含有淤泥的水的凝集处理方法及装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103910444 A (43)申请公布日 2014.07.09 CN 103910444 A (21)申请号 201210591497.X (22)申请日 2012.12.28 C02F 9/04(2006.01) C02F 1/52(2006.01) (71)申请人 栗田工业株式会社 地址 日本国东京都 (72)发明人 育野望 前田雄史 (74)专利代理机构 隆天国际知识产权代理有限 公司 72003 代理人 张永康 向勇 (54) 发明名称 含有淤泥的水的凝集处理方法及装置 (57) 摘要 本发明的课题是在对含有高浓度淤泥的水进 行凝集处理时， 通过形成高密度且。

2、沉降性高的絮 凝物来改善固液分离性能， 并且获得高水质的处 理水。本发明提供了一种含有淤泥的水的凝集处 理方法及装置， 其是在含有淤泥的水中添加无机 凝集剂和阳离子系高分子凝集剂后， 添加阴离子 系高分子凝集剂进行凝集处理， 然后， 进行固液分 离。在先添加阳离子系高分子凝集剂之后添加阴 离子系高分子凝集剂时， 在无机凝集剂和阳离子 系高分子凝集剂的作用下， 使 SS 结合得牢固， 尽 管絮凝物的直径小， 但能够形成高密度且充分结 实的絮凝物， 此后， 通过添加阴离子系高分子凝集 剂， 在保持该絮凝物处于高密度的状态下， 进一步 使其粗大化， 形成难以崩解并且沉降性优良的絮 凝物。 (51)I。

3、nt.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103910444 A CN 103910444 A 1/1 页 2 1. 一种含有淤泥的水的凝集处理方法， 其是含有淤泥的水的处理方法， 其具有在含有 淤泥的水中添加凝集剂进行凝集处理的凝集工序、 和在凝集工序之后的进行固液分离的固 液分离工序， 其特征在于， 该凝集工序具有 ： 在该含有淤泥的水中添加无机凝集剂以及阳离子系高分子凝集剂的工序 ； 和 在添加无机凝集剂以及阳离子系高分子凝集剂的工序之后进行的。

4、添加阴离子系高分 子凝集剂的工序。 2. 如权利要求 1 所述的含有淤泥的水的凝集处理方法， 其特征在于， 在第一反应槽中、 或者在导入该第一反应槽的含有淤泥的水中， 添加所述无机凝集剂， 在该第一反应槽中添加所述阳离子系高分子凝集剂， 在该第一反应槽之外设置的第二反应槽中导入该第一反应槽的流出水， 在该第二反应 槽中或者在该第二反应槽的流入水中添加所述阴离子系高分子凝集剂。 3.如权利要求1或2所述的含有淤泥的水的凝集处理方法， 其特征在于， 所述无机凝集 剂是 Fe 系凝集剂， 并且使所述凝集工序的 pH 成为 5 6。 4.如权利要求1或2所述的含有淤泥的水的凝集处理方法， 其特征在于，。

5、 所述含有淤泥 的水的浊度在 100NTU 以上并且 SS 浓度在 200mg/L 以上。 5. 如权利要求 3 所述的含有淤泥的水的凝集处理方法， 其特征在于， 所述含有淤泥的 水的浊度在 100NTU 以上并且 SS 浓度在 200mg/L 以上。 6. 一种含有淤泥的水的凝集处理装置， 其特征在于， 其具有 ： 用于导入含有淤泥的水的第一反应槽 ； 在导入该第一反应槽的含有淤泥的水中、 或者在该第一反应槽中添加无机凝集剂的无 机凝集剂添加装置 ； 在该第一反应槽中添加阳离子系高分子凝集剂的阳离子系高分子凝集剂添加装置 ； 用于导入来自该第一反应槽的流出水的第二反应槽 ； 在流向该第二反应。

6、槽的流入水中、 或者在该第二反应槽中添加阴离子系高分子凝集剂 的阴离子系高分子凝集剂添加装置 ； 以及 对该第二反应槽的流出水进行固液分离的固液分离装置。 7. 如权利要求 6 所述的含有淤泥的水的凝集处理装置， 其特征在于， 其设置有用于使 所述第一反应槽和第二反应槽的 pH 成为 5 6 的 pH 调节装置。 权 利 要 求 书 CN 103910444 A 2 1/5 页 3 含有淤泥的水的凝集处理方法及装置 技术领域 0001 本发明涉及一种对河水等含有淤泥 （silt） 的水进行凝集处理的方法以及装置， 特 别是涉及一种采用无机凝集剂和阳离子系高分子凝集剂以及阴离子系高分子凝集剂对含。

7、 有淤泥的水施以凝集处理后进行固液分离的方法以及装置。 背景技术 0002 对诸如河水、 湖泊和沼泽的水等用水或者污水、 工业废水等废水之类的含有悬浮 物 （SS） 的水进行的凝集、 固液分离处理， 通常是以如下方式实施 ： 在添加用于去除含有 SS 的水中所含的 SS 所需要的无机凝集剂后， 添加 pH 调节剂来调节成适于凝集处理的 pH 从而 形成絮凝物， 并采用沉降分离、 浮上分离、 过滤分离等进行固液分离以去除固体成分。在该 凝集处理中， 为了使所形成的絮凝物粗大化而提高固液分离性能， 与无机凝集剂一起并用 有高分子凝集剂， 在专利文献 1 中， 提出了如下方法 ： 在各种悬浮液的凝集。

8、处理中， 对高分 子凝集剂分前后两级实施添加， 在前级中添加阴离子系高分子凝集剂， 在后级中添加阳离 子系高分子凝集剂。 0003 此外， 有时采用沉淀槽作为凝集处理水的固液分离装置， 还有时进一步采用过滤 器处理由沉淀槽所分离的上清水。 0004 另外， 对固液分离水而言， 有时根据其用途再进一步通过逆渗透 （RO） 膜分离装置 来进行脱盐处理。 0005 现有技术文献 0006 专利文献 0007 专利文献 1 ： 日本特开 2008-114142 号公报 发明内容 0008 基于本发明人等的研究发现， 当对含有高浓度淤泥的水进行凝集处理时， 在先添 加阴离子系高分子凝集剂而后添加阳离子系。

9、高分子凝集剂进行凝集处理的情况下， 所形成 的絮凝物过于粗大化， 由此会使絮凝物变脆并容易崩解。即， 淤泥是微细的土壤颗粒， 在水 中悬浮而难以沉降， 以高浓度含有这种淤泥的水， 即使采用通常的含有 SS 的水的凝集处理 法， 也无法得到良好的凝集絮凝物。 0009 当絮凝物进行崩解而产生微细絮凝物时， 该微细絮凝物会引起沉淀槽的上清水的 浊度增高， 使处理水的水质发生恶化， 并且容易使后级的过滤器发生堵塞， 由此会使过滤器 的反洗频率加大。并且， 在该后级中安装有 RO 膜分离装置的情况下， 该 RO 膜分离装置也容 易发生堵塞而存在压差升高的问题。 0010 另外， 在絮凝物过度粗大化的情。

10、况下， 絮凝物内和絮凝物间的空隙率增大， 沉淀槽 的污泥界面上升， 因此， 为了将该污泥界面保持在适当位置， 有必要加大污泥的取出量。 0011 本发明的课题是提供一种含有淤泥的水的凝集处理方法以及装置以解决上述以 往的问题， 并且其能够在含有高浓度淤泥的水的凝集处理中， 通过形成高密度且沉降性高 说 明 书 CN 103910444 A 3 2/5 页 4 的絮凝物来改善固液分离性能， 并获得高水质的处理水。 0012 为了解决上述课题， 发明人等反复进行了精心研究， 结果发现， 在含有高浓度淤泥 的水的凝集处理中， 作为与无机凝集剂一起并用的高分子凝集剂的添加步骤， 与专利文献 1 中所记。

11、载的方法相反， 在先添加阳离子系高分子凝集剂后添加阴离子系高分子凝集剂时， 在无机凝集剂和阳离子系高分子凝集剂的作用下， 使 SS 结合得牢固， 尽管絮凝物的直径 小， 但能够形成高密度且充分结实的絮凝物， 此后， 通过添加阴离子系高分子凝集剂， 在保 持该絮凝物处于高密度的状态下， 进一步使其粗大化， 形成难以崩解并且沉降性优良的絮 凝物 0013 本发明就是基于上述见解而完成的， 并且以如下各种方案作为其要旨。 0014 1 一种含有淤泥的水的凝集处理方法， 其是含有淤泥的水的处理方法， 其具有在 含有淤泥的水中添加凝集剂进行凝集处理的凝集工序、 和在凝集工序之后的进行固液分离 的固液分离。

12、工序， 其特征在于， 0015 该凝集工序具有 ： 0016 在该含有淤泥的水中添加无机凝集剂以及阳离子系高分子凝集剂的工序 ； 和 0017 在添加无机凝集剂以及阳离子系高分子凝集剂的工序之后进行的添加阴离子系 高分子凝集剂的工序。 0018 2 如 1 所述的含有淤泥的水的凝集处理方法， 其特征在于， 0019 在第一反应槽中、 或者在导入该第一反应槽的含有淤泥的水中， 添加所述无机凝 集剂， 0020 在该第一反应槽中添加所述阳离子系高分子凝集剂， 0021 在该第一反应槽之外设置的第二反应槽中导入该第一反应槽的流出水， 在该第二 反应槽中或者在该第二反应槽的流入水中添加所述阴离子系高分。

13、子凝集剂。 0022 3 如 1 或者 2 所述的含有淤泥的水的凝集处理方法， 其特征在于， 所述无机 凝集剂是 Fe 系凝集剂， 并且使所述凝集工序的 pH 成为 5 6。 0023 4 如 1 至 3 中任一项所述的含有淤泥的水的凝集处理方法， 其特征在于， 所 述含有淤泥的水的浊度在 100NTU 以上并且 SS 浓度在 200mg/L 以上。 0024 5 一种含有淤泥的水的凝集处理装置， 其特征在于， 其具有 ： 0025 用于导入含有淤泥的水的第一反应槽 ； 0026 在导入该第一反应槽的含有淤泥的水中、 或者在该第一反应槽中添加无机凝集剂 的无机凝集剂添加装置 ； 0027 在该。

14、第一反应槽中添加阳离子系高分子凝集剂的阳离子系高分子凝集剂添加装 置 ； 0028 用于导入来自该第一反应槽的流出水的第二反应槽 ； 0029 在流向该第二反应槽中的流入水中或者在该第二反应槽中添加阴离子系高分子 凝集剂的阴离子系高分子凝集剂添加装置 ； 以及 0030 对该第二反应槽的流出水进行固液分离的固液分离装置。 0031 6 如 5 所述的含有淤泥的水的凝集处理装置， 其特征在于， 其设置有用于使第 一反应槽和第二反应槽的 pH 成为 5 6 的 pH 调节装置。 0032 基于本发明， 在对含有高浓度淤泥的水进行凝集处理时， 能够形成高密度且沉降 说 明 书 CN 10391044。

15、4 A 4 3/5 页 5 性优良、 难以崩解的粗大絮凝物， 因此， 能够通过对该凝集处理水进行固液分离来获得高水 质的处理水。 0033 另外， 当在沉淀槽中进行固液分离时， 能够抑制上清水浊度的升高以及槽内的污 泥界面的升高， 能够减少用以保持污泥界面的污泥取出量， 并且， 能够降低在后级中设置的 过滤器的反洗频率， 能够获得高水质的过滤水。另外， 进一步在后级中设置 RO 膜分离装置 的情况下， 也能够抑制该 RO 膜分离装置的压差的升高。 0034 即使在设置膜分离装置或过滤器作为固液分离装置的情况下， 也能够防止其压差 的升高并降低反洗频率。 0035 另外， 在采用浮上分离槽作为固。

16、液分离装置的情况下， 也可以防止浮垢的破损， 可 以获得澄清的处理水。 0036 在本发明中， 从获得充分去除 SS 的高水质处理水的观点出发， 优选凝集处理在 pH5 6 的范围内进行 ； 由于在上述 pH 条件下进行凝集处理的缘故， 优选使用 Fe 系凝集剂 作为无机凝集剂。 附图说明 0037 图 1 是表示本发明的含有淤泥的水的凝集处理方法以及装置的实施方式的一个 实例的系统图。 0038 附图标记说明如下 ： 0039 1 第一反应槽 ； 2 第二反应槽 ； 3 沉淀槽。 具体实施方式 0040 下面， 通过参照附图来详细说明本发明的含有淤泥的水的凝集处理方法以及装置 的实施方式。 。

17、0041 图 1 是表示本发明的含有淤泥的水的凝集处理方法以及装置的实施方式的一个 实例的系统图。在图 1 中 “原水 （含有淤泥的水） ” 被导入第一反应槽 1 中， 添加无机凝集剂 和阳离子系高分子凝集剂 （下称 “阳离子聚合物” ） 以及根据需要添加的 pH 调节剂来进行 凝集处理， 然后， 接着被导入第二反应槽 2， 添加阴离子系高分子凝集剂 （下称 “阴离子聚合 物” ） 以及根据需要添加的 pH 调节剂来进行凝集处理。经过沉淀槽 3， 对第二反应槽 2 的流 出水进行固液分离， 取出上清水 （分离水） 作为处理水。 0042 在本发明中进行凝集处理的含有淤泥的水， 是指诸如河川、 。

18、湖泊和沼泽等场所的 表层水之类的、 含有粒径在 0.002 0.02mm 左右的微细土壤颗粒的粘土性物质 （淤泥） 的 水。在这种含有淤泥的水中， 本发明对浊度在 100NTU 以上 （例如 100 10000NTU） 并且 SS 浓度在 100mg/L 以上 （例如 100 3000mg/L 左右） 的含有高浓度淤泥的水特别有效。 0043 如上所述的含有淤泥的水的凝集处理中的 pH 条件优选在 pH5 6 的范围。通过 在该 pH 范围内进行凝集处理， 能够获得高水质的处理水。因此， 在图 1 中， 在第一反应槽 1 和第二反应槽 2 中， 优选根据需要添加酸性或碱性 pH 调节剂以使槽内。

19、液体的 pH 成为 5 6。 0044 另外， 如此地将凝集处理时的 pH 设定为优选 5 6， 基于此， 作为原水中添加的无 机凝集剂， 优选使用在 pH5 6 的范围内凝集效果高的 Fe 系无机凝集剂， 例如三氯化铁、 聚 说 明 书 CN 103910444 A 5 4/5 页 6 硫酸亚铁等中的一种或两种以上。Fe 系凝集剂的比重是比较重的， 这对提高所形成的絮凝 物的沉降性也是有效的。 0045 在原水中的无机凝集剂的添加量， 是根据原水的水质、 使用的无机凝集剂的种类 的不同而不同， 但在通常情况下， 优选 40 500mg/L 左右。 0046 作为在第一反应槽中添加的阳离子聚合。

20、物， 并没有特别限制， 例如， 可以举出 ： 聚 二烯丙基季铵盐、 聚 （甲基） 丙烯酸氨基酯、 聚 （甲基） 丙烯酸氨基酯共聚物、 聚乙烯亚胺、 聚 酰胺聚胺、 二卤代烷聚亚烷基聚胺缩聚物、 聚丙烯酰胺的曼尼期改性物、 聚丙烯酰胺的霍夫 曼降解物、 聚 （甲基） 丙烯酸酯聚亚烷聚胺、 阳离子化淀粉、 壳聚糖等。可使用它们中的一种 或者两种以上。 0047 对阳离子聚合物的添加量而言， 若过少则无法形成充分致密的絮凝物， 若过多则 有可能会泄漏、 堵塞过滤器或者 RO 膜， 从上述观点出发， 优选为 2.5 10mg/L 左右。 0048 此外， 在第一反应槽 1 中， 为了形成充分致密的絮凝。

21、物， 优选以使第一反应槽 1 的 停留时间成为 10 30min 的方式进行处理。 0049 作为在第二反应槽 2 中添加的阴离子聚合物， 并没有特别限制， 例如， 可以举出 ： 聚丙烯酰胺的部分水解物、 聚丙烯酰胺与丙烯酸钠的共聚物、 丙烯酰胺与乙烯基磺酸钠的 共聚物、 以及丙烯酰胺与丙烯酸钠与 2- 丙烯酰胺 -2- 甲基丙磺酸钠的三元共聚物等。可使 用它们中的一种或者两种以上。 0050 对阴离子聚合物的添加量而言， 若过少则无法使絮凝物充分粗大化， 若过多则有 可能会与阳离子聚合物同样地发生泄漏、 堵塞过滤器或者 RO 膜， 从上述观点出发， 优选为 2 10mg/L 左右。 0051。

22、 此外， 在第二反应槽 2 中， 为了使絮凝物充分粗大化， 优选以使第二反应槽 2 的停 留时间成为 10 30min 的方式进行处理。 0052 优选对第二反应槽 2 的凝集处理水进行固液分离的沉淀槽 3 是在 LV1 5m/hr 左 右的条件下运行。 0053 图 1 中示出了本发明的实施方式的一个例子， 但对本发明而言， 只要不超出其宗 旨即可， 并不局限于图 1 所示的方式。 0054 例如， 对无机凝集剂的添加而言， 除了可添加于第一反应槽 1 中之外， 也可添加于 通向第一反应槽 1 的原水的导入配管中， 也可添加于该导入配管和第一反应槽 1 两者中。 0055 另外， 对阴离子聚。

23、合物的添加而言， 除了可添加于第二反应槽 2 中之外， 也可添加 于用以将第一反应槽 1 的流出水导入第二反应槽 2 的配管中， 也可添加于该导入配管和第 二反应槽 2 两者中。 0056 另外， 对固液分离装置而言， 并不限于沉淀槽， 也可以是过滤器、 超滤膜分离装置、 微滤膜分离装置、 或者浮上分离槽， 也可以在沉淀槽的后级中设置过滤器和这些膜分离装 置。并且， 还可以采用 RO 膜分离装置来处理固液分离水。 0057 实施例 0058 下面， 通过举出实施例、 比较例以及实验例来更具体地说明本发明。 0059 实施例 1 0060 采用图 1 所示的装置， 对浊度为 100NTU、 SS。

24、 浓度为 200mg/L 的含有淤泥的水进行 了凝集、 固液分离处理。 说 明 书 CN 103910444 A 6 5/5 页 7 0061 作为无机凝集剂， 使用了三氯化铁 （FeCl3） 并添加了 100mg/L。另外， 作为阳离子 聚合物， 添加了 5mg/L 的栗田工业株式会社制造的 “ （Zetaace） （注册商标） ” ； 作为阴离子聚合物， 添加了 5mg/L 的栗田工业株式会社制造的 “ （Kuriflock） （注册商标） ” 。 使第一反应槽1的停留时间成为10min、 第二反应槽2的停留时间成为10min、 沉淀槽 3 的通水 LV 成为 4m/hr， 在第一反应槽 。

25、1 中添加 pH 调节剂以达到 pH5.5。在第二反 应槽 2 中不添加 pH 调节剂， 保持 pH5.5。 0062 调查该处理所获得的处理水 （沉淀槽上清水） 的浊度， 并将结果示于表 1 中。 0063 比较例 1 0064 除了在实施例 1 中没有在第一反应槽 1 内添加阳离子聚合物以外， 与实施例 1 同 样地进行处理， 调查所获得的处理水 （沉淀槽上清水） 的浊度， 并将结果示于表 1 中。 0065 比较例 2 0066 除了在实施例 1 中在第一反应槽 1 内添加阴离子聚合物并在第二反应槽 2 内添加 阳离子聚合物以外， 与实施例1同样地进行处理、 调查所获得的处理水 （沉淀槽。

26、上清水） 的浊 度， 并将结果示于表 1 中。 0067 表 1 0068 聚合物的添加处理水浊度 （NTU） 实施例 1阳离子聚合物阴离子聚合物0.8 比较例 1只有阴离子聚合物4.5 比较例 2阴离子聚合物阳离子聚合物5.0 0069 根据表 1 可知， 按照本发明通过在添加阳离子聚合物后添加阴离子聚合物能够获 得高水质的处理水。 0070 实验例 1 0071 除了在实施例 1 中添加 pH 调节剂以使第一反应槽 1 的槽内液体的 pH 成为如表 2 所示的值以外， 与实施例 1 同样地进行处理， 调查所获得的处理水 （沉淀槽上清水） 的浊度， 并将结果与实施例 1 的结果一起示于表 2 中。 0072 另外， 第二反应槽 2 的 pH 与第一反应槽 1 的 pH 相等。 0073 表 2 0074 pH4.555.566.5 处理水浊度 （NTU）1.240.780.80.831.3 0075 根据表 2 可知， 优选凝集处理时的 pH 在 5 6 的范围。 说 明 书 CN 103910444 A 7 1/1 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103910444 A 8 。