專利名稱：水流處理方法及系統(tǒng)的制作方法
水流處理方法及系統(tǒng)發(fā)明背景發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及水流的處理。特別地，本發(fā)明涉及一種方法，其中，用足量的改性化學(xué)試劑處理包含懸浮和/或膠狀形式的固體物質(zhì)或者可沉淀的溶解物的水流，以影響所述固體或溶解物的沉降性質(zhì)，特別是沉降時(shí)間。另外，本發(fā)明涉及水處理系統(tǒng)。相關(guān)技術(shù)描述包含大量固體物質(zhì)和/或可沉淀的溶解物的水流的例子，包括廢水排放物，如生活污水和其它工業(yè)和市政來源的廢水以及工業(yè)循環(huán)流，如造紙和紙漿工業(yè)的循環(huán)流。取決于水流的來源，固體物質(zhì)可以是有機(jī)的或無(wú)機(jī)的或它們的組合。也可以包括一些生物物質(zhì)。包括可沉淀的溶解物在內(nèi)的固體物質(zhì)濃度可在大范圍內(nèi)變化。通常，它在水流重量的約0.1至50%的范圍內(nèi)變化。通常，對(duì)于許多上述類型的水流來說，需要調(diào)節(jié)水中存在的懸浮、膠狀或可沉淀形式的固體物質(zhì)的沉降性質(zhì)。在下文中，所有這些現(xiàn)象統(tǒng)稱為“固體物質(zhì)”。通常，廢水處理要求包含在其中的固體物質(zhì)在合理地較短時(shí)間內(nèi)被分離。分離典型地通過沉降法或浮選法實(shí)施。通常，改性劑在添加位點(diǎn)以足以改變水流中固體物質(zhì)的沉降或浮選性質(zhì)的添加速率加入到水流中。通常，其目的在于實(shí)質(zhì)上改變所述固體物質(zhì)的沉降時(shí)間以對(duì)應(yīng)于另一沉降時(shí)間，優(yōu)選預(yù)定的沉降時(shí)間。工業(yè)或市政排放物通常例如在沉降池中處理。在排放物進(jìn)料到池之前，一種或多種化學(xué)試劑被加入到工藝水流中用以沉淀溶解物和/或用于使小顆粒聚集到一起變成較大的絮凝物或聚集體，典型地用以通過改善池中顆粒的沉降來改善分離效率。另外一種方式是在浮選裝置中處理排放物。在浮選過程中，同樣，其目的是使小顆粒聚集到一起變成合適尺寸的較大的絮凝物或聚集體，它們隨后附著到空氣氣泡上并由此轉(zhuǎn)移到浮選裝置的表面上供去除。通常，包含固體物質(zhì)的工藝物流和加入的化學(xué)試劑連續(xù)地進(jìn)料到沉降池中。工藝物流在沉降池中保持一定長(zhǎng)度的時(shí)間，其取決于流率和池的容積，時(shí)間要足夠用于使水流中固體物質(zhì)沉降。很經(jīng)常地，池中的停留時(shí)間為，例如45分鐘到20個(gè)小時(shí)或更長(zhǎng)。經(jīng)沉降的工藝物流，也就是固體物質(zhì)已通過沉降從中去除的工藝物流，從沉降池中作為排放物連續(xù)排出，例如從池的上部以溢流的形式排出。排放物的質(zhì)量通常通過濁度測(cè)量和/或懸浮固體量測(cè)量來監(jiān)測(cè)。排放物的質(zhì)量可由停留時(shí)間來控制并主要借助進(jìn)料流的化學(xué)處理來控制。A.Mantovanelli,P.V.Ridd, Journal of Sea Research 56 (2006) 199-226,論述了多種已知的用于測(cè)量粘性沉降物聚集體的沉降速率的設(shè)備。包括手動(dòng)操作的沉降管和自動(dòng)操作的沉降柱，配備有視頻系統(tǒng)、光學(xué)和激光器械和水下平衡。然而，其未給出關(guān)于將這些設(shè)備安裝到水處理過程或測(cè)量方案的具體教導(dǎo)。US5431037和AU2009206170公開了已知方法的例子，這些方法用于周期性取出和分析來自沉降池的樣品以使得能夠控制要加入到所處理的懸浮液中的絮凝劑的量。如果導(dǎo)入到池中的工藝物流如廢水的組成隨時(shí)間劇烈波動(dòng)，將會(huì)引發(fā)問題，因?yàn)橛糜谌コ腆w物質(zhì)的沉降池的效率信息僅從排放物獲得。因此，通常只有在可觀的高達(dá)幾個(gè)小時(shí)的延遲量之后，才可能調(diào)整化學(xué)處理，特別是化學(xué)試劑的劑量和用量。上述取樣和控制方法都存在這一問題。另外，它們的操作對(duì)于沉降池中的取樣點(diǎn)敏感。US 4279759公開了另一種用于控制向工藝物流進(jìn)料水處理化學(xué)試劑的速率的方法。在該方法中，樣品流以工藝物流的側(cè)流(sidestream)獲取并以恒定的速率進(jìn)料到沉降柱，在其中連續(xù)測(cè)定固體的濃度。該方法要求連續(xù)流以合適的進(jìn)料速率進(jìn)料通過沉降柱。由于要求連續(xù)流，該方法測(cè)定樣品沉降性質(zhì)的能力有限。JP 2002253905公開了凝結(jié)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中在凝結(jié)處理過程的多個(gè)階段取出樣品。每種樣品在由混合器引起的連續(xù)運(yùn)動(dòng)下進(jìn)行光學(xué)測(cè)量。在該方法中，樣品不許沉降，以使得能夠測(cè)定每階段絮凝物的尺寸。因此，需要改進(jìn)的方法，特別是涉及它們預(yù)測(cè)控制具有長(zhǎng)處理和停留時(shí)間的工藝物流的能力，和測(cè)定實(shí)際工藝物流的真實(shí)沉降性質(zhì)的能力。除了處理市政和工業(yè)廢水之外，在其它工業(yè)過程中和必須通過沉降從水流中分離固體物質(zhì)的其它過程中，沒有長(zhǎng)時(shí)間延遲的固體物質(zhì)沉降性質(zhì)調(diào)節(jié)是必需的。當(dāng)水流具有大體積時(shí)，如超過50m3/h,特別是大約50到5000m3/h時(shí)，與評(píng)估延遲作用相關(guān)的問題特別重要。發(fā)明概沭本發(fā)明的目的在于消除至少一部分現(xiàn)有技術(shù)的問題，并提供處理水流的方式，該水流包含顯示出第一沉降性質(zhì)特別是沉降時(shí)間的固體物質(zhì)，以獲得含有固體物質(zhì)的改性水流，該固體物質(zhì)顯示出區(qū)別于第一沉降性質(zhì)的第二沉降性質(zhì)，優(yōu)選預(yù)定的沉降性質(zhì)。本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供評(píng)估工藝物流的質(zhì)量和/或用于選擇和調(diào)節(jié)化學(xué)試劑添加的方法。本發(fā)明基于測(cè)量體現(xiàn)小樣品的固體物質(zhì)的沉降性質(zhì)的一種或多種所期望性質(zhì)的構(gòu)思，該小樣品取自添加了改性劑后的大容量的工藝水。基于對(duì)該樣品測(cè)得的一種或多種性質(zhì)，可得出關(guān)于該大容量大流體的結(jié)論。本發(fā)明方法包括通過如下方式處理具有第一流率并包含顯示出第一沉降性質(zhì)的固體物質(zhì)的水流:-添加改性劑如凝結(jié)劑或絮凝劑到水流中，添加速率足以改變?cè)撍髦械乃龉腆w物質(zhì)的沉降性質(zhì)，以獲得具有固體物質(zhì)的改性水流，該改性水流所具有的固體物質(zhì)顯示出區(qū)別于第一沉降性質(zhì)的第二沉降性質(zhì)；-將該改性水流的樣品導(dǎo)入具有一定容積的沉降容器；-測(cè)定在該沉降容器中所述樣品的固體物質(zhì)的沉降性質(zhì)；以及-將所述改性水流導(dǎo)入分離裝置，如沉降池或浮選裝置，在其中將固體物質(zhì)從改性水流中分離。在本發(fā)明的一個(gè)方面，樣品間歇導(dǎo)入沉降容器，并優(yōu)選作為所述水流的側(cè)流。更優(yōu)選地，本發(fā)明方法的特征由權(quán)利要求1所述限定。所述系統(tǒng)由權(quán)利要求22的特征限定。
測(cè)定沉降容器中存在的固體物質(zhì)的沉降性質(zhì)的步驟可包括測(cè)量樣品中固體物質(zhì)的含量，例如在預(yù)定的沉降時(shí)間后沉降容器中局部的樣品濁度或固體含量(所謂“沉降濁度”或“沉降固體含量”)或作為時(shí)間的函數(shù)的連續(xù)測(cè)量值，包括這些數(shù)量的時(shí)間衍生的參數(shù)，如沉降速率。沉降性質(zhì)也可以是所測(cè)量的固體物質(zhì)的沉降時(shí)間。改性劑可選擇來改變這些性質(zhì)中的一種或多種。樣品濁度或固體含量的局部測(cè)量是有利的，因?yàn)檫@些量通常遵循公式f (X，y, z,t)，其中，X，y是沉降容器內(nèi)的水平空間坐標(biāo)，Z是沉降容器內(nèi)的垂直空間坐標(biāo)，t是時(shí)間?！熬植俊痹谏舷挛闹幸馑际菧y(cè)量數(shù)據(jù)僅從沉降容器內(nèi)的特定區(qū)域(所用的傳感器頭附近)收集，該區(qū)域的容積小于沉降容器的容積。優(yōu)選測(cè)量基本上在沉降容器垂直軸方向上的同一位置實(shí)施。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述方法包括從具有第一流率的水流中取出具有第二流率的側(cè)流的步驟，第二流率小于第一流率。該側(cè)流在改性劑加入到該工藝物流的位點(diǎn)處之后取出并轉(zhuǎn)移，例如通過管導(dǎo)入，到沉降容器。其后，沉降容器的進(jìn)料關(guān)閉，并且一定時(shí)間段后，測(cè)定存在于沉降容器中的樣品濁度(“沉降濁度”)。優(yōu)選地，所述時(shí)間段為至少10秒，通常為至少2分鐘，特別是5分鐘或更長(zhǎng)。在大多數(shù)應(yīng)用中，該時(shí)間段為小于I小時(shí)。沉降濁度也可以是不再隨沉降時(shí)間增加而顯著變化的濁度值(即小于預(yù)定的絕對(duì)值或相對(duì)值)。任選地，然后根據(jù)所測(cè)得的沉降性質(zhì)，控制改性劑向水流中的添加速率。在添加速率之外或作為替代，可以控制改性劑的類型。術(shù)語(yǔ)“控制添加速率”涵蓋了控制單位時(shí)間的體積流率和控制改性劑的濃度?！翱刂啤卑ǜ淖兲砑铀俾实臎Q定和動(dòng)作，以及不改變添加速率(=保持添加速率恒定)的決定?？刂瓶墒謩?dòng)、半自動(dòng)或自動(dòng)實(shí)施。與同時(shí)包括連續(xù)進(jìn)料和測(cè)量的現(xiàn)有技術(shù)方法相對(duì)，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，以重復(fù)循環(huán)的方式間歇、依次地進(jìn)行樣品到沉降容器的導(dǎo)入和所述測(cè)量。這意味著，給沉降容器連續(xù)提供新鮮進(jìn)料，即直到其內(nèi)容物與主水流相對(duì)應(yīng)，中斷進(jìn)料以允許沉降容器的內(nèi)容物至少部分沉降，在每一這種沉降周期內(nèi)在沉降容器的所需位置處實(shí)施沉降濁度或其它沉降性質(zhì)的測(cè)量。每個(gè)沉降周期內(nèi)的測(cè)量可以是連續(xù)的，以獲得瞬時(shí)的沉降信息，但樣品不是連續(xù)流而是初始工藝物流的代表性批次。在沉降周期后，該序列可立即或在預(yù)定時(shí)間段后啟動(dòng)。該序列可在批次之間包括一個(gè)或多個(gè)清洗沉降容器、進(jìn)料通道和/或所用的測(cè)量傳感器的清洗步驟。如果樣品以側(cè)流形式從主物流取出，那么取樣過程可以很容易地通過側(cè)流通道內(nèi)適當(dāng)?shù)拈y門開關(guān)(valving)來控制。本發(fā)明可獲得顯著的成效。通過本發(fā)明，待處理水流中的固體物質(zhì)的沉降性質(zhì)可在線監(jiān)測(cè)。因而，對(duì)一種或多種化學(xué)改性劑的添加的控制也可變得更加實(shí)時(shí)，避免了水流在分離裝置中的停留時(shí)間引起的幾小時(shí)的延遲。特別地，沉降濁度是用于控制改性劑進(jìn)料的有效參數(shù)。在廢水處理中，通過使樣品沉降，可預(yù)測(cè)沉降池的凈化結(jié)果，并且可以調(diào)節(jié)任何處理步驟之前的固體物質(zhì)的量。特別有利的是，通過使用本發(fā)明的方法可預(yù)測(cè)由于輸入物流內(nèi)容物的突然變化引起的潛在的高濁度峰。通過快速調(diào)節(jié)一種或多種改性劑的添加，這種峰值對(duì)凈化效果的負(fù)面效應(yīng)可避免或至少減輕。
在其它處理過程中，本發(fā)明特別適用于監(jiān)測(cè)和/或控制凈化或分離過程，如沉降或浮選。下面將借助詳細(xì)描述并參照附圖對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的說明。附圖簡(jiǎn)沭

圖1示出了用于本發(fā)明實(shí)施方式的方法的簡(jiǎn)化方案；和圖2圖示了沉降容器中濁度對(duì)時(shí)間的函數(shù)關(guān)系。實(shí)施方式的詳細(xì)描述如上所述，本發(fā)明主要包括使用改性劑處理水流以獲得改性水流的方法。改性水流具有第二、優(yōu)選預(yù)定的沉降性質(zhì)。特別地，可影響水流中固體物質(zhì)的沉降時(shí)間或樣品的沉降濁度。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式,水流從改性水流的側(cè)方取出并基于側(cè)線采出(sidedraw),在沉降容器中測(cè)定固體物質(zhì)的沉降性質(zhì)。側(cè)流可連續(xù)地從水流中取出并進(jìn)料到沉降容器，作為使用側(cè)流的替代，取樣可通過任意類型的間歇方法來實(shí)施。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，根據(jù)所測(cè)得的沉降容器中固體物質(zhì)的沉降性質(zhì)來改變改性劑的添加速率和/或類型?？墒褂密洔y(cè)量(soft senseor)和模型[如Linguistic方程(LE)]來幫助數(shù)據(jù)分析和判斷。對(duì)于合適的設(shè)備，我們參考W02005/022278中描述的用于化學(xué)試劑的自動(dòng)劑量控制的方法和裝置，其內(nèi)容通過弓I用并入本文。由于例如沉降容器和分離裝置的幾何構(gòu)型不同，沉降容器中測(cè)得的沉降濁度可能不直接對(duì)應(yīng)于分離裝置中的沉降濁度。然而，在這兩種測(cè)量結(jié)果之間存在比例關(guān)系。例如，沉降容器中幾分鐘沉降時(shí)間后的濁度x(例如400NTU，比濁法濁度單位)可預(yù)測(cè)借助現(xiàn)有量的改性化學(xué)試劑，幾小時(shí)后分離裝置出口的濁度將為約f Xx (例如40NTU，如果f = 0.1)，其中f是比例因子或函數(shù)。這種關(guān)聯(lián)關(guān)系可通過試驗(yàn)建立。因此，根據(jù)實(shí)施方式，所述方法包括:-提供比例因子或函數(shù)，其將沉降容器和分離裝置出口之間的沉降濁度或沉降時(shí)間關(guān)聯(lián)起來；-基于測(cè)得的沉降性質(zhì)和所述比例因子或函數(shù)，控制改性劑的添加速率和/或類型，從而在分離裝置出口獲得所期望的沉降濁度或沉降時(shí)間。本發(fā)明還包括一種技術(shù)方案，其中沉降濁度的測(cè)定僅作為監(jiān)測(cè)步驟來實(shí)施。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，改性劑和第二改性劑(如果使用的話)，選自凝結(jié)劑和/或絮凝劑。凝結(jié)劑或絮凝劑可選自單價(jià)或多價(jià)陽(yáng)離子如鈉、鈣、鎂、鐵、鋁的鹽或陰離子型、非離子型和陽(yáng)離子型的聚合電解質(zhì)，天然產(chǎn)物如淀粉，半合成聚合物如陽(yáng)離子淀粉和合成聚合物如丙烯酸聚合物、聚胺、聚氧化乙烯和烯丙基聚合物，或它們的混合物。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，待處理的水流為工業(yè)或市政廢水或排放物。在這些排放物中，固體物質(zhì)通常包括有機(jī)物質(zhì)、無(wú)機(jī)物質(zhì)、生物物質(zhì)及它們的組合。排放物通常在沉降槽中凈化。從該沉降槽排出基本不含固體物質(zhì)的水流。在一個(gè)實(shí)施方式中，改性化學(xué)試劑為凝結(jié)劑，例如上述種類的凝結(jié)劑，其添加量足以顯著減少固體物質(zhì)的沉降時(shí)間，從而獲得短于第一沉降時(shí)間的第二沉降時(shí)間。僅僅加入一種類型的改性劑，如凝結(jié)劑，對(duì)獲得所期望的處理結(jié)果而言可能是不夠的。因此，也可向水流中加入第二或更多種改性劑。通常，第二添加位點(diǎn)可位于側(cè)流取出位點(diǎn)的上游或下游。通過側(cè)流的位置，即取樣點(diǎn)，可以監(jiān)測(cè)或調(diào)節(jié)僅僅所選擇的改性劑的效果。當(dāng)然，也可以從水流的不同位置提供多個(gè)側(cè)流。例如，如果向水流中加入兩種或更多種改性劑，樣品可在每一相應(yīng)添加位點(diǎn)之后取出，使得這些改性劑的效果可分別評(píng)估。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，凝結(jié)劑和絮凝劑均提供到水流中，凝結(jié)劑優(yōu)選作為第一添加位點(diǎn)的第一改性劑，而絮凝劑作為第一添加位點(diǎn)下游的第二添加位點(diǎn)的第二改性劑。水流導(dǎo)入到包括例如具有一定容積的沉降池或浮選裝置的分離裝置。沉降容器對(duì)分離裝置的容積比通常為1/100到1/10000000，特別是約1/1000到1/1000000。換而言之，在其中測(cè)定濁度和/或任何其它沉降性質(zhì)的沉降容器在容積上遠(yuǎn)小于實(shí)際分離裝置的容積，由此可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)和/或控制延遲的顯著減少。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所測(cè)定的沉降性質(zhì)是從側(cè)流中斷時(shí)起測(cè)量一定時(shí)間段后，例如60-1200秒后，沉降容器中水流側(cè)流的濁度。還可以在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)測(cè)量濁度的變化或樣品中局部存在的固體物質(zhì)的量的變化(即固體物質(zhì)的沉降速率)來作為所述沉降性質(zhì)。該時(shí)間段通常為約I秒到1200秒或更長(zhǎng)。測(cè)量序列優(yōu)選定期運(yùn)行。通常，1-20個(gè)測(cè)量周期/小時(shí)。濁度可使用電磁輻射測(cè)量，如UV、可見或紅外波長(zhǎng)范圍內(nèi)的電磁輻射。根據(jù)示例性的實(shí)施方式，使用在波長(zhǎng)780到820nm范圍的光學(xué)吸收或散射傳感器。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，傳感器包括傳感器頭，能夠用于樣品濁度或固體含量的局部測(cè)量。傳感器頭置于離沉降容器底部一定距離處，任選地也位于離沉降容器頂部一定距離處。傳感器頭可直接位于沉降容器中，或位于沉降容器壁上設(shè)置的窗口之后。優(yōu)選地，傳感器布置在沉降容器的側(cè)壁上或穿過該側(cè)壁。傳感器可布置為與側(cè)壁成一定角度。沉降容器可以是敞開的或封閉的。優(yōu)選，它是流過型的(flow-through type),使得沉降容器容易連接到自改性水流取出的側(cè)流。優(yōu)選地，樣品從下方導(dǎo)入沉降容器?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，可以看到在圖1中圖示了廢水的凈化過程。附圖標(biāo)記17指示用于通過沉降來凈化水流的沉降池。該槽通常為圓柱形。廢水通過進(jìn)料通道13從底部進(jìn)料到該槽中，并允許在中心管25中向上流動(dòng)。借助葉輪16進(jìn)行偶爾或規(guī)律的水混合以防止中心管內(nèi)的沉降。水表面以虛線標(biāo)示，水從中心管的溢流以箭頭標(biāo)示。在該池中，固體物質(zhì)沉降到底部上，并通過出口管19移除。澄清后的水相作為溢流通過溢流通道18移除，其通常以環(huán)形方式安裝在池周圍。在常規(guī)方式中，凈化水的濁度通過濁度測(cè)量設(shè)備在測(cè)量位點(diǎn)24處監(jiān)測(cè)。廢水可為工業(yè)或市政廢水或它們的組合。到廢水進(jìn)料通道13的進(jìn)料獲取自各種來源和池IlAUlB并且通常通過泵12A、12B增大水壓。流量計(jì)14監(jiān)測(cè)廢水的流率。凝結(jié)劑，如硫酸鋁，通過泵15A加入到廢水。如圖中可見，在進(jìn)料通道13 —側(cè)，離泵15A和凝結(jié)劑添加位點(diǎn)一定距離(下游)處布置有管路。通過側(cè)管線20的水流可以顯著小于主管線中的水流，通常小于1/10000體積份(parts by volume)甚至是在流率方面。側(cè)管線20配備有閥V2用于調(diào)節(jié)進(jìn)入小沉降容器22的水流。沉降容器22配備有延伸進(jìn)入該容器的傳感器21，并配備有通向排水口 23的溢流管26。側(cè)管線20的反洗可通過經(jīng)由閥Vl進(jìn)水到側(cè)流通道20來實(shí)現(xiàn)。傳感器21的清洗可通過經(jīng)由閥V3進(jìn)水到傳感器21的頭部來實(shí)現(xiàn)。結(jié)合下面的實(shí)施例來說明沉降容器22的操作。
實(shí)施例沉降原理在示例性的沉降過程中，取樣、樣品管線清洗、沉降和傳感器清洗步驟依次執(zhí)行。在取樣期間，通過閥V2控制的樣品管線保持打開。在取樣開始時(shí)，通過打開閥V3進(jìn)行較短時(shí)間段的傳感器清洗，例如10秒。在沉降(和樣品管線清洗)期間，閥V2關(guān)閉。在樣品管線20的清洗期間，閥Vl打開以沖洗樣品管線20，如原水(raw water)或其它適用于此目的足夠純凈的水。在化學(xué)試劑加料15A后從進(jìn)料通道13中取出樣品。樣品流入沉降容器22。在預(yù)定的時(shí)間后，通過閥V2停止樣品流，然后使取出的樣品在沉降容器22中沉降。在沉降期間和/或沉降之后，測(cè)量濁度或懸浮固體。清洗傳感器，并取出新樣品。再一次測(cè)量沉降樣品的濁度值。在每一序列中，可在沉降期間和/或沉降之后測(cè)量濁度或懸浮固體。為了控制的目的，例如保持沉降濁度值恒定直至產(chǎn)生下一個(gè)沉降濁度值。一種或多種化學(xué)試劑的添加基于例如沉降濁度值。在示例性的實(shí)施方式中，測(cè)量序列如下:
序列步驟持續(xù)時(shí)間
取樣60秒(I分鐘)
樣品管線清洗 10秒 沉降650秒(10分50秒)傳感器清洗10秒
合計(jì)12分10秒—沉降濁度值每小時(shí)產(chǎn)生約5次。
權(quán)利要求
1.處理水流的方法，該水流具有第一流率并包含顯示出第一沉降性質(zhì)的固體物質(zhì)，所述方法包括: -向該水流中添加改性劑，添加速率足以改變水流中的所述固體物質(zhì)的第一沉降性質(zhì)，以獲得具有固體物質(zhì)的改性水流，改性水流中的所述固體物質(zhì)顯示出區(qū)別于第一沉降性質(zhì)的第二沉降性質(zhì)； -將改性水流的樣品導(dǎo)入具有一定容積的沉降容器中； -測(cè)定沉降容器內(nèi)所述樣品的固體物質(zhì)的沉降性質(zhì)；以及 -將改性水流導(dǎo)入分離裝置，在其中從改性水流中分離出固體物質(zhì)； 其中，所述樣品的導(dǎo)入和沉降性質(zhì)的測(cè)定以重復(fù)循環(huán)的方式間歇、依次地進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述取出水流樣品到沉降容器是通過從水流中取出側(cè)流并將該側(cè)流導(dǎo)入沉降容器 中來實(shí)施的，該側(cè)流具有小于第一流率的第二流率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中在所述測(cè)定沉降容器內(nèi)所述樣品的固體物質(zhì)的沉降性質(zhì)之前，操作所述側(cè)流中的閥門來中斷所述側(cè)流。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，包括根據(jù)所測(cè)得的沉降容器內(nèi)所述樣品的固體物質(zhì)的沉降性質(zhì)來控制改性劑的添加速率和/或類型。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，包括基于所測(cè)得的沉降容器內(nèi)所述樣品的固體物質(zhì)的沉降性質(zhì)來預(yù)測(cè)在分離裝置內(nèi)從中分離出固體物質(zhì)的改性水流的沉降性質(zhì)。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中存在于沉降容器中的固體物質(zhì)的沉降性質(zhì)的測(cè)定包括在預(yù)定的沉降時(shí)間段后局部測(cè)量沉降容器內(nèi)的所述樣品的濁度或固體含量。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中所述水流選自工業(yè)或市政廢水和排放物。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中所述改性劑選自凝結(jié)劑和絮凝劑，優(yōu)選選自單價(jià)或多價(jià)陽(yáng)離子的水溶性鹽或陰離子型、非離子型和陽(yáng)離子型的聚合電解質(zhì)，所述單價(jià)或多價(jià)陽(yáng)離子例如鈉、鈣、鎂、鐵、鋁；天然產(chǎn)物如淀粉，半合成聚合物如陽(yáng)離子淀粉和合成聚合物如丙烯酸聚合物、聚胺、聚氧化乙烯和烯丙基聚合物，或它們的混合物。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中所述改性劑的添加量足以顯著減少所述固體物質(zhì)的沉降時(shí)間，從而獲得短于第一沉降時(shí)間的第二沉降時(shí)間。
10.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中所述固體物質(zhì)選自有機(jī)物質(zhì)、無(wú)機(jī)物質(zhì)、生物物質(zhì)及它們的組合。
11.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中在第二添加位點(diǎn)向所述水流中添加第二改性齊U，該第二添加位點(diǎn)優(yōu)選位于取出所述樣品的位點(diǎn)的下游。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述第二改性劑選自凝結(jié)劑和絮凝劑，優(yōu)選選自單價(jià)或多價(jià)陽(yáng)離子的水溶性鹽或陰離子型、非離子型和陽(yáng)離子型的聚合電解質(zhì)，所述單價(jià)或多價(jià)陽(yáng)離子例如鈉、鈣、鎂、鐵、鋁；天然產(chǎn)物如淀粉，半合成聚合物如陽(yáng)離子淀粉和合成聚合物如丙烯酸聚合物、聚胺、聚氧化乙烯和烯丙基聚合物，或它們的混合物。
13.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中所述分離裝置是具有一定容積的沉降池或浮選裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述沉降容器與所述分離裝置的容積比為1/100到1/10000000，優(yōu)選約 1/1000 到 1/1000000。
15.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，包括測(cè)定沉降容器內(nèi)的所述固體物質(zhì)的沉降性質(zhì)，隨后在測(cè)量之間從所述水流向沉降容器提供新鮮樣品。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中測(cè)量序列每小時(shí)重復(fù)I到200次，優(yōu)選I到100次，更優(yōu)選I到20次。
17.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中所述沉降性質(zhì)為使用輻射測(cè)量的濁度，該輻射例如UV、可見光或紅外波長(zhǎng)范圍內(nèi)的輻射。
18.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中所述沉降容器包括底部和頂部，且所述沉降性質(zhì)使用包括傳感器頭的傳感器測(cè)定，該傳感器頭設(shè)置為距沉降容器底部一定的距離且距沉降容器頂部一定的距離。
19.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中使每一樣品批次在沉降容器中沉降。
20.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中測(cè)定每一樣品的沉降濁度或沉降時(shí)間。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中響應(yīng)所述沉降濁度或沉降時(shí)間來控制所述改性劑的添加。
22.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法,包括: -提供比例因子或函數(shù)，其將沉降容器和分離裝置出口之間的沉降濁度或沉降時(shí)間關(guān)聯(lián)起來； -基于所測(cè)得的沉降性質(zhì)和所述比例因子或函數(shù)，來控制改性劑的添加速率和/或類型，從而在分離裝置出口處實(shí)現(xiàn)所期望的沉降濁度或沉降時(shí)間。
23.水處理系統(tǒng)，包括: -分離裝置，其用于從進(jìn)料到該分離裝置的水懸浮液中分離出固體物質(zhì)； -進(jìn)料通道，其用于將所述水懸浮液進(jìn)料到所述分離裝置； -用于在所述進(jìn)料通道的添加位點(diǎn)向所述水流中添加改性劑的裝置； -沉降容器； -布置在所述進(jìn)料通道處、用于以重復(fù)循環(huán)的方式持續(xù)地將所述水懸浮液的樣品間歇導(dǎo)入到沉降容器中的裝置； -用于測(cè)定沉降容器內(nèi)所述樣品包含的固體物質(zhì)的至少一種沉降性質(zhì)的裝置；和 -任選的，用于控制改性劑的添加速率和/或類型的裝置。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的水處理系統(tǒng)，其中: -所述分離裝置為沉降池或浮選槽； -所述用于將水懸浮液的樣品導(dǎo)入到沉降容器的裝置包括連接到所述進(jìn)料通道的側(cè)流通道，和用于持續(xù)地從所述進(jìn)料通道間歇取出樣品送往沉降容器的裝置； -所述用于測(cè)定沉降容器內(nèi)所述樣品包含的固體物質(zhì)的至少一種沉降性質(zhì)的裝置用來在預(yù)定的沉降時(shí)段后測(cè)定樣品的濁度或固體物質(zhì)含量。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或24的水處理系統(tǒng),用來實(shí)施權(quán)利要求1-22中任一項(xiàng)的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于處理水流的方法和系統(tǒng)，該水流具有第一流率并包含顯示出第一沉降性質(zhì)的固體物質(zhì)，所述方法包括向該水流中添加改性劑，添加速率足以改變水流的第一沉降性質(zhì)，以獲得具有固體物質(zhì)的改性水流，改性水流的固體物質(zhì)顯示出區(qū)別于第一沉降性質(zhì)的第二沉降性質(zhì)；間歇取出改性水流的樣品送入具有一定容積的沉降容器中；測(cè)定沉降容器內(nèi)樣品的固體物質(zhì)的沉降性質(zhì)；以及將改性水流導(dǎo)入分離裝置，在其中從改性水流中分離出固體物質(zhì)。本發(fā)明提供了便利的監(jiān)測(cè)和/或控制導(dǎo)入到例如凈化過程的水流。
文檔編號(hào)B01D21/00GK103118755SQ201180035534
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者K·詹森, I·約恩素, M·皮羅南, J-P·瑟維奧, T·伊爾賈奈南 申請(qǐng)人:凱米羅總公司