CN109761443A - 基于絮凝沉淀的水质净化系统 - Google Patents

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张艳
万松
马满飞
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Abstract

本发明提供了基于絮凝沉淀的水质净化系统。水质净化系统包括:絮凝反应系统,包括依次连接的第一反应池、第二反应池和第三反应池;絮凝药剂投加系统,通过第一管道与絮凝反应系统连接;沉淀澄清系统,通过第二管道与絮凝反应系统连接;磁泥分离与磁粉回收系统,通过第三管道与沉淀澄清系统连接;污泥脱水系统,通过第四管道与磁泥分离与磁粉回收系统连接;生物酶制剂投加系统,与所述沉淀澄清系统的出水管道连接;以及与以上各个系统电连接的控制器。本发明提供的水质净化系统的集成性和功能性强、能够快速稳定地完成水质净化。

Description

基于絮凝沉淀的水质净化系统
技术领域
本发明涉及污水处理领域,更具体地,涉及基于絮凝沉淀的水质净化系统。
背景技术
目前,稀缺水资源的回用、污水处理厂的提标改造、地表水黑臭水的水质净化、污染水体的应急处理等问题的解决迫在眉睫,急需一种高效的水质净化系统解决方案。
絮凝沉淀技术成熟,在水处理领域应用广泛。然而,传统絮凝沉淀技术存在停留时间长、在实际地表景观水处理过程中应用性差等问题。
为解决传统絮凝沉淀存在的技术问题,研发新的絮凝药剂、絮凝反应过程中投加重介质(磁粉)、构建可移动的一体化设备等措施被大量应用,以尽可能加快沉淀过程,提高絮凝反应效率。
然而,现有的技术方案存在集成性差、功能性单一、在实际地表景观水处理过程中不能长久有效提高水质自净能力、应用性较差等技术缺陷。
发明内容
针对以上问题,本发明提供了一种集成性和功能性强、具有较好处理效果、在实际地表景观水处理过程中应用性强、能够快速稳定完成水质净化的基于絮凝沉淀的一体化高效水质净化系统。
本发明提供了一种水质净化系统,包括:絮凝反应系统,包括依次连接的第一反应池、第二反应池和第三反应池;絮凝药剂投加系统,通过第一管道与所述絮凝反应系统连接;沉淀澄清系统,通过第二管道与所述絮凝反应系统连接;磁泥分离与磁粉回收系统,通过第三管道与所述沉淀澄清系统连接;污泥脱水系统,通过第四管道与所述磁泥分离与磁粉回收系统连接;生物酶制剂投加系统,与所述沉淀澄清系统的出水管道连接;控制器,与所述絮凝反应系统、所述絮凝药剂投加系统、所述沉淀澄清系统、所述磁泥分离与磁粉回收系统、所述污泥脱水系统以及所述生物酶制剂投加系统电连接,以控制所述絮凝反应系统、所述絮凝药剂投加系统、所述沉淀澄清系统、所述磁泥分离与磁粉回收系统、所述污泥脱水系统以及所述生物酶制剂投加系统的开关和运行。
在上述水质净化系统中,所述磁泥分离与磁粉回收系统还通过第五管道与所述絮凝反应系统连接。
在上述水质净化系统中,所述絮凝药剂投加系统配置为向所述第一反应池投加絮凝剂。
在上述水质净化系统中,所述絮凝药剂投加系统还配置为向所述第三反应池投加助凝剂。
在上述水质净化系统中,所述絮凝药剂投加系统包括粉状絮凝剂直接投加装置。
在上述水质净化系统中,所述磁泥分离与磁粉回收系统包括磁泥泵、磁泥剪切机和磁泥分离装置,所述磁泥泵将所述沉淀澄清系统排出的污泥输送至所述磁泥剪切机中,所述磁泥剪切机将污泥中的磁粉分解为自由状态,经过所述磁泥剪切机处理后的污泥进入所述磁泥分离装置回收污泥中的磁粉。
在上述水质净化系统中,所述磁泥分离装置中设置有磁铁以产生磁场,磁场用于将磁粉从污泥中吸出,吸出的磁粉返回所述絮凝反应系统中的所述第二搅拌池。
本发明提供的基于絮凝沉淀的水质净化系统的集成性和功能性强、占地面积小、具有较好处理效果、在实际地表景观水处理过程中应用性强、能够快速稳定地完成水质净化。
附图说明
图1为本发明的水质净化系统进行污水处理的示意图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本发明,但不以任何方式限制本发明。
本发明的基于絮凝的水质净化系统可以包括絮凝反应系统、沉淀澄清系统、絮凝药剂投加系统、磁泥分离与磁粉回收系统、污泥脱水系统、生物酶制剂投加系统、连接管材管件以及电气及自控系统等。
待处理的污水首先进入絮凝反应系统,絮凝反应系统依次包括三个搅拌池,第一搅拌池中投加絮凝剂,通过快速搅拌与进水混合,形成絮体;第二搅拌池中投加磁粉,通过快速搅拌与絮体有效结合,形成更大体积和密度的磁性絮体,强化絮凝过程;第三搅拌池,与前两个搅拌池相比,搅拌速度较慢,有助于絮体矾花的生长,必要时,此第三搅拌池中需加入助凝剂以改善絮凝效果。
絮凝药剂投加系统通过管道与絮凝反应系统连接。絮凝药剂投加系统可以包括絮凝剂的配置、计量和加药装置、粉状絮凝剂精确定量投加装置和助凝剂自动配制投加装置,该絮凝药剂投加系统需根据进水水质和小试实验初步确定投加的药剂种类和加药量。常规情况下,可选择聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)分别作为絮凝剂和助凝剂,如为满足某些实际需要或进一步提高絮凝效果,可有针对性地选择或研制其他功能型絮凝剂;同时该系统增加了粉状絮凝剂直接投加装置,一方面可满足特定无需提前配制的絮凝剂粉料的投加需要,另一方面可简化加药流程。另外,也可以通过絮凝药剂投加系统在第二反应池中投加磁粉。
沉淀澄清系统通过管道与絮凝反应系统连接。经过絮凝反应系统处理的废水进入沉淀澄清系统。沉淀澄清系统可以采用斜管沉淀池,例如,斜管沉淀池可以包括沉淀池框架、斜管及支撑、刮泥机和集水槽等。采用斜管沉淀池有助于污泥的排放。应该理解,也可以采用其他实现污泥和水分离的澄清系统。在沉淀澄清系统中,带有磁体的污泥进行沉淀。
磁泥分离与磁粉回收系统通过管道与沉淀澄清系统连接。在沉淀澄清系统中沉淀的污泥排至磁泥分离与磁粉回收系统。磁泥分离与磁粉回收系统可以包括磁泥泵、磁泥剪切机和磁泥分离装置三部分,磁泥泵将沉淀澄清系统排出的污泥输送至磁泥剪切机中;磁泥剪切机具有剪切和破碎离散双重作用,可将磁粉污泥絮体中的磁粉分解为自由状态,便于后续磁泥分离装置回收污泥中的磁粉;磁泥分离装置采用高梯度磁场,将磁粉从污泥中吸出,返回絮凝反应系统中的第二搅拌池,使得磁粉能够循环使用,同时剩余污泥排出,磁泥分离装置能够将绝大部分磁粉从污泥中吸出回收,磁粉回收率可保证大于99.5%,未吸出的磁粉即损耗,为极小部分。
污泥脱水系统通过管道与磁泥分离与磁粉回收系统连接。从磁泥分离与磁粉回收系统排出的污泥进入污泥脱水系统。污泥脱水系统采用叠螺式污泥脱水机,将磁分离机排出的剩余污泥进行浓缩并脱水处理,形成泥饼外运。
经过沉淀澄清系统处理的水通过沉淀澄清系统的出水管道与生物酶制剂投加系统连接。生物酶制剂投加系统将生物酶制剂通过专用的加药用管道混合器投加到沉淀澄清系统的出水管道里。该生物酶制剂投加系统主要应用于实际地表景观水处理过程中,向经过絮凝沉淀处理的出水中加入微生物酶制剂(例如,消氮灵等),增加水体中有益微生物的数量,提高水体有机物分解能力及脱氮除磷功能,有助于水体自净能力的提高和水质的持续净化。
应该理解,以上各个系统之间可以设置有阀门,以控制各个系统之间的连通。阀门可以通过控制器(图中未示出)进行控制。控制器也可以与上述各个系统进行电连接以控制它们的运行。在以上的各个系统内或各个系统之间的管道中可以设置温度计与流量计等,以监测温度和流量。
另外,为了减小水质净化系统的占地面积和提高水质净化系统的集成度,可以将水质净化系统分为上下双层布置,例如,上层为絮凝反应系统、沉淀澄清系统、磁泥分离与磁粉回收系统及污泥脱水系统,下层为絮凝药剂投加系统和生物酶制剂投加系统以及工作间。
本发明在传统絮凝沉淀的基础上,增加了多样的絮凝药剂投加方式、磁絮凝磁分离反应过程和生物酶制剂投加与混合功能,集成性和功能性强,可根据待处理水的实际情况,进行处理方案的组合变换,以满足多种实际需求。
多样的絮凝药剂投加方式决定了本发明可有针对性地选择絮凝药剂,以满足某些实际需要或提高絮凝效果,还可进一步促进新型功能型絮凝药剂的研制、性能试验及优化和推广应用。其中絮凝药剂投加系统中的粉状絮凝剂直接投加装置,一方面可满足特定无需提前配制的絮凝剂粉料的投加需要,另一方面可简化加药流程。
磁絮凝过程可将水中的不溶性污染物与微粒磁粉(磁粉比重5.2)有效结合,形成更大体积和密度的磁性絮体,强化絮凝效果,使水质透析净化;磁分离过程能够将绝大部分磁粉从污泥中吸出回收,返回磁絮凝反应池,使得磁粉能够循环使用,降低处理成本,磁粉方便回收,磁粉回收率可保证大于99.5%,磁粉损耗为极小部分。与传统絮凝沉淀相比,磁絮凝磁分离反应过程停留时间更短、占地更小、处理效率和处理效果更优异。
生物酶制剂投加系统提高了本发明在实际地表景观水处理过程的应用性,通过向经过絮凝沉淀处理的出水中加入微生物酶制剂,增加水体中有益微生物数量,提高水体有机物分解能力及脱氮除磷功能,使得本发明不仅可在短时间内快速去除SS、藻类、油类、细菌、胶体等非溶解性污染物及其引起的浊度、COD、色度和异味等,还可在长远上降低碳、氮、磷等溶解态营养物质的水质指标,有助于水体自净能力的提高和水质的持续净化。
综上,本发明提供了一种集成性和功能性强、占地面积小、具有较好处理效果、在实际地表景观水处理过程中应用性强、能够快速稳定完成水质净化的基于絮凝沉淀的一体化高效水质净化系统。
本领域技术人员应理解,以上实施例仅是示例性实施例,在不背离本发明的精神和范围的情况下,可以进行多种变化、替换以及改变。

Claims (7)

1.一种水质净化系统,其特征在于,包括:
絮凝反应系统,包括依次连接的第一反应池、第二反应池和第三反应池;
絮凝药剂投加系统,通过第一管道与所述絮凝反应系统连接;
沉淀澄清系统,通过第二管道与所述絮凝反应系统连接;
磁泥分离与磁粉回收系统,通过第三管道与所述沉淀澄清系统连接;
污泥脱水系统,通过第四管道与所述磁泥分离与磁粉回收系统连接;
生物酶制剂投加系统,与所述沉淀澄清系统的出水管道连接;
控制器,与所述絮凝反应系统、所述絮凝药剂投加系统、所述沉淀澄清系统、所述磁泥分离与磁粉回收系统、所述污泥脱水系统以及所述生物酶制剂投加系统电连接,以控制所述絮凝反应系统、所述絮凝药剂投加系统、所述沉淀澄清系统、所述磁泥分离与磁粉回收系统、所述污泥脱水系统以及所述生物酶制剂投加系统的开关和运行。
2.根据权利要求1所述的水质净化系统,其特征在于,所述磁泥分离与磁粉回收系统还通过第五管道与所述絮凝反应系统连接。
3.根据权利要求1所述的水质净化系统,其特征在于,所述絮凝药剂投加系统配置为向所述第一反应池投加絮凝剂。
4.根据权利要求3所述的水质净化系统,其特征在于,所述絮凝药剂投加系统还配置为向所述第三反应池投加助凝剂。
5.根据权利要求1所述的水质净化系统,其特征在于,所述絮凝药剂投加系统包括粉状絮凝剂直接投加装置。
6.根据权利要求1所述的水质净化系统,其特征在于,所述磁泥分离与磁粉回收系统包括磁泥泵、磁泥剪切机和磁泥分离装置,所述磁泥泵将所述沉淀澄清系统排出的污泥输送至所述磁泥剪切机中,所述磁泥剪切机将污泥中的磁粉分解为自由状态,经过所述磁泥剪切机处理后的污泥进入所述磁泥分离装置回收污泥中的磁粉。
7.根据权利要求6所述的水质净化系统,其特征在于,所述磁泥分离装置中设置有磁铁以产生磁场,磁场用于将磁粉从污泥中吸出,吸出的磁粉返回所述絮凝反应系统中的所述第二搅拌池。
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