天然水和废水处理方法技术

本发明专利技术属于天然水和废水处理的物理化学方法，并且可用于能源工程、化工、石化、食品和其他行业，特别是用于对工艺用水、生活用水、降水、矿井水、油田水、矿泉水和尾矿库水的处理。本发明专利技术的目的是改进天然水和废水的处理，提高移动床压力过滤器的容量，以及确保高效率地清洁移动床。技术成果是扩大了移动床压力过滤器的应用范围，确保了对低度污染的天然水和高度污染的废水的高效处理。获得这一结果是由于在水处理过程中使用了附加的化学处理阶段(氧化剂、破乳剂、粉末吸附剂)，使用了各种类型的压力絮凝反应器、用于单和双移动床的具有不同颗粒组成和密度的颗粒、移动床的四阶段清洁性能，使用了双流移动床压力过滤器，以及由于使用了附加的压力絮凝反应器，随后使用加压水力旋流器去除重度污染物。旋流器去除重度污染物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】天然水和废水处理方法
[0001]本专利技术属于天然水和废水处理的物理化学方法，并且可用于能源工程、化工、石化、食品和其他行业，特别是用于对工艺用水、生活用水、降水、矿井水、油田水、矿泉水和尾矿库水的处理。
[0002]存在带膨胀聚苯乙烯移动床的压力和重力过滤器。压力过滤器具有带上部分配装置和下部分配装置的圆柱体、中型排放装置和带有用于流的供应和排放的截止阀的管线。给水的过滤和利用给水的床冲洗是以下行流的形式进行的。在冲洗过程中，床膨胀20％-30％(参见Water Treatment Plant Design Handbook(《水处理设备设计手册》)SNiP 2.04.02-84，1989，第65-69页)。
[0003]这些过滤器的缺点是给水处理等级较低，因为它们设计用于澄清不含化学品的地表水，因此该装备主要用于水处理的初期阶段。而且，与处理后的水量相比，冲洗水的流量是重要的部分。
[0004]存在一种过滤器移动床的再生方法及实现该方法的装置(参见日期为1997年02月18日的专利RU 2112579)，其包括：具有移动床的过滤器主体；用于供应原水和排放已处理水的管线；阀门；以及排放和分配装置。以通过移动床的上行流的形式来过滤给水，并且利用冲洗水的下行流对移动床进行定期清洁。为了提高清洁移动床的污染物的效率，提供了真空效果。
[0005]该专利技术的缺点还在于给水的非化学处理等级较低，并且在移动床的处理过程中，真空效果在某些复杂的操作中产生的作用较小。
[0006]有一种单室过滤器(参见1989年12月05日的专利US 4885083)，该过滤器主体包括上部排放和分配装置以及下部排放和分配装置，其中装有密度为0.7-0.9g/cm3的移动床颗粒。以通过移动床的上行流的形式来处理给水而无需化学品。为了清洁移动床，以下行流的形式来提供脉冲和压缩的空气和冲洗水。
[0007]该装置的缺点也是给水的非化学处理级别较低。
[0008]有一种移动床过滤器(参见日期为2007年09月18日的专利US 7270745)，该移动床过滤器由一个或两个移动床压力过滤器以及球形颗粒组成，该球形颗粒具有0.5-1mm的粒径和0.05-0.3g/cm3的低密度，由塑料、泡沫玻璃或陶瓷制成。以通过移动床的上行流的形式来处理给水而无需化学品。定期清洁移动床是通过下述来进行的：将压力过滤器排干并通过特殊喷嘴用水冲洗，直到过滤器中完全充满水。
[0009]该装置的缺点还在于给水的非化学处理等级较低，由泡沫玻璃或陶瓷制成的移动床颗粒易碎。
[0010]有一种用于广泛水处理的双层床压力过滤器(参见2009年06月01日的技术专利RU 105185)，该过滤器的一个主体具有至少一组用于不同性质的过滤材料的腔室、用于反冲洗的床膨胀室、用于供应给水的滤网喷嘴排放系统、滤液和冲洗水排放系统，其中具有不同性质的过滤材料的腔室组由上腔室和下腔室组成，该上腔室包含代表膨胀聚苯乙烯移动床的滤床，该下腔室包含由比水重的吸附材料制成的滤床，其中用于反冲洗的床膨胀室位于该组具有不同性质的过滤材料的上腔室和下腔室之间。
[0011]该过滤器的缺点是过滤器的容量较低，因为通过移动床的过滤是以下行流的形式进行的，这导致床膨胀、污染物渗透到下腔室、以及通过被污染且因此应被更换的吸附颗粒床进行过滤。
[0012]最接近的等效技术方案原型是一种水处理设备(参见文章“Experience of the Implementation of Dynamic Clarifiers for the Treatment of Natural and Waste Water(用于处理天然水和废水的动态澄清器的实施经验)”/Water Supply and Sanitary Engineering(《供水与卫生工程》)，2013年第12期，第46-53页)，该水处理厂包括以下处理阶段：将给水与凝结剂混合；利用下行流在加压罐中絮凝5-10分钟；将给水与絮凝剂混合；以通过压力澄清器中的移动床的上行流的形式进行过滤，该移动床的粒径为3-5mm并且密度为0.8-0.9g/cm3；如果通过双层颗粒床过滤并用次氯酸钠对处理过的水消毒，则进行最终处理。
[0013]该设备由于对给水进行初步化学处理因而确保了处理水的高质量。同时，该技术的实施经验表明存在许多缺点：
[0014]1.在给水的处理过程中，粒径为3-5mm的移动床被迅速污染，这导致频繁地对其清除污染物。利用压缩空气清洁移动床，然后再用相反方向的水清洁，这不能对移动床进行高度清洁。同时，这种清洁会导致损坏压力澄清器的上部分配装置。
[0015]2.在低于10℃的温度下处理给水的情况下，由于絮凝时间延长，所以无法在加压罐中以下行流的形式在5-10分钟内絮凝，这导致给水处理的效果降低。
[0016]3.该设备也无法处理含有轻质污染物的给水，该轻质污染物的密度低于水的密度，即石油烃和油类。
[0017]4.缺点之一还在于该设备的容量有限。
[0018]本专利技术旨在实现的技术结果是扩大移动床压力过滤器的应用范围，从而确保高效处理低度污染的天然水和高度污染的废水两者。
[0019]本专利技术的目的在于：
[0020]-提高水处理效率，
[0021]-强化处理，
[0022]-开发出一种有效的方法来清除移动床中滞留的污染物，
[0023]-选择移动床的材料及其颗粒性能，从而使移动床具有较长的使用寿命，
[0024]-增加移动床压力过滤器的污染物容量，即增加在定期清洁移动床的间隔时间中滞留在给水中的污染物的体积和数量，
[0025]-选择移动床的最佳高度，
[0026]-降低用于处理水的化学品的成本。
[0027]通过将用于破坏有机污染物的氧化剂和凝结剂相继地添加到给水中来实现设定的目标。然后，给水在压力下流至中压以进行絮凝，絮凝的体积应确保在2-30分钟内将给水保持在其中，以生成微小的污染物絮凝物。给水在絮凝反应器中的保持时间取决于给水的温度和污染程度。如果给水温度低于10℃，则其在絮凝反应器中的保持时间为10-30分钟，而温度高于10℃时，则保持时间为2-10分钟。为压力絮凝反应器的装备提供了一种全新的方法。提供了对该装备的三种修改。
[0028]在第一和第二种情况下，压力絮凝反应器是具有上部分配装置和下部分配装置的
立式压力容器，以确保给水的均匀流动。如果给水温度超过10℃，建议使给水向下流过絮凝反应器，因为在此温度下絮凝是最有效的。
[0029]在第二种情况下，如果给水温度低于10℃，并且在处理低浊度和深色水的情况下，建议使给水向上流动。由于在低温下絮凝过程变慢，因此该解决方案会提高絮凝效果。在上行流的情况下，絮凝能力增强的效果将通过微小絮凝物来产生，这些微小絮凝物是在之前生成的且会悬浮，这与第一变型相比可以减少凝结剂的消耗。
[0030]在第三种情况下，可以将给水供应到立式絮凝反应器的中间。该解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种天然水和废水处理方法，包括以下处理阶段：将给水与凝结剂混合，在加压接触罐中絮凝，将所述给水与絮凝剂混合，在压力澄清过滤器中通过移动颗粒床过滤然后对其进行冲洗，通过双移动颗粒床进行精细纯化，以及利用次氯酸钠对所述给水消毒，其特征在于-在与所述凝结剂混合之前，将氧化剂添加到所述给水中，-所述絮凝在加压反应器中进行2至30分钟，所述加压反应器制造为立式容器的形式，或者设有上部分配装置和下部分配装置，或者设有上部分配装置、下部分配装置和中间分配装置，从而：-温度高于10℃的所述给水向下流过絮凝反应器，或者-温度低于10℃的所述给水以及低浊度和深色水向上流过所述絮凝反应器，或者-在用所述氧化剂和凝结剂处理后，还向给水流中添加破乳剂，所述破乳剂包含密度小于水密度的轻质污染物，然后水流到立式絮凝反应器的所述中间分配装置并向下流到所述下部分配装置，并且通过所述上部分配装置去除轻质污染物，-在所述絮凝反应器中进行处理后，将所述絮凝剂添加到所述给水中，然后所述水向上流到移动床压力，从而：-使用大小为3-10mm且颗粒密度在0.3-0.98g/m3范围内的聚合物颗粒作为所述移动床的颗粒，并且所述移动床的高度为0.5-2.3m，或者-所述移动床是双层的，使用具有在0.3-0.8g/cm3范围内的低密度和1-5mm粒径的聚合物颗粒作为上层床，并且使用具有0.8-0.98g/cm3的密度和3-20mm的粒径的聚合物颗粒作为下层移动床，因此双层移动床的总高度为1.0-2.5m，从而所述上层床的高度为0.3-1.5m，并且所述底部床的高度为0.5-1.5m。-通过部分排空所述压力过滤器来冲洗所述压力过滤器移动床中滞留的污染物，以使所述移动床下降并位于所述压力过滤器的中间，并在所述移动床的下边界与所述下部分配装置之间提供大于10cm的距离，并且所述移动床的上边界与所述上部分配装置之间的距离也大于10cm，然后，通过所述下部分配装置供应具有2-10巴的压力的压缩空气3-30分钟，然后通过向上或向下流对所述压力过滤器填充水，在用水注满所述压力过滤器后供应向下的冲洗水2-20分钟，通过所述压力过滤器的所述下...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊戈尔，
申请(专利权)人：米里科有限责任公司，
类型：发明
国别省市：