一种水处理软化过程污泥沉降速率的计算方法技术

本发明专利技术公开了一种水处理软化过程污泥沉降速率的计算方法，其特征在于，确定水质药剂软化后水中的Ca

【技术实现步骤摘要】
一种水处理软化过程污泥沉降速率的计算方法
本专利技术涉及一种水处理领域的计算方法，尤其涉及一种水处理软化过程中污泥沉降速率的快速计算方法。
技术介绍
药剂软化是水处理过程中常见的工艺，该工艺主要用于去除水中钙、镁等永久性硬度离子。经过药剂软化后的软水，可用作锅炉给水、循环冷却水的补充水或工业洗涤用水等。在水处理过程中，比如蒸发结晶等工艺，为防止钙、镁等离子在反应过程中产生结垢，往往也需要做水的软化预处理。加药反应后的难溶盐形成污泥絮体，需通过沉降的方式，与废水进行分离。分离速度由污泥沉降速率直接决定。对污泥沉降速率的准确计算，决定了沉淀池的大小和出水效果。传统设计方法一般是通过小试实验确定的污泥沉降速率，作为设计指标进行沉淀池设计，这种方法只体现了小试水样的实验结果，无法应对进水的水质指标变化引起的污泥沉降速率的变化。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种水处理软化过程中，Ca2+的质量浓度在1500～3000mg/L范围内，污泥沉降速率的快速计算方法，其能使污泥沉降速率计算快速简单，并提高计算结果的精确性。本专利技术解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种水处理软化过程污泥沉降速率的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：确定水质药剂软化后水中的Ca2+的质量浓度要求，获得水质药剂软化前水中Ca2+、HCO3-和CO32-的质量浓度，确定药剂软化前Ca2+的质量浓度在1500～3000mg/L范围内；步骤2)：根据水中参加反应的Ca2+的量，根据化学反应方程式Ca2++CO32-→CaCO3↓，计算获得与Ca2+发生反应，生成CaCO3沉淀所需的CO32-的理论药剂投加量；步骤3)：确定药剂投加量、搅拌强度、反应时间、药剂理论投加量，确定药剂过量投加倍数；步骤4)：以药剂过量投加倍数为参数，通过下式计算反应结束后的污泥沉降速率：y＝-1.3021x3+3.4598x2-2.3363x+4.3143式Ⅰ；其中：x为碳酸钠过量投加倍数，取值范围为1～2；y为污泥沉降速率，单位mm/min。在进水Ca2+的质量浓度一定的条件下(1500～3000mg/L范围内)，可通过调整碳酸钠的过量投加倍数(1～2倍)，来严格控制反应后污泥沉降速率在沉淀池设计水力负荷范围内，从而保证出水Ca2+的浓度达标。在软化沉淀池自动加药控制逻辑设计过程中，将出水悬浮物浓度与碳酸钠过量投加倍数相关联，通过调整碳酸钠过量投加倍数来实现快速反馈的智能加药方法。本专利技术对碳酸钠药剂软化的环境条件包括搅拌时间和药剂过量投加倍数，以及药剂软化前、后水中Ca2+浓度进行定量分析，通过理论推导及实验验证获得污泥沉降速率的快速计算方法。该方法快速计算出投药过程与污泥沉降速率的相关值，为工程设计和实际工程应用提供了有力的技术支撑，避免了软化工程设计过程中因药剂量计算过大或过小导致的一系列设计不合理的情况发生，解决了实际工程中因药剂添加过多造成的药剂浪费进而造成成本过高的问题或因药剂添加不足造成的水质软化处理效果不理想等问题。同时可作为自动加药装置的逻辑控制条件，进行相应的程序设计。附图说明图1为本专利技术提供的水处理软化过程污泥沉降速率的计算方法的流程图；图2为实施例中碳酸钠过量投加倍数与污泥沉降速率的分析图。具体实施方式为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。实施例选择一具体水样，Ca2+的质量浓度1800～2300mg/L，在池体参数和搅拌强度均已确定的前提下(池体停留时间30～50min，搅拌机速率梯度800～1000S-1)。通过对不同碳酸钠过量投加倍数条件下(1～2倍)的出水污泥沉降速率分析，验证本专利技术方法的准确性。如图1所示，为本专利技术提供的一种水处理软化过程污泥沉降速率的计算方法的流程图，其包括以下步骤：步骤1)：获得水质药剂软化后水中的Ca2+的质量浓度，同时获得水质药剂软化前水中Ca2+、HCO3-和CO32-的质量浓度；步骤2)：根据水中参加反应的Ca2+的量，根据化学反应方程式Ca2++CO32-→CaCO3↓，计算获得与Ca2+发生反应，生成CaCO3沉淀所需的CO32-的理论药剂投加量；步骤3)：参照《给排水设计手册》(第四册)中关于软化过程的相关计算要求，确定药剂投加量、搅拌强度、反应时间、药剂理论投加量，并根据手册要求，确定药剂过量投加倍数；步骤5)：以药剂过量投加倍数为参数，通过式Ⅰ计算出的污泥沉降速率。同时现场取样，实测污泥沉降速率和出水Ca2+质量浓度。结合最佳出水Ca2+浓度指标，确定保证出水达标前提下的极限碳酸钠的过量投加倍数。将式Ⅰ和极限碳酸钠过量投加倍数作为软化沉淀池自动加药控制逻辑关系和边界指标，写入自动加药控制程序中，从而实现快速反馈的智能加药。y＝-1.3021x3+3.4598x2-2.3363x+4.3143式Ⅰ。实际案列：某矿井水软化处理项目：软化沉淀装置进水水质指标如表1所示。表1序号项目单位指标1pH-7.832TDSg/L14.593浊度NTU2024电导mS/cm29.205总硬度mg/L4050.006钙硬度mg/L2060.00软化用Na2CO3溶液配制质量浓度为10％浓度。在相同的反应时间和搅拌强度下，不同碳酸钠过量投加倍数下污泥沉降速率和出水Ca2+浓度如表2、图2所示。表2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水处理软化过程污泥沉降速率的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1)：确定水质药剂软化后水中的Ca

【技术特征摘要】
1.一种水处理软化过程污泥沉降速率的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：确定水质药剂软化后水中的Ca2+的质量浓度要求，获得水质药剂软化前水中Ca2+、HCO3-和CO32-的质量浓度，确定药剂软化前Ca2+的质量浓度在1500～3000mg/L范围内；
步骤2)：根据水中参加反应的Ca2+的量，根据化学反应方程式计算获得与Ca2+发生反应，生成CaCO3沉...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊智锋，武广，张萌，
申请(专利权)人：上海电站辅机厂有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31