CN110451616B - 一种同步去除cod和总磷的物化污水处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同步去除COD和总磷的物化污水处理系统及方法，所述污水处理系统包括改良反应池、改良平流沉淀池、磁粉回收系统和污泥排放系统，改良反应池分隔为混凝反应区、磁粉加载区和絮凝反应区，改良反应池与改良平流沉淀池之间设有布水调节区，布水调节区内设有流量调节装置和三角导流板；改良平流沉淀池上层设有水平管，底部设有刮泥机；磁粉回收系统包括依次设置的分离槽、剪切机和磁分离器，改良平流沉淀池底部排出的污泥经过管路排至所述的分离槽；分离槽设有两根出泥管路，一根连接改良反应池的磁粉加载区、一根连接剪切机，磁分离器分离的磁粉再次投加入所述磁粉加载区。本发明实现COD、TP、SS的高效去除。

Description

一种同步去除COD和总磷的物化污水处理系统及方法

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，特别涉及一种同步去除COD和总磷的物化污水处理系统及方法。

背景技术

磁絮凝沉淀技术的工艺是在絮凝沉淀过程中加入磁粉、絮凝剂，使磁粉与固体悬浮物结合为磁性絮凝体，絮凝体更加容易进行高速沉淀。虽然加入磁粉能提高絮凝效果，但效果仍不理想，尤其是COD和进水总磷较高的污水，出水COD和总磷仍然偏高。如果单纯增加磁粉、絮凝剂，无疑增加了污水治理成本，也会造成污泥量的增加。并且，含有磁粉的污泥容易在池底堆积，需要定期停水清理池底，影响正常生产。需要设计一种新的反应池结构，一方面提高反应效果，另一方面降低污泥的堆积。

此外，由于磁絮凝处理工艺中磁粉的加入，一般需要进行磁粉回收利用，传统磁粉回收方式是直接在沉淀池的排泥管上安装磁粉回收管路，将污泥部分回收，并经过磁粉分离装置分离磁粉。为调控回收量，需要在磁粉回收管路上，安装污泥泵和流量调节阀门，由于污泥中的杂质较多，容易造成泵堵塞。因此，需要重新设计磁粉回收管路，减少系统机械故障。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种同步去除COD和总磷的物化污水处理系统及方法，分别对反应池和沉淀池进行改进设计，实现COD、TP、SS的高效去除，并设计了磁粉回收系统，实现污泥回流量及磁粉回收量的调节。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种同步去除COD和总磷的物化污水处理系统，包括改良反应池、改良平流沉淀池、磁粉回收系统和污泥排放系统，

所述改良反应池内部通过隔板分隔为混凝反应区、磁粉加载区和絮凝反应区，所述磁粉加载区和絮凝反应区的底部中心位置分别设有第一导流板，侧壁上分别设有第二导流板，并且磁粉加载区和絮凝反应区中间的隔板两侧也分别设有第二导流板；

所述改良反应池与改良平流沉淀池之间设有布水调节区，所述布水调节区内设有流量调节装置和三角导流板；

所述改良平流沉淀池上层设有水平管，底部设有刮泥机；

所述磁粉回收系统包括依次设置的分离槽、剪切机和磁分离器，改良平流沉淀池底部排出的污泥经过管路排至所述的分离槽；

所述分离槽设有两根出泥管路，一根连接改良反应池的磁粉加载区、一根连接剪切机；所述磁分离器分离的磁粉再次投加入所述磁粉加载区。

进一步的，所述改良反应池前端设有前置活性炭接触池；所述前置活性炭接触池、混凝反应区、磁粉加载区和絮凝反应区内分别设有搅拌机。

进一步的，所述第一导流板包括呈十字状布置的竖板，相邻竖板与池体底部的夹角处填充为圆弧状的斜面。

进一步的，所述第二导流板上设有至少一个用于水流穿过的孔洞；水流进入后，在第一导流板、第二导流板的作用下形成上升旋流。

进一步的，所述磁粉加载区和絮凝反应区的底部四角处分别设有用于防止污泥堆积的垫块，所述垫块填充在底部的四个角上，构成圆弧状的斜面。

进一步的，所述流量调节装置包括流量调节板、固定板和连接杆，所述固定板固定安装在布水调节区的顶部，所述流量调节板一端通过铰链转动安装于布水调节区进水端的侧壁上，所述固定板上设有腰形槽孔，所述连接杆穿过所述的腰形槽孔，并且下端与流量调节板相连接，所述连接杆的上端设有锁紧螺母。

所述锁紧螺母位于固定板上部、并与连接杆配合；所述连接杆与流量调节板在腰形槽孔内转动，流量调节板转动到指定位置时，通过锁紧螺母的拧紧锁定流量调节板。

进一步的，所述分离槽包括槽体和设于槽体内部的用于控制磁粉回流量的分配器；所述分配器包括内圆管和外套筒，所述内圆管和外套筒的上下两端均开口，内圆管底部固定于槽体底部、并通过管路连接改良平流沉淀池的排泥口；所述外套筒通过螺纹连接方式安装于内圆管顶部，并在内圆管上下旋拧调节高矮。

进一步的，所述分离槽内还设有三角堰，所述外套筒旋拧至低位时，外套筒的顶端与内圆管顶端平齐，并且与三角堰的堰口底端平齐；所述外套筒旋拧至高位时，外套筒的顶端高于液面。

进一步的，所述分离槽与改良平流沉淀池之间的管路上设有流量计和污泥泵。

一种同步去除COD和总磷的物化污水处理方法，利用前面所述的污水处理系统实现，包括以下的步骤：

(1)待处理污水经过前置处理后，进入改良反应池，向所述改良反应池内的各个反应区内投加粉末活性炭、混凝剂、磁粉和絮凝剂，去除污水中的COD和总磷；

(2)经过改良反应池处理的污水进入布水调节区，在所述布水调节区内流量调节装置的调节下，使得进入改良平流沉淀池的污水流量分布均匀；

(3)在改良平流沉淀池内的水平管的作用下，进行污泥的沉降与水的分离；

(4)改良平流沉淀池底部排出的污泥经过管路排至分离槽，在分离槽内，通过旋拧分配器的外套筒，调节分配器的高矮，来控制分离槽内的污泥流入内圆管的污泥量，进而控制回流到改良反应池内的污泥回流量与流到剪切机的用与磁粉回收的污泥回收量；

(5)回收的污泥经过磁分离器分离出磁粉，通过管路再次投加入磁粉加载区参与反应。

与现有技术相比，本发明优点在于：

(1)通过改良反应池结构，设置前置的活性炭接触池，利用活性炭巨大的比表面积及其很强的吸附能力，提高了污泥的吸附能力，提高絮凝沉淀效果，提高COD去除率，经过改良反应池处理的污水中的TP、SS得到有效去除。

(2)在磁粉加载区和絮凝反应区内设置导流装置，用于导流，使得污水与磁粉充分接触反应，提高磁粉的絮凝效果；并在池底设置防堆积的垫块，防止污泥堆积。

(3)在反应池与沉淀池之间设置布水调节区，将反应池的出水在进入沉淀池的沉淀区之前进行水量的均匀调节，一方面通过流量调节装置调节流量，保证流量调节装置两侧的水量均匀，另一方面通过导流装置实现分水导流，解决现有沉淀池进水分布不均的问题。

(4)本发明的沉淀池为改良平流沉淀池，上层设置水平管，均匀进入的污水在水平管的作用下，实现泥水分离，污泥沉降效果好，不会堵塞管道。

(5)本发明通过在磁粉回收管路上设置分离槽，调控用于磁粉回收的污泥回收量与回流到改良反应池内的污泥回流量，改变传统阀门调节方式，减少系统内阀门等机械设备的使用数量，减少设备故障率，提高系统可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为本发明的导流装置的布置示意图；

图3为本发明的第一导流板的剖面示意图；

图4为本发明的垫块的剖面示意图；

图5为本发明的布水调节区内的布水装置结构示意图；

图6为本发明流量调节装置俯视图；

图7为本发明一个实施例的流量调节装置与三角导流板布置示意图；

图8为本发明一个实施例的流量调节装置使用状态图；

图9为本发明水平管布置示意图；

图10为本发明分离槽结构示意图；

图11为本发明的方法流程示意图。

图中，1.改良反应池；2.布水调节区；3.改良平流沉淀池；4.流量计；5.分离槽；6.剪切机；7.磁分离器；8.污泥泵；10.前置活性炭接触池；11.混凝反应区；12.磁粉加载区；13.絮凝反应区；14.搅拌机；15.第一导流板；16.第二导流板；17.垫块；

20.布水装置；21.流量调节板；22.固定板；23.连接杆；24.锁紧螺母；25.铰链；26.三角导流板；27.腰形槽孔；

30.水平管；31.刮泥机；32.锥形泥斗；

50.槽体；51.磁粉回收管；52.污泥回流管；53.进泥管；54.分配器；55.三角堰；56.支撑腿；57.内圆管；58.外套筒；

150.竖板；160.孔洞。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种同步去除COD和总磷的物化污水处理系统，包括改良反应池1、改良平流沉淀池3、磁粉回收系统和污泥排放系统。

改良反应池1内部通过隔板分隔为混凝反应区11、磁粉加载区12和絮凝反应区13，在改良反应池1内设计了导流装置，具体是在磁粉加载区12和絮凝反应区13的底部中心位置分别设第一导流板15，侧壁上分别设有第二导流板16，并且磁粉加载区12和絮凝反应区13中间的隔板两侧也分别设有第二导流板16。

改良反应池1与改良平流沉淀池3之间设有布水调节区2，布水调节区2内设有布水装置20，所述布水装置20包括流量调节装置和三角导流板，用来调节进入沉淀池的污水流量的均匀。

改良平流沉淀池3设有沉淀区和集水区，沉淀区的上层设有水平管30，底部设有刮泥机31和锥形泥斗32；污水经过水平管30，污泥得到沉降，由刮泥机31刮集至磁粉回收系统，处理的污水由集水区排出。

磁粉回收系统包括依次设置的分离槽5、剪切机6和磁分离器7，改良平流沉淀池3底部排出的污泥经过管路排至所述的分离槽5。

分离槽5设有一根进泥管路和两根出泥管路，一根连接改良反应池的磁粉加载区12、一根连接剪切机6；所述磁分离器7分离的磁粉再次投加入所述磁粉加载区12。进泥管路与改良平流沉淀池3之间的管路上设有流量计4和污泥泵8，流量计4用于计量进泥量。分离槽5的作用是用于控制污泥回流量及用于磁粉回收的污泥量。

作为一个优选的实施方式，为提高COD去除效果，改良反应池1前端设有前置活性炭接触池10。并且在前置活性炭接触池10、混凝反应区11、磁粉加载区12和絮凝反应区13内分别设有搅拌机14，进一步提高絮凝反应效果。其中，磁粉加载区12和絮凝反应区13内的搅拌机14还与第一导流板15、第二导流板16共同配合作用，形成上升旋流，大大提高了磁絮凝反应效果。

下面结合图2-图4介绍本发明改良反应池1内设置的导流装置的结构。以磁粉加载区12内设置的导流装置为例(参考图2所示)，介绍第一导流板、第二导流板的优选的结构设计方案。

第一导流板15包括呈十字状布置的竖板150，相邻竖板与池体底部的夹角处填充为圆弧状的斜面，第一导流板15的剖面形状如图3所示。

池体内的每个侧壁上至少设置一个第二导流板16，第二导流板16上设有至少一个用于水流穿过的孔洞160；池体上设有进水管和出水管，其中进出水方式是下进上出或上进下出的方式，增加污水与磁粉的混合效果，水流由进水管进入后，水流进入后，在第一导流板15、第二导流板16的作用下形成上升旋流，使得污水与磁粉充分接触反应，提高磁粉的絮凝效果。

作为一个优选的实施方式，结合图1和图2所示，磁粉加载区12和絮凝反应区13的底部的四角处分别设有垫块17，垫块17用于防止污泥在池体四角堆积。垫块17填充在底部的四个角上，构成圆弧状的斜面，垫块17的剖面形状如图4所示。

下面结合图5、图6、图7介绍布水调节区2内的布水装置20的布置结构。

流量调节装置包括流量调节板21、固定板22和连接杆23，所述固定板22固定安装在布水调节区2的顶部，所述流量调节板21一端通过铰链25转动安装于布水调节区2进水端的侧壁上，所述固定板22上设有腰形槽孔27，连接杆23穿过所述的腰形槽孔27，并且连接杆23下端与流量调节板21相连接，连接杆23的上端设有锁紧螺母24。

连接杆23带螺纹，锁紧螺母24位于固定板22上部、并与连接杆23配合，旋紧锁紧螺母24时，可将其固定在固定板22上。连接杆23与流量调节板21可以在腰形槽孔27内转动，实现流量调节板21的角度的调节，流量调节板21转动到指定位置时，通过锁紧螺母24的拧紧，可以锁定流量调节板21。

作为一个优选的实施例，流量调节装置至少应该包括一组，本实施例以两组为例，并排安装于布水调节区2内，三角导流板26安装于两组流量调节装置底部中间的位置，如图7所示。进水可以在三角导流板26的作用下，实现分水导流。污水在进入改良平流沉淀池3前，先经过布水调节区2的两组流量调节装置的布水量的调节，实现进入改良平流沉淀池3的沉淀区的污水量均匀。

如图8所示，默认流量调节板21的位置为与池壁垂直的位置，由于前端的改良反应池内的水的混合搅动，污水存在旋转流(如图中的虚线箭头所示)，进入改良平流沉淀池的水量不均，一侧多、一侧少。需要调节进水量时，可通过转动流量调节板21，转动一组或两组均可转动，如转动至虚线所示的位置，实现进入沉淀区的污水量均匀，或者说进入水平管的污水量分布均匀。

本实施例的水平管布置示意如图9所示，水流水平穿过水平管30，由于水平管的特殊构造，污泥顺着水平管的侧壁滑落，实现水道与泥道分离，提高沉降效率，避免堵塞管道。

下面结合图1和图10介绍本发明的分离槽结构。

分离槽5包括槽体50和设于槽体50内部的用于控制磁粉回流量的分配器54。槽体50底部设有支撑腿56，侧壁上设有进泥管53、磁粉回收管51和污泥回流管52。分离槽5与改良平流沉淀池3之间的管路上设有流量计4和污泥泵8

分配器54包括内圆管57和外套筒58，内圆管57和外套筒58的上下两端均开口，内圆管57底部固定于槽体50底部、并通过管路连接改良平流沉淀池3的排泥口。外套筒58通过螺纹连接方式安装于内圆管57顶部，并在内圆管57上下旋拧调节高矮。可以在内圆管57顶部设有外螺纹，外套筒58设有与外螺纹配合的内螺纹，旋拧外套筒58可以提升或降低外套筒58的高度，进而调整分配器54的整体高度。

作为一个优选的实施方式，分离槽5内还设有三角堰55，分配器54位于三角堰55与进泥管53中间。当外套筒58旋拧至低位时，外套筒58的顶端与内圆管57顶端平齐，并且与三角堰55的等腰三角形堰口底端平齐，此时分离槽5内的污泥可以通过分配器54排至污泥回流管52，进而排至改良反应池1内。当外套筒58旋拧至高位时，外套筒58的顶端高于液面，此时污泥不回流，直接通过三角堰55排至磁粉回收管51，进而排至剪切机6、磁分离器7进行磁粉分离回收与剩余污泥的排放。

其中，利用三角堰进行流量计量的原理为公知常识，此处不再详细设计与赘述。也就是说，本实施例通过流量计4计量进泥量，通过三角堰计量用于磁粉回收的污泥量，并通过分配器54的调节，实现回收量/回流量的调节，不需要再安装阀门等机械设备，降低机械故障率。

本实施例还提供一种同步去除COD和总磷的物化污水处理方法，利用前面所述的同步去除COD和总磷的物化污水处理系统实现，其中系统的组成及结构前面已经叙述，此处不再赘述。

结合图1和图11所示，具体包括以下的步骤：

(1)待处理污水经过前置处理后(通过格栅去除污水中较大杂质、PH调节、污水提升等手段)，进入改良反应池1，向所述改良反应池1内的各个反应区内投加粉末活性炭、混凝剂、磁粉和絮凝剂，经过充分絮凝反应后，形成大而密实的絮体，去除污水中的COD和总磷；

(2)经过改良反应池1处理的污水进入布水调节区2，在所述布水调节区2内流量调节装置20的调节下，使得进入改良平流沉淀池3的污水流量分布均匀；

(3)在改良平流沉淀池3内的水平管30的作用下，进行污泥的沉降与水的分离；

(4)改良平流沉淀池3底部排出的污泥经过管路排至分离槽5，在分离槽5内，通过旋拧分配器54的外套筒58，调节分配器54的高矮，来控制分离槽5内的污泥流入内圆管57的污泥量，进而控制回流到改良反应池3内的污泥回流量与流到剪切机6的用与磁粉回收的污泥回收量；

(5)回收的污泥经过磁分离器7分离出磁粉，通过管路再次投加入磁粉加载区参与反应，剩余污泥直接排放或进行下一步的污泥处理。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种同步去除 COD 和总磷的物化污水处理系统，其特征在于，包括改良反应池、改良平流沉淀池、磁粉回收系统和污泥排放系统，

所述改良反应池内部通过隔板分隔为混凝反应区、磁粉加载区和絮凝反应区，所述磁粉加载区和絮凝反应区的底部中心位置分别设有第一导流板，侧壁上分别设有第二导流板，并且磁粉加载区和絮凝反应区中间的隔板两侧也分别设有第二导流板；

所述改良反应池与改良平流沉淀池之间设有布水调节区，所述布水调节区内设有流量调节装置和三角导流板；

所述改良平流沉淀池上层设有水平管，底部设有刮泥机；

所述磁粉回收系统包括依次设置的分离槽、剪切机和磁分离器，改良平流沉淀池底部排出的污泥经过管路排至所述的分离槽；

所述分离槽设有两根出泥管路，一根连接改良反应池的磁粉加载区、一根连接剪切机；所述磁分离器分离的磁粉再次投加入所述磁粉加载区；

所述改良反应池前端设有前置活性炭接触池；所述前置活性炭接触池、混凝反应区、磁粉加载区和絮凝反应区内分别设有搅拌机；

所述第一导流板包括呈十字状布置的竖板，相邻竖板与池体底部的夹角处填充为圆弧状的斜面；

所述第二导流板上设有至少一个用于水流穿过的孔洞；水流进入后，在第一导流板、第二导流板的作用下形成上升旋流；

所述磁粉加载区和絮凝反应区的底部四角处分别设有用于防止污泥堆积的垫块，所述垫块填充在底部的四个角上，构成圆弧状的斜面；

所述流量调节装置包括流量调节板、固定板和连接杆，所述固定板固定安装在布水调节区的顶部，所述流量调节板一端通过铰链转动安装于布水调节区进水端的侧壁上，所述固定板上设有腰形槽孔，所述连接杆穿过所述的腰形槽孔，并且下端与流量调节板相连接，所述连接杆的上端设有锁紧螺母；

所述锁紧螺母位于固定板上部、并与连接杆配合；所述连接杆与流量调节板在腰形槽孔内转动，流量调节板转动到指定位置时，通过锁紧螺母的拧紧锁定流量调节板；

所述分离槽包括槽体和设于槽体内部的用于控制磁粉回流量的分配器；所述分配器包括内圆管和外套筒，所述内圆管和外套筒的上下两端均开口，内圆管底部固定于槽体底部、并通过管路连接改良平流沉淀池的排泥口；所述外套筒通过螺纹连接方式安装于内圆管顶部，并在内圆管上下旋拧调节高矮。

2.根据权利要求 1 所述的同步去除 COD 和总磷的物化污水处理系统，其特征在于，所述分离槽内还设有三角堰，所述外套筒旋拧至低位时，外套筒的顶端与内圆管顶端平齐，并且与三角堰的堰口底端平齐；所述外套筒旋拧至高位时，外套筒的顶端高于液面。

3.根据权利要求 2 所述的同步去除 COD 和总磷的物化污水处理系统，其特征在于：所述分离槽与改良平流沉淀池之间的管路上设有流量计和污泥泵。

4.一种同步去除 COD 和总磷的物化污水处理方法，其特征在于：利用权利要求3所述的污水处理系统实现，包括以下的步骤：

（1）待处理污水经过前置处理后，进入改良反应池，向所述改良反应池内的各个反应区内投加粉末活性炭、混凝剂、磁粉和絮凝剂，去除污水中的 COD 和总磷；

（2）经过改良反应池处理的污水进入布水调节区，在所述布水调节区内流量调节装置的调节下，使得进入改良平流沉淀池的污水流量分布均匀；

（3）在改良平流沉淀池内的水平管的作用下，进行污泥的沉降与水的分离；

（4）改良平流沉淀池底部排出的污泥经过管路排至分离槽，在分离槽内，通过旋拧分配器的外套筒，调节分配器的高矮，来控制分离槽内的污泥流入内圆管的污泥量，进而控制回流到改良反应池内的污泥回流量与流到剪切机的用与磁粉回收的污泥回收量；

（5）回收的污泥经过磁分离器分离出磁粉，通过管路再次投加入磁粉加载区参与反应。

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