净水厂的排泥水悬浮固体浓度SS监测方法

摘要

本发明提供一种净水厂的排泥水悬浮固体浓度SS监测方法，涉及各单元处理构筑物排泥水悬浮固体浓度SS的快速水质监测方法。排泥水的悬浮固体浓度SS随着污泥浓度和浊度的变化而变化，本发明通过对不同阶段排泥水污泥浓度和浊度的测定，利用数学方程拟合了SS与污泥浓度和浊度变化关系，实现了及时监测各单元处理构筑物排泥水的SS。排泥水SS与污泥浓度和浊度的关系可用下式表示：污泥浓度＞2g/L时，SS＝a

说明书

技术领域

本发明涉及一种水质监测方法，具体涉及净水厂絮凝、沉淀和过滤构筑物排泥水水质悬浮固体浓度SS的快速监测。

背景技术

净水厂在生产符合生活饮用水卫生标准的饮用水同时，也产生了大量的生产排泥水，这些排泥水主要来自絮凝池、沉淀池(澄清池)的排泥和滤池的反冲洗，其水量一般约占净水厂总水量的4％～7％。良好的排泥运行工况不仅是保证净水厂出水水质的重要措施，而且对水厂节水减污具有重要影响。反映排泥水悬浮物固体含量的水质指标SS是指导水厂排泥运行工况和水厂排泥工艺设计的主要控制参数。多年来，由于该指标测定耗时长，我国目前运行大多数净水厂都缺乏排泥水的实际运行SS参数，排泥工况的仅凭经验调节；水厂排泥工艺设计，由于缺乏水厂排泥水的实际运行SS数据，基本上套用国外的公式和参数进行计算设计，工程投产运行后，设计工况往往与实际情况存在较大的差异，带来运行管理的诸多不变。通过应用本发明排泥水SS的监测方法，能够及时掌握净水厂各单元构筑物排泥水的SS，有助于准确调节、控制排泥运行工况和污泥处理工况，保证净水厂出水水质。

发明内容

发明目的：

本发明的目的是运用便携式污泥浓度仪和便携式浊度仪快速测出排泥水的SS，有助于准确调节净水厂各单元处理构筑物的排泥运行工况和净水厂的污泥处理工况，保证净水厂出水水质。

技术方案：

本发明为实现上述目的采用如下技术方案：

A、净水厂的排泥水悬浮固体浓度SS监测方法污泥浓度区间的确定：根据净水厂各单元处理构筑物排泥水的SS与污泥浓度和浊度的存在不同的对应关系，按污泥浓度分为三个区间：高浓度，即污泥浓度＞2g/L；中浓度，即0.5g/L≤污泥浓度≤2g/L；低浓度，污泥浓度＜0.5g/L。

B、对于不同的单元处理构筑物的排泥水的不同污泥浓度，分别选择下列式，确定相关关系：

①当污泥浓度为高浓度，即污泥浓度＞2g/L时，SS＝a₁e^bx；

②当污泥浓度为中浓度，即0.5g/L≤污泥浓度≤2g/L时，SS＝a₂x；

③当污泥浓度为中浓度，即污泥浓度＜0.5g/L时，SS＝cy；

式中SS为悬浮固体浓度(mg/L)，x为污泥浓度(g/L)，y为浊度(NTU)，a₁、a₂、b均为污泥浓度与SS的关系系数；c为SS与浊度的关系系数。

C、不同水源净水厂的单元处理构筑物排泥水的SS与污泥浓度和浊度的关系系数确定：

步骤a、分别取净水厂各单元处理构筑物的生产排泥水，在水样均匀的条件下，用污泥浓度仪分别测量水样的污泥浓度，确定各单元处理构筑物生产排泥水的水样浓度阶段；

步骤b、对于高、中浓度区间，即污泥浓度＞2g/L和0.5g/L≤污泥浓度≤2g/L，采用污泥浓度仪进行SS与污泥浓度的关系系数确定；对于低浓度区间，即污泥浓度＜0.5g/L，采用浊度仪进行SS与浊度的关系系数确定；

步骤c、取单元构筑物的排泥水20L，静止沉淀2h，分离沉淀污泥和上清液，并取出上清液待用；

步骤d、用步骤c中分离的上清液按不同的污泥浓度或浊度稀释步骤c中的沉淀污泥，配制成不同污泥浓度或不同浊度的排泥水并记录相应的污泥浓度或浊度，同时用重量法(GB11901-89)测定污泥浓度或浊度对应的SS值；

步骤e、将步骤d得到的SS～污泥浓度或SS～浊度的数据按排泥水SS与污泥浓度和浊度的关系式进行关系系数的数值拟合，得出a₁、b；a₂或c的值。

所述关系系数a₁、a₂、b、c的变化范围为：对于长江水源：a₁在1400～2600之间变化，b在0.12～0.18之间变化；a₂在800～1000之间变化；c在1.3～1.5之间变化。

有益效果：

本发明通过操作便捷的排泥水浓度或浊度检测，利用数学方程拟合计算实现了耗时长、测定误差大的排泥水SS监测。该方法可以对净水厂各单元构筑物排泥水SS及时进行监测分析，有助于调节和准确控制排泥运行工况，保证净水厂出水水质，对节水减污起到促进作用，具体如下：

①、运用便携式污泥浓度仪和便携式浊度仪测定自来水厂排泥水的SS，避免了取水、过滤、烘干等繁琐的程序；

②、该方法现场测定单人即可完成，节省了人力资源，操作成本低廉，经济可行性较高；

③、该方法可以应用于任何自来水厂排泥水SS的测定，操作简便，易于实现。

附图说明

图1是本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：

监测地点：南京某城市自来水厂

水厂净水处理工艺：长江原水→澄清→过滤→消毒→出厂水

单元处理构筑物排泥水来自：澄清池、V型滤池

A、净水厂的排泥水悬浮固体浓度SS监测方法污泥浓度区间的确定：

取少量澄清池、V型滤池的排泥水，搅拌使水样保持均匀，用便携式污泥浓度仪测定污泥浓度，澄清池污泥浓度为16g/L左右＞2g/L为高浓度区间，V型滤池气冲和气水中冲的排泥水污泥浓度为1.5g/L左右∈0.5g/L≤污泥浓度≤2g/L为中浓度区间，水冲的排泥水的污泥浓度＜0.5g/L为低浓度区间。

B、选择澄清池和V型滤池SS关系式：

①澄清池排泥水，SS＝a₁e^bx；

②V型滤池气冲、气水冲排泥水，SS＝a₂x；

③V型滤池水冲排泥水，SS＝cy；

式中SS为悬浮固体浓度(mg/L)，x为污泥浓度(g/L)，y为浊度(NTU)，a₁、a₂、b均为污泥浓度与SS的关系系数；c为SS与浊度的关系系数。

C、以长江为水源净水厂的单元处理构筑物排泥水的SS与污泥浓度和浊度的关系系数确定：

步骤a、分别取澄清池、V型滤池的排泥水20L，静止沉淀2h，分离沉淀污泥和上清液，并取出上清液待用；

步骤b、用步骤a中分离的上清液按不同的污泥浓度或浊度稀释步骤a中的沉淀污泥，配制成不同污泥浓度或不同浊度的排泥水并记录相应的污泥浓度或浊度，同时用重量法(GB11901-89)测定污泥浓度或浊度对应的SS值；

步骤c、将步骤b得到的SS～污泥浓度或SS～浊度的数据进行数学方程关系系数的数值拟合，得出a₁、b；a₂或c的值。

澄清池排泥水SS值确定及验证数据分别见表1、表2：高浓度(污泥浓度＞2g/L)

表1澄清池排泥水SS～污泥浓度关系系数确定表

  浓度仪读数(g/L)  19.9  19  17.9  16.7  15.8  14.2  13.3  12  SS(mg/L)  34212  29248  23263  19942  18483  14498  13325  11923  浓度仪读数(g/L)  10.7  9.4  8.3  7.2  6.2  5.2  4.3  3.3  SS(mg/L)  10099  8767  7494  6841  6166  4993  4504  3559

由上表可得污泥浓度仪读数(x)与SS的关系式：

SS＝2381e^0.14x(mg/L)，         R²＝0.9952

当a₁取2381、b取0.14时，其相关性良好。

表2澄清池排泥水SS检验表

 取样时间(s)  浓度仪读数(g/L)  SS(mg/L)  计算SS值(mg/L)  差值(mg/L)  0  18.3  27269  30858  -3589  30  16.4  24725  23572  1156  60  16.1  22936  22620  316

经现场测定(表2)检验，计算SS值与现场测定SS误差在±4000mg/L以内，由于澄清池排泥水浓度很高，故能够反映真实情况。

V型滤池排泥水SS值确定及验证数据分别见表3～表6：

①气冲、气水冲排泥水：中浓度(0.5g/L≤污泥浓度≤2g/L)

表3V型滤池气冲、气水冲排泥水SS～污泥浓度关系系数确定表

  浓度仪读数(g/L)  2.0  1.7  1.4  1.1  0.8  0.5  SS(mg/L)  1970  1688  1452  1085  786  532

由上表可得污泥浓度仪读数(x)与SS的关系式：

SS＝977x(mg/L)          R²＝0.9971

当a₂取977时，其相关性良好。

表4V型滤池气冲、气水冲排泥水SS检验表

经现场测定(表4)检验，计算SS值与现场测定SS误差在±200mg/L以内，故能够反映真实情况。

②水冲排泥水：低浓度(污泥浓度＜0.5g/L)

表5V型滤池水冲排泥水SS～污泥浓度关系系数确定表

  浊度仪读数(NTU)  309  224  174  147  112  97.8  82.3  SS(mg/L)  505  363  246  203  157  142  114  浊度仪读数(NTU)  67.9  51.9  37  20.9  13.3  6.05  5

  浊度仪读数(NTU)  309  224  174  147  112  97.8  82.3  SS(mg/L)  100  68  49  26  22  8  3

由上表可得V型滤池排泥水浊度y与SS的关系式：

SS＝1.4y(m/L)    R²＝0.9953

当c取1.4时，其相关性良好。

表6V型滤池水冲排泥水SS检验表

经现场测定(表6)检验，计算SS值与现场测定SS值误差在±30mg/L，故能够反映真实情况。