CN109133282B - 一种磁混凝高效沉淀池污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁混凝高效沉淀池污水处理系统，包括并排3个搅拌池，依次为：混合搅拌池体A、混合搅拌池体B和絮凝搅拌池体。还包括沉淀池，所述沉淀池的池底设置有集泥斗，沉淀池内还设置有浓缩刮泥机，所述浓缩刮泥机包括中心转轴和固定在中心转轴上的刮板组件；所述中心转轴上设置有一圈剩余污泥出泥孔和一圈回流污泥出泥孔，所述剩余污泥出泥孔与磁分离设备连接，所述回流污泥出泥孔与混合搅拌池体B连接，所述中心转轴内还设置有低压提升气管，低压提升气管的另一端连接设置有鼓风机。本发明解决了传统泵提升污泥，易磨损，且能耗高，维护不方便的问题，可广泛应用于磁混凝污水处理领域。

Description

一种磁混凝高效沉淀池污水处理系统

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其是涉及一种磁混凝高效沉淀池污水处理系统。

背景技术

近年来，在污水处理尤其是污水提标领域，高效沉淀池因其处理量大、抗冲击能力强、运行稳定等优点得到了普遍应用，而在此基础上改进的磁混凝高效沉淀池因占地更小、处理效果更佳得到了市场认可。

但就目前的状况来看，无论是高效沉淀池、还是磁混凝高效沉淀池普遍存在如下问题：

1、高效沉淀池底泥含加药(PAC等)反应生成的物化污泥，特别是磁混凝沉淀池中的污泥含有大量磁粉，这些污泥会加剧提升泵的磨损。

2、为了减少回流污泥絮体在提升泵中被打散，设计院多选用转速不高于500rpm的螺杆泵。但螺杆泵存在能耗高，转子与定子直接接触滑动摩擦，磨损快、维护费用高的问题。

3、采用离心泵，叶轮与泵体不接触，但因转速高会打散磁粉，磁粉从絮体中分离，增加对叶轮的磨损，同时回流污泥絮体打散后会降低处理效果。

4、为了上述设备的维护，必须建立安装底面接近沉淀池底的地下泵房，配置众多阀门、弯头等管路附件，还有池底地埋管道、人工上下的楼梯等配套设施，大大增加了占地面积和空间、建造费用。

5、由于磁粉主要成分为四氧化三铁，是一种硬度很高的物质，常用作砂轮磨料，即使采用叶轮衬耐磨材料，或采用耐磨材料泵，也难以避免高速运行的叶轮(或转子)、泵体(定子)的磨损，公知的办法是将这些列为易损件，定期更换，或选择规格大些的泵，变频调速延长寿命，结果是能耗更高、投资和维护费用高。

6、即使采用螺杆泵，因转子与定子紧密接触滑动摩擦也会碾碎污泥絮体、析出磁粉，离心泵叶轮会打散絮体，这些污泥提升泵都会破坏絮体，影响回流污泥处理效果。

7、污泥从池底经众多弯头、阀门、进出泵体，再回到池顶搅拌池或磁粉回收分离机，路径长、弯头多，管路损失较大，能耗较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁混凝高效沉淀池污水处理系统，解决现有磁混凝沉淀池占地和投资大、能耗高，维护不方便，且污泥泵易磨损的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种磁混凝高效沉淀池污水处理系统，包括沉淀池，所述沉淀池的池底设置有集泥斗，沉淀池内还设置有将沉淀的池底污泥刮向集泥斗的浓缩刮泥机，所述浓缩刮泥机包括中心转轴和固定在中心转轴上的刮板组件；所述中心转轴为管状结构，中心转轴的一端伸入集泥斗内，中心转轴高出沉淀池水面的位置处设置有一圈剩余污泥出泥孔，所述剩余污泥出泥孔的外侧设置有圆锥形的剩余污泥盆，剩余污泥盆上部设置有溢流口，所述沉淀池内位于剩余污泥盆的下方还固定设置有剩余污泥收集桶，剩余污泥收集桶连接设置有倾斜向下布置的剩余污泥管，剩余污泥管的另一端连接设置有磁分离设备，所述磁分离设备分离磁粉后的污泥通过下部长方形出料口下卸到剩余污泥池；所述中心转轴内还设置有用于将集泥斗内污泥向上提升的低压提升气管，低压提升气管的另一端连接设置有鼓风机。

进一步的，所述沉淀池的一侧还并排设置有混合搅拌池体A、混合搅拌池体B和絮凝搅拌池体，所述污水依次流经混合搅拌池体A、混合搅拌池体B和絮凝搅拌池体，最后由絮凝搅拌池体进入沉淀池。所述混合搅拌池体A连接设置有PAC配药加药装置，所述絮凝搅拌池体连接设置有PAM配药加药装置。

为方便沉淀池内的污泥回流至混合搅拌池体B内进行絮凝反应，所述中心转轴上位于剩余污泥出泥孔的下方还设置有一圈回流污泥出泥孔，回流污泥出泥孔的外侧设置有回流污泥盆，所述沉淀池内位于回流污泥盆的下方还固定设置有回流污泥收集桶，回流污泥收集桶与混合搅拌池体B间设置有回流污泥管，回流污泥管位于回流污泥收集桶的一端高，位于混合搅拌池体B的一端低。

为方便调节流入剩余污泥管和回流污泥管内的污泥比例，所述中心转轴内还设置有调节回流污泥排出量的调节阀，所述调节阀为套筒阀，套筒阀的提手伸出中心转轴。

为提高磁粉回收率，所述剩余污泥管上还设置有高剪机。

为方便污泥提升，同时，方便控制污泥的提升量，所述低压提升气管的下端设置有布气管，所述低压提升气管与鼓风机连接的一端设置有空气调节阀。

进一步的，所述剩余污泥管和回流污泥管上均设置有污泥流量计。

为方便对混合搅拌池体B进行添加磁粉，所述磁分离设备上还设置有磁粉卸料口，磁粉卸料口通过长方形卸料管直接落入混合搅拌池体B。

为使泥水分离的更加彻底，所述沉淀池上设置有斜管区，沉淀池的上部还设置有出水槽。

与现有污水处理系统相比，本发明具有以下优点：1、无需在沉淀池底部预埋排泥管；2、无需建造沉淀地下排泥泵房；3、无需众多的沉淀池剩余污泥和回流污泥泵；4、磁粉卸料口上移的磁粉回收设备及该设备下移侧部安装，大大节省了剩余污泥提升高程，节约了能耗。上述1、2条减少了土建成本和占地面积，上述3条完全避免了磁粉与泵的磨损，同时回流污泥絮体不会因高速运转泵的叶轮或转子打散、挤碎，回流后参与絮凝反应效果好；提升过程没有污泥与高速运转机械的磨损，没有了水下旋转密封，设备能长期无故障运行，避免了剩余污泥和回流污泥泵的磨损和维护成本。由于没有了地下泵房众多污泥泵、弯头、阀门，污泥回流和剩余污泥提升路径短、沿程阻力损失小，能耗低。由于采用小功率鼓风机(或空压机)，与以往较大功率污泥泵相比，设备成本大幅度降低。以上各项综合起来，由于本方案的实施，大大降低了磁混凝高效沉淀池的占地费和土建费、设备购置费、维护费、系统运行电费。因而大大降低了吨水投资和运行费用，且因回流过程污泥絮体保持完好改善了污水处理效果、减低了药剂费用。

以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。

附图说明

图1为本发明的俯视图。

图2为图1中A-A的剖视图。

图3为图2中B-B的剖视图。

图4为图2中C-C的剖视图。

图5为图2中Ⅰ中心管上部出泥孔大样图。

具体实施方式

实施例，如图1至5所示，一种磁混凝高效沉淀池污水处理系统，包括并排3个搅拌池，依此为：混合搅拌池体A1、混合搅拌池体B2和絮凝搅拌池体3。其中混合搅拌池体B2一边外墙上段为薄不锈刚钢板墙，钢板墙下端外侧搭建混凝土平台22。混合搅拌池体B2外墙通过钢板挡水，钢板外侧紧贴着混凝土平台22固定安装有磁分离设备5，此处优选磁分离机。所述混凝土平台22靠近混合搅拌池体A1附近装有PAM配药加药装置7，其投药管投放至絮凝搅拌池体3。所述混凝土平台22下方与混合搅拌池体B2紧贴着设置有剩余污泥池12，所述混凝土平台22下方与混合搅拌池体A1、剩余污泥池12均相连的设置有设备间23，该设备间23底部与各个基础地面等高，并放置有连接剩余污泥池12的污泥输送泵11以及PAC配药加药装置8，该PAC配药加药装置8投加管连通至混合搅拌池体A1。剩余污泥池12内的污泥通过污泥输送泵11泵入厂区污泥脱水系统进行处理。磁分离设备5旁设置有楼梯连通池顶平台24，池顶平台24上设置有集中控制柜9，负责本磁混凝高效沉淀池污水处理系统全部设备的集中控制。并排3个搅拌池的一侧紧贴着设置有沉淀池4，该沉淀池4顶放置有鼓风机(或空压机)10。所述沉淀池4上设置有斜管区402，沉淀池4的上部还设置有出水槽403，出水槽403连通设置有集水渠404。上清液经多个出水槽汇集到集水渠从一端排出。

所述沉淀池4的池底设置有集泥斗401，沉淀池4内还设置有将沉淀的池底污泥刮向集泥斗401的浓缩刮泥机13，所述浓缩刮泥机13包括中心转轴131和固定在中心转轴131上的刮板组件132；所述中心转轴131为管状结构，中心转轴131的一端伸入集泥斗401内，中心转轴131高出沉淀池4水面的位置处设置有一圈剩余污泥出泥孔133，所述剩余污泥出泥孔133的外侧设置有圆锥形的剩余污泥盆134，剩余污泥盆134上部设置有溢流口，所述沉淀池4内位于剩余污泥盆134的下方还固定设置有剩余污泥收集桶15，剩余污泥收集桶15连接设置有倾斜向下布置的剩余污泥管16，剩余污泥管16的另一端与磁分离设备5连接，所述磁分离设备5下部的污泥出料口为长方形短管，所述短管直接插入剩余污泥池12顶板上的长方形接料孔；磁分离设备5上还设置有磁粉卸料口，磁粉卸料口为长方形短管，所述短管下边与混合搅拌池体B2钢板墙上端静密封连接。所述中心转轴131内还设置有用于将集泥斗401内污泥向上提升的低压提升气管14，低压提升气管14的另一端与鼓风机(或空压机)10的输气管道连接。所述低压提升气管14的下端设置有布气管141，所述低压提升气管14与鼓风机(或空压机)10连接的一端设置有空气调节阀20。空气调节阀20安装在污泥流量计附近，便于现场观察调节空气阀门开度来调节污泥流量。自动控制时可以变频调节鼓风机(或空压机)转速来调节空气流量达到调节污泥流量计显示的污泥流量，可以PLC闭环控制。

所述中心转轴131上位于剩余污泥出泥孔133的下方还设置有一圈回流污泥出泥孔135，回流污泥出泥孔135的外侧设置有回流污泥盆136，所述沉淀池4内位于回流污泥盆136的下方还固定设置有回流污泥收集桶17，回流污泥收集桶17与混合搅拌池体B2间设置有回流污泥管18，回流污泥管18位于回流污泥收集桶17的一端高，位于混合搅拌池体B2的一端低。所述中心转轴131内还设置有调节回流污泥排出量的调节阀19，所述调节阀19为套筒阀，套筒阀的提手伸出中心转轴131。所述剩余污泥管16和回流污泥管18上均设置有污泥流量计21。所述剩余污泥量及回流污泥量的比例通过回流污泥排出孔口附近的套筒阀来调节。所述套筒阀为一安装于刮泥机中心管内同轴线圆筒,其外径与中心管内径预留有间隙，避免了二者之间的机械摩擦。套筒阀的提手延伸到池顶驱动机箱中心顶面以上，便于人工调节，通过套筒阀的上下移动来遮挡中心管出泥孔，达到控制回流污泥排出量与上方剩余污泥排出量的比例。所述回流污泥盆和剩余污泥盆采用上方直径大是为了增加溢流周长，从而减小泥层高度，节约污泥提升高程，节约能耗。

所述剩余污泥管16上还设置有高剪机6，带磁粉的污泥在进入磁分离设备5前通过高剪机6对其进行剪切分离，从而提高磁粉回收率。

待处理水【以下简称原水】先进混合搅拌池体A1，在快速搅拌机作用下原水与混凝剂(一般为PAC)充分混合均匀，使悬浮颗粒脱稳并与水中磷反应，形成小絮体，达到除磷目的。混合搅拌池体A1出水进入混合搅拌池体B2，在快速搅拌机作用下，投加的磁粉和来自沉淀池底的回流污泥在混合搅拌池体B2内与原水充分混合絮凝。混合搅拌池体B2出水进入絮凝搅拌池体3，在絮凝搅拌池体3内慢速搅拌机作用下，投加的絮凝剂PAM与原水均匀混合，使原水中包含磁粉的微小絮体变大。絮凝搅拌池体3出水，包含带磁粉的泥水絮体经布水区进入沉淀池4，较大的絮体直接沉入池底，非常微小的悬浮颗粒在通过斜管区时落回池底，实现泥水分离，上清液经出水槽排出，沉降的污泥在浓缩刮泥机作用下从池周边刮向池底中心集泥斗401内。沉淀池底集泥斗401的污泥，大部分回流到混合搅拌池体B2参与絮凝反应，小部分剩余污泥经磁分离设备5分离磁粉后，污泥进入厂区污泥脱水系统、磁粉下落到混合搅拌池体B2参与混合絮凝反应。

所述污泥从沉淀池底中心泥斗在中心轴管内上行无需排泥泵，且污泥在管内上行速度较低、均衡、稳定、调节方便。污泥絮体不会打散而析出磁粉，稳定的低流速对管路磨损极小，因此，上述污泥排出过程完全没有了污泥泵的磨损。且上述污泥排出过程完全没有了污泥絮体被打散的情况，因而改善了回流污泥参与絮凝反应的效果。同时，上述污泥上行到达B池路径短，无需经过泵和众多弯头阀门、沿程阻力小，能耗低。

污泥从池底上行的运动原理是：在池顶刮泥机驱动机箱中心插入气管，来自鼓风机或空压机的低压空气沿气管垂直下行直达沉淀池中心小泥斗，在气管下端布气管的引导下，从多个气孔中向上低速喷出，使得管内整个横截面布气均匀，确保刮泥机中心管内气体与污泥均匀混合形成低密度的混合流体，在管下及外部沉淀池泥水压力和浮力作用下沿中心管垂直上行，到达水面以上设定高度位置时，空气从污泥中分离上行从驱动机箱顶部中心的多个排气孔进入大气中，污泥则分别自流到B池和磁粉回收设备E的进口。

进一步的，为了减小剩余污泥提升高度，节约能耗，磁粉回收设备安装基础底面下移到低于混合搅拌池B顶板1.7米多的侧壁外部低位平台位置。

再进一步的，磁粉卸料点由磁鼓水平中心外圆母线位置向上旋转至45°母线位置，提高磁粉卸料高度至高于混合搅拌池B水面以上约0.3M位置，保证磁粉能依靠重力和少量冲洗水完全下落到混合搅拌池B中。而磁粉回收机进泥口相对于磁鼓水平中心线位置不变。通过上述两项措施，使得磁粉回收机进泥管中心由高于混合搅拌池B顶面1.38M下降到低于混合搅拌池B顶面0.35M，合计降低了1.73M。使得剩余污泥提升高度降到只需高于混合搅拌池B水面0.2M～0.3M的标高位置。大大节约了污泥提升能耗。

所述剩余污泥和回流污泥的回流过程，整个过程无动密封、无阀门，只有一个污泥流量计，路径短、沿程阻力低，无磨损、能耗低，省维护。

以一套日处理量为50000方的磁混凝高效沉淀池为例，按传统的方法，设计院常规采用螺杆泵2台15KW，流量50——100M3/h变频调速来完成回流污泥和剩余污泥的提升。而采用本发明一种磁混凝高效沉淀池只需一台功率4KW的鼓风机，即可同时完成剩余污泥和回流污泥的提升。装机容量由2*15＝30kw降到4kw，按功率因素0.8计算，每天运行24小时可以省电：

(30*0.8*24)—(4*0.8*24)＝499.2度电，按每年365天计算，一年可以节约电能

499.2*365＝182208度电。按每度电0.6元计算，每年可节约电费：

182208*0.6＝109324.8元人民币。

而且本发明避免了磁粉对泵的磨损，大大节约了设备维护时间和费用。

以上各项综合起来，由于本方案的实施，大大降低了磁混凝高效沉淀池的占地面积(费用)和土建费、设备购置费、维护费、系统运行电费。因而大大降低了吨水投资和运行费用，且因回流过程污泥絮体保持完好改善了污水处理效果、减低了药剂费用。

Claims (3)

1.一种磁混凝高效沉淀池污水处理系统，包括沉淀池（4），其特征在于：所述沉淀池（4）的池底设置有集泥斗（401），沉淀池（4）内还设置有将沉淀的池底污泥刮向集泥斗（401）的浓缩刮泥机（13），所述浓缩刮泥机（13）包括中心转轴（131）和固定在中心转轴（131）上的刮板组件（132）；所述中心转轴（131）为管状结构，中心转轴（131）的一端伸入集泥斗（401）内，中心转轴（131）高出沉淀池（4）水面的位置处设置有一圈剩余污泥出泥孔（133），所述剩余污泥出泥孔（133）的外侧设置有圆锥形的剩余污泥盆（134），剩余污泥盆（134）上部设置有溢流口，所述沉淀池（4）内位于剩余污泥盆（134）的下方还固定设置有剩余污泥收集桶（15），剩余污泥收集桶（15）连接设置有倾斜向下布置的剩余污泥管（16），剩余污泥管（16）的另一端连接设置有磁分离设备（5），所述磁分离设备（5）的污泥出料口管道连接设置有剩余污泥池（12）；所述中心转轴（131）内还设置有用于将集泥斗（401）内污泥向上提升的低压提升气管（14），低压提升气管（14）的另一端连接设置有鼓风机（10）；

所述沉淀池（4）的一侧还并排设置有混合搅拌池体A（1）、混合搅拌池体B（2）和絮凝搅拌池体（3），所述污水依次流经混合搅拌池体A（1）、混合搅拌池体B（2）和絮凝搅拌池体（3），最后由絮凝搅拌池体（3）进入沉淀池（4）；

所述中心转轴（131）上位于剩余污泥出泥孔（133）的下方还设置有一圈回流污泥出泥孔（135），回流污泥出泥孔（135）的外侧设置有回流污泥盆（136），所述沉淀池（4）内位于回流污泥盆（136）的下方还固定设置有回流污泥收集桶（17），回流污泥收集桶（17）与混合搅拌池体B（2）间设置有回流污泥管（18），回流污泥管（18）位于回流污泥收集桶（17）的一端高，位于混合搅拌池体B（2）的一端低；

所述磁分离设备（5）上还设置有磁粉卸料口，磁粉卸料口通过长方形卸料短管直接落入混合搅拌池体B（2）；剩余污泥提升高度降到只需高于混合搅拌池体B（2）水面0.2M～0.3M的标高位置，大大节约了污泥提升能耗；

所述中心转轴（131）内还设置有调节回流污泥排出量的调节阀（19），所述调节阀（19）为套筒阀，套筒阀的提手伸出中心转轴（131）；

所述低压提升气管（14）的下端设置有布气管（141），所述低压提升气管（14）与鼓风机（10）连接的一端设置有空气调节阀（20）；

所述剩余污泥管（16）和回流污泥管（18）上均设置有污泥流量计（21）；

所述回流污泥盆（136）和剩余污泥盆（134）上方直径大。

2.如权利要求1所述的磁混凝高效沉淀池污水处理系统，其特征在于：所述剩余污泥管（16）上还设置有高剪机（6）。

3.如权利要求1所述的磁混凝高效沉淀池污水处理系统，其特征在于：所述沉淀池（4）上设置有斜管区（402），沉淀池（4）的上部还设置有一组出水槽（403），出水槽（403）连通设置有集水渠（404）。