拌(絮凝)的水力条件。快速搅拌的目的是为了使混凝剂瞬间、快速、均匀地分散到水中，以避免药剂分散不均匀，造成局部药剂浓度过高，影响混凝剂自身水解及其与水中胶体或杂质颗粒的作用。慢速搅拌是为了使快速搅拌时生成的微絮凝体进一步成长成粗大、密实的絮凝体，以实现固液分离。通过减少快速搅拌和慢速搅拌时间之间的水里梯度，达到节约时间的目的，在保证基本的净化效果的前提下，实现时间和能耗设备等的节约。