CN109867336A - 一种可以智能控制的磁吸附水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可以智能控制的磁吸附水处理系统，该系统包括定量加药控制器、LED显示触控屏、分析单元、磁种投加控制单元、絮凝剂投加控制单元、前馈控制器、后馈控制器、前馈计量泵、后馈计量泵、监测单元、进水水质监测器、出水水质监测器、絮凝剂储罐、磁种储罐、控制导线、搅拌器、磁絮凝反应器、磁化器、磁辅助沉降池、塔型磁系、磁种回收装置、打泥机、导流槽、磁辊、冲洗喷头、导流板、磁种回收管道、磁种回收箱、回收泵、电导率检测器、浓度检测器、流量检测器。方法包括：污水混凝、污水加磁、污水磁絮凝、污水磁化、磁辅助沉降、污泥剪切、磁粉分离、磁种回收。本系统中设有定量加药控制器，实现了从水质监测到药剂投加、水处理、磁分离、磁种循环利用的智能化控制，保证了处理过程的高效、连续运行。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及的是一种可以智能控制的磁吸附水处理系统。
背景技术
有资料显示，中国是一个干旱缺水严重的国家，并且我国的“水”存在着水污染严重的现象，多数城市的水体受到不同程度的污染。其中，重金属离子污染及氮磷富营养化污水的治理是污水处理的难点之一。由于常用的物理法、生化法等污水处理技术对这些污水处理效果不佳，不能达到国家一级A的排放标准，因此必须进行深度处理，提高有害离子的去除率。在污水深度处理技术中，吸附絮凝法是一种颇具潜力的去除污水中重金属离子、氮磷富营养物离子的方法。但吸附絮凝法中使用的微细颗粒很难实现固液分离，这一难题成为制约吸附絮凝法广泛应用的瓶颈之一。
利用磁分离技术的磁吸附水处理系统是目前国内处理废水发展中的新技术，所谓磁吸附水处理是指对原有吸附絮凝法中的絮凝剂添加一定量的磁种的磁性分离法。目前国内外研发成功使用磁吸附水处理系统处理污水技术屈指可数，而且现有多数磁吸附水处理系统采用的是半自动化工艺，存在着设备集成化程度低、磁种利用率低、耐冲击负荷能力差、运行成本高等问题。
针对智能磁吸附水处理系统处理污水的公开文献并不多，其中，公开号为CN105461147A的发明专利公开了一种磁分离水体净化系统及其分离净化方法，该发明通过向污水中添加絮凝剂、助凝剂和磁粉，利用絮凝剂、助凝剂使污染物絮凝，利用磁吸附的方式使混有磁种的絮凝状污染物聚集，并与水分离，但所述的发明系统设备集成化低，而且对于磁种的回收效率、循环利用能力差、不能连续化生产。同时有些磁吸附水处理系统不能实现高效磁分离，而且磁分离后的产物也无法移出容器(如中国专利CN106006817A)。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种可以智能控制的磁吸附水处理系统，以期达到处理过程智能调节、连续化处理、使用面广的目的。
所述水处理系统包括顺次连接磁絮凝反应器、磁化器、磁辅助沉降池和磁种回收装置。所述磁絮凝反应器内部设有搅拌器，所述磁絮凝反应器上部设有絮凝剂储罐、磁种储罐和进水水质监测器，所述絮凝剂储罐、磁种储罐通过物料投加管道与磁絮凝反应器相连接，所述物料投加管道上设置有计量泵和阀门，所述进水水质监测器中包括电导率检测器、浓度检测器和流量检测器。所述磁絮凝反应器与磁化器之间通过第一连接水管相连接，磁化器和磁辅助沉降池之间通过第二连接水管相连接，磁辅助沉降池和磁种回收装置之间通过第三连接水管相连接，所述第二连接水管中有一个流量泵，所述第三连接水管中有一个流量泵，所述第三连接水管中还连接一个上升水流水管，所述磁种回收装置与磁种回收箱底部设置有污泥出口，所述磁种回收箱设置有磁种回收管道，所述磁种回收管道另一端与磁种储罐连通，所述磁种回收管道上设有回收泵。
所述水处理系统还包括定量加药控制器，所述定量加药控制器包括LED显示触控屏、监测单元、分析单元、絮凝剂投加控制单元、絮凝剂投加前馈控制器、絮凝剂投加后馈控制器、磁种投加控制单元、磁种投加前馈控制器和磁种投加后馈控制器，所述定量加药控制器中LED显示触控屏实时显示处理过程水质情况，并能手动设置参数范围，所述定量加药控制器中监测单元能实时监测磁絮凝反应前后的水质指标，并将信息反馈到LED显示触控屏上，同时监测单元也能将信息反馈给处理单元，所述处理单元将信息进行分析处理，并把处理后的信息传递给絮凝剂投加控制单元和磁种投加控制单元，所述絮凝剂投加控制单元和磁种投加控制单元得到信息后，再控制絮凝剂加料计量泵和磁种加料计量泵的运行，进而能定量控制药剂投加。
进一步的，所述进水水质监测器包括电导率检测器、浓度检测器、流量检测器。
进一步的，所述磁絮凝反应器的进水口处和出水口处分别设置有第一进水阀门、第一出水阀门，所述磁辅助沉降池的进水口处和出水口处分别设置有第二进水阀门、第二出水阀门。
进一步的，所述磁辅助沉降池可设置为多个，多个磁辅助沉降池相互并联，每个磁辅助沉降池均包含有各自独立的进水阀门、出水阀门及进水水泵。
进一步的，污泥混合液经过所述磁种回收装置处理后，符合回用要求的磁种从所述磁种回收管道回流至磁种储罐，不符合回用要求的磁种进入污泥收集槽从污泥出口与污泥一起流出，经过所述磁辅助沉降池净化过后的上清液从磁辅助沉降池上部的溢流槽排出，并通过出水水质监测器。
一种可以智能控制的磁吸附水处理系统，包括以下步骤：
(1)污水混凝：潜污泵将污水吸入污水管道，经过进水水质监测器和第一进水阀门，进入管道混合，并一同进入磁絮凝反应器进行混凝。
(2)污水加磁：完成步骤(1)混凝后的污水在浓度检测器的监测下，与磁种投加控制单元控制的磁种储罐投加的磁种进行混合。
(3)污水絮凝：完成步骤(2)加磁后的污水在电导率检测器的监测下，与絮凝剂投加控制单元控制的絮凝剂储罐投加的絮凝剂进行混合，污水中的污泥和磁珠通过絮凝、架桥作用形成磁性絮凝污泥。
(4)污水磁化：完成步骤(3)絮凝、架桥作用形成的磁性絮凝污泥进入磁化器后，在磁化器的作用下，磁性絮团具有更大的剩磁和较大的矫顽力。
(5)污水分离：完成步骤(4)磁性絮凝污泥进入磁辅助沉降池，经重力沉降、磁力吸附加速沉降后的污泥流向磁辅助沉降池底部出口，经过所述磁辅助沉降池净化过后的上清液从磁辅助沉降池上部的溢流槽排出，并通过出水水质监测器。
(6)污泥剪切：将完成步骤(5)分离后的污泥通过潜污泵进入打泥机进行高速剪切挤压，较轻的污泥磁珠混合液通过打泥机上部导流槽再进行后续的磁种分离，较重的污泥则从打泥机下部污泥出口流出。
(7)磁种分离：将完成步骤(6)从导流槽流出的污泥磁珠混合液体运输到磁辊表面进行磁吸附、符合回用要求的磁珠被转动的磁辊吸附，在冲洗喷头冲洗及导流板壁刮、导流的作用下进入磁种回收箱，所述磁种回收箱中的回收磁种再通过回收泵和磁种回收管道投入至磁种储罐，不符合回用要求的磁种落入污泥收集槽并从污泥出口与污泥一起流出。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明提供了一种可以智能控制的磁吸附水处理系统，涵盖了利用磁种、絮凝剂处理污水的全部环节，通过定量加药控制器的控制作用，实现了从水质监测到药剂投加、水处理、磁分离、磁种循环利用的智能化控制，保证了处理过程的高效、连续运行，可最大限度地发挥磁种的处理能力，大大提高了污水处理的工作效率。
(2)本发明提供了一种可以智能控制的磁吸附水处理系统，实现了磁种的循环利用，降低了药剂成本。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的立体结构示意图。
图中标号：1定量加药控制器，2LED显示触控屏，3分析单元，4磁种投加控制单元，5磁种投加前馈控制器，6磁种投加后馈控制器，7流量泵，8监测单元，9絮凝剂投加控制单元，10进水水质监测器，11絮凝剂储罐，12控制导线，13磁种储罐，14磁种前馈计量泵，15搅拌器，16磁絮凝反应器，17磁化器，18磁辅助沉降池，19塔型磁系，20上升水流水管，21磁种回收装置，22出水水质监测器，23支架，24打泥机，25导流槽，26磁辊，27喷头，28导流板，29磁种回收管道，30磁种回收箱，31回收泵，32污泥出口，33电导率检测器，34浓度检测器，35流量检测器，36支架，37流量泵，38第一进水阀门，39第一出水阀门，40第二进水阀门，41第二出水阀门，42絮凝剂投加前馈控制器，43絮凝剂投加后馈控制器，44絮凝剂前馈计量泵，45絮凝剂后馈计量泵，46磁种后馈计量泵，47污泥收集槽，48导流板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
参见图1、图2，本实施例公开了一种可以智能控制的磁吸附水处理系统，水处理系统包括顺次连接的磁絮凝反应器16、磁化器17、磁辅助沉降池18和磁种回收装置21，所述磁絮凝反应器16内部设有搅拌器15，所述磁絮凝反应器16上部设有絮凝剂储罐11、磁种储罐13和进水水质监测器10，所述絮凝剂储罐11、磁种储罐13通过物料投加管道与磁絮凝反应器16相连接，所述物料投加管道上设置有前馈计量泵(14、44)、后馈计量泵(45、46)和阀门，所述进水水质监测器10中包括电导率检测器33、浓度检测器34和流量检测器35，所述磁絮凝反应器16与磁化器17之间通过第一连接水管相连接，磁化器17和磁辅助沉降池18之间通过第二连接水管相连接，磁辅助沉降池18和磁种回收装置19之间通过第三连接水管相连接，所述第二连接水管中有一个流量泵7，所述第三连接水管中有一个流量泵37，所述第三连接水管中还连接一个上升水流水管20，所述磁种回收装置19与磁种回收箱30底部设置有污泥出口32，所述磁种回收箱30设置有磁种回收管道29，所述磁种回收管道29另一端与磁种储罐13连通，所述磁种回收管道29上设有回收泵31。
所述磁吸附水处理系统还包括定量加药控制器1，所述定量加药控制器1包括LED显示触控屏2、监测单元8、分析单元3、絮凝剂投加控制单元9、絮凝剂投加前馈控制器42、絮凝剂投加后馈控制器43、磁种投加控制单元4、磁种投加前馈控制器5和磁种投加后馈控制器6，所述定量加药控制器1中LED显示触控屏2实时显示处理过程水质情况，并能手动设置参数范围；所述定量加药控制器1中监测单元8能实时监测磁絮凝反应前后的水质指标，并将信息反馈到LED显示触控屏2上，同时监测单元8也能将信息反馈给处理单元，所述处理单元将信息进行分析处理，并把处理后的信息传递给絮凝剂投加控制单元9和磁种投加控制单元4，所述絮凝剂投加控制单元9和磁种投加控制单元4得到信息后，再控制絮凝剂加料计量泵(44、45)和磁种加料计量泵(14、46)的运行，进而能定量控制药剂投加。
所述磁絮凝反应器16的进水口处和出水口处分别设置有第一进水阀门38、第一出水阀门39，所述磁辅助沉降池18的进水口处和出水口处分别设置有第二进水阀门40、第二出水阀门41。所述磁絮凝反应器16形状为长方体，利用搅拌器4的搅拌作用，使磁种、絮凝剂均匀分散污水中，所述絮凝剂储罐11用于储存絮凝药剂，通过絮凝剂投加控制单元9中的絮凝剂投加前馈控制器42和絮凝剂投加后馈控制器43的控制作用，所述磁絮凝反应器上部的絮凝剂前馈计量泵44负责投加80％的絮凝剂，絮凝剂后馈计量泵45负责投加20％的絮凝剂，所述磁种储罐13用于储存粉煤灰磁珠原料，通过磁种投加控制单元4中的磁种投加前馈控制器5和磁种投加后馈控制器6的控制作用，所述磁絮凝反应器上部的磁种前馈计量泵14负责投加80％的磁种，磁种后馈计量泵46负责投加20％的磁种，磁种储罐13上部接有磁种回收管道29，经磁回收装置21回收的磁种通过磁种回收管道29和回收泵31的作用重新回到磁种储罐13。
进一步的，所述磁化器17主要由磁块组成，所述磁化器17的磁场方向平行于磁性絮团混合液流动方向，所述磁性絮团被磁化，团聚成体积更大的磁团。
进一步的，所述磁辅助沉降池18是一个倒置的平底圆锥形槽体，入料筒下方有水平放置的导流板48使通过入料筒的磁性絮团混合液均匀地散落在塔形磁系19上，所述塔形磁系19是由许多铁氧体磁力块摞合成的，通过非磁性不锈钢支架支撑在磁辅助沉降池18的中下部，上升水流水管20装在磁辅助沉降池18的底部，并在上升水流水管20的端口装有迎水帽，所述上升水流水管20用于分离磁性絮团中非磁性颗粒，磁性絮团混合液经过磁辅助沉降池18澄清处理后的上清液从磁辅助沉降池18上部的溢流槽排出，经过出水水质监测器22。
所述磁辅助沉降池18可设置多个，每个磁辅助沉降池18均包含有各自独立的进水阀门40、出水阀门41及流量泵7，多个磁辅助沉降池18相互并联，工作互不影响，使反应过程持续进行，使磁辅助沉降池18总处理量与磁絮凝反应器16进水量平衡。
所述磁种回收装置31由打泥机24、污泥收集槽47、磁辊26、冲洗喷头27、导流板28和磁种回收箱30构成，所述打泥机24上部设有导流槽25。
一种可以智能控制的磁吸附水处理系统，其特征在于包括以下步骤：
(1)污水混凝：潜污泵将污水吸入污水管道，经过进水水质监测器10和第一进水阀门38，进入管道混合，并一同进入磁絮凝反应器16进行混凝。
(2)污水加磁：完成步骤(1)混凝后的污水在浓度检测器34的监测下，与磁种投加控制单元4控制的磁种储罐13投加的磁种进行混合。
(3)污水絮凝：完成步骤(2)加磁后的污水在电导率检测器33的监测下，与絮凝剂投加控制单元9控制的絮凝剂储罐11投加的絮凝剂进行混合，污水中的污泥和磁珠通过絮凝、架桥作用形成磁性絮凝污泥。
(4)污水磁化：完成步骤(3)絮凝、架桥作用形成的磁性絮凝污泥进入磁化器17后，在磁化器的作用下，磁性絮团具有更大的剩磁和较大的矫顽力。
(5)污水分离：完成步骤(4)磁性絮凝污泥进入磁辅助沉降池18，经重力沉降、磁力吸附加速沉降后的污泥流向磁辅助沉降池18底部出口，经过所述磁辅助沉降池18净化过后的上清液从磁辅助沉降池18上部的溢流槽排出，并通过出水水质监测器22。
(6)污泥剪切：将完成步骤(5)分离后的污泥通过潜污泵进入打泥机24进行高速剪切挤压，较轻的污泥磁珠混合液通过打泥机24上部导流槽25再进行后续的磁种分离，较重的污泥则从打泥机24下部污泥出口32流出。
(7)磁种分离：将完成步骤(6)从导流槽25流出的污泥磁珠混合液体运输到磁辊26表面进行磁吸附，符合回用要求的磁珠被转动的磁辊26吸附，在冲洗喷头27冲洗及导流板28壁刮、导流的作用下进入磁种回收箱30，所述磁种回收箱30中的回收磁种再通过回收泵31和磁种回收管道29投入至磁种储罐13，不符合回用要求的磁种落入污泥收集槽47并从污泥出口32与污泥一起流出。
Claims (5)
1.一种可以智能控制的磁吸附水处理系统，其特征在于：所述水处理系统包括顺次连接磁絮凝反应器、磁化器、磁辅助沉降池和磁种回收装置。所述磁絮凝反应器内部设有搅拌器，所述磁絮凝反应器上部设有絮凝剂储罐、磁种储罐和进水水质监测器，所述絮凝剂储罐、磁种储罐通过物料投加管道与磁絮凝反应器相连接，所述物料投加管道上设置有计量泵和阀门，所述进水水质监测器中包括电导率检测器、浓度检测器和流量检测器，所述磁絮凝反应器与磁化器之间通过第一连接水管相连接，磁化器和磁辅助沉降池之间通过第二连接水管相连接，磁辅助沉降池和磁种回收装置之间通过第三连接水管相连接，所述第二连接水管中有一个流量泵，所述第三连接水管中有一个流量泵，所述第三连接水管中还连接一个上升水流水管，所述磁种回收装置与磁种回收箱底部设置有污泥出口，所述磁种回收箱设置有磁种回收管道，所述磁种回收管道另一端与磁种储罐连通，所述磁种回收管道上设有回收泵。
所述水处理系统还包括定量加药控制器，所述定量加药控制器包括LED显示触控屏、监测单元、分析单元、絮凝剂投加控制单元、絮凝剂投加前馈控制器、絮凝剂投加后馈控制器、磁种投加控制单元、磁种投加前馈控制器和磁种投加后馈控制器，所述定量加药控制器中LED显示触控屏实时显示处理过程水质情况，并能手动设置参数范围，所述定量加药控制器中监测单元能实时监测磁絮凝反应前后的水质指标，并将信息反馈到LED显示触控屏上，同时监测单元也能将信息反馈给处理单元，所述处理单元将信息进行分析处理，并把处理后的信息传递给絮凝剂投加控制单元和磁种投加控制单元，所述絮凝剂投加控制单元和磁种投加控制单元得到信息后，再控制絮凝剂加料计量泵和磁种加料计量泵的运行，进而能定量控制药剂投加。
2.如权利要求1所述的一种可以智能控制的磁吸附水处理系统，其特征在于：所述进水水质监测器包括电导率检测器、浓度检测器、流量检测器。
3.如权利要求1所述的一种可以智能控制的磁吸附水处理系统，其特征在于：所述磁絮凝反应器的进水口处和出水口处分别设置有第一进水阀门、第一出水阀门，所述磁辅助沉降池的进水口处和出水口处分别设置有第二进水阀门、第二出水阀门。
4.如权利要求1所述的一种可以智能控制的磁吸附水处理系统，其特征在于：所述磁辅助沉降池为多个，多个磁辅助沉降池相互并联，每个磁辅助沉降池均包含有各自独立的进水阀门、出水阀门及进水水泵。
5.如权利要求1所述的一种可以智能控制的磁吸附水处理系统，其特征在于：经过所述磁分离装置处理后，符合回用要求的磁种从所述磁种回收管道回流至磁种储罐，不符合回用要求的磁种进入污泥收集槽从污泥出口与污泥一起流出，经过所述磁辅助沉降池净化过后的上清液从磁辅助沉降池上部的溢流槽排出，并通过出水水质监测器。
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