SPR污水处理工艺.docx

SPR高浊度污水处理技术二级处理”水处理工艺技术 水的净化处理要求，处理后 着传统的工艺技术路线只能 回避不了庞大复杂的传统二 都十分昂贵的传统三级过滤 讳之处。所以，环保市场十 现有环保标准并且能回用于 实力所能接受的污水处理新（美国发明专利）将污水的一个SPR污水净化器罐体沿用了许多年的传统的“一级处理”及“ 和设备已经难以适应当今的高浊度和高浓度污 出水更不能满足城市对水回用的水质要求。沿 进一步附加传统的“三级处理”设备系统，既 级生化处理系统，也回避不了投资和运行费用 吸附处理系统。这些恰恰是实现污水回用的忌 分迫切需要净化效率更高、处理后出水能满足 城市，投资和运行费用又要为现有城市的经济 技术和新设备。最新发明的“SPR高浊度污水净化系统” “一级处理”和“三级处理”程序合并设计在 内，在30分钟流程里快速完成。它容许直接吸入悬浮物（浊度）高达500 毫克/升至5000毫克/升的高浊度污水，处理后出水的悬浮物（浊度）低于 3毫克/升（度）；它容许直接吸入CODcr为200毫克/升至800毫克/升的 高浓度有机污水，处理后出水CODcr可降为40毫克/升以下。只需用相当 于常规的一、二级污水处理厂的工程投资和低于常规二级处理的运行费 用，就能够获得三级处理水平的效果，实现城市污水的再生和回用。浮颗粒；选用高效而又经济 出来；然后采用微观物理吸 密实的絮体；再依靠旋流和机污染物、色度等从污水中分离各种胶粒和悬浮颗粒凝聚成大块流体力学原理，在自行设计 的SPR高浊度污水净化器内使絮 离；清水经过罐体内自我形成的 的水准，出水实现回用；污泥则 由于污泥含水率低，且脱水性能致密的悬浮泥层过滤之后， 在浓缩室内高度浓缩，定期 良好，可以直接送入机械脱 人行道地砖，免除了二次污SPR污水处理系统首先采用化学方法使溶解状态的污染物从真溶液状 态下析出，形成具有固相界面的胶粒或微小悬 的吸附剂将有 附法将污水中 过滤水力学等 体与水快速分 达到三级处理 靠压力排出， 水装置，经脱 水之后的污泥饼亦可以用来制造 染。单可靠、投资和运行费用低、 的城市污水的再利用开创一 供了第二淡水水源，为城市 效益和社会效益是不可估量最新发明的SPR污水净化技术以其流程简 占地少、净化效果好的众多优势将为当今世界 条新路。城市污水实现再利用之后，为城市提 的可持续发展提供了必不可少的条件，其经济 的。SPR污水处理系统与众不同的技术特点1。城市生活污水和处 理药剂的混合主要是在泵前吸药 管道、污水泵 叶轮、蛇形反应管 和瓷球反应罐的组合作用下完成的，依照紊流速度、混 合时间、和水力学结构数据设计，得以十分充 分的混合，为取得最佳混凝 净化效果和最大限度地节省药剂创造了前提条件。这是过去常规的一级处 理和二级处理之水工结构所做不到的。2。SPR系统处理城市污水时，采用五种以上污水处理药剂及其最佳 配方组合使用，靠化学反应使污水中溶解状态的有机污染物、重金属离 子 和有害的盐类从水中析出，成为有固相界面的 微小颗粒（它包含有污 水三级处理的作用）。其中还选用了一种吸附 效果很好而价钱又很便宜的 吸附剂，以吸附有机污染物和 色度。靠消毒剂在30分钟的流程内杀灭细菌 和大肠杆菌。靠混凝的物理化学吸附作用将悬浮物及各类杂质凝聚成大而 且密实的絮团。这样发挥各药剂的单独作用和它们之间的交联作用的用药 方式是与常规的物理化学法不相同的。而且SPR系统使用的组合药剂配 方，只能在具有十分精细的水动力学参数设计的SPR污水净化器及其系统 里才能充分发挥作用，在常规的水工系统里是无法使用的。3。SPR系统装置能够依照模拟试验得出的配方，借助大气压力和流量 计，十分精确地投加混凝药剂和絮凝药剂，不致因加药过量而造成药剂残 留在净化后的出水中，而且动力消耗很少。4。SPR污水净化器内部结 构是完全按照混凝机理精确设计 的，形成的 涡旋流动和各部位恰当的水流速度，使得胶体颗粒之间有最多的碰撞次数 并且有凝聚吸附所需的最佳流速环境。从而在极小的容积内获得了极充分 的凝聚效果。这也是常规水工装置无法比拟的。个有几十厘米厚的、十分致 过此悬浮泥层的过滤，才能 起到了污水高级处理工艺中5。根据混凝形成的絮团实际状况，准确确定了 SPR污水净化器内部 的水动力学数据，使得在罐体中上部形成了一 密的悬浮泥层。所有经过混凝的出水都必须通 升流到罐体上部的清水汇集区。它十分成功地 极为重要的过滤作用。混凝药剂形成的絮体本身组这个致密的悬浮泥层是由污水中的污泥及 成的。随着絮体由下向上运动，使泥层的下表层不断增加、变厚；同 时，随着过滤水力学原理形成的罐体的旁路流动，引导着悬浮泥层的上表 层不断流入中心接泥桶，上表层不断减少、变薄。这样，悬浮泥层的 厚度达到一个动态的平衡。当混凝后的出水由下向上穿过此悬浮泥层时， 此絮体滤层靠界面物理吸附和电化学特性及范 德华力的作用，将悬浮胶体 颗粒、絮体、细菌菌体等等杂质全部拦截在此悬浮泥层上，使出水水质 达到三级处理的水平。由于泥层是由絮体组成，致密度高，过滤效率远 远高于常规的沙粒层过滤；由于是处于悬浮状态的絮体泥层作滤层，其 过滤的水头（阻力）损失非常小，所以动力消耗远远低于常规的砂层过滤 、 微孔过滤、或反渗透膜过滤；又由于过滤泥层是净化过程 中由污水中的污泥自动补充添加，又自动被引走，即过滤泥层自身在不断地更 新，过滤 泥层总是保持着稳定的厚度，而且总是保持着稳定的物理吸附和电化学吸 附性能，因此能获得稳定的过滤效果。而且完全免去了常规系统中必不 可少的过滤层的反冲洗以及反冲洗带来的众多 麻烦。这种结构和原理与常 规的三级污水处理的过滤装置是完全不同的，这里没有价格昂贵的反渗透 膜过滤、微孔过滤、或活性炭过滤等装置。所以，投资省、动力消耗 小、运行费用低是SPR系统的必然优势。6。 SPR系统选用的絮凝剂，同时也是良好的污泥助滤剂，所以， 系统最后排出的污泥浆，其脱水性能良好，可以不另外添加助滤剂，就 直接泵入压滤机脱水。泥饼可以制成人行道地砖再利用，不会带来二次 污染的问题。它没有传统的生化法产生的污泥含水率很高、脱水性能很差 的致命弱点。7。本类型污水净化器曾开机运 行处理过养猪场污水、养鸡场污水、 煤矿矿井坑道污水、生猪屠宰场污水、高粱酿酒厂酒糟污水、纺织印染 污水、再生纸造纸污水和城市生活污水等等含有大量有机污染物和氨氮的 污水；也成功应用于陶瓷厂污水、墙地砖厂污水、大理石水磨抛光污水、洗煤污水、燃煤锅炉湿法除尘污水、石英砂洗砂污水等悬浮物含量极高的 污水的净化和回用。各地权威检测部门测试了污水净化器 进水和出水的有 关数据。测试报告单表明：氨氮去除率可以达到85%，总氮去除率可达 95 %，有机氮去除率可达96%，BOD去除率可达95 %，悬浮物的去除率 则高达98.3% 99.6% ，出水浊度达到3度（3毫克/升）以下。这是 本净水系统在低投资、低运转费的前提下所获得的出水指标。这是常规 的物化法和生物化学法的一级、二级处理系统都无法达到的。除发达国家有专门的城市生活污水管路系统外，实际的城市污水往往 混入有许多工业污水，可生化性差和污染物成分不规则地快速变化是我们 面临的现实，而针对降解某种有机污染物的微 生物生长、繁殖的过程却太 长，所以，传统生化系统难以适 应当今愈来愈工业化了的城市的 污水。SPR 系统已拥有处理众多工业污水的适应能力和物化法具有的快速应变能力， 容易通过自动化的手段应付系统入口污水水质 的变化，保持稳定的净化效 果。8。在SPR系统中投放杀菌消毒药剂时，只要增加一些投氯量（无需 另外增加设备）就可以起到用氯来氧化除氨的作用，进一步提高污水处理 系统去除氨氮的效率。9。假如经过SPR系统处理后的出水氨氮含量还未达到 较严格的要求 （如某些发达国家或发达地区将排水标准定为 含氨氮1毫克/升以下），也可以后续再串联设置一级离子交换装置，靠斜发沸石离子交换柱最终达 到除氨氮的目标。因为斜发沸石离子交换系统要求进口水质 的悬浮物含量要低于35毫克 /升，否则会影响离子交 换柱的功能和寿命，从而大大增加离子交换的 运行费用。过去，常规的一、二级污水处理装置是难以长期稳定地达 到这样的前处理水平的，因而限制了离子交 换法除氨氮技术的广泛应用。现在，SPR污水处理系统绝对可以保证净化后出水 的悬浮物含量低于3毫 克/升（实际运行中出水的悬浮 物含量多为1毫克/升），使得后续的 斜发沸石离子交换系统去除氨氮的负荷减轻很 多，交换柱的使用寿命会大 大延长，即离子交换的运行费用会大大降低，将使离子交换法除氨氮技 术的优点得到更充分的发挥。早在七十年代，美国Minnesota州Minneapolis市的罗兹芒污水厂 就是用纯粹的物理化学法处理城市生活污水的，其工艺流程是：化学混凝 -沉淀-过滤和活性炭吸附-斜发沸石离子交换。其最后出水水质 标准为：氨氮1毫克/升，BOD 10毫克/升，磷1毫克/升，悬浮 物10毫克/升，pH 8.5。证明纯粹的物理化学法处理城市污水在技术 上是可行的。现在，依靠新发明的SPR净水技术，将使这项工艺的经济 性更为圆满。10。 其实，经过SPR污水净化系统处理后的出水，其悬浮物的含量 小于3毫克/升，浊度也小于3度（毫克/升），达自来水标准， 不再会堵塞输水管路，并且已经经过了良好的消毒。将此出水回送到城 市各地，作为城市草坪绿地和树木绿化浇灌用水是十分安全、可靠的。 经过SPR系统处理后的出水中，残存的氮含量已经很低，氮作为植物生 长的营养物是不必去除、或不必去除得那么干净的。从而可以免去除氮 的深度处理投资及其运行费用，既保证了环境质量，又为社会节省了大 笔资金。用此回用水取代自来水作为城市绿化用水，将大大节省城市的 淡水资源，减轻城市市政部门的供水压力，对城市的整体经济发展定会 产生十分巨大的效益。这是城市污水回用的新概念。11。这种纯粹的物理化学法污水处理系统，受天气、环境及人为 因素的影响少，操作人员控制处理系统的能力和灵活性都大大优越于生物 化学法，这是众所周知的。摘要：SPR污水处理技术是美国新发明的一种工艺，采用特殊的化学一物理工艺方法和水力 学原理，组成高效率、快速度的处理氨氮、有机污染物浓度高、悬浮杂质含量多的工业污水 和城市污水的处理系统，经处理的出水回用于城市绿化、浇灌草地树木或作为工业用水。全 套系统占地面积极少，运行费用低，耗电少，综合经济技术指标达国际先进水平。关键词：污水处理回用特点一、SPR污水处理原理首先采用化学方法使溶解状态的污染物从真溶液状态下析出，形成具有固相界面的胶粒或微 小悬浮颗粒；选用高效而又经济的吸附剂将有机污染物、色度等从污水中分离出来；然后采 用微观物理吸附法将污水中各种胶粒和悬浮颗粒凝聚成大块密实的絮体；再依靠旋流和过滤 水力学等流体力学原理，在自行设计的SPR高浊度污水净化器内使絮体与水快速分离；清 水经过罐体内自我形成的致密的悬浮泥层过滤之后，达到三级处理的水准，出水实现回用； 污泥则在浓缩室内高度浓缩，定期靠压力排出，由于污泥含水率低，且脱水性能良好，可以 直接送入机械脱水装置，经脱水之后的污泥饼亦可以用来制造人行道地砖，免除了二次污染。 其污水净化与回用系统工艺流程图（如图1）洒污"5用脉工岫首$烦THt.' / % jK V Z污水净化与回用系统流工艺程图（如图1）二、SPR污水处理技术特点：1 .城市生活污水和处理药剂的混合主要是在泵前吸药管道、污水泵叶轮、蛇形反应管和 瓷球反应罐的组合作用下完成的，为取得最佳混凝净化效果和节省药剂创造了条件。与过 去常规的一级处理和二级处理之水工结构不同。2.采用五种以上污水处理药剂及其最佳配方组合使用，使污水中溶解状态的有机污染物、 重金属离子和有害的盐类从水中析出，成为有固相界面的微小颗粒（它包含有污水三级 处理的作用），靠混凝的物理化学吸附作用将悬浮物及各类杂质凝聚成大而且密实的絮团以 便去除。还选用了一种吸附效果很好的吸附剂，以吸附有机污染物和色度。在靠消毒剂在30 分钟的流程内杀灭细菌和大肠杆菌。这样发挥各药剂的单独作用和它们之间的交联作用的 用药方式是与常规的物理化学法不相同的。3 .依照模拟试验得出的配方，借助大气压力和流量计，十分精确地投加混凝药剂和絮凝药 剂，防止加药过量浪费药剂且降低动力消耗。4 .SPR污水净化器内部结构是完全按照混凝机理精确设计的，形成的涡旋流动和各部位恰 当的水流速度，使得胶体颗粒之间有最多的碰撞次数，并且有凝聚吸附所需的最佳流速环 境。从而在极小的容积内获得了极充分的凝聚效果。SPR污水净化器水力学结构如下图所示：（图2）SPR污水净化器水力学结构图25 .利用在罐体中上部形成的一个有几十厘米厚的、十分致密的悬浮泥层，将所有经过混凝 的出水通过此悬浮泥层的过滤，水才升流到罐体上部的清水区。比以往的水处理工艺减少 了膜过滤、微孔过滤、或活性炭过滤等装置如及它过滤水头阻力。如下图3图36 .选用的絮凝剂，同时也是良好的污泥助滤剂，使排出的污泥浆，其脱水性能良好，可 以不另外添加助滤剂，就直接泵入压滤机脱水。泥饼可以制成人行道地砖再利用，不会 带来二次污染的问题。减少了传统的生化法产生的污泥含水率高、脱水性能很差的弱点。 如下图4图47 .污水净化器应用广泛，尤其适用于当今最难处理的纺织印染污水、再生纸造纸污水、动物 屠宰场污水、陶瓷厂瓷泥污水、煤矿矿井污水等含有大量有机污染物和氨氮的去除，污水的 净化后回用，实现工业用水闭路循环，既解决环境污染问题，又节省大量水资源，从而大大 降低了企业的生产成本。各地权威检测部门测试了污水净化器进水和出水的有关数据。净 水工艺流程只需30分钟,出水指标如下：a.氨氮去除率可以达到85% b.总氮去除率可达95% c,有机氮去除率可达96% d.BOD去除率可达95%e.悬浮物的去除率则高达98.3%99.6%脱色效率达98%以上g.,处理后出水CODcr<100mg/l, SS<3mg/l （浊度<3度）升）以下8.系统中投放杀菌消毒药剂，用氯消毒（无需另外增加加压设备）且起到除氨的作用，提 高污水处理系统去除氨氮的效率。9 .出水氨氮含量还未达到要求（如某些发达国家或发达地区将排水标准定为含氨氮1毫克/ 升以下），可以在后续再串联设置一级离子交换装置，靠斜发沸石离子交换柱最终达到除 氨氮的目标。早在七十年代，美国Minnesota州Minneapolis市的罗兹芒污水厂就是用纯粹的物理化学 法处理城市生活污水的，其工艺流程是：化学混凝-沉淀-过滤和活性炭吸附-斜发沸 石离子交换。其最后出水水质标准为：氨氮1毫克/升，BOD 10毫克/升，磷1毫 克/升，悬浮物10毫克/升，pH 8.5。10 .处理后的出水回用，取代自来水作为城市绿化用水，将大大节省城市的淡水资源，减轻 城市市政部门的供水压力，对城市的整体经济发展定会产生十分巨大的效益。11 .这种纯粹的物理化学法污水处理系统，受天气、环境及人为因素的影响少。三、SPR的应用例如:中国大港油田居民生活污水净化及再生回用系统工程1. 1生活污水处理厂的SPR工艺流程新模式：如下图5城市生活涔水储有调节池SPR工艺流程新模式圈51. 2 SPR污水处理设备系统工艺布置图6SPR污水处理设备系统工艺布置图61. 3 SPR污水处理设备系统工艺平面布置图7SPR污水处理设备系统工艺平面布置图72. 大港油田居民生活污水水质、处理后出水水质要求及处理水量大港油田生活污水主要来自几个生活小区，其中也有部分商业排放水。这个污水处理厂服务 人口约14万人。根据油田缺乏淡水资源和防治水污染的要求，将油田居民生活污水经过净化处理后，再生的 出水用作城镇绿化、工业用水和其他洗车、冲洗厕所等市政用水，既可以防止城镇污水对水 环境的污染，又能大大节省当地的淡水资源，而且为油田的工业生产提供了可靠的第二淡水 水源。油田居民区城镇生活污水总量为6000立方米/天。城镇绿化灌溉需用水量为5000立方米/天。油田工业用水需用水量为340立方米/天。3. 经SPR系统处理后的出水水质a. CODcr 50 毫克/升b. BOD5 20, SS 3 毫克/升c. 氨氮 10毫克/升d. 大肠杆菌群 3个/升，余氯0.3毫克/升e. pH 694. 污水处理工艺过程生活污水经过已有的化粪池沉降调节后进入城镇下水道，集中流入污水处理厂，首先经过筛 分去除大块杂物，然后交替进入调节池A或B，向调节池内投加去除有机污染物的药剂， 靠搅拌完成调匀和初级反应过程，并防止在调节池引起沉淀（每个调节池容量为2小时流量： 300立方米），靠污水泵将已经调节好的污水吸入管道，同时靠污水泵吸入端的负压按照设 计的药剂配方吸入污水处理药剂（包括混凝药剂、杀菌消毒药剂、污泥脱水助剂等），经管 道混合后直接从SPR污水净化器底部进入罐体，在SPR净化器罐体内完成混凝、精细过滤 和污泥浓缩全过程，净化后出水经顶部出口管道流出进入清水储存池，靠清水泵将再生水送 给用户（工业用水或灌溉用水），定时间靠清水泵的压力将浓缩后的污泥浆从SPR净水器 的污泥浓缩室压出（污泥浆的含水率98%），并送入重力式污泥浓缩罐再次浓缩（再次浓 缩后的污泥浆含水率95%），靠泥浆泵将污泥浓缩罐再次浓缩后的浓泥浆直接送入污泥脱 水机实施脱水，脱水后的泥饼由汽车运走用以填埋。每运行46小时左右实施一次罐体反 冲洗操作，反冲洗时间为35分钟。每运行68小时左右污泥浓缩室存满后实施一次压力 排泥操作，排泥时间1020分钟。罐体反冲洗污水和污泥脱水过程产生的污水都流回污水 调节池进入下一个净化处理过程。整个污水净化过程只有一台污水泵作为吸取污水、添加药剂、混合、混凝、过滤和送出清水 的动力源，净化污水的电力消耗为0.125度/1立方米污水。处理污水的药剂消耗费用为0.60.8元人民币/立方米。(根据实际污水工艺模拟试验结果， 将最后确定污水处理药剂配方。)污水净化系统连续运行，由6台SPR-50型污水净化器系统并联组成系统，每台产水率为50 立方米/小时，每天按20小时运行计算，日处理水量为1000立方米/台，预留出充分的反冲 洗、排泥等辅助操作和维护时间。全系统日处理污水量为6000立方米。5. 系统主要设备(I) .杂物筛分机(2).污水调节池(3).污水池搅拌机(机械搅拌式或水力搅拌式)(4).污水泵(5).SPR50型污水净化器(6).污泥浓缩罐(7) ,泥浆泵(与污泥压滤机配套)(8) .自动厢式(板框)压滤机(10).药剂储存桶及加药流量计系统(含支承平台构架)(非标制作)(II) .药剂溶解配制装置系统(含支承平台构架)(非标制作)(12).冲氧喷射清水泵实例照片日处理污水4000立方米的系统照片如照片所示为产水率50立方米/小时.台的污水净化器及日处理污水2000立方米的系统。四、结论SPR污水处理新工艺，有效的解决工业和城市排放的高浓度污水及污水中悬浮物质和去除氨 氮含量。处理过污水的水质比以往处理的水质高，可以利用这些水作为城市和工业及浇灌草 地树木的用水，大大减少了对环境的污染和节省淡水资源，这样就可以解决一部分淡水资源 缺乏的地区。广泛的应用这种技术，对社会带来十分巨大的效益。五、参考文献1. 美国SPR污水处理技术2. SPR高浊度污水处理技术3. SPR污水处理技术以经济高效的物化法实现城市污水的再生和回用4. 中国大港油田居民生活污水净化及再生回用系统工程5. 给水排水杂志月刊第29卷 第三期（2003年3月10日出版）