CN112661340A - 一种基于冲洗式污泥分离的污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于冲洗式污泥分离的污水处理系统，包括依次串联的磁混凝反应系统、预沉池以及磁微滤系统，通过在传统磁混凝分离工艺中采取预沉池与高速水流冲击冲洗污泥结合，实现分阶段的污泥回流，充分利用剩余污泥回流以及磁粉回用，减少药剂投加量的基础上提高了系统的处理负荷。预沉池与磁微滤系统联用，提高了磁微滤机的抗冲击负荷，减小磁环内部的污泥浓度，降低系统能耗，延长磁微滤系统运行寿命，稳定出水水质；由于省去了刮板机构，磁微滤机的磁环结构可以进一步采用中心轴支撑的方式，提高了设备的刚性，进而提高了设备的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种基于冲洗式污泥分离的污水处理系统。
背景技术
近年来，随着水处理工艺的不断深入研究，污水处理的技术不断发展。污水处理实质上是对水中污染物进行分离和转化，污染物经过分离之后才能进入下一步的去除。因此，污染物的分离是污水处理过程中的关键一步，直接影响到污水处理的效果和成本。强化分离效果对于提高污水处理效果具有重要意义，其中，磁混凝工艺是水处理中的常用方法，在高效絮凝沉淀工艺中引入磁性微粒，通过絮凝、电荷吸附、架桥、网捕等作用将水中的藻类、微小悬浮物、胶体、细菌等不溶性污染物与磁粉微粒有效结合，形成更大体积和密度的磁性絮体，强化絮凝效果，提高水体净化效果，出水清澈透明。
磁微滤设备是磁混凝工艺中污水处理设备的一种，通过投加磁性微粒实现污染物在水中的快速分离，带有磁性絮团的污水进入到磁循环系统中，在磁分离机中，依靠强磁力实现磁性絮团和污水的快速分离。磁性絮团经磁分离机分离后，则进入磁回收阶段，实现磁性微粒与污泥的分离，使得磁性微粒可做进一步的回收利用，污泥则外排处理。现有磁微滤设备中多采用刮板式刮泥机构除去磁性污泥，该机构中刮泥板与磁环片之间存在不可避免的缝隙，会造成刮泥不干净的现象；并且刮泥过程中，会将原有已经吸附的含有磁粉的絮团重新打散，致使污泥重新进入水中，从而会导致出水水质超标。另外，现有的刮板由于设计在磁环内部，将会导致磁微滤系统不能采用中心轴支撑传动，只能使用托轮的结构，系统运行不平稳，噪音较大。并且在长期运行状况下磁环沿轴向会产生位移，导致刮板的受力不均匀且与环片之间磨损较为严重，影响使用寿命。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种基于冲洗式污泥分离的污水处理系统。
本发明提出的一种基于冲洗式污泥分离的污水处理系统，包括磁混凝系统、预沉池和磁微滤系统，其中：
磁混凝系统与预沉池连通，污水进入磁混凝系统并与磁混凝系统中的混凝剂、助凝剂和磁粉反应形成絮凝物，含有絮凝物的污水排至预沉池，预沉池对污水中比重较大的絮团进行沉淀形成污泥；
预沉池的上清液和少量悬浮物排至磁微滤系统；
磁微滤系统包括磁微滤池、磁微滤机和高速水流冲击装置，其中，磁微滤池与预沉池连通，磁微滤机设在磁微滤池内，磁微滤池中的磁性絮团吸附在磁微滤机上的磁环上，磁微滤池中的污水排出，高速水流冲击装置设在磁微滤机上方并用于对磁环上的污泥进行冲击，高速水流冲击装置冲下的污泥和污水排至磁混凝系统中，本专利可根据进水水质的不同进行调控，当进水水质较好时，预沉池可完成大部分污水处理要求，进入磁微滤系统的水质较好，磁环内部附着的污泥较少。此时，需减少高速水流冲击的频率，并控制水流冲击在较低强度范围。预沉池一部分污泥与磁微滤污泥共同进入磁混凝系统，实现污泥回流；另一部分污泥直接外排。当进水水质较差时，预沉池实现预处理功能，大大减少磁微滤系统进水的杂质及污染物，使得磁微滤系统在长时间运行过程中保持高负荷运行状态，并通过高速水流冲击方式实现磁微滤污泥的回流利用，减少磁混凝系统加药量的同时降低能耗，提高系统处理能力，预沉池中的污泥直接外排，保证出水稳定达标。
作为本发明进一步优化的方案，磁混凝系统包括第一反应池和第二反应池，第一反应池中的混合物排至第二反应池内，第一反应池中投加混凝剂和磁粉，第二反应池中投加助凝剂。
作为本发明进一步优化的方案，第一反应池和第二反应池内均设有搅拌装置，且第一反应池内搅拌装置的搅拌速度大于第二反应池内搅拌装置的搅拌速度。
作为本发明进一步优化的方案，预沉池沉淀的一部分污泥排至磁混凝系统，另一部分污泥排至磁回收系统。
作为本发明进一步优化的方案，磁回收系统中分离出的磁粉回流至磁混凝系统中。
作为本发明进一步优化的方案，磁回收系统中分离出的污泥外排。
作为本发明进一步优化的方案，还包括污泥斗，污泥斗设在磁微滤池中用于收集被高速水流冲击装置冲下的污泥和污水，污泥斗中的污水和污泥排至磁混凝系统中。
作为本发明进一步优化的方案，污泥斗具有上开口，污泥和污水经由上开口进入污泥斗，且上开口的高度高于磁微滤池内液面的高度。
作为本发明进一步优化的方案，高速水流冲击装置包括水流冲击管，优选为两组水流冲击管，且两组水流冲击管对磁环上污泥冲击力的合力为竖直向下。
本发明中，所提出的基于冲洗式污泥分离的污水处理系统，通过在传统磁混凝分离工艺中采取预沉池与高速水流冲击污泥分离结合，实现分阶段的污泥回流，充分利用剩余污泥回流以及磁粉回用，减少药剂投加量的基础上提高了系统的处理负荷。预沉池与磁微滤系统联用，提高了磁微滤机的抗冲击负荷，减小磁环内部的污泥浓度，降低系统能耗，延长磁微滤系统运行寿命，稳定出水水质；由于省去了刮板机构，磁微滤机的磁环结构可以进一步采用中心轴支撑的方式，提高了设备的刚性，进而提高了设备的使用寿命。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明系统图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中表示，其中自始至终相同或类似的符号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解对本发明的限制。
需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1所示的一种基于冲洗式污泥分离的污水处理系统，包括磁混凝系统1、预沉池2和磁微滤系统3，其中：
磁混凝系统1与预沉池2连通，污水进入磁混凝系统1并与磁混凝系统1中的混凝剂、助凝剂和磁粉反应形成絮凝物，含有絮凝物的污水排预沉池2，预沉池2对污水中比重较大的絮团进行沉淀形成污泥；
预沉池2的上清液和少量悬浮物排至磁微滤系统3；
磁微滤系统3包括磁微滤池30、磁微滤机31和高速水流冲击装置32，其中，磁微滤池30与预沉池2连通，磁微滤机31设在磁微滤池30内，磁微滤池30中的磁性絮团吸附在磁微滤机31上的磁环上，磁微滤池30中的污水排出，高速水流冲击装置32设在磁微滤机31上方并用于对磁环上的污泥进行冲击，高速水流冲击装置32冲下的污泥和污水排至磁混凝系统1中；
磁混凝系统1包括第一反应池10和第二反应池11，第一反应池10中的混合物排至第二反应池11内，第一反应池10中投加混凝剂和磁粉，第二反应池11中投加助凝剂；
第一反应池10和第二反应池11内均设有搅拌装置4，且第一反应池10内搅拌装置4的搅拌速度大于第二反应池11内搅拌装置4的搅拌速度；
预沉池2沉淀的一部分污泥排至磁混凝系统1，另一部分污泥排至磁回收系统5；
磁回收系统5中分离出的磁粉回流至磁混凝系统1中；
磁回收系统5中分离出的污泥外排；
还包括污泥斗6，污泥斗6设在磁微滤池30中用于收集被高速水流冲击装置32冲下的污泥和污水，污泥斗6中的污水和污泥排至磁混凝系统1中；
污泥斗6具有上开口，污泥和污水经由上开口进入污泥斗6，且上开口的高度高于磁微滤池30内液面的高度。
作为本发明进一步优化的方案，高速水流冲击装置32包括两组水流冲击管320、水泵和水池，水泵将水池中的水泵入水流冲击管320(由于水泵将水池中的水泵入水管属于现有技术，附图中并未画出水泵和水池)，水流冲击管320上开有出水口，出水口与磁环相对，且两组水流冲击管320对磁环上污泥冲击力的合力为竖直向下。
本实施例在工作过程中：污水进入磁混凝反应系统，在第一反应池10中投加混凝剂、磁粉，第二反应池中投加助凝剂，混凝剂与磁粉在第一反应池10中经快速搅拌后，混凝絮体形成并与粉末状的磁粉结合，形成以磁粉为凝结核的稳定絮体，再经第二反应池11，通过慢速搅拌絮体与助凝剂混合均匀，细小松散的絮凝物变得粗大而紧密；随后，污水进入预沉池2，颗粒较大的絮团由于比重较大进行预先沉淀，预先沉淀的污水进入污泥分流，一部分污泥回流至第一反应池10，另一部分污泥进入磁回收系统5；回流污泥中有部分磁粉和絮状物可参与混凝反应，增加水中颗粒物的浓度，便于颗粒聚集、沉降，使得絮凝过程中形成更大更紧密的矾花，促进混凝效果，磁回收系统5中，经分离的磁粉回流至第一反应池10，实现磁粉回用，经分离的污泥则外排处理。
预沉池2的上清液进入磁微滤系统3完成污水处理，磁微滤系统3主要以磁微滤机31及高速水流冲击装置32组成。磁微滤机31(磁微滤机31为现有技术，本申请不再详细赘述)为环形磁环依次组合而成，是一种转鼓式磁性吸附装置。预沉池2出水沿轴向进入鼓内，磁环表面的强磁性能够快速吸引磁性絮团，此时，磁性絮团附着在磁环间隙内部，实现污水的过滤，过滤后的清水以径向辐射状经磁环间隙流出，最后通过出水口排出。随着系统的运行，磁环内部附着的磁性絮团逐渐增多，形成污泥，影响磁微滤的处理能力。本专利使用高速水流冲击方式，在磁微滤机31上方设置高速水流冲击装置32，以水流冲刷方式使污泥脱落至污泥斗6。污泥斗6污泥回流至第一反应池10，磁性絮团在混凝系统中重新利用。经过一系列的絮凝沉淀和高效污泥回流，可有效去除固体悬浮物(SS)以及总磷(TP)等，稳定出水水质，达到污水排放要求。高速水流冲击方法与预沉池2联用机制，可适用于磁微滤系统3的工艺优化，预沉池2可在一定程度上优化磁微滤系统3的进水水质，提高磁微滤处理效率及系统运行寿命，节约药剂投加量及运营成本。
为了增大絮凝效果，在本实施例中优选的，磁混凝系统1包括第一反应池10和第二反应池11，第一反应池10排出的混合物排至第二反应池11内，第一反应池10中投加混凝剂和磁粉，第二反应池11中投加助凝剂。
为了增大絮凝效果，在本实施例中优选的，第一反应池10和第二反应池11内均设有搅拌装置4，且第一反应池10内搅拌装置4的搅拌速度大于第二反应池11内搅拌装置4的搅拌速度。
为了增大对含有磁性污泥的利用，在本实施例中优选的，预沉池2沉淀的一部分污泥排至磁混凝系统1，由于预沉池2中的污泥具有部分磁粉和絮状物，当含有部分磁粉和絮状物排至磁混凝系统1后可以参与混凝反应，增加水中颗粒物的浓度，便于颗粒聚集、沉降，使得絮凝过程中形成更大更紧密的矾花，促进混凝效果；另一部分污泥排至磁回收系统5。
在本实施例中优选的，磁回收系统5中分离出的磁粉回流至磁混凝系统1中，进而减少磁混凝系统1中磁粉的投入。
在本实施例中优选的，磁回收系统5中分离出的污泥外排。
为了便于对高速水流冲击装置32用于对磁环上的污泥的收集，本实施例中优选的，还包括污泥斗6，污泥斗6设在磁微滤池30中用于收集被高速水流冲击装置32冲下的污泥和污水，污泥斗6中的污水和污泥排至磁混凝系统1中。
为了避免磁微滤池30中的水进入污泥斗6，在本实施例中优选的，污泥斗6具有上开口，污泥和污水经由上开口进入污泥斗6，且上开口的高度高于磁微滤池30内液面的高度。
在本实施例中优选的，高速水流冲击装置32包括两组水流冲击管320，且两组水流冲击管320对磁环上污泥冲击力的合力为竖直向下，进而增大冲击效率。
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发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于冲洗式污泥分离的污水处理系统，其特征在于，包括磁混凝系统(1)、预沉池(2)和磁微滤系统(3)，其中：
磁混凝系统(1)与预沉池(2)连通，污水进入磁混凝系统(1)并与磁混凝系统(1)中的混凝剂、助凝剂和磁粉反应形成絮凝物，含有絮凝物的污水排至预沉池(2)，预沉池(2)对污水中质量比较重的絮团进行沉淀形成污泥；
预沉池(2)的上清液和少量悬浮物排至磁微滤系统(3)；
磁微滤系统(3)包括磁微滤池(30)、磁微滤机(31)和高速水流冲击装置(32)，其中，磁微滤池(30)与预沉池(2)连通，磁微滤机(31)设在磁微滤池(30)内，磁微滤池(30)中的磁性絮团吸附在磁微滤机(31)上的磁环上，磁微滤池(30)中的污水排出，高速水流冲击装置(32)设在磁微滤机(31)上方并用于对磁环上的污泥进行冲击，高速水流冲击装置(32)冲下的污泥和污水排至磁混凝系统(1)中。
2.根据权利要求1所述的基于冲洗式污泥分离的污水处理系统，其特征在于，磁混凝系统(1)包括第一反应池(10)和第二反应池(11)，第一反应池(10)中的混合物排至第二反应池(11)内，第一反应池(10)中投加混凝剂和磁粉，第二反应池(11)中投加助凝剂。
3.根据权利要求1所述的基于冲洗式污泥分离的污水处理系统，其特征在于，第一反应池(10)和第二反应池(11)内均设有搅拌装置(4)，且第一反应池(10)内搅拌装置(4)的搅拌速度大于第二反应池(11)内搅拌装置(4)的搅拌速度。
4.根据权利要求1所述的基于冲洗式污泥分离的污水处理系统，其特征在于，预沉池(2)沉淀的一部分污泥排至磁混凝系统(1)实现污泥回流，另一部分污泥排至磁回收系统(5)。
5.根据权利要求4所述的基于冲洗式污泥分离的污水处理系统，其特征在于，磁回收系统(5)中分离出的磁粉回流至磁混凝系统(1)中。
6.根据权利要求4所述的基于冲洗式污泥分离的污水处理系统，其特征在于，磁回收系统(5)中分离出的污泥外排。
7.根据权利要求1所述的基于冲洗式污泥分离的污水处理系统，其特征在于，还包括污泥斗(6)，污泥斗(6)设在磁微滤池(30)中用于收集被高速水流冲击装置(32)冲下的污泥和污水，污泥斗(6)中的污水和污泥排至磁混凝系统(1)中。
8.根据权利要求7所述的基于冲洗式污泥分离的污水处理系统，其特征在于，污泥斗(6)具有上开口，污泥和污水经由上开口进入污泥斗(6)，且上开口的高度高于磁微滤池(30)内液面的高度。
9.根据权利要求1所述的基于冲洗式污泥分离的污水处理系统，其特征在于，高速水流冲击装置(32)包括水流冲击管(320)，水流冲击管(320)对磁环上污泥冲击力为竖直向下。
10.根据权利要求9所述的基于冲洗式污泥分离的污水处理系统，其特征在于，水流冲击管(320)设有两组，且两组水流冲击管(320)对磁环上污泥冲击力的合力为竖直向下。
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| CN104724874A (zh) * | 2013-12-18 | 2015-06-24 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种污水预处理方法 |
| CN106186217A (zh) * | 2016-08-24 | 2016-12-07 | 安徽清普环保装备有限公司 | 一种转筒式磁微滤设备 |
| CN206127066U (zh) * | 2016-09-19 | 2017-04-26 | 深圳市楠柏环境科技有限公司 | 一种磁加载沉淀与曝气生物滤池复合污水处理系统 |
| CN208234699U (zh) * | 2018-04-09 | 2018-12-14 | 北矿机电科技有限责任公司 | 一种基于磁强化混凝分离的城市污水处理系统 |
-
2020
- 2020-12-01 CN CN202011382023.5A patent/CN112661340A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN116514368A (zh) * | 2023-06-02 | 2023-08-01 | 世帆工程设计有限公司 | 给水处理厂污泥处理系统及污泥处理工艺 |
| CN116514368B (zh) * | 2023-06-02 | 2024-02-06 | 世帆工程设计有限公司 | 给水处理厂污泥处理系统及污泥处理工艺 |
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