CN116282415A - 一种磁混凝沉淀系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及污水处理技术领域，尤其是涉及一种磁混凝沉淀系统，一种磁混凝沉淀系统，包括相互连通的混凝反应系统、磁沉淀系统和磁分离回收系统，混凝反应系统至少包括相互连通的第一反应池和第二反应池；混凝反应系统连接有进水管和加药系统，污水通过进水管进入第一反应池，所述加药系统向第一反应池投加混凝剂，向第二反应池投加磁粉，经混凝反应系统处理后的污水变成磁性污泥，磁性污泥进入磁沉淀系统，磁沉淀系统的部分磁性污泥回到混凝反应系统继续反应，部分磁性污泥进入磁分离回收系统进行磁粉与污泥的分离，磁分离回收系统分离的磁粉回用至混凝反应系统。

Description

一种磁混凝沉淀系统

技术领域

本公开涉及污水处理技术领域，尤其是涉及一种磁混凝沉淀系统。

背景技术

污水是指丧失了原来使用功能的水，污水可以定义为从住宅、机关、商业或者工业区排放的与地下水、地表水、暴风雪等混合的携带有废物的液体或者水。按照污水来源，污水可以分为四类，第一类是工业废水，来自制造采矿和工业生产活动的污水，包括来自与工业或者商业储藏、加工的径流活渗沥液，以及其它不是生活污水的废水；第二类是生活污水，来自住宅、写字楼、机关或相类似的污水，卫生污水，下水道污水，包括下水道系统中生活污水中混合的工业废水；第三类是商业污水，来自商业设施而且某些成分超过生活污水的无毒、无害的污水，如餐饮污水、洗衣房污水、动物饲养污水、发廊产生的污水等；第四类是表面径流来自雨水、雪水、高速公路下水，来自城市和工业地区的水等等，表面径流没有渗进土壤，沿街道和陆地进入的地下水。

污水处理为使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程，混凝是指通过某种方法(如投加化学药剂)使水中胶体粒子和微小悬浮物聚集的过程。磁混凝技术是在普通的混凝沉淀工艺中加入磁粉，使磁粉与絮凝体有效地结合，在沉淀池中絮体和磁粉一起更快速沉淀。其原理是根据物质本身所具有的磁敏感性或外加磁性材料，借助磁场作用对水中胶体、分散颗粒等污染物质进行分离或去除。磁混凝工艺是将磁分离技术与絮凝技术联合用于水处理，磁粉的加入强化絮凝效果，结合絮凝剂的特效而形成的磁性絮体，能够更加快速的沉降。磁混凝沉淀系统作为污水处理领域的一项物化处理技术，被广泛运用在市政污水、水环境治理等领域，应用前景广阔。然而，现有的磁混凝沉淀系统混凝剂和助凝剂的利用率较低，导致磁混凝沉淀系统的处理效率较低，不利于系统的高效稳定运行。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本公开提供一种磁混凝沉淀系统，能够有效提高磁混凝沉淀系统混凝剂和助凝剂的利用率，使系统高效稳定的运行。

本公开解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种磁混凝沉淀系统，包括相互连通的混凝反应系统、磁沉淀系统和磁分离回收系统，混凝反应系统至少包括相互连通的第一反应池和第二反应池；混凝反应系统连接有进水管和加药系统，污水通过进水管进入第一反应池，所述加药系统向第一反应池投加混凝剂，向第二反应池投加磁粉，经混凝反应系统处理后的污水变成磁性污泥，磁性污泥进入磁沉淀系统，磁沉淀系统的部分磁性污泥回到混凝反应系统继续反应，部分磁性污泥进入磁分离回收系统进行磁粉与污泥的分离，磁分离回收系统分离的磁粉回用至混凝反应系统。

进一步的，所述第二反应池还连通有第三反应池，所述加药系统向第三反应池投加助凝剂，污水通过进水管进入第一反应池，所述第一反应池用于对污水预处理，预处理后的污水进入第二反应池后发生絮凝，絮凝后的污水进入第三反应池生成磁性污泥，磁性污泥进入磁沉淀系统，磁沉淀系统的部分磁性污泥回到第二反应池继续反应，部分磁性污泥进入磁分离回收系统进行磁粉与污泥的分离，磁分离回收系统分离的磁粉回用至第二反应池。

进一步的，磁沉淀系统中的上清液进入下一道工序或直接排放。

进一步的，磁分离回收系统还连通有污泥浓缩池，所述磁分离回收系统设置有剪切机和磁分离机，所述剪切机用于将带有磁性的污泥中的磁粉与污泥分离开，所述磁分离机用于将分离后的磁粉收集重新进入第二反应池，分离后的污泥进入污泥浓缩池。

进一步的，污泥浓缩池连通有污泥处置系统，污泥处置系统用于对污泥进一步的处理。

进一步的，所述第一反应池、第二反应池和第三反应池内分别设置有搅拌器，所述搅拌器用于对反应池内的污水进行搅拌，使污水分别与混凝剂、磁粉、助凝剂混合均匀；所述搅拌器上的桨叶至少设置两个，至少两个桨叶呈上下分布。

进一步的，所述磁沉淀系统包括沉淀池，所述沉淀池为斜管沉淀池，所述斜管沉淀池中设置有斜管填料，沉淀池设置有支架，用于支撑斜管填料。

进一步的，所述沉淀池底部设置有倒梯形的泥斗，用于对沉淀污泥进行储存。

进一步的，所述泥斗的底部连接有污泥泵，污泥泵用于将泥斗中的污泥进入到磁分离回收系统，对磁粉进行回收并对污泥进行分离。

进一步的，第一反应池和第二反应池通过第一出水口连通，第二反应池和第三反应池通过第二出水口连通，所述第一出水口的高度低于第二出水口，这是由于第一反应池中的污水在混凝剂的作用下发生絮凝，在重力作用下向下沉降，为了使发生絮凝的污水更多的转移到第二反应池，第一出水口的高度设置的较低；第二反应池中加入了磁粉，磁粉与发生絮凝的污水混合，得到更大颗粒的矾花，由于发生絮凝的污水多数沉在第二反应池的底部，将第二出水口设置在第二反应池的上部，使得第二反应池的污水从下到上的流向，保证磁粉与发生絮凝的污水充分混合。

进一步的，第三反应池和沉淀池通过第三出水口连通，第三出水口设置在第三反应池的上部，便于第三反应池中污水与污泥的分离。

进一步的，所述第三反应池中沿垂直水平方向设置有第一挡板，所述第一挡板靠近第二出水口设置，所述沉淀池中沿垂直水平方向设置有第二挡板和第三挡板，所述第二挡板比第三挡板更靠近第二出水口，所述第二挡板的高度低于第三挡板，第一挡板、第二挡板和第三挡板的设置为了控制污水的流速，使得沉淀效果更好。

进一步的，所述沉淀池设置有第四出水口，上清液由第四出水口进入下一道工序或直接排放。

一种磁混凝沉淀方法，包括如下步骤：

S1：污水通过格栅过滤后由进水管进入第一反应池，加药系统向第一反应池投加混凝剂，搅拌后进入第二反应池；

S2：污水进入第二反应池后，加药系统向第二反应池投加磁粉，在磁粉的作用下污水变成磁性污水，搅拌后在第二反应池生成矾花，然后进入第三反应池；

S3：磁性污水进入第三反应池后，加药系统向第三反应池投加助凝剂，搅拌使磁性污水与助凝剂发生絮凝反应，生成磁性污泥，进入沉淀池；

S4：污泥先后通过第二挡板和第三挡板进入沉淀池，在重力及第二挡板、第三挡板的作用下实现沉降，上清液由进入下一道工序或直接排放，沉淀池中的部分磁性污泥进入第二反应池继续参加反应，部分磁性污泥进入磁分离回收系统将磁粉与污泥分离开，分开后的磁粉继续进入第二反应池参加反应，分开后的污泥进入污泥浓缩池。

其中，S1中的混凝剂为聚合氯化铝。

其中，S3中所述助凝剂为聚丙烯酰胺或活化硅酸。

具体的，泥和水的重力不同，流速也不同，S4中污泥先在第二挡板和重力的作用下，进行一次沉降和分离，再在第三挡板和重力的作用下，再次沉降和分离，使磁性污泥得到快速的沉降，磁性污泥在沉淀池得到两次的沉降和分离，分离效果更好。

与现有产品相比，本公开的有益效果在于：混凝反应系统包括第一反应池、第二反应池和第三反应池，使污水分别在第一反应池与混凝剂作用，与混凝剂作用后的污水进入第二反应池与磁粉作用，与磁粉作用后的反应池再进入第三反应池与助凝剂作用，这样使得污水与混凝剂、磁粉及助凝剂的作用效果更好，混凝剂、磁粉及助凝剂的利用率也较高，有效提高了磁混凝沉淀系统的处理效率；部分磁性污泥进入磁分离回收系统进行磁粉与污泥的分离，磁分离回收系统分离的磁粉回用至第二反应池，实现了磁粉的重复利用，节约了成本。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本申请进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本申请范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅示意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。

图1是本公开的一种磁混凝沉淀系统的结构示意图。

附图标记说明：

1、进水管；2、搅拌器；3、桨叶；4、第一反应池；5、第二反应池；6、第三反应池；7、排污口；8、污泥泵；9、磁分离回收系统；10、第一出水口；11、第二出水口；12、第三出水口；13、沉淀池；14、第一挡板；15、第二挡板；16、第三挡板。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本公开的技术方案，以下结合附图及实施例，对本公开进行详细、清楚、完整的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本公开，并不用于限定本公开。

在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区别技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的公开中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，一种磁混凝沉淀系统，包括相互连通的混凝反应系统、磁沉淀系统和磁分离回收系统9，混凝反应系统包括依次连通的第一反应池4、第二反应池5和第三反应池6；混凝反应系统连接有进水管1和加药系统，加药系统向第一反应池4投加混凝剂，向第二反应池5投加磁粉，向第三反应池6投加助凝剂，污水通过进水管1进入第一反应池4，第一反应池4用于对污水预处理，预处理后的污水进入第二反应池5后发生絮凝，絮凝后的污水进入第三反应池6生成磁性污泥。污水先后经过第一反应池4、第二反应池5和第三反应池6，并在第一反应池4、第二反应池5和第三反应池6中分别与混凝剂、磁粉和助凝剂充分发生作用，提高了混凝剂、磁粉和助凝剂的利用率，同时也使得污水能够更好的沉降，实现污泥与水的分离。

磁性污泥进入磁沉淀系统，磁沉淀系统的部分磁性污泥回到第二反应池5继续反应，部分磁性污泥进入磁分离回收系统9进行磁粉与污泥的分离，磁分离回收系统9分离的磁粉回用至第二反应池5，磁沉淀系统中的上清液由第四出水口进入下一道工序或直接排放。

磁分离回收系统9还连通有污泥浓缩池，磁分离回收系统9设置有剪切机和磁分离机，剪切机用于将带有磁性的污泥中的磁粉与污泥分离开，磁分离机用于将分离后的磁粉收集重新进入第二反应池5，这样就无需向第二反应池5额外加入磁粉，运行成本较低，分离后的污泥进入污泥浓缩池。污泥浓缩池连通有污泥处置系统，污泥处置系统用于对污泥进一步的处理。

可以理解的是，第一反应池4、第二反应池5和第三反应池6内分别设置有搅拌器2，搅拌器2用于对反应池内的污水进行搅拌，使污水分别与混凝剂、磁粉、助凝剂混合均匀；搅拌器2上的桨叶3至少设置两个，至少两个桨叶3呈上下分布，使污水与混凝剂、磁粉、助凝剂更加充分地混合发生作用。

需要注意的是，第一反应池4、第二反应池5和第三反应池6的底部分别设置有排污口7，排污口7外接有排污管，用于将第一反应池4、第二反应池5和第三反应池6底部沉积的污泥排出，方便维护，避免底部堆积较多污泥影响使用效果。

磁沉淀系统包括沉淀池13，沉淀池13为斜管沉淀池13，斜管沉淀池13比一般沉淀池13的处理能力高出7～10倍，去除率高，停留时间短，进水到出水时间为20分钟，占地面积小。斜管沉淀池13利用层流原理，能够提高沉淀池13的处理能力，沉降速度快，可达40m/h，斜管沉淀池13还可增加沉淀池13的面积，从而提高处理效率。由沉淀池13流出的上清液的透明度较高，上清液的浊度小于1NTU，SS可稳定在2mg/L以下，TP比常规工艺处理的低5％，斜管沉淀池13中设置有斜管填料，沉淀池13设置有支架，用于支撑斜管填料。沉淀池13底部设置有倒梯形的泥斗，用于对沉淀污泥进行储存。泥斗的底部连接有污泥泵8，污泥泵8用于将泥斗中的污泥进入到磁分离回收系统9，对磁粉进行回收并对污泥进行分离，磁粉的回收率可达99.5％以上。泥斗的底部设置有设置有排污口7，用于将沉积的污泥排出。

第一反应池4和第二反应池5通过第一出水口10连通，第二反应池5和第三反应池6通过第二出水口11连通，第一出水口10的高度低于第二出水口11，这是由于第一反应池4中的污水在混凝剂的作用下发生絮凝，在重力作用下向下沉降，为了使发生絮凝的污水更多的转移到第二反应池5，第一出水口10的高度设置的较低；第二反应池5中加入了磁粉，磁粉与发生絮凝的污水混合，得到更大颗粒的矾花，由于发生絮凝的污水多数沉在第二反应池5的底部，将第二出水口11设置在第二反应池5的上部，使得第二反应池5的污水从下到上的流向，保证磁粉与发生絮凝的污水充分混合。第三反应池6和沉淀池13通过第三出水口12连通，第三出水口12设置在第三反应池6的上部，便于第三反应池6中污水与污泥的分离。

需要说明的是，第三反应池6中沿垂直水平方向设置有第一挡板14，第一挡板14靠近第二出水口11设置，第二出水口11流出的水冲击到第一挡板14上，由于污泥粒子与水的重力及流速不同，当污水撞击到第一挡板14上实现了污泥粒子与水的粗分离；沉淀池13中沿垂直水平方向设置有第二挡板15和第三挡板16，第二挡板15比第三挡板16更靠近第二出水口11，第二挡板15的高度低于第三挡板16，第二挡板15对进入沉淀池13的水初步分离，第三挡板16再一次分离，能够更有效更快速的使污泥粒子沉淀，第二挡板15更靠近第二出水口11，将第二挡板15的高度设置的较低，避免其受到污水较大的冲击，影响使用寿命，第一挡板14、第二挡板15和第三挡板16的设置为了控制污水的流速，使得沉淀效果更好。整个磁混凝沉淀系统的占地面积小的同时，出水达标的稳定性高，沉淀效果好。

一种磁混凝沉淀方法，包括如下步骤：

S1：污水通过格栅过滤后由进水管1进入第一反应池4，加药系统向第一反应池4投加混凝剂，搅拌后进入第二反应池5；

S2：污水进入第二反应池5后，加药系统向第二反应池5投加磁粉，在磁粉的作用下污水变成磁性污水，搅拌后在第二反应池5生成矾花，然后进入第三反应池6；

S3：磁性污水进入第三反应池6后，加药系统向第三反应池6投加助凝剂，搅拌使磁性污水与助凝剂发生絮凝反应，生成磁性污泥，进入沉淀池13；

S4：污泥先后通过第二挡板15和第三挡板16进入沉淀池13，在重力及第二挡板15、第三挡板16的作用下实现沉降，上清液由进入下一道工序或直接排放，沉淀池13中的部分磁性污泥进入第二反应池5继续参加反应，部分磁性污泥进入磁分离回收系统9将磁粉与污泥分离开，分开后的磁粉继续进入第二反应池5参加反应，分开后的污泥进入污泥浓缩池。

以上对本申请进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种磁混凝沉淀系统，其特征在于，包括相互连通的混凝反应系统、磁沉淀系统和磁分离回收系统(9)，混凝反应系统至少包括相互连通的第一反应池(4)和第二反应池(5)；混凝反应系统连接有进水管(1)和加药系统，污水通过进水管(1)进入第一反应池(4)，所述加药系统向第一反应池(4)投加混凝剂，向第二反应池(5)投加磁粉，经混凝反应系统处理后的污水变成磁性污泥，磁性污泥进入磁沉淀系统，磁沉淀系统的部分磁性污泥回到混凝反应系统继续反应，部分磁性污泥进入磁分离回收系统(9)进行磁粉与污泥的分离，磁分离回收系统(9)分离的磁粉回用至混凝反应系统。

2.根据权利要求1所述的一种磁混凝沉淀系统，其特征在于，所述第二反应池(5)还连通有第三反应池(6)，所述加药系统向第三反应池(6)投加助凝剂，污水通过进水管(1)进入第一反应池(4)，所述第一反应池(4)用于对污水预处理，预处理后的污水进入第二反应池(5)后发生絮凝，絮凝后的污水进入第三反应池(6)生成磁性污泥，磁性污泥进入磁沉淀系统，磁沉淀系统的部分磁性污泥回到第二反应池(5)继续反应，部分磁性污泥进入磁分离回收系统(9)进行磁粉与污泥的分离，磁分离回收系统(9)分离的磁粉回用至第二反应池(5)。

3.根据权利要求1所述的一种磁混凝沉淀系统，其特征在于，磁沉淀系统中的上清液进入下一道工序或直接排放。

4.根据权利要求1所述的一种磁混凝沉淀系统，其特征在于，磁分离回收系统(9)还连通有污泥浓缩池，所述磁分离回收系统(9)设置有剪切机和磁分离机，所述剪切机用于将带有磁性的污泥中的磁粉与污泥分离开，所述磁分离机用于将分离后的磁粉收集重新进入第二反应池(5)，分离后的污泥进入污泥浓缩池。

5.根据权利要求4所述的一种磁混凝沉淀系统，其特征在于，污泥浓缩池连通有污泥处置系统，污泥处置系统用于对污泥进一步的处理。

6.根据权利要求2所述的一种磁混凝沉淀系统，其特征在于，第一反应池(4)、第二反应池(5)和第三反应池(6)内分别设置有搅拌器(2)，所述搅拌器(2)用于对反应池内的污水进行搅拌，使污水分别与混凝剂、磁粉、助凝剂混合均匀；所述搅拌器(2)上的桨叶(3)至少设置两个，至少两个桨叶(3)呈上下分布。

7.根据权利要求2所述的一种磁混凝沉淀系统，其特征在于，所述磁沉淀系统包括沉淀池(13)，所述沉淀池(13)为斜管沉淀池(13)，所述斜管沉淀池(13)中设置有斜管填料，沉淀池(13)设置有支架，用于支撑斜管填料。

8.根据权利要求7所述的一种磁混凝沉淀系统，其特征在于，所述沉淀池(13)底部设置有倒梯形的泥斗，用于对沉淀污泥进行储存。

9.根据权利要求8所述的一种磁混凝沉淀系统，其特征在于，所述泥斗的底部连接有污泥泵(8)，污泥泵(8)用于将泥斗中的污泥进入到磁分离回收系统(9)，对磁粉进行回收并对污泥进行分离。

10.根据权利要求2所述的一种磁混凝沉淀系统，其特征在于，第一反应池(4)和第二反应池(5)通过第一出水口(10)连通，第二反应池(5)和第三反应池(6)通过第二出水口(11)连通，所述第一出水口(10)的高度低于第二出水口(11)。

11.根据权利要求10所述的一种磁混凝沉淀系统，其特征在于，第三反应池(6)和沉淀池(13)通过第三出水口(12)连通，第三出水口(12)设置在第三反应池(6)的上部，便于第三反应池(6)中污水与污泥的分离。

12.根据权利要求2所述的一种磁混凝沉淀系统，其特征在于，所述第三反应池(6)中沿垂直水平方向设置有第一挡板(14)，所述第一挡板(14)靠近第二出水口(11)设置，所述沉淀池(13)中沿垂直水平方向设置有第二挡板(15)和第三挡板(16)，所述第二挡板(15)比第三挡板(16)更靠近第二出水口(11)，所述第二挡板(15)的高度低于第三挡板(16)。

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