CN113348152A - 运用磁处理从污泥中提取水的方法 - Google Patents

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Abstract

一种从污泥中提取水的方法，其中所述污泥包括磁压载，其中所述污泥置于界面上。它包括对磁压载的污泥进行磁处理以从污泥中提取水。

Description

运用磁处理从污泥中提取水的方法
本申请要求于2018年8月17日提交的美国临时专利申请62/719,275的优先权，并通过引用并入本申请，以及于2018年8月23日提交的美国临时专利申请62/721,670的优先权，并通过引用并入本申请。
技术领域
本申请涉及水处理领域，并更具体地涉及在水处理过程中从污泥中去除水的方法。
技术背景
在水处理过程中使用水处理澄清池是众所周知的。在水处理澄清过程中进行的处理通常涉及凝结-絮凝阶段。
澄清池中可以使用几种分离方法，例如沉降，浮选和/或磁分离。沉降和浮选是最广泛使用的分离技术。为了提高这些澄清池的能力，出现了专注于更高的浮选和沉降速率的技术。例如，沉降速率通过使用高比重材料例如微砂或磁铁矿进行压载絮凝和/或通过使用薄层设计(即薄板澄清池)以提高沉降速率。
尽管这些澄清池在处理能力方面表现良好，但是它们会产生低TS(总固体)含量的污泥(例如通常为0.5-4％的TS含量的污泥)。低TS含量相当于大部分成分是水的污泥。需要从污泥中提取水，以减少污泥体积并获得可以处置的最终污泥饼。从污泥中分离和提取水的处理是通过污泥处理过程实现的。
污泥处理通常是高度机械化的过程，涉及一系列大型机器(例如压滤机，带式过滤器，离心机等)，该设备用于从污泥中去除水。这些机器不仅需要大量的资本投资(由于它们的尺寸和复杂性)，而且还需要相当大的维护成本并在水处理厂中产生重大的运营成本。
此外，从水处理过程产生的污泥中除去水通常需要单独的设备，以增加污泥的TS含量并减小其体积。
非常需要能够以高固体捕集率(使提取的水具有良好的澄清度)产生高TS含量污泥的澄清池技术，该澄清池技术将在维持足够的水处理能力的同时，将对复杂污泥处理过程的需求减至最小或消除其需求。
发明内容
已经发现，可以对在水中发现的固体颗粒的分离阶段中获得的污泥(例如污泥饼)进行磁处理(例如一个或多个磁脉冲)，以进一步增加污泥的TS含量并减少其中的水含量。
磁处理应用于用磁性化合物(例如磁压载)压载的污泥。磁处理的结果是将水从污泥饼中除去，水自由地离开污泥并例如通过界面流出。
一个广义方面是一种从污泥中提取水的方法，其中，所述污泥包括磁压载，并且其中，所述污泥停留在界面上。该方法包括将一个或多个磁脉冲施加到磁压载的污泥上，以从磁压载的污泥中提取水。
在一些实施例中，可以通过减小施加到磁压载的污泥的磁场强度和增加施加到磁压载的污泥的磁场强度来产生一个或多个磁脉冲，该减小和增加执行一次或多次。
在一些实施例中，在减小期间，磁场的强度可以减小到零或接近零。
在一些实施例中，可以通过将至少一个磁体移近磁压载的污泥来增加磁场强度，和通过使至少一个磁体远离磁压载的污泥来减小磁场的强度。
在一些实施例中，可以通过关闭或减小流过至少一个电磁体的电流来减小磁场的强度，并且其中可以通过接通或增加流过至少一个电磁体的电流来增加磁场强度。
在一些实施例中，磁处理可以包括改变一个或多个电磁体的磁场输出。
在一些实施例中，一个或多个磁脉冲可包括一个以上的磁脉冲。
在一些实施例中，一个或多个磁脉冲可包括多于四个的磁脉冲。
在一些实施例中，污泥可包括絮凝剂。
在一些实施例中，污泥可以是污泥饼。
另一个广义的方面是水处理工艺，其包括本申请所定义的从污泥中提取水的方法。
另一个广义的方面是一种具有降低的水含量的污泥饼，其中，所述污泥饼的水含量通过执行如本申请所定义的方法来减少。
另一个广义的方面是具有增大的TS含量的污泥饼，其中，所述污泥饼的TS含量通过执行如本申请所定义的方法来增加。
另一个广义的方面是在水或污泥的处理过程中从污泥中提取水的方法。该方法包括向水或污泥中添加磁压载和絮凝剂，在水或污泥中形成絮凝物。该方法包括向水或污泥施加磁场，该磁场将絮凝物吸引至界面，其中在界面上形成压载的污泥饼。所述方法包括将一个或多个磁脉冲施加到所述磁压载的污泥饼上，以从所述磁压载的污泥饼中提取水。
在一些实施例中，可以通过减小施加到磁压载的污泥饼的磁场强度和增加施加到磁压载的污泥饼的磁场强度来产生一个或多个磁脉冲，所述减少和增加执行一次或多次。
在一些实施例中，在减小期间，磁场的强度可以减小到零或接近零。
在一些实施例中，可以通过将至少一个磁体移近磁压载的污泥饼来增加磁场的强度，和通过使至少一个磁体远离磁压载的污泥饼来减小磁场的强度。
在一些实施例中，可以通过关闭或减小流过至少一个电磁体的电流来减小磁场的强度，和通过接通或增大流过至少一个电磁体的电流来增大磁场的强度。
在一些实施例中，一个或多个磁脉冲可包括一个以上的磁脉冲。
在一些实施例中，一个或多个磁脉冲可包括多于四个的磁脉冲。
另一个广义方面是一种从污泥中提取水的方法，其中，所述污泥包括磁压载，并且其中，所述污泥停留在界面上，包括通过对所述磁压载污泥进行磁处理而从所述磁压载的污泥中提取水。
在一些实施例中，磁处理可包括以下至少之一：相对于磁压载的污泥饼，移动以下至少之一，一个或多个产生磁场的磁体，和一个或多个产生磁场的电磁体；相对于以下至少之一移动磁压载的污泥饼，一个或多个产生磁场的磁体，和一个或多个产生磁场的电磁体；和改变磁场的强度、取向和配置中的至少一项。
在一些实施例中，磁处理可以包括相对于磁压载的污泥饼，移动以下至少之一，一个或多个产生磁场的磁体，和一个或多个产生磁场的电磁体。
在一些实施例中，移动可以是平移和旋转中的至少一种。
在一些实施例中，磁处理可以包括改变磁场的强度、取向和配置中的至少一项。
在一些实施例中，该改变可以被重复不止一次。
在一些实施例中，该改变可以重复四次以上。
在一些实施例中，该方法可以包括在施加磁场之前将凝结剂添加到水或污泥中。
在一些实施例中，凝结剂可以包括一种或多种金属的凝结剂，有机凝结剂，或它们的组合。
在一些实施例中，絮凝剂可以包括一个或多个的阴离子聚合物，阳离子聚合物，无机凝聚剂，或它们的组合。
在一些实施例中，该方法可以包括，其中施加磁场导致将压载的污泥饼与液体分离，在施加一个或多个磁脉冲之前，从所述液体中分离出所述的压载的污泥饼。
另一个广义的方面是在水处理过程中获得的具有降低的水含量的污泥饼，通过执行本申请所定义的方法获得的具有降低的水含量的污泥饼。
另一个广义的方面是在水处理过程中获得的具有增加的TS含量的污泥饼，其中具有增加的TS含量的污泥饼通过执行本申请所定义的方法获得。
另一个广义的方面是，如本申请所定义的通过使用调节剂执行从污泥中提取水的方法，获得污泥提取水的良好澄清度，进而获得较高的固体捕获率。
另一个广义的方面是在水或污泥的处理过程中从污泥中提取水的方法。该方法包括将磁压载添加到水或污泥中。该方法包括对水或污泥施加磁场，所述的水或污泥含有絮凝物，该磁场将絮凝物吸引到界面上，其中在界面上形成了压载的污泥饼。所述方法包括将一个或多个磁脉冲施加到所述磁压载的污泥饼上，以从所述磁压载的污泥饼中提取水。
另一个广义的方面是在水或污泥的处理过程中从污泥中提取水的方法。该方法包括在水或污泥中添加磁压载和絮凝剂，在水或污泥中形成絮凝物；向水或污泥施加磁场，该磁场将絮状物吸引至界面，其中在界面上形成压载的污泥饼；和通过对磁性压载污泥饼进行磁处理，从磁性压载污泥饼中提取水。
在一些实施例中，其中水被絮凝，并且磁压载可以被添加到絮凝的水中。
在一些实施例中，可以在添加絮凝剂之前或之后将磁压载添加到水中。
本公开的一个广义方面是一种在水或污泥的处理过程中从污泥中提取水的方法。该方法包括向水或污泥中添加磁压载和絮凝剂，其中在水或污泥中形成压载絮凝物。该方法包括向水或污泥施加磁场，该磁场将压载的絮凝物吸引到界面，其中压载的污泥饼形成在界面上，压载的污泥饼与处理后的水分离。该方法包括向从处理过的水中分离出的压载污泥饼中添加调节剂。该方法包括将一个或多个磁脉冲施加到经压载和调节的污泥饼上，以从经压载和调节的污泥饼中提取水。
在一些实施例中，可通过减小施加到压载污泥饼的磁场的强度和增加施加到压载污泥饼的磁场的强度来产生一个或多个磁脉冲，减小和增加执行一次或多次。
在一些实施例中，在减小期间，磁场的强度可以减小到零或接近零。
在一些实施例中，可以通过将至少一个磁体移近压载污泥饼来增加磁场的强度，和可以通过使至少一个磁体远离压载污泥饼而减小磁场的强度。
在一些实施例中，可以通过关闭或减小流过至少一个电磁体的电流来减小磁场的强度，和可以通过接通或增大流过至少一个电磁体的电流来增大磁场的强度。
在一些实施例中，一个或多个磁脉冲可包括一个以上的磁脉冲。
在一些实施例中，一个或多个磁脉冲可包括多于四个的磁脉冲。
在一些实施例中，该方法可以包括在施加磁场之前将凝结剂添加到水或污泥中。
在一些实施例中，在每升磁压载的污泥中，磁压载污泥中的磁压载浓度小于100g磁压载。
在一些实施例中，在每升磁压载的污泥中，磁压载污泥中的磁压载浓度小于75g磁压载。
在一些实施例中，在每升磁压载的污泥中，磁压载污泥中的磁压载浓度小于或等于20g磁压载。
在一些实施例中，在每升磁压载的污泥中，磁压载污泥中的磁压载浓度小于或等于10g磁压载。
在一些实施例中，用于水处理的凝结剂可以包含一种或多种金属凝结剂；有机凝结剂；及其组合。
在一些实施例中，用于水处理的絮凝剂可以包含一种或多种阴离子聚合物；阳离子聚合物；无机絮凝剂；及其组合。
在一些实施例中，可以将调节剂添加到压载的污泥饼的表面。
在一些实施例中，可以通过注入，滴加，喷雾和雾化中的至少一种将调节剂添加到压载的污泥饼中。
在一些实施例中，可以通过界面(例如，通过界面的开口，例如孔)将调节剂添加到磁压载的污泥中。
在一些实施例中，可以在磁脉冲之前和/或期间添加调节剂，在一些例子中还可以在其之后添加调节剂。在该过程中，可以在多于一个的位置处多次添加调节剂。
在一些实施例中，调节剂可以是阴离子聚合物，阳离子聚合物和无机聚合物中的至少一种。
在一些实施例中，调节剂可以是阳离子聚合物。
在一些实施例中，该方法可包括在施加一个或多个磁脉冲之后，使用磁分离来回收磁压载。
另一个广义的方面是在水或污泥处理过程中获得的具有减少的水含量的污泥饼，该污泥饼通过执行本申请所定义的方法获得。
另一个广义的方面是在水或污泥处理过程中获得的具有增加的TS含量的污泥饼，该具有增加的TS含量的污泥饼通过执行本申请所定义的方法获得。
另一个广义的方面是一种从污泥中提取水的方法，其中，所述污泥包括磁压载，并且其中，所述污泥位于界面上。该方法包括向压载的污泥中添加调节剂，并向磁压载和调节后的污泥施加一个或多个磁脉冲，以从磁载和调节后的污泥中提取水。
在一些实施例中，一个或多个磁脉冲可通过减小施加到经磁压载和调节的污泥的磁场强度和增加施加至经磁压载和调节的污泥的磁场强度来产生，减少和增加执行一次或多次。
在一些实施例中，在减小期间，磁场的强度可以减小到零或接近零。
在一些实施例中，可以通过将至少一个磁体移近经磁压载和调节的污泥来增加磁场的强度，和可以通过使至少一个磁体远离经磁压载和调节的污泥来降低磁场的强度。
在一些实施例中，可以通过关闭或减小流过至少一个电磁体的电流来减小磁场的强度，和可以通过接通或增大流过至少一个电磁体的电流来增大磁场的强度。
在一些实施例中，一个或多个磁脉冲可包括一个以上的磁脉冲。
在一些实施例中，一个或多个磁脉冲可包括多于四个的磁脉冲。
在一些实施例中，可以将调节剂添加至经磁压载和调节的污泥的表面。
在一些实施例中，可以通过注入，滴加，喷雾和雾化中的至少一种将调节剂添加到磁压载和调节的污泥饼中。
在一些实施例中，调节剂可以是阴离子聚合物，阳离子聚合物和无机聚合物中的至少一种。
在一些实施例中，调节剂可以是阳离子聚合物。
在一些实施例中，该方法可以包括在施加一个或多个磁脉冲之后，使用磁分离来回收磁压载。
另一个广义的方面是通过执行本申请所定义的方法来获得具有减少的水含量的污泥饼。
另一个广义的方面是通过执行本申请所定义的方法来获得的具有增加的TS含量的污泥饼。
另一个广义的方面是一种水处理工艺，其包括本申请所定义的从污泥中提取水的方法。
另一个广义的方面是一种从污泥中提取水的方法，其中，所述污泥包括磁压载，并且其中，所述污泥位于界面上。该方法包括向压载的污泥中添加调节剂，并对磁压载和调节后的污泥进行磁处理，以从磁压载和调节后的污泥中提取水。
附图的简要说明
通过以下参考附图对本发明的实施例的详细描述，可以更好地理解本发明，其中：
图1是一个示例性的水处理系统的方框图。和
图2是使用磁处理从污泥饼中去除水的示例性步骤图，磁体相对于污泥饼经历不同的运动，以改变施加在经磁压载(在某些示例中经过调节)的污泥饼中的磁压载上的磁场。
详细说明
现在参考图1，其示出了示例性的水处理系统，该系统采用了如本申请所述的磁处理去除水的方法，并且可以与向污泥饼中添加调节剂相结合。应当理解，即使出于示例性目的，本说明书涉及在水处理澄清过程中使用磁处理方法从污泥中去除水的应用，应该理解的是，磁处理方法以及在一些示例中添加调节剂也可以用于从含有磁性颗粒的污泥中去除水的其它用途(例如采矿分离工艺，包括从例如铁/矿石中分离和/或从采矿浆中回收等来开采磁性污泥饼)。
应该理解的是，在本申请中，“污泥”，其包括含有固体颗粒的粘性或半液体混合物，例如悬浮于水(例如泥浆)中。
因此，如关于图1所述，包括凝结步骤，压载(使用金属颗粒，如铁颗粒，磁性颗粒等)絮凝步骤和磁分离步骤的水处理澄清工艺可以进一步采用本申请所述的利用磁处理(例如，一个或多个电磁脉冲–在污泥饼的给定点和时间，磁场强度会发生变化)的水提取工艺。
凝结
在一些示例中，水处理过程可以具有凝结阶段。
凝结阶段1包括在剧烈水力混合期间将凝结剂6(例如金属凝结剂，例如氯化铁，硫酸铝，聚合铝或铁等；有机凝结剂，例如壳聚糖，淀粉产品等)添加到废水10中。这种结合导致形成可以从处理后的水中分离出的小聚集体(即微絮凝物)。
压载絮凝
压载絮凝阶段2包括在水力混合期间将絮凝剂7(例如有机絮凝剂，例如阴离子聚合物，阳离子聚合物等；无机絮凝剂，例如活性二氧化硅，硅铝酸盐等)和压载物8(例如，金属颗粒，例如铁颗粒，磁性颗粒等)添加到凝结水中。该阶段导致形成较大的絮凝物，该絮凝物由压载剂，骨料和固体组成，并通过絮凝剂连接在一起。
“压载”应理解为是指存在于水或浆液中的物质，该物质可用于控制絮凝物(例如，通过如本申请所述的使用磁场将絮凝物吸引或排斥到界面上)。例如，在一些实施例中，例如在采矿应用中，压载可能不必添加，因为它可能已经存在于提取的矿浆中(例如，矿浆中所含的铁磁颗粒)。因此，磁压载是由磁场致动或可由磁场致动的压载(磁性吸引)(例如被磁体吸引)。
磁性压载污泥或磁压载污泥被定义为包含磁性压载物的污泥，从而使得磁压载污泥的絮凝物被受磁场影响的磁压载控制。
分离及脱水
分离和脱水阶段3可以如下。
首先，水中的压载絮凝物(通过凝结-絮凝过程形成的)被磁体(被浸没或未被浸没)(例如电磁线圈)吸引到多孔或无孔界面的表面上(将磁体从被吸引的压载絮状物中分离出来，例如膜，金属或非金属片，金属或非金属鼓)。磁场允许在界面上形成压载污泥饼。该磁场由例如一个或多个永磁体(例如钕铁硼)，电磁体，或一组或多组永磁体或电磁体等产生。
界面用于支撑污泥。在一些实施例中，界面可以是电磁体的表面。在一些实施例中，界面可以具有光滑的表面光洁度，粗糙的表面光洁度或存在于无组织的凹槽中。在一些实施例中，水(例如提取的水)可能能够流过界面。界面可以沿任何方向定向，例如垂直水平或倾斜。在其它实施例中，该界面可以进一步用于将磁场源与压载污泥分开，以避免两者之间的任何接触(以避免磁体堵塞)。界面的移动允许在施加磁场时从处理过的水流中除去压载的污泥饼，从而将污泥吸引到界面上。在出现磁体的情况下，“压载污泥饼/界面/磁体”系统的运动会使“压载污泥饼/界面/磁体”系统从水中浮出。
在一些实施例中，可以对污泥提取的水进行进一步的水处理。
在界面上形成的压载污泥饼由：1)金属颗粒(在水处理过程2中添加)；2)处理污泥和3)水组成。在这一点上，即使污泥现在位于水流外，它仍然主要由水组成(通常地TS含量在0.5-4％范围内)。
在一些实施例中，可以使用气流进一步促进位于压载污泥饼表面的水的提取。可以在使用或不使用调节剂的磁处理之前、期间或之后引入气流。
然后可以对压载的污泥饼进行磁处理。
“磁处理”(例如，磁脉冲)被定义为在特定点和时间，与磁性颗粒或磁压载污泥相关的改变磁场。这种改变可以是磁场强度、取向或其配置。可以例如通过任何形式的磁体运动或由磁体或电磁体产生的磁场的任何形式的变化来产生在特定点和时间的磁场的这种改变。磁处理使污泥饼释放出滞留的水。需要进行磁处理(例如通过磁脉冲)以促进运动，从而导致水从饼结构中排出，进而提高饼的TS含量。
磁脉冲(其中施加一个或多个磁脉冲是磁处理的一种形式)是在一定时间段内给定点的磁场强度的变化。
关于图2，在实验室中通过使磁体102与容纳有压载污泥饼100的实验室杯101分开103来执行磁脉冲，以便磁场对压载污泥饼中的金属颗粒的影响可忽略不计(或更低)。然后，将永磁体102再次移动到更靠近界面104的位置。在该示例性研究中，显示了几个脉冲(一个以上的脉冲)的结果使得污泥饼TS含量增加到7.2％。结果再现在下表1中。
Figure BDA0003023446010000111
表1–磁处理污泥饼体积的结果
如表1中的结果所示，由于界面的运动(不使用磁脉冲)而经历水去除的污泥饼的TS含量(TC)为3.1％。当污泥饼经受磁脉冲时，污泥饼的TS含量增加到7.2％，表示污泥饼的TS含量增加了4.1％。这相当于污泥饼受到磁脉冲前后的体积减少57％。
如图2所示，通过磁体的平移运动106和107以及旋转运动108和109进行了其它示例性的磁处理。
换句话说，磁处理(例如，磁脉冲)可能涉及以下一种或多种：相对于彼此移动(例如，平移运动，旋转运动，曲线运动，其组合等)一个或多个磁体或一个或多个电磁体或磁压载的污泥饼，其中该移动可能是重复的；或改变(例如重复地)致动磁压载污泥饼的磁压载的磁场的强度、取向和配置(例如，该改变可能遵循不同的波形-例如正弦波，正方形，三角形等)。
在一些实施例中，可以通过例如使磁体远离界面的表面来执行磁处理(例如，磁脉冲)，使得磁场对压载的污泥饼的金属颗粒的影响可忽略(或更低的)。整个过程通常需要几秒钟，但可能会更短或更长时间。然后将永磁体移回靠近界面的位置。朝向和远离污泥饼的磁体位移会产生磁脉冲。
在一些实施例中，由例如电磁体感应的磁场脉冲步骤可以包括停止(或减少)向电磁体的电流供应，以使磁场对压载的污泥饼的金属颗粒的影响可忽略(或更低的)。整个过程通常需要几秒钟，但可能会更短或更长时间。然后重新激活或增加电磁铁的电供应。
提供给电磁体的电流的打开和关闭(或增加和降低)会导致产生电磁脉冲，因为会同等地产生磁场，然后强度会降低(或导致消失)。
在磁脉冲期间(和之后)，界面允许提取的水返回到处理水流中(然后返回到处理流出物11中)。可以通过界面或在界面上进行排水。然后将脱水的饼送至压载回收处理。在一些实施例中，提取的水可以直接排回到处理水流中。
磁脉冲可以由电磁体通过改变其磁场输出强度、方向或配置来执行。例如，磁场输出变化可以通过改变电流输入，或通过相对于线圈移动电磁体磁芯或通过改变线圈配置来获得(例如，变化可以遵循不同的波形，例如正弦波，正方形，三角形等)。
在磁分离3之后，处理后的水将流过处理流出物11。
将理解的是，在一些示例中，可以替代地通过改变磁场的方向来产生磁脉冲。例如，在磁场源是一个或多个电磁线圈的情况下，可以通过使流过线圈的电流的方向反转来改变磁场的方向。这样，将磁场顺序地反转几次可能会导致磁脉冲的产生。
污泥调节
在污泥调节之前，一旦污泥被磁体吸引到界面，与污泥饼分离的处理水被去除(例如，将已形成污泥饼的界面从剩余的水中移出，此时进行处理)，留下具有给定TS含量的污泥饼。
已经证明，在对污泥饼进行磁性处理之前，并且一旦污泥饼与处理过的水分离，添加调节剂可以显着增加污泥饼中的水去除，并增加污泥饼中的TS含量。调节剂的使用还提高了提取水的澄清度，并导致了较高的固体捕获率。
使用污泥调节剂实现污泥调节。该污泥调节剂包括促进多孔、自由排水的滤饼结构形成的产品(有机或无机絮凝剂，例如有机聚合物，聚电解质，淀粉，铁基凝结剂，铝基凝结剂，石灰等)，以提高压载污泥饼的TS含量。例如，污泥调节剂可以是阳离子聚合物，例如SUPERFLOCC-446TM。在一些实施例中，污泥调节剂可以是阴离子聚合物，无机聚合物等。
在示例性实施例中，该污泥调节剂9作为液体溶液在磁处理之前和/或在磁处理期间的任何其它时间作为液体溶液添加到污泥饼中。可以通过注入，滴落，喷雾，雾化或通过任何其它合适的方法将其添加到压载污泥饼表面上。
通常地，该方法包括直接在压载的污泥饼表面上添加污泥调节剂，然后对由磁体感应的磁场进行脉冲处理。
污泥调节剂的化学作用结合磁处理产生的污泥饼絮凝作用，促进了从压载的污泥饼中提取水。它也像一个机械脱水系统。这种结合使得污泥饼TS含量增加到约14±1％。
例如，参考表2，包含的结果表明在对进行磁处理的污泥饼(在此示例中，以磁脉冲的形式)进行调节步骤期间，每千克污泥饼干固体添加阳离子干聚合物的效果。
Figure BDA0003023446010000131
Figure BDA0003023446010000141
表2：污泥调节剂与磁处理配合使用对污泥饼体积的影响(第二个实验室实验)
污泥饼由在水处理中用作絮凝剂的阴离子聚合物(0.5或1.0mg/L)形成。污泥饼还包含凝结剂(7.0或11.6mg Al/L)和铁颗粒作为压载物(1.0g/L)。
使用具有40mm*40mm*10mm的多边形形状的示例性钕磁体产生磁脉冲，该钕磁体的重量为120g，磁场强度为0.248特斯拉(tesla)，并且拉力为27kg。如表2所示，没有污泥调节剂和不进行磁处理的压载污泥饼的TS含量约为2.5％，污泥调节剂和磁处理后(测试#3，#4，#5和#6)，出色的提取水的澄清度和高的固体捕获率提高到约14％±1％。
如表2所示，将磁处理施加到用调节剂处理的污泥饼上(测试#3，#4，#5和#6)的组合与不经过调节剂不进行磁性处理的污泥饼相比，导致显着的污泥饼体积减少(83至85％)和污泥饼水减少(81至83％)。
此外，如相对于表1所示的结果所示，与不加调节剂进行磁处理的污泥饼(测试#2)相比，添加调节剂同样可以更好地减少污泥饼的体积(并更好地减少污泥饼的水分)。在施加磁处理之前或期间，向污泥饼中添加调节剂导致污泥饼的体积显着减小(和污泥饼的水体积显着减小)。
此外，可以使用与分离阶段期间使用的设备相同的设备来进行磁处理。这样就减少了污泥中的水含量，而无需添加专门用于从污泥中提取水的污泥处理设备(大型机器，例如压滤机，带式过滤器，离心机等)，因为磁力源足够(当添加调节剂时)从污泥饼中提取水。这样，用于污泥分离阶段的相同设备可以用于从污泥饼中提取大量的水(以达到例如总固体含量的约14％±1％TC)，而无需额外的水提取设备。
压载回收
一旦将压载污泥饼脱水，就从压载污泥饼中回收压载物。为了这样做，压载的淤泥饼可以通过装置4，该装置将允许使用磁分离器5(例如，使用磁鼓分离器)来回收压载物。步骤4和5可以仅通过一个设备完成。然后，压载颗粒将在絮凝阶段2返回到该过程中。污泥饼被运至处置场12。
在一些实施例中，可以用装置14内部的流体13(例如水)洗涤回收的压载物。然后，洗涤液流回到要处理的水处理过程中(例如，进入凝结阶段1)。然后将洗涤后的回收的压载物重新引入絮凝阶段2。可以理解的是，装置3、4、5可以仅集成在一个装置中。
尽管已经参考优选实施例描述了本发明，但是应该理解，可以采用对本领域技术人员显而易见的修改。这样的修改和变化将被认为在本发明的范围和范围之内。
上面参考附图详细描述了本发明的代表性非限制性示例。该详细描述仅旨在教导本领域技术人员用于实践本教导的优选方面的更多细节，而不旨在限制本发明的范围。此外，以上和以下公开的每个附加特征和教导可以单独使用或与其它特征和教导结合使用。
此外，以上详细描述以及实验示例中公开的特征和步骤的组合对于从最广义上实践本发明可能不是必需的，而是仅被教导为专门描述本发明的代表性示例。此外，上述代表性示例的各种特征以及下面的各种独立和从属权利要求可以以未具体和明确列举的方式进行组合，以提供本教导的其它有用的实施例。

Claims (27)

1.一种从污泥中提取水的方法，其中所述污泥包括磁压载，并且其中所述污泥停留在界面上，包括：
通过对所述磁压载的污泥进行磁处理，从所述磁压载污泥中提取水。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述磁处理包括以下至少之一：
相对于所述磁压载的污泥饼，移动以下至少一项：
一个或多个产生磁场的磁体；和
一个或多个产生磁场的电磁体；
相对于以下至少之一，移动所述磁压载的污泥饼：
一个或多个产生磁场的磁体；和
一个或多个产生磁场的电磁体；
和
改变磁场的强度、方向和配置中的至少一项。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述磁处理包括相对于所述磁压载的污泥饼，移动以下至少之一：
一个或多个产生磁场的磁体；和
一个或多个电磁体产生磁场。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述移动是平移和旋转中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述磁性处理包括：改变磁场的强度、取向和配置中的至少一项。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述改变被重复不止一次。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述改变被重复四次以上。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述污泥包括絮凝剂。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述污泥是污泥饼。
10.一种水处理方法，其包括根据权利要求1至9中任一项所述的从污泥中提取水的方法。
11.一种降低了水含量的污泥饼，其中通过执行权利要求1至9中任一项所述的方法来降低所述污泥饼的水含量。
12.一种在水或污泥的处理过程中从污泥中提取水的方法，包括：
在水或污泥中添加磁压载和絮凝剂，在所述水或污泥中形成絮凝物；
向所述水或所述污泥施加磁场，所述磁场将所述絮状物吸引至界面，其中在所述界面上形成压载的污泥饼；和
通过对所述磁压载污泥饼进行磁处理，从所述磁压载污泥饼中提取水。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述磁处理包括以下至少之一：
相对于所述磁压载的污泥饼，移动以下至少一项：
一个或多个产生磁场的磁体；和
一个或多个产生磁场的电磁体；
相对于以下至少之一，移动所述磁压载的污泥饼：
一个或多个产生磁场的磁体；和
一个或多个产生磁场的电磁体；
和
改变磁场的强度、方向和配置中的至少一项。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述磁处理包括相对于所述磁压载的污泥饼移动以下中的至少一个：
一个或多个产生磁场的磁体；和
一个或多个产生磁场的电磁体。
15.根据权利要求13或权利要求14中所定义的方法，其中所述移动是平移和旋转的至少一种。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述磁处理包括所述改变磁场的强度、取向和配置中的至少一项。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述改变被重复不止一次。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述改变被重复四次以上。
19.根据权利要求12至18中任一项所述的方法，还包括在所述施加磁场之前，向所述水或所述污泥中添加凝结剂。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述凝结剂包括以下一种或多种：
金属凝结剂；
有机凝结剂；或者
它们的组合。
21.根据权利要求12至20中任一项所述的方法，其中，所述絮凝剂包括以下一种或多种：
阴离子聚合物；
阳离子聚合物；
无机絮凝剂；或者
它们的组合。
22.根据权利要求12至21中任一项所述的方法，进一步包括，其中所述施加所述磁场导致从液体中分离出所述压载的污泥饼，在施加所述磁处理之前，从所述液体中分离出所述的压载的污泥饼。
23.在水处理过程中获得的具有降低的水含量的污泥饼，所述的具有降低的水含量的污泥饼通过执行权利要求12至22中任一项所述的方法获得。
24.一种在水或污泥的处理过程中从污泥中提取水的方法，包括：
在水或污泥中添加磁压载；
向所述水或所述污泥施加磁场，所述水或所述污泥中包含絮凝物，所述磁场将所述絮凝物吸引至界面，其中在所述界面上形成压载的污泥饼；和
通过对所述磁压载污泥饼进行磁处理，从所述磁压载污泥饼中提取水。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述水被絮凝，并且所述磁压载被添加到所述絮凝的水中。
26.根据权利要求25所述的方法，其中在添加絮凝剂之前、期间或之后，将所述磁压载添加到所述水中。
27.一种在水或污泥的处理过程中从污泥中提取水的方法，包括：
向水或污泥中添加磁压载和絮凝剂，其中在所述水或所述污泥中形成压载絮凝物；向所述水或所述污泥施加磁场，所述磁场将所述压载絮凝物吸引到界面，其中在所述界面上形成压载污泥饼，所述压载污泥饼与处理后的水分开；
向与所述处理过的水分离的所述压载污泥饼中加入调节剂；和
通过对所述已压载和已调节的污泥饼进行磁处理，从所述已压载和已处理的污泥饼中提取水。
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