公布日：2023.03.07
申請(qǐng)日：2022.11.15
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/48(2006.01)N;C02F1/52(2006.01)N;C02F1/00(2006.01)N;C02F3/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種生物磁分離系統(tǒng)及其使用方法，涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，包括依次連接的預(yù)處理裝置、生化處理裝置、磁混凝反應(yīng)裝置和沉淀裝置；沉淀裝置的污泥輸送至磁分離裝置；磁分離裝置設(shè)有回流污泥出口、磁種回收出口和剩余污泥出口；回流污泥出口與生化處理裝置連通；磁種回收出口與磁混凝反應(yīng)裝置連通；磁混凝反應(yīng)裝置還連接有混凝劑加藥裝置和助凝劑加藥裝置。該系統(tǒng)，通過污泥回流使系統(tǒng)內(nèi)維持較高的微生物濃度，提高了生化處理裝置對(duì)污染物的整體去除率，達(dá)到等同MBR或添加生物填料的效果，提高了裝置的處理效果和處理能力。在生化處理的基礎(chǔ)上還起到了常規(guī)混凝沉淀的作用，保證了生化處理裝置良好的出水水質(zhì)大大簡(jiǎn)化了工藝流程。
權(quán)利要求書
1.一種生物磁分離系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的預(yù)處理裝置(100)、生化處理裝置(101)、磁混凝反應(yīng)裝置(102)和沉淀裝置(103)；所述預(yù)處理裝置設(shè)超細(xì)格柵(1001)；所述沉淀裝置(103)的污泥輸送至磁分離裝置(104)；所述磁分離裝置(104)設(shè)有回流污泥出口、磁種回收出口和剩余污泥出口；所述回流污泥出口與所述生化處理裝置(101)連通；所述磁種回收出口與所述磁混凝反應(yīng)裝置(102)連通；所述磁混凝反應(yīng)裝置(102)還連接有助凝劑加藥裝置(110)；所述磁種包括磁鐵礦粉或超磁分離瓷粉中的至少一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物磁分離系統(tǒng)，其特征在于，所述助凝劑為聚丙烯酰胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物磁分離系統(tǒng)，其特征在于，所述磁種的添加量為10mg/L～50mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物磁分離系統(tǒng)，其特征在于，所述助凝劑的投加量為1mg/L～10mg/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物磁分離系統(tǒng)，其特征在于，所述生化處理裝置(100)還設(shè)置有厭氧區(qū)(1001)、缺氧區(qū)(1003)和好氧區(qū)(1005)。
6.一種如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的生物磁分離系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：將污水依次經(jīng)過預(yù)處理、生物處理、磁混凝反應(yīng)和沉淀；將沉淀后含磁種污泥進(jìn)行磁分離，得磁種、回流污泥和剩余污泥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的使用方法，其特征在于，所述污泥回流比為50％～400％。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的使用方法，其特征在于，所述磁混凝反應(yīng)的時(shí)間為10～60min。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8任一項(xiàng)所述的使用方法，其特征在于，所述生化裝置MLSS值為10000mg/L～12000mg/L。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至8任一項(xiàng)所述的使用方法，所述沉淀裝置污泥濃度為15000mg/L～20000mg/L。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種生物磁分離系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題和缺陷的至少一個(gè)方面。
本發(fā)明還提供了上述生物磁分離系統(tǒng)的使用方法。
具體如下，本發(fā)明第一方面提供了一種生物磁分離系統(tǒng)，包括依次連接的預(yù)處理裝置、生化處理裝置、磁混凝反應(yīng)裝置和沉淀裝置；
所述沉淀裝置的污泥輸送至磁分離裝置；
所述磁分離裝置設(shè)有回流污泥出口、磁種回收出口和剩余污泥出口；
所述回流污泥出口與所述生化處理裝置連通；
所述磁種回收出口與所述磁混凝反應(yīng)裝置連通；
所述磁混凝反應(yīng)裝置還連接有助凝劑加藥裝置；
所述磁種包括磁鐵礦粉或超磁分離磁粉中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明生物磁分離系統(tǒng)技術(shù)方案中的一種技術(shù)方案，至少具備如下有益效果：
本發(fā)明的生物磁分離系統(tǒng)通過將生物處理裝置與磁混凝反應(yīng)裝置相結(jié)合，通過磁混凝反應(yīng)裝置將污水中的磁性絮體進(jìn)行吸附并進(jìn)行高效的泥水分離，從而達(dá)到凈水的效果；同時(shí)采用磁分離裝置將污泥和磁種進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)磁種的回收；并將部分污泥回流至生化處理裝置，從而使生化處理裝置內(nèi)維持較高的微生物濃度，提高了生化處理裝置對(duì)污染物的整體去除率，保證了生化處理裝置良好的出水水質(zhì)，同時(shí)保證生化處理裝置對(duì)進(jìn)水負(fù)荷(水質(zhì)及水量)的各種變化具有很好的適應(yīng)性，耐沖擊負(fù)荷，能夠穩(wěn)定獲得優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)。為了強(qiáng)化磁分離效果，在生化處理裝置前設(shè)超細(xì)格柵預(yù)處理以去除污水中細(xì)小的顆粒污染物，減少磁種的損失。
本發(fā)明中的磁混凝裝置不僅起到常規(guī)混凝沉淀的作用，且起到了類似膜分離的作用。由于本發(fā)明中采用磁混凝沉淀裝置，在磁混凝反應(yīng)裝置投加磁種及助凝劑并經(jīng)絮凝、吸引、附著、電荷吸附、架橋、網(wǎng)捕等步驟，將生化處理裝置中活性污泥、微小懸浮物、膠體和細(xì)菌等不溶性物質(zhì)與磁種有效結(jié)合，形成高密度絮凝體，高密度磁性絮體在沉淀裝置實(shí)現(xiàn)快速泥水分離。泥水分離效果好，且分離污泥濃度高、微生物含量高。解決了傳統(tǒng)活性污泥法污水處理裝置+二沉裝置占地面積大、沉淀污泥含水率高的問題。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述磁混凝反應(yīng)裝置為獨(dú)立單位。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述磁混凝反應(yīng)裝置可設(shè)置在生化處理裝置的末端；即將磁混凝反應(yīng)裝置與生化處理裝置合建。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述磁混凝反應(yīng)裝置可設(shè)置在沉淀池的前端；即將磁混凝反應(yīng)裝置與沉淀池合建。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述磁混凝反應(yīng)裝置中設(shè)有攪拌裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述攪拌裝置為機(jī)械攪拌、空氣攪拌和水力攪拌中的一種。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述預(yù)處理裝置設(shè)超細(xì)格柵。
截留污水中的細(xì)小顆粒，強(qiáng)化后續(xù)磁分離效果，減少磁種的損失。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述超細(xì)格柵包括多個(gè)相互連接的格柵單元。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述的格柵單元包括兩個(gè)相互平行的縱桿，兩個(gè)所述縱桿之間使用兩個(gè)所述的橫桿相連接。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述相鄰縱桿之間的距離為1mm～20mm。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述相鄰縱桿之間的距離為1mm～2mm。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述相鄰橫桿之間的距離為1mm～20mm。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述相鄰橫桿之間的距離為1mm～2mm。
本發(fā)明通過對(duì)橫桿與縱桿之間的距離進(jìn)行控制，若距離過小，則會(huì)影響到污水流動(dòng)，進(jìn)一步影響到系統(tǒng)的處理效率；若距離過大，則對(duì)細(xì)小顆粒的截留效果較差，從而影響到后續(xù)磁分離的效果。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述磁種添加量為10mg/L～50mg/L。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述混凝劑為可選，有化學(xué)除磷要求時(shí)設(shè)混凝劑加藥裝置，混凝劑的投加量根據(jù)化學(xué)除磷量確定。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述助凝劑的投加量為1mg/L～10mg/L。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述生化處理裝置還設(shè)置有厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述厭氧區(qū)設(shè)有攪拌器。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述缺氧區(qū)設(shè)有攪拌器。
攪拌器用于污泥與水的充分混合。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述好氧區(qū)設(shè)有曝氣裝置。
曝氣裝置用于好氧區(qū)的供氧和泥水混合。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述生化處理裝置設(shè)有污泥回流系統(tǒng)。
污泥回流系統(tǒng)用于保持生化處理裝置微生物量。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述生化處理裝置的出水端所述磁混凝反應(yīng)裝置進(jìn)水端連接。
生化處理裝置中的泥水混合液通過管道或生化處理裝置出水口直接進(jìn)入磁混凝反應(yīng)裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述磁種回收出口通過磁種泵與所述磁混凝裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述磁混凝反應(yīng)裝置還連接有混凝劑加藥裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述混凝劑加藥裝置通過加藥泵與所述磁混凝反應(yīng)裝置相連通。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述混凝劑為聚鐵鹽或聚鋁鹽。
聚鐵鹽和聚鋁鹽能起到混凝和化學(xué)除磷作用。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述混凝劑的添加量為1mg/L～10mg/L。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述助凝劑為聚丙烯酰胺。
助凝劑為起到輔助絮凝劑產(chǎn)生混凝效果的作用物質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述助凝劑加藥裝置通過加藥泵與所述磁混凝反應(yīng)裝置相連通。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述磁混凝反應(yīng)裝置的出料口與所述沉淀裝置相連通。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述沉淀裝置用于上清液和污泥的分離。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述沉淀裝置中污泥輸送至所述磁分離裝置中。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述磁分離裝置用于磁種和污泥的分離。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述磁分離裝置分離的回流污泥通過污泥回流泵輸送至所述生化處理裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述磁分離裝置分離的剩余污泥通過剩余污泥泵排放。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述磁分離裝置分離的磁種通過磁種泵輸送至所述磁混凝反應(yīng)裝置。
本發(fā)明第二方面公開了上述生物磁分離系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟：
將污水依次經(jīng)過預(yù)處理、生物處理、磁混凝反應(yīng)和沉淀；
將沉淀后含磁種污泥進(jìn)行磁分離，得磁種、回流污泥和剩余污泥。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述污泥回流比為50％～400％。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述磁混凝反應(yīng)的時(shí)間為10min～60min。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述MLSS值為10000mg/L～12000mg/L。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述沉淀裝置污泥濃度為15000mg/L～20000mg/L。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述污水的CODCr值為100mg/L～10000mg/L，BOD5值為50mg/L～5000mg/L，SS值為100mg/L～300mg/L，氨氮30mg/L～2000mg/L，總氮40mg/L～2500mg/L，總磷值為6mg/L～200mg/L。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案能夠達(dá)到以下有益效果：
本發(fā)明公開的污水處理高效磁分離系統(tǒng)對(duì)污水處理系統(tǒng)的處理效率及處理效果進(jìn)行了改進(jìn)，經(jīng)預(yù)處理裝置的超細(xì)格柵截留細(xì)小顆粒污染物的污水進(jìn)入生化處理裝置，經(jīng)生化處理裝置處理的出水進(jìn)入磁混凝反應(yīng)裝置中與絮凝劑和磁種反應(yīng)，經(jīng)過絮凝、吸引、附著、電荷吸附、架橋、網(wǎng)捕等步驟，將水中的微生物、微小懸浮物、膠體、細(xì)菌等不溶性物質(zhì)與磁種有效結(jié)合，最終形成高密度絮體，依靠重力作用在所述沉淀裝置實(shí)現(xiàn)固液的快速沉淀分離，從而可以高效去除有機(jī)物、總磷和SS，可以將出水濁度控制在5NTU以下，可以將出水總磷控制在0.3mg/L以下。在生化處理的基礎(chǔ)上還起到了常規(guī)混凝沉淀的作用。同時(shí)起到了膜分離的作用，沉淀的活性污泥濃度較高，經(jīng)磁種分離的高濃度活性污泥回流至生物處理裝置，可使系統(tǒng)內(nèi)維持較高的微生物濃度，不但提高了生化處理裝置對(duì)污染物的整體去除率，保證了生化處理裝置良好的出水水質(zhì)，同時(shí)保證生化處理裝置對(duì)進(jìn)水負(fù)荷(水質(zhì)及水量)的各種變化具有很好的適應(yīng)性，耐沖擊負(fù)荷，能夠穩(wěn)定獲得優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)，達(dá)到等同MBR或添加生物填料的效果，提高了裝置的處理效果和處理能力。本發(fā)明尤其適用于原有污水處理系統(tǒng)的提標(biāo)改造，在原有污水生化處理系統(tǒng)和二沉池間設(shè)磁混凝反應(yīng)(磁混凝反應(yīng)裝置可設(shè)在現(xiàn)有生化處理系統(tǒng)末端，在現(xiàn)有生化處理系統(tǒng)末端隔出分格，攪拌方式采用氣攪拌，無需新建磁混凝反應(yīng)裝置)和磁分離回收裝置，提高原有生化系統(tǒng)及二沉池的處理負(fù)荷(為原來處理負(fù)荷的2～3倍)，達(dá)到提標(biāo)改造的目的，解決了傳統(tǒng)污水處理系統(tǒng)提標(biāo)改造難度大、用地緊張的問題。同時(shí)設(shè)超細(xì)格柵作為預(yù)處理，截留了污水中的細(xì)小顆粒，避免了細(xì)小顆粒對(duì)磁種的粘附，強(qiáng)化磁分離效果，減少磁種的損失。
（發(fā)明人：姜安平;白利云;左青）
