CN105884030A - 一种厌氧-缺氧-好氧污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种厌氧‑缺氧‑好氧污水处理装置，包括厌氧池、缺氧池、好氧池、磁场发生器、污水二次过滤装置、磁粉回收装置，厌氧池上端设有进水口，厌氧池中充满磁粉和活性污泥，在所述厌氧池外围有磁场发生器，所述磁场发生器包括磁场测试仪、铁罩、电源、太阳能发电板、变压器和螺旋线圈，螺旋线圈缠绕在厌氧池的外围，螺旋线圈与变压器相连接，变压器连接电源和太阳能发电板，磁场测试仪的感应端伸入厌氧池内，铁罩罩在螺旋线圈的外围和底部。本发明对污泥区微生物施加弱变化磁场,反应区同时发生生化反应、磁生物效应以及磁场力运动区，并且提供微生物从厌氧‑缺氧‑好氧的生存环境，从而加强微生物对有机质的降解。

Description

一种厌氧 - 缺氧 - 好氧污水处理装置

技术领域

本发明涉及一种工业废水净化领域，特别是一种厌氧-缺氧-好氧的污水处理装置和方法。

背景技术

食品工业废水通常采用生物处理。然而，温度对微生物的生长、繁殖、代谢、物种分布和种群数量等有着重要影响，进而影响污水处理效率。此外，温度对活性污泥性能和废水的絮凝粘度有很大的影响。

随着污水处理标准的日益严格，传统的食品工业废水处理方法无法满足要求。特别是在低温条件下，微生物的代谢能力降低，化学反应速率也会降低。因此，生物处理废水的效率也会降低。针对上述问题，在低温条件下，常规处理器具有不稳定的运行和低的反应效率，从而使不合格的废水排放到外界。

发明内容

本发明的目的在于提供一种厌氧-缺氧-好氧污水处理装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种厌氧-缺氧-好氧污水处理装置，包括厌氧池、缺氧池、好氧池、磁场发生器、污水二次处理装置和磁粉回收装置，所述厌氧池上端设有进水口，侧面靠上设有出水口，厌氧池中充满磁性粉和活性污泥，在所述厌氧池外围有磁场发生器，所述磁场发生器包括磁场测试仪、铁罩、电源、太阳能发电板、变压器和螺旋线圈，所述螺旋线圈缠绕在厌氧池的外围，螺旋线圈与变压器相连接，变压器与电源相连，所述磁场测试仪的感应端伸入厌氧池内，所述铁罩罩在螺旋线圈的外围和底部，所述电源通过变压器控制螺旋线圈的电流强度和方向，从而控制磁场的大小和方向，在厌氧池中心模拟了一个可变磁场，此磁场作用于处理器内，磁场和磁粉都对厌氧池中微生物产生磁性生物效应，铁罩减弱了磁场对除厌氧池以外的其他设施的干扰，磁场测试仪在厌氧池内检测磁场强度，所述缺氧池通过管道a与厌氧池连接，所述好氧池通过管道b与缺氧池连接，所述污水二次处理装置通过管道c与好氧池连接，所述污水二次处理装置包括过滤膜、净水口、污泥出口和污泥回流管，从好氧池出水口排出的水，经过滤膜进一步净化从净水口排出，而未通过过滤膜的悬浮物由磁粉回收装置处理后由污泥出口排出，经污泥回流管回到厌氧池内，所述磁粉回收装置包括铁芯、线圈、移动支架、PH测试仪、自动控制系统，所述线圈缠绕在铁芯外表面组成电磁铁，并与自动控制系统相连，所述移动支架与所述自动控制系统相连接，自动控制系统控制移动支架的升降和左右移动，所述PH测试仪安装在磁粉回收装置内，不同的 pH 值下，磁粉表面电荷不同，在 pH 值为 6 左右，磁粉表面呈阳性，为正电荷，使水中呈阴性的有机羧酸类分子粘附于它，并在外磁场的作用下团聚长大，从而实现与水的分离；在pH 值为10左右的条件下，磁种表面呈阴性，为负电荷，与有机羧酸类分子发生相斥，因此磁分离得到的絮体污泥用碱调节 pH 值至 10 左右，吸附在磁粉表面的污染物发生脱离，线圈在通电情况下与铁芯形成磁场产生磁力，可以吸附污泥中的磁粉，自动控制系统控制移动支架移动到厌氧池中，并断电，线圈与铁芯形成的磁场消失，磁粉自动脱落到厌氧池中。

优选的，所述管道a、管道b、管道c和污泥回流管的外围都缠有线圈。

优选的，所述厌氧池顶部设置密封盖，所述缺氧池顶部设有池盖，池盖上开有6-8个小孔。

优选的，所述好氧池内设有纯氧曝气装置。

优选的，所述线圈缠绕在铁芯外表面组成的电磁铁有多个。

优选的，一种用该装置处理污水的方法，方法如下：将厌氧池放置在磁场发生器的螺旋线圈中，并使电源处于断开状态，控制厌氧池内的温度在5-16℃之间，控制活性污泥与废水比例在4.5 g：1L和5.5 g：1L之间，控制磁粉与废水的比例在0.8g：1L和1.5 g：1L之间，每天向厌氧池中增加废水，废水中有机物的浓度为0.05kg/m³，磁粉与活性污泥作用生成一种絮凝混合物，将磁粉与活性污泥的絮凝混合物培养18-25天后，接通电源，控制磁场强度在0-150mT之间有规律的变化，每天向厌氧池中增加废水，废水中有机物的浓度在1.0-1.5 kg/m³之间，在35-45天后，厌氧池中的活性污泥与有机物达到一个稳定的运行状态，第一次污水处理完成。

优选的，所述磁粉由天然磁铁Fe₃O₄作为种子，细磨磁种子使粒径小于3毫米，再用磁力分离器净化磁种子，磁粉的纯度超过96%。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该装置和方法采用磁场磁性粉末微生物强化系统，通过磁性生物效应提高微生物活性，并通过磁力驱动提高传质效率。因此，克服了低温条件下常规废水处理有机物不稳定和低的降解率的缺点。在磁场中混合磁性粉末的微生物系统，磁粉和活性污泥絮凝污泥结构紧凑，磁性粉体具有较大的比重，因此活性污泥具有较好的沉降性能。通过外加磁场，在厌氧池中形成磁力，磁力加速污泥絮体的运动，这是一个组合的带电粒子和磁性粉末，从而提高传质速率。螺旋线圈和磁粉都对厌氧池中微生物产生磁性生物效应。由于微生物中过渡金属离子存在于生物酶的活性中心，磁场效应使酶活性中心被曝光或包围，使酶的构象变化，酶活性增强。此外，在磁场中，水渗透压和细胞膜透性增强，有利于微生物的养分吸收。本发明对污泥区微生物施加弱变化磁场,反应区同时发生生化反应、磁生物效应以及磁场力运动，并且提供微生物从厌氧-缺氧-好氧的生存环境，从而加强微生物对有机质的降解。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的原理示意图。

图中： 1、厌氧池，2、磁粉，3、活性污泥，4、缺氧池，5、好氧池，6、进水口，7、磁场测试仪，8、铁罩，9、电源，10、变压器，11、螺旋线圈，12、污泥出口，13、污水二次处理装置，14、净水口，15、过滤膜，16、PH测试仪，17、磁粉回收装置，18、线圈，19、铁芯，20、支架，21、自动控制系统，22、污泥回流管，23、纯氧曝气装置，24、管道a，25、管道b，26、管道c，27、太阳能发电板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图，本发明提供一种技术方案：一种厌氧-缺氧-好氧污水处理装置，包括厌氧池1、缺氧池4、好氧池5、污水二次过滤装置13和磁粉回收装置17，厌氧池1上端设有进水口6，厌氧池1中充满磁粉2和活性污泥3，在厌氧池1外围有磁场发生器，厌氧池1顶部设置密封盖，缺氧池4顶部设有池盖，池盖上开有4-8个小孔，好氧池6内设有纯氧曝气装置23。磁场发生器17包括磁场测试仪7、铁罩8、电源9、太阳能发电板27、变压器10和螺旋线圈11，螺旋线圈11缠绕在厌氧池1的外围，变压器10与螺旋线圈11相连接，电源9和太阳能发电板27都与变压器10相连，磁场测试仪7的感应端伸入厌氧池1内，铁罩8罩在螺旋线圈11的外围和底部，电源9通过变压器10控制螺旋线圈11的电流强度和方向，从而控制磁场的大小和方向，在厌氧池中心模拟了一个可变磁场，此磁场作用于厌氧池1内，磁场和磁粉都对厌氧池中微生物产生磁性生物效应，将厌氧池放置在磁场发生器的螺旋线圈中，并使电源和太阳能发电板都处于断开状态，控制厌氧池内的温度在10℃之间，控制活性污泥与废水比例在5 g：1L，控制磁粉与废水的比例在1 g：1L，磁粉2由天然磁铁Fe₃O₄作为种子，细磨磁种子使粒径9微米，再用磁力分离器净化磁种子，磁粉2的纯度超过98%，每天向厌氧池1中增加废水，废水中有机物的浓度为0.05kg/m³，磁粉与活性污泥作用生成一种絮凝混合物，将磁粉与活性污泥的絮凝混合物培养22天后，接通电源9或太阳能发电板27，在太阳能发电板27供电不足时，使用电网电源9，控制磁场强度在150-200mT之间有规律的变化，每天向厌氧池1中增加废水，废水中有机物的浓度在1.2 kg/m³之间，在40天后，厌氧池中的活性污泥与有机物达到一个稳定的运行状态，通过以上的处理，厌氧池运行稳定的低温条件下COD的去除率可提高28-33%左右，氨氮的去除率可提高13- 18%，第一次污水处理完成，铁罩8减弱了磁场对除厌氧池以外的其他设施的干扰，磁场测试仪7在厌氧池1内检测磁场强度，缺氧池4通过管道a24与厌氧池1连接，好氧池5通过管道b25与缺氧池4连接，污水二次处理装置13通过管道c26与好氧池5连接，污水二次处理装置13包括过滤膜15、净水口14、污泥出口12和污泥回流管22，从好氧池5出水口排出的水，经过滤膜15进一步净化从净水口14排出，而未通过过滤膜15的悬浮物由磁粉回收装置17处理后由污泥出口12排出，经污泥回流管22再回收到厌氧池1内，实现了活性污泥的循环利用，管道24、管道b25、管道c26和污泥回流管22的外围都缠有线圈，磁粉回收装置17包括铁芯19、线圈18、移动支架20、PH测试仪16、自动控制系统21，线圈18缠绕在铁芯19外表面组成电磁铁，并与自动控制系统21相连，移动支架20与自动控制系统相连接， PH测试仪22安装在磁粉回收装置17内，不同的 pH 值下，磁粉2表面电荷不同，在 pH 值为 6 左右，磁粉2表面呈阳性，为正电荷，使水中呈阴性的有机羧酸类分子粘附于它，并在外磁场的作用下团聚长大，从而实现与水的分离；在pH 值为10左右的条件下，磁粉2表面呈阴性，为负电荷，与有机羧酸类分子发生相斥，因此磁分离得到的絮体污泥用碱调节 pH 值至 10 左右，吸附在磁粉2表面的污染物发生脱离，线圈18在通电情况下与铁芯19形成磁场产生磁力，可以吸附污泥中的磁粉2，自动控制系统21控制移动支架20移动到厌氧池1中，并断电，线圈18与铁芯19形成的磁场消失，磁粉自动脱落到厌氧池中，实现了磁粉2的再回收利用，其中线圈18缠绕在铁芯19外表面组成的电磁铁可以有多个。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种厌氧-缺氧-好氧污水处理装置，其特征是：包括厌氧池、缺氧池、好氧池、磁场发生器、污水二次处理装置和磁粉回收装置，所述厌氧池上端设有进水口，厌氧池中充满磁性粉和活性污泥，在所述厌氧池外围有磁场发生器，所述磁场发生器包括磁场测试仪、铁罩、电源、太阳能发电板、变压器和螺旋线圈，所述螺旋线圈缠绕在厌氧池的外围，螺旋线圈与变压器相连接，变压器连接电源和太阳能发电板，所述磁场测试仪的感应端伸入厌氧池内，所述铁罩罩在螺旋线圈的外围和底部，所述电源通过变压器控制螺旋线圈的电流强度和方向，从而控制磁场的大小和方向，在厌氧池中心模拟了一个可变磁场，此磁场作用于处理器内，磁场和磁粉都对厌氧池中微生物产生磁性生物效应，铁罩减弱了磁场对除厌氧池以外的其他设施的干扰，磁场测试仪在厌氧池内检测磁场强度，所述缺氧池通过管道a与厌氧池连接，所述好氧池通过管道b与缺氧池连接，所述污水二次处理装置通过管道c与好氧池连接，所述污水二次处理装置包括过滤膜、净水口、污泥出口和污泥回流管，从好氧池出水口排出的水，经过滤膜进一步净化从净水口排出，而未通过过滤膜的悬浮物由磁粉回收装置处理后由污泥出口排出，经污泥回流管再回收到厌氧池内，所述磁粉回收装置包括铁芯、线圈、移动支架、PH测试仪、自动控制系统，所述线圈缠绕在铁芯外表面组成电磁铁，并与自动控制系统相连，所述移动支架与所述自动控制系统相连接，自动控制系统控制移动支架的升降和左右移动，所述PH测试仪安装在磁粉回收装置内，不同的 pH 值下，磁粉表面电荷不同，在 pH 值为 6 左右，磁粉表面呈阳性，为正电荷，使水中呈阴性的有机羧酸类分子粘附于它，并在外磁场的作用下团聚长大，从而实现与水的分离；在pH 值为10左右的条件下，磁种表面呈阴性，为负电荷，与有机羧酸类分子发生相斥，因此磁分离得到的絮体污泥用碱调节 pH 值至 10 左右，吸附在磁粉表面的污染物发生脱离，线圈在通电情况下与铁芯形成磁场产生磁力，可以吸附污泥中的磁粉，自动控制系统控制移动支架移动到厌氧池中，并断电，线圈与铁芯形成的磁场消失，磁粉自动脱落到厌氧池中。

2.根据权利要求1所述的一种可变磁场的污水处理装置，其特征是：所述管道a、管道b、管道c和污泥回流管的外围都缠有线圈。

3.根据权利要求1所述的一种可变磁场的污水处理装置，其特征是：所述厌氧池顶部设置密封盖，所述缺氧池顶部设有池盖，池盖上开有4-8个小孔。

4.根据权利要求1所述的一种可变磁场的污水处理装置，其特征是：所述好氧池内设有纯氧曝气装置。

5.根据权利要求1所述的一种可变磁场的污水处理装置，其特征是：所述线圈缠绕在铁芯外表面组成的电磁铁有多个。

6.一种用该装置处理污水的方法，其特征在于利用权力要求1所述的可变磁场污水处理装置，方法如下：

将厌氧池放置在磁场发生器的螺旋线圈中，并使电源和太阳能发电板处于断开状态，控制厌氧池内的温度在5-16℃之间，控制活性污泥与废水比例在4.5 g：1L和5.5 g：1L之间，控制磁粉与废水的比例在0.8g：1L和1.5 g：1L之间，每天向厌氧池中增加废水，废水中有机物的浓度为0.05kg/m³，磁粉与活性污泥作用生成一种絮凝混合物，将磁粉与活性污泥的絮凝混合物培养18-25天后，接通太阳能发电板或电源，控制磁场强度在0-150mT之间有规律的变化，每天向厌氧池中增加废水，废水中有机物的浓度在1.0-1.5 kg/m³之间，在35-45天后，厌氧池中的活性污泥与有机物达到一个稳定的运行状态，首次污水处理完成。

7.根据权利要求6所述的一种处理污水的方法，其特征在于：所述磁粉由天然磁铁Fe₃O₄作为种子，细磨磁种子使粒径小于3毫米，再用磁力分离器净化磁种子，磁粉的纯度超过96%。