本發(fā)明涉及給水處理領(lǐng)域，特別是一種給水廠排泥水處理裝置。
背景技術(shù)：
：給水廠排泥水來(lái)自水廠沉淀池、澄清池排泥水或?yàn)V池反沖洗廢水，約占水廠凈水能力的4%-7%，我國(guó)排泥水年排放總量約為5.5×109m3，而排泥水的資源化利用率不到20%，大量寶貴的水資源被浪費(fèi)；另一方面，排泥水中含有大量懸浮雜質(zhì)、有機(jī)物、細(xì)菌或病毒，以及水處理過程中投加的混凝藥劑，未經(jīng)處理直接排放會(huì)造成河床、湖泊底泥污染，受納水體水質(zhì)下降，或加重城市污水廠處理負(fù)擔(dān)。因此，從資源和環(huán)保兩個(gè)角度考慮，應(yīng)當(dāng)對(duì)排泥水進(jìn)行處理回用。目前，給水廠排泥水處理回用工藝主要為重力濃縮，上清液全部排放或部分回流作原水利用，很大程度上是沿用污水廠的污水和污泥處理方法進(jìn)行設(shè)計(jì)和應(yīng)用，沒有結(jié)合給水廠排泥水的特性進(jìn)行綜合考慮?，F(xiàn)有給水廠排泥水處理回用工藝，還存在著很多不足：重力濃縮工藝濃縮效率低下，水力負(fù)荷小，固體通量低，占地面積大，污泥濃度低，后續(xù)脫水工藝能耗高；只適用于大中型水廠；上清液水質(zhì)狀況差，考慮到回用引起的重金屬、兩蟲和孢囊富集等水質(zhì)生物安全性問題，需嚴(yán)格控制上清液回用比，因此排泥水的回用率不高。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種給水廠排泥水處理裝置，該給水廠排泥水處理裝置一體化程度高、結(jié)構(gòu)緊湊，水力負(fù)荷大、占地面積小，污泥含固率高，能耗低，回用比例高，且對(duì)水質(zhì)和水量變化的適應(yīng)性好。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種給水廠排泥水處理裝置，包括箱體和均設(shè)置在箱體內(nèi)的快速混合區(qū)、接觸絮凝區(qū)、慢速推流區(qū)、濃縮污泥區(qū)、斜板沉淀區(qū)、上清液區(qū)、超濾區(qū)和清水區(qū)。箱體內(nèi)設(shè)置有豎向隔板，該豎向隔板將箱體分割形成為密封腔體一和密封腔體二。密封腔體一內(nèi)設(shè)置有豎向設(shè)置的隔墻一，該隔墻一將密封腔體一分割形成為腔體三和腔體四，腔體三內(nèi)設(shè)置有一塊水平設(shè)置的隔板，該隔板將腔體三分割形成為快速混合區(qū)和接觸絮凝區(qū)?？焖倩旌蠀^(qū)與進(jìn)水管相連接，快速混合區(qū)內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置一和藥劑投加管；藥劑投加管用于向快速混合區(qū)內(nèi)投加助凝劑與磁性海泡石混合懸濁液。進(jìn)水管上設(shè)置有絮凝劑投放裝置，絮凝劑投放裝置包括水射器和管式靜態(tài)混合器。接觸絮凝區(qū)設(shè)置在快速混合區(qū)的正下方，隔板上設(shè)置有遠(yuǎn)離進(jìn)水管的開口。接觸絮凝區(qū)內(nèi)設(shè)有攪拌裝置二，攪拌裝置二的攪拌速度小于攪拌裝置一的攪拌速度。腔體四的箱體底板設(shè)置有豎向的淹沒堰，該淹沒堰將腔體四的底部空間分割成為慢速推流區(qū)和濃縮污泥區(qū)；其中，位于淹沒堰與隔墻一之間的腔體四底部空間為慢速推流區(qū)，慢速推流區(qū)與接觸絮凝區(qū)的底部相連通。位于濃縮污泥區(qū)的箱體底板上設(shè)置有電磁鐵，電磁鐵的正上方設(shè)置有柵條刮泥機(jī)和指向電磁鐵的污泥斗。柵條刮泥機(jī)的正上方設(shè)置有若干塊斜板，斜板的高度均大于淹沒堰的高度，若干塊斜板組成斜板沉淀區(qū)。位于斜板上方的腔體四頂部空間為上清液區(qū)，上清液區(qū)內(nèi)設(shè)置有集水槽。密封腔體二內(nèi)設(shè)置有豎向設(shè)置的隔墻二，該隔墻二將密封腔體二分割形成為清水區(qū)和超濾區(qū)。集水槽的出水口指向超濾區(qū)，超濾區(qū)內(nèi)設(shè)置有浸沒式中空纖維膜，浸沒式中空纖維膜的出水口指向清水區(qū)，清水區(qū)與出水管相連接。進(jìn)水管和出水管設(shè)置在箱體的同一塊側(cè)板上。攪拌裝置一包括電機(jī)和攪拌軸一，電機(jī)設(shè)置在箱體的頂板上；攪拌裝置二包括攪拌軸二，攪拌軸一和攪拌軸二通過設(shè)置在隔板上的齒輪減速機(jī)相銜接。斜板傾斜角度為60度，斜板下端朝遠(yuǎn)離慢速推流區(qū)的出水口方向傾斜。磁性海泡石的制備方法，包括如下步驟。步驟21，稱量與混合：按配料比，稱取海泡石原礦、六水合氯化鐵和七水合硫酸亞鐵，并加水在25℃下超聲混合15min；其中，配料比為：每1l水投加10g海泡石原礦、7.8g六水合氯化鐵和6g七水合硫酸亞鐵。步驟22，陳化：將步驟21混合后的溶液，在70℃、250rpm轉(zhuǎn)速下攪拌，同時(shí)逐滴滴加濃氨水至ph=10-11后，提速至500rpm，攪拌90min后停止，保持70℃不變，陳化180min；步驟23，洗滌：將步驟22陳化后的產(chǎn)物反復(fù)洗滌，使出水洗滌至呈ph=6.5-7.5。步驟24，干燥、過篩：將步驟23洗滌后的產(chǎn)物在105℃干燥12h，室溫冷卻后研磨過200目篩，即得磁性海泡石。助凝劑為聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺的投加量為1-3mg/l，磁性海泡石的投加量為1-2mg/l。在快速混合區(qū)內(nèi)攪拌裝置一的攪拌速度為2.8-3.2m/s；步驟3中，在接觸絮凝區(qū)內(nèi)攪拌裝置二的攪拌速度為0.8-1.5m/s。在快速混合區(qū)內(nèi)排泥水流的停留時(shí)間為1-3min；在接觸絮凝區(qū)內(nèi)排泥水流的停留時(shí)間為5-10min。慢速推流區(qū)出水的水流為上向流，上向流流速控制在12-25m/h。本發(fā)明具有如下有益效果：1.結(jié)構(gòu)緊湊，一體化程度高，實(shí)現(xiàn)了水廠工藝由傳統(tǒng)的土建化向設(shè)備化過渡。2.移動(dòng)化和模塊化拼裝，靈活性好，適應(yīng)性強(qiáng)。3.水力負(fù)荷高，固體通量高，占地面積小，節(jié)約用地。4.充分結(jié)合排泥水水質(zhì)特性，利用原有礬花，并投加磁性海泡石，接觸絮凝效果好，絮團(tuán)均勻密實(shí)易沉淀。5.引入電磁分離技術(shù)，泥水分離速度快，污泥濃度高，后續(xù)脫水工藝能耗低。6.泥水分離區(qū)加裝斜板進(jìn)一步提高出水水質(zhì)。7.超濾出水水質(zhì)好，可直接進(jìn)入清水池，解決了排泥水回用的水質(zhì)生物安全性問題，可實(shí)現(xiàn)排泥水的高回用率。8.本發(fā)明尤其適用于受場(chǎng)地限制須采用緊湊型工藝的水廠、排污限制嚴(yán)格的地區(qū)和水資源缺乏的地區(qū)。附圖說明圖1顯示了本發(fā)明一種給水廠排泥水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2顯示了磁性海泡石的10k倍掃描電鏡圖。圖3顯示了磁性海泡石的磁滯回線圖。其中有：1、進(jìn)水管；2、攪拌裝置一；3、齒輪減速機(jī)；4、快速混合區(qū)；5、接觸絮凝區(qū)；6、隔墻一；7、慢速推流區(qū)；8、淹沒堰；9、電磁鐵；10、污泥斗；11、柵條刮泥機(jī)；12、濃縮污泥區(qū)；13、斜板沉淀區(qū)；14、上清液區(qū)；15、集水槽；16、頂板；17、超濾區(qū)；18、浸沒式中空纖維膜；19、清水區(qū)；20、出水管；21、豎向隔板；22、隔墻二；23、攪拌裝置二；24、水射器；25、管式靜態(tài)混合器；26、藥劑投加管。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體較佳實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1所示，一種給水廠排泥水處理裝置，包括箱體和均設(shè)置在箱體內(nèi)的快速混合區(qū)4、接觸絮凝區(qū)5、慢速推流區(qū)7、濃縮污泥區(qū)12、斜板沉淀區(qū)13、上清液區(qū)14、超濾區(qū)17和清水區(qū)19。箱體主要由左側(cè)板、右側(cè)板、前側(cè)板、后側(cè)板、底板和頂板16拼合形成。箱體的截面優(yōu)選為長(zhǎng)方形或正方形，但可以為其他形狀。箱體內(nèi)設(shè)置有一塊豎向隔板21，如圖1所示，豎向隔板優(yōu)選與前側(cè)板或后側(cè)板平行設(shè)置。豎向隔板的豎向側(cè)邊分別與左側(cè)板或右側(cè)板固定連接，并將箱體分割形成為密封腔體一和密封腔體二。密封腔體一內(nèi)設(shè)置有豎向設(shè)置的隔墻一6，該隔墻一將密封腔體一分割形成為腔體三和腔體四，腔體三內(nèi)設(shè)置有一塊水平設(shè)置的隔板，該隔板將腔體三分割形成為快速混合區(qū)和接觸絮凝區(qū)?？焖倩旌蠀^(qū)與進(jìn)水管1相連接，快速混合區(qū)內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置一2和藥劑投加管26；藥劑投加管用于向快速混合區(qū)內(nèi)投加助凝劑與磁性海泡石混合懸濁液。藥劑投加管26與水廠藥劑投加系統(tǒng)連接，先將助凝劑與磁性海泡石配置成混合懸濁液，由水廠藥劑投加系統(tǒng)中的計(jì)量泵泵入藥劑投加管26后進(jìn)入快速混合區(qū)4，投加點(diǎn)優(yōu)選設(shè)置在快速混合區(qū)4的進(jìn)水口處。進(jìn)水管上設(shè)置有絮凝劑投放裝置，絮凝劑投放裝置包括水射器24和管式靜態(tài)混合器25。上述水射器24與水廠藥劑投加系統(tǒng)連接，由水廠藥劑投加系統(tǒng)中的計(jì)量泵將絮凝劑聚合氯化鋁泵入進(jìn)水管1，隨后，在管式靜態(tài)混合器25中，絮凝劑聚合氯化鋁與排泥水充分混合，進(jìn)入快速混合區(qū)4。攪拌裝置一優(yōu)選包括電機(jī)、攪拌軸一和攪拌槳一，電機(jī)設(shè)置在箱體的頂板上。接觸絮凝區(qū)設(shè)置在快速混合區(qū)的正下方，隔板上設(shè)置有遠(yuǎn)離進(jìn)水管的開口。接觸絮凝區(qū)內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置二23，攪拌裝置二優(yōu)選包括攪拌軸二和攪拌槳二。攪拌軸一和攪拌軸二優(yōu)選通過設(shè)置在隔板上的齒輪減速機(jī)3相銜接。攪拌裝置二的攪拌速度小于攪拌裝置一的攪拌速度。在快速混合區(qū)內(nèi)攪拌裝置一的攪拌速度優(yōu)選為2.8-3.2m/s；在接觸絮凝區(qū)內(nèi)攪拌裝置二的攪拌速度為0.8-1.5m/s。腔體四的箱體底板設(shè)置有豎向的淹沒堰8，該淹沒堰將腔體四的底部空間分割成為慢速推流區(qū)和濃縮污泥區(qū)；其中，位于淹沒堰與隔墻一之間的腔體四底部空間為慢速推流區(qū)，慢速推流區(qū)與接觸絮凝區(qū)的底部相連通，也即隔墻一的底部?jī)?yōu)選設(shè)置有開口。位于濃縮污泥區(qū)的箱體底板上設(shè)置有電磁鐵9，電磁鐵的正上方設(shè)置有柵條刮泥機(jī)11和指向電磁鐵的污泥斗10。柵條刮泥機(jī)的正上方設(shè)置有若干塊斜板，斜板的高度均大于淹沒堰的高度，若干塊斜板組成斜板沉淀區(qū)13。斜板傾斜角度優(yōu)選為60度，斜板下端朝遠(yuǎn)離慢速推流區(qū)的出水口方向傾斜。位于斜板上方的腔體四頂部空間為上清液區(qū)，上清液區(qū)內(nèi)設(shè)置有集水槽15。密封腔體二內(nèi)設(shè)置有豎向設(shè)置的隔墻二22，該隔墻二將密封腔體二分割形成為清水區(qū)和超濾區(qū)。集水槽的出水口指向超濾區(qū)，超濾區(qū)內(nèi)設(shè)置有浸沒式中空纖維膜18，浸沒式中空纖維膜的出水口指向清水區(qū)，清水區(qū)與出水管20相連接。進(jìn)水管和出水管設(shè)置在箱體的同一塊側(cè)板上，也即優(yōu)選設(shè)置在箱體的左側(cè)板上。一種給水廠排泥水處理方法，包括如下步驟：步驟1，絮凝劑聚合氯化鋁投放與混合：在排泥水的進(jìn)水管中投放絮凝劑聚合氯化鋁并混合。步驟2，助凝劑和磁性海泡石投放與混合：將步驟1投放有絮凝劑聚合氯化鋁的排泥水排放至快速混合區(qū)，在快速混合區(qū)內(nèi)同時(shí)投加助凝劑和磁性海泡石；其中，投放的助凝劑為聚丙烯酰胺。本步驟中，聚丙烯酰胺的投加量?jī)?yōu)選為1-3mg/l，磁性海泡石的投加量?jī)?yōu)選為1-2mg/l。進(jìn)一步，在快速混合區(qū)內(nèi)排泥水流的停留時(shí)間優(yōu)選為1-3min。本步驟中，磁性海泡石的制備方法，優(yōu)選包括如下步驟。步驟21，稱量與混合：按配料比，稱取海泡石原礦、六水合氯化鐵和七水合硫酸亞鐵，并加水在25℃下超聲混合15min；其中，配料比為：每1l水投加10g海泡石原礦、7.8g六水合氯化鐵和6g七水合硫酸亞鐵。步驟22，陳化：將步驟21混合后的溶液，在70℃、250rpm轉(zhuǎn)速下攪拌，同時(shí)逐滴滴加濃氨水至ph=10-11后，提速至500rpm，攪拌90min后停止，保持70℃不變，陳化180min。步驟23，洗滌：將步驟22陳化后的產(chǎn)物反復(fù)洗滌，使出水洗滌至呈ph=6.5-7.5。步驟24，干燥、過篩：將步驟23洗滌后的產(chǎn)物在105℃干燥12h，室溫冷卻后研磨過200目篩，即得磁性海泡石。經(jīng)過上述步驟制備的磁性海泡石，如圖2所示，優(yōu)選呈纖維狀交錯(cuò)堆砌結(jié)構(gòu)，纖維表面及交錯(cuò)空隙中沉積有fe3o4磁性顆粒，使磁性海泡石具備了優(yōu)良的磁分離性能。經(jīng)過上述步驟制備的磁性海泡石，如圖3所示，磁性海泡石比的飽和磁化強(qiáng)度值為51.86emu/g，磁滯回線呈s型曲線，磁化曲線和退磁曲線重合，矯頑力和剩余磁化強(qiáng)度幾乎為零，這表明自行制備的磁性海泡石具有超順磁性，能夠較好地分散在水中，不會(huì)發(fā)生自團(tuán)聚現(xiàn)象。另外，上述自行制備的磁性海泡石的xrf分析結(jié)果見表1。由表1可知，磁性海泡石主要成分為fe、si、mg、ca和o。表化學(xué)組成（%）caosio2mgoal2o3fe2o3其它磁性海泡石11.5716.3412.070.752.886.44步驟3，排泥水接觸絮凝：將步驟2投放有助凝劑和磁性海泡石的排泥水排放至接觸絮凝區(qū)，在接觸絮凝區(qū)內(nèi)，排泥水與助凝劑和磁性海泡石充分混合，排泥水中的懸浮固體顆粒、膠體和礬花與磁性海泡石充分接觸絮凝，在助凝劑的吸附架橋和網(wǎng)捕圈掃作用下形成大的絮團(tuán)。進(jìn)一步，在接觸絮凝區(qū)內(nèi)排泥水流的停留時(shí)間優(yōu)選為5-10min。步驟4，排泥水慢速推流：將步驟3接觸絮凝后的排泥水排放至慢速推流區(qū)，在慢速推流區(qū)內(nèi)，步驟3形成的絮團(tuán)進(jìn)一步增大，并更均勻，沉降性能增強(qiáng)。步驟5，污泥濃縮：慢速推流區(qū)出水的水流為上向流，上向流流速控制在12-25m/h。上述慢速推流區(qū)的出水裹挾步驟4形成的絮團(tuán)通過淹沒堰進(jìn)入濃縮污泥區(qū)，在重力和電磁吸引力雙重作用下，絮團(tuán)快速沉降，在柵條刮泥機(jī)的慢速攪動(dòng)和電磁吸引力的擠水作用下，沉降污泥顆粒的間隙水含量降低，污泥得到濃縮；部分仍未分離的小尺寸的絮團(tuán)在通過斜板沉淀區(qū)時(shí)沉降在斜板上落入濃縮污泥區(qū)，并進(jìn)行濃縮。步驟6，超濾：斜板沉淀區(qū)出水進(jìn)入上清液區(qū)，并由集水槽收集后進(jìn)入超濾區(qū)；超濾區(qū)內(nèi)的浸沒式中空纖維膜，對(duì)超濾區(qū)內(nèi)的上清液進(jìn)行抽吸過膜，浸沒式中空纖維膜的出水進(jìn)入清水區(qū)。浸沒式中空纖維膜反沖洗時(shí)，反沖洗水優(yōu)選取自清水區(qū)。以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)12