[发明专利]通过包括连续测量压载物的被压载的絮凝—沉淀来处理水的方法及与其相对应的系统

说明书

技术领域

本发明涉及水处理的领域，并且详细地本发明在废水处理方法， 特别是在实施絮凝-沉淀的那些方法的范围内得到应用。

背景技术

这些方法包括：将一种或多种试剂添加到废水中，使其有可能絮 凝至少在水中存在的大部分污染物；而后将这样形成的絮凝物与净化 水分离。

根据一种类型的优选系统，提供添加比水更密的至少一种粒状材 料，比如砂的装置，以压载所述絮凝物并由此促进和加速其沉淀。象 这样之类的装置详细地在编号FR 2627704所公布的法国专利文献中 有所描述。

从用絮凝剂的絮凝步骤或在絮凝步骤期间将压载物(ballast)，通 常为60至300微米范围的平均直径的细沙在上游放入到被处理的水 中，以便形成能够沉淀较快的重的絮凝物，具有能超过15m/h，甚至 有时100m/h的“镜子”速度。

在沉淀之后，将压载物与大部分的污泥分离，所述污泥形成从系 统提取的絮凝物的剩余部分，同时将压载物再循环到系统的开始。

术语“压载絮凝-沉淀”、“压载絮凝”或“压载沉淀”下面将是指用 比水更密且不溶于水的细粒压载物进行压载絮凝-沉淀的技术。术语 砂也将指的是压载物，不管它是砂还是另一种松散粒状材料。

对于具有一定特征的水(水的类型、悬浮固体SS和各种污染物 的浓度)、对于一定类型的压载物(尺寸、密度、成分)、及对于一定 的絮凝剂，当在絮凝区中的平均砂浓度-其可由砂速率表示(即在絮 凝区中在同一时期内进入该区的每m³的水再循环砂的kg)被保持在 规定浓度范围内时，压载絮凝-沉淀最佳地操作。

对于普通被处理的水，最佳浓度范围为1至20kg的砂/m³，而且 最经常地为大约3至10kg/m³。

这些方法的试验表明，在絮凝区中的砂浓度往往随时间而变，其 具体原因如下：

-在系统内循环的压载物的一部分可能随着被处理的水而离开， 这是由于这种压载物是由非常细的砂粒组成，这些砂粒附着到具有漂 浮倾向的很轻絮凝物上，或者由于压载物颗粒在絮凝阶段未曾结合到 絮凝物中；并且压载物颗粒具有不如压载絮凝物沉淀得快的倾向，要 不然是由于某些压载絮凝物因为局部水力短路而没有时间沉淀在沉淀 区中；

-在系统内循环的压载物的另一部分也能随着从系统抽取的污 泥逸散。因为事实上，一定比例的砂根据颗粒的尺寸和在砂再循环之 前通常用来将砂与过多污泥分离的水力旋流器的额定性能可作为溢流 从水力旋流器逸散。水力旋流器的底流的意外堵塞也能迅速导致一定 量的砂与污泥一道损失；

-水力条件的变化，例如正在被处理的水流量的增大可导致在絮 凝区中砂浓度的变化，例如砂浓度的减小，尤其是当刮板将砂带回到 沉淀槽的底部的下部中心点时，可能在沉淀槽的底部引起砂的储存效 应。

利用上述类型的系统，监测在被处理的流体中粒状材料的浓度通 常采取以下方式进行：从絮凝区中直接取样并测量粒状材料的浓度， 或者分开再循环粒状材料的流量(以kg/h计)，以便通过处理水的排 出速率(以m³/h计)来压载絮凝物。粒状材料的流量在再循环水力旋 流器的底流中进行测量。

然而，这种操作方式具有一些缺点，具体的是：

-通过对水力旋流器的底流取样进行浓度的测量难以实现(水力 旋转底流包括能够按照瞬时流率呈现不同绳状或降落伞状射流形状的 污泥、砂及水的混合射流)，并能产生从一个操作人员到另一个操作人 员不能比较的、并因此难以使用的结果；

-操作人员在两次测量之间盲目地工作，并且不能对两次测量之 间发生的故障(例如水力旋流器堵塞)做出反应：在操作人员已有机 会做出反应之前，系统可能损失其砂的相当大的部分；

-这类人工测量实施不舒适、耗时、并因此效率有限、成本高。

为了使两次浓度测量之间的砂损失的危险达到最小，编号FR 2 815714公布的专利文献中公开的一种技术提出对从水力旋流器抽取 的污泥全部或一部分安装沉淀装置。沉淀砂的高度被定期地测量，例 如每隔15分钟，如在测量之后通过槽底的阀打开被排出的被沉淀的 砂。当在测量期间(在这种情况下，15分钟)砂的不正常高度被探测 时，报警器通知操作人员砂的异常损失并使操作人员能较快地干预。

然而，这类装置仍然具有各种缺点：