一种黑臭水体处理系统及其工艺的制作方法

本发明涉及一种黑臭水体处理系统及其工艺。

背景技术：

城市黑臭水体是指城市建成区内，呈现令人不悦的颜色和或散发令人不适气味的水体的统称。根据黑臭程度的不同，可将黑臭水体细分为“轻度黑臭”和“重度黑臭”两级。城市水体黑臭、富营养化和藻华频发已经成为我国水环境污染的突出问题。

现有针对黑臭水的处理技术主要是：

一是外源阻断技术，包括城市截污纳管和面源控制两种情况。针对缺乏完善污水收集系统的水体，通过建设和改造水体沿岸的污水管道，将污水截流纳入污水收集和处理系统，从源头上削减污染物的直接排放。对尚无条件进行截污纳管的污水，可在原位采用高效一级强化污水处理技术或工艺，避免污水直排对水体的污染。城市面源污染控制技术主要包括各种城市低影响开发(如海绵城市)技术、初期雨水控制技术和生态护岸技术等。水体周边垃圾的清理是面源污染控制的重要措施。

二是内源控制技术，即清淤疏浚技术，通常有两种：一种是抽干湖/河水后清淤;另一种是用挖泥船直接从水中清除淤泥。后者的应用范围较广。清淤疏浚能相对快速地改善水质，但清淤过程因扰动易导致污染物大量进入水体，影响到水体生态系统的稳定，具有一定的生态风险。

三是水质净化技术，城市黑臭水体的水质净化技术主要包括：人工曝气充氧、絮凝沉淀技术、人工湿地技术、生态浮岛、稳定塘等。德国萨尔河、英国泰晤士河、澳大利亚天鹅河、中国的苏州河等治理中都采用了曝气增氧的方法。

四是水动力改善技术，对于纳污负荷高、水动力不足、环境容量低的城市黑臭水体治理，该技术效果明显。但调用清洁水来改善河水水质应尽量采用非常规水源，同时在调水的过程中要防止引入新的污染源。

但上述现有技术都有着各自的不足，具体如下：

外源阻断技术：

1、城市截污纳管：工程量和一次性投资大，工程实施难度较大，周期较长。截污纳管会导致河道水量变小，水流速度降低，需要采取适当的补水措施。2、面源控制：工程量大，影响范围广。工程实行过程中经常受当地城市交通、城市市容管理能力等因素制约。

内源控制技术：

需要详细的调查设计，合理控制清淤疏浚的深度，不能太深或太浅。太深容易破坏河底的水生态，太浅不能彻底清除底泥污染物。底泥运输和处置难度较大，存在二次污染的风险。

水质净化技术：

应用水质净化技术要以有效控制外源污染和内源污染物为前提。水质净化措施不得与水体的其他功能冲突。生态净化措施对严重污染的河道改善效果不明显。

水动力改善技术：

调用清洁水来改善河水水质应尽量采用非常规水源，同时在调水的过程中要防止引入新的污染源。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种处理出水效果好、运行费用低、结构紧凑、占地面积少、出水水质好以及低碳节能的黑臭水体处理系统及其处理工艺。

本发明所采用的技术方案是：本发明中的黑臭水体处理系统包括混凝超磁一体化分离装置、絮凝剂投加装置、微电解材料投加装置、助凝剂投加装置、固液分离器以及压滤机，所述絮凝剂投加装置、所述微电解材料投加装置以及所述助凝剂投加装置分别与所述混凝超磁一体化分离装置相连接，所述混凝超磁一体化分离装置、所述固液分离器以及所述压滤机依次相连接。

所述混凝超磁一体化分离装置的内部设置有依次相连通的第一反应区、第二反应区、第三反应区以及混合反应区，所述第一反应区、所述第二反应区以及所述第三反应区内均设置有搅拌器，所述混凝超磁一体化分离装置的黑臭水进料端设置在所述第一反应区上，所述混凝超磁一体化分离装置的污泥出料端设置在所述混合反应区上。

所述絮凝剂投加装置包括絮凝剂储存罐以及絮凝剂加药泵，所述絮凝剂储存罐通过所述絮凝剂加药泵与所述第一反应区相连接。

所述微电解材料投加装置包括微电解材料储存罐以及微电解材料投加泵，所述微电解材料储存罐通过所述微电解材料投加泵与所述第二反应区相连接。

所述助凝剂投加装置包括助凝剂储存罐以及助凝剂加药泵，所述助凝剂储存罐通过所述助凝剂加药泵与所述第三反应区相连接。

所述固液分离器通过污泥泵与所述污泥出料端相连接。

所述固液分离器的余泥出料口通过污泥螺杆泵与所述压滤机相连接，所述压滤机的余液出料端与所述第一反应区相连接。

所述一种黑臭水体处理系统还包括黑臭水体储存罐以及黑臭水体提升泵，所述黑臭水体储存罐通过所述黑臭水体提升泵与所述黑臭水进料端相连接，所述絮凝剂储存罐、所述微电解材料储存罐以及所述助凝剂储存罐均与外部自来水管相连接。

本发明中通过上述黑臭水体处理系统来完成的黑臭水体处理工艺，其包括以下步骤：

a.通过所述黑臭水体提升泵将所述黑臭水体储存罐内的黑臭水体进行初筛滤后提升输送至所述第一反应区内；

b.通过所述絮凝剂加药泵将所述絮凝剂储存罐内的絮凝剂投放至所述第一反应区内，使得黑臭水体中的悬浮物脱稳絮成小的絮体，然后黑臭水体流至所述第二反应区内；

c.通过所述微电解材料投加泵将所述微电解材料储存罐内的微电解材料投放至所述第二反应区内，增大黑臭水体中絮体的密度，然后黑臭水体流至所述第三反应区内；

d.通过所述助凝剂加药泵将所述助凝剂储存罐内的助凝剂投放至所述第三反应区内，增大黑臭水体中絮体的体积，提高其沉降性能，最后该混合状黑臭水体流至所述混合反应区内并在所述混合反应区内进行最后混合反应；

e.所述污泥泵将步骤d所得的混合黑臭水体抽至所述固液分离器内进行泥水分离，上清液出水达标回流到河道，余下的污泥沉淀至所述固液分离器的底部；

f.所述污泥螺杆泵将步骤e中的沉淀污泥送至所述压滤机中进行脱水，最后经脱水的污泥外运填埋处理；

g.步骤f所得过滤液回流至所述第一反应区内并继续循环上述a-f的步骤。

本发明的有益效果是：在本发明中，将微电解材料投加到黑臭水体的污水中，并使微电解材料与黑臭水体污水混合，其中，微电解材料的用量为黑臭水体的污水的重量的0.5％。使不带磁性的污水带上磁性，然后通过混凝超磁一体化分离设备进行固液分离，使水体得到净化，快速、高效的达到处理要求。

附图说明

图1是本发明的结构连接示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括混凝超磁一体化分离装置1、絮凝剂投加装置、微电解材料投加装置、助凝剂投加装置、固液分离器2以及压滤机3，所述絮凝剂投加装置、所述微电解材料投加装置以及所述助凝剂投加装置分别与所述混凝超磁一体化分离装置1相连接，所述混凝超磁一体化分离装置1、所述固液分离器2以及所述压滤机3依次相连接。

所述混凝超磁一体化分离装置1的内部设置有依次相连通的第一反应区11、第二反应区12、第三反应区13以及混合反应区14，所述第一反应区11、所述第二反应区12以及所述第三反应区13内均设置有搅拌器15，所述混凝超磁一体化分离装置1的黑臭水进料端111设置在所述第一反应区11上，所述混凝超磁一体化分离装置1的污泥出料端141设置在所述混合反应区14上。

所述絮凝剂投加装置包括絮凝剂储存罐41以及絮凝剂加药泵42，所述絮凝剂储存罐41通过所述絮凝剂加药泵42与所述第一反应区11相连接。

所述微电解材料投加装置包括微电解材料储存罐51以及微电解材料投加泵52，所述微电解材料储存罐51通过所述微电解材料投加泵52与所述第二反应区12相连接。在本具体实施例中，微电解材料采用铁粉做阳极，采用碳粉做阴极。

所述助凝剂投加装置包括助凝剂储存罐61以及助凝剂加药泵62，所述助凝剂储存罐61通过所述助凝剂加药泵62与所述第三反应区13相连接。

所述固液分离器2通过污泥泵21与所述污泥出料端141相连接。

所述固液分离器2的余泥出料口通过污泥螺杆泵31与所述压滤机3相连接，所述压滤机3的余液出料端与所述第一反应区11相连接。

所述一种黑臭水体处理系统还包括黑臭水体储存罐71以及黑臭水体筛网提升泵72，所述黑臭水体储存罐71通过所述黑臭水体筛网提升泵72与所述黑臭水进料端111相连接，所述絮凝剂储存罐41、所述微电解材料储存罐51以及所述助凝剂储存罐61均与外部自来水源8相连接。

一种通过上述黑臭水体处理系统来完成的黑臭水体处理工艺，其包括以下步骤：

a.通过所述黑臭水体提升泵72将所述黑臭水体储存罐71内的黑臭水体进行初筛滤后提升输送至所述第一反应区11内，所述初筛滤能够去除黑臭水体中的漂浮物、大颗粒砂石等，降低微电解材料投加系统的负荷，保证微电解材料投加系统及后续系统的稳定运行；

b.通过所述絮凝剂加药泵42将所述絮凝剂储存罐41内的絮凝剂投放至所述第一反应区11内，使得黑臭水体中的悬浮物脱稳絮成小的絮体，然后黑臭水体流至所述第二反应区12内，在本具体实施例中，所述絮凝剂为聚合硫酸铁，添加量为50-200mg/l；

c.通过所述微电解材料投加泵52将所述微电解材料储存罐51内的微电解材料投放至所述第二反应区12内，增大黑臭水体中絮体的密度，然后黑臭水体流至所述第三反应区13内，在本具体实施例中，所述微电解材料粒径为160-300目，添加量为3-5mg/l；

d.通过所述助凝剂加药泵62将所述助凝剂储存罐61内的助凝剂投放至所述第三反应区13内，增大黑臭水体中絮体的体积，提高其沉降性能，最后该混合状黑臭水体流至所述混合反应区14内并在所述混合反应区14内进行最后混合反应，在本具体实施例中，所述助凝剂为有机高分子聚合物，一般为聚丙烯酰胺，添加量为1-3mg/l；

e.所述污泥泵21将步骤d所得的混合黑臭水体抽至所述固液分离器2内进行泥水分离，上清液出水达标回流到河道，余下的污泥沉淀至所述固液分离器2的底部，在本具体实施例中，所述固液分离器2沉淀下来的污泥经由旋流器将污泥与微电解材料分离开，微电解材料可以循环利用；

f.所述污泥螺杆泵31将步骤e中的沉淀污泥送至所述压滤机3中进行脱水，当污泥含水率降低至60%以下外运填埋处理；

g.步骤f所得过滤液回流至所述第一反应区11内并继续循环上述a-f的步骤。

步骤e中的上清液也可以进一步进行深度处理，提高水质。深度处理的工艺可以是高效曝气生物滤池、人工湿地、超滤膜等。根据具体的排水要求选择不同的深度处理工艺。

上述整个工艺处理过程只需4-6分钟就能明显改善污水水质。能有效削减ss、色度、codcr、nh3-n、tp、有机污染物黑臭因子等，出水直接排放入河湖或回用，水质断面考核达标率达到国家考核要求。

本发明的应用领域应用范围可以为：

（1）河道、湖水和景观湖的治理。通过去除水中的悬浮物，除藻、除磷，快速净化水体，增加水体的透明度，有助于沉水植物的恢复。

（2）城市河流污水污染事件的应急治理。可实现应急供水、控制水体事故性污染物扩散和减少点源的污染。

（3）可用于市政给水（工业给水、循环水）、污水处理厂一级强化或提标改造、城镇污水厂应急保障性措施等，去除污水中的悬浮物、磷和大部分无机物。

（4）采油废水、矿井水的处理。井下水体净化，去除污染物降低浊度，使其达到回用水要求。

（5）在其他工业的水处理。如炭黑废水、淀粉废水、印染废水、造纸废水、食品废水等各种污水中难沉降悬浮物的去除。

本发明相对于现有处理工艺的技术优势：

a.处理出水效果好：对细菌、病毒、磷及多种微小粒子都有很好的吸附作用，也可大幅度消减cod，ss，tp，色度，浊度等污染物，对磷的去除效果尤其高，切断了藻类生长的营养源，对藻类生长的控制效果非常好，去除率高达99%以上。

b.运行费用低：药量普通絮凝沉淀用药量的1/2-1/3。

处理时间短、速度快、处理量大：一般为5～7分钟，是传统工艺时间的1/10～1/20。

c.结构紧凑，占地面积少：仅为传统工艺的1/6～1/8，处理量5000m3/d以下可实现移动车载式。

d.出水水质好，耐冲击负荷能力强：ss、藻类去除率≥95%，tp去除率≥95%，cod去除率≥60%。

e.低碳节能，自动化程度高：系统装机容量小，耗电量低，自动化程度高，运行稳定，维护简单。

本发明适用于污水处理领域。