CN105461147A - 一种磁分离水体净化***及其分离净化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁分离水体净化***及其分离净化方法，该***包括潜污泵、电磁流量计、管道混合器、混凝通道、磁种反应室、絮凝反应室、沉淀池、立式低温等离子水处理单元、第一增压泵、第二增压泵、混凝剂泡药机、絮凝剂泡药机、第一电磁隔膜计量泵、第二电磁隔膜计量泵、砂浆泵、污泥剪切机、磁鼓、污泥浓缩池、污泥脱水机、滤液储池、干燥机、生物质炭化炉、冷却装置、污水管道、循环水管道、加药管道、污泥管道；方法包括污水混凝、污水加磁、污水絮凝、污水分离、水体净化、污泥剪切、磁粉分离、污泥浓缩、污泥脱水、污泥干燥、污泥炭化、生物质炭收集，本发明采用闭环***设计，***功能通过串联-并联工艺协调控制。
Description
技术领域
本发明涉及水体净化***，尤其涉及一种磁分离水体净化***及其分离净化方法。
背景技术
中国水资源缺乏，是世界13个缺水国家之一，全国670个城市中目前大约有一半的城市缺水，且水污染严重，全国75％的湖泊出现了不同程度的富营养化，90％的城市水域污染严重，南方城市总缺水量的60％-70％是由于水污染造成的。我国水体污染主要来源于超标排放的工业废水，和大量未经处理直接进入水体的城市生活污水，城市生活污水正成为水污染最大的“公害”之一。因此，城市生活污水的处理对于改善城市环境质量与居民生存环境，促进社会的可持续发展具有十分重要的意义。
磁分离水体净化***处理废水是目前国内方兴未艾发展中的新技术，所谓磁分离水体净化是指在活性污泥中添加一定量的磁种和磁性生物载体的磁性分离法。能够大幅度削减BOD,SS负荷，去除COD和NH3-N的效率及承受毒物的浓度都优于普通活性污泥，而且可以明显改善污泥絮体结构和沉降性能，克服污泥膨胀，可以大幅度提高活性污泥的浓度，增大单位容积的处理能力。
目前国内外研发成功使用磁分离水体净化***处理污水技术屈指可数，并且均采用常规的重力沉淀法进行泥水分离，然而现有多数磁分离水体净化***是采用开环设计，设备集成化程度低、磁种利用率低、耐冲击负荷能力差、运行成本高等问题；同时现有磁分离水体净化***没有集成污泥彻底处理工艺，导致了用户针对污泥处理场所及运行费用的增加。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种磁分离水体净化***及其分离净化方法。
一种磁分离水体净化***，包括潜污泵、电磁流量计、管道混合器、混凝通道、磁种反应室、絮凝反应室、沉淀池、立式低温等离子水处理单元、第一增压泵、第二增压泵、混凝剂泡药机、絮凝剂泡药机、第一电磁隔膜计量泵、第二电磁隔膜计量泵、砂浆泵、污泥剪切机、磁鼓、污泥浓缩池、污泥脱水机、滤液储池、干燥机、生物质炭化炉、冷却装置、污水管道、循环水管道、加药管道、污泥管道；
磁种反应室与絮凝反应室中心轴位置均安装有搅拌装置，沉淀池中心轴位置安装有刮泥装置，刮泥板紧贴沉淀池底部，立式低温等离子水处理单元由多个圆柱型管道相切均布组成，阳极接圆柱外壁，阴极为圆柱中心轴，水流沿着圆柱管道内壁形成流道，污泥脱水机包括絮凝混合槽、过滤装置，污泥脱水机固定安装于滤液储池顶部，污泥剪切机与磁鼓均位于磁种反应室上部；
潜污泵出口通过污水管道分别与电磁流量计、管道混合器、混凝通道、磁种反应室顺次连接，磁种反应室与絮凝反应室、沉淀池、立式低温等离子水处理单元顺次连接，磁种反应室底部出口与絮凝反应室顶部开口相通，絮凝反应室底部出口与沉淀池底部开口相通，沉淀池顶部开口与立式低温等离子水处理单元顶部开口连接；
沉淀池顶部上清液处出口通过循环水管道与第一增压泵进口连接，第一增压泵出口分别与混凝剂泡药机、絮凝剂泡药机相连；
絮凝剂泡药机通过加药管道与第一电磁隔膜计量泵进口连接，第一电磁隔膜计量泵出口通过加药管道分别与絮凝反应室、污泥脱水机的絮凝混合槽连接；混凝剂泡药机通过加药管道与第二电磁隔膜计量泵进口连接，第二电磁隔膜计量泵出口通过加药管道与管道混合器连接；
沉淀池底部的刮泥板中间出口通过污泥管道与砂浆泵、污泥剪切机、磁鼓、污泥浓缩池、污泥脱水机、干燥机、生物质炭化炉顺次连接；
砂浆泵与冷却装置通过循环水管道形成回路连接，滤液储池出口通过污水管道与第二增压泵进口连接，污泥剪切机滤液出口与污泥浓缩池顶部上清液出口、第二增压泵出口通过污水管道汇合与磁种反应室连接，磁鼓回收磁粉出口与磁种反应室连接。
作为优选，所述的潜污泵污水进口自带滤网，顶部自带浮筒。
作为优选，所述的混凝剂泡药机与絮凝剂泡药机均带有搅拌机构，混凝剂泡药机与絮凝剂泡药机的加药管道进口自带滤网。
作为优选，所述的沉淀池中的刮泥装置采用弧形刮泥板。
作为优选，所述的污泥脱水机的过滤装置为叠螺式或平板式。
作为优选，所述的磁分离水体净化***安装于标准集装箱内。
一种磁分离水体净化***用途，包括用于市政自来水或工业制造行业水体净化处理。
一种磁分离水体净化***分离净化方法，包括以下步骤：
1)污水混凝：潜污泵将污水吸入污水管道，经过电磁流量计，进入管道混合器与混凝剂泡药机中经第二电磁隔膜计量泵流出的PAC混合，并一同进入混凝通道进行混凝；
2)污水加磁：完成步骤1)混凝后的污水进入磁种反应室，连同滤液储池滤液、污泥剪切机滤液、污泥浓缩池顶部上清液与磁鼓回收磁粉进行混合；
3)污水絮凝：完成步骤2)加磁后的污水进入絮凝反应室，与絮凝剂泡药机中经第一电磁隔膜计量泵流出的PAM混合，污水中的污泥和磁粉通过PAM作用形成絮凝污泥；
4)污水分离：完成步骤3)絮凝污泥进入沉淀池，经重力沉淀后的污泥通过刮泥装置流向沉淀池中间出口，分离后的滤清液一部分通过沉淀池顶部上清液处出口，经过第一增压泵作用，分别流向混凝剂泡药机、絮凝剂泡药机；
5)水体净化：完成步骤4)分离后的滤清液另一部分通过沉淀池顶部开口，进入立式低温等离子水处理单元，水流沿着圆柱管道内壁形成流道，通过立式低温等离子水处理单元净化作用，水质中所有有机物彻底分解成CO2和H2O；
6)污泥剪切：将完成步骤3)分离后的污泥通过砂浆泵进入污泥剪切机进行剪切挤压，挤压后的滤液，与污泥浓缩池顶部上清液、滤液储池的滤液汇合回流至磁种反应室；
7)磁粉分离：将完成步骤6)的污泥运输到磁鼓进行磁粉分离，回收磁粉投入至磁种反应室。
8)污泥浓缩：将完成步骤7)的污泥输送到污泥浓缩池进行污泥浓缩；
9)污泥脱水：将完成步骤8)的污泥输送到污泥脱水机的絮凝混合槽，与絮凝剂泡药机中经第一电磁隔膜计量泵流出的PAM混合，并随后输送到污泥脱水机进行脱水；
10)污泥干燥：将完成步骤9)的污泥输送到干燥机进行干燥；
11)污泥炭化：将完成步骤10)的污泥输送到生物质炭化炉进行炭化；
12)生物质炭收集：将完成步骤11)的生物质炭进行收集利用。
本发明磁分离水体净化***兼容了污泥和污水处理，采用闭环***设计，***功能通过串联-并联工艺协调控制，串联集合了混凝、加磁、絮凝、沉淀工艺，并联工艺将污泥和污水处理进行分离。本发明通过多级沉淀设备，沉淀速度快，水利停留时间短，启动时间快；通过污泥剪切机及磁鼓配合使用，保证磁种可循环使用；其中污水终端净化的立式低温等离子水处理单元由多个圆柱型管道相切均布组成，阳极接圆柱外壁，阴极为圆柱中心轴，水流沿着圆柱管道内壁形成流道，有利用污水与低温等离子体充分接触；本发明可大幅度去除水体浊度、COD、TP，其中浊度均去除率达到94.28％，COD均去除率达到90.05％，TP日均去除率达到96.20％，同时本分离***也具备氨氮去除效果；另污泥处理通过脱水机、干燥、生物质炭化连续作用，10吨市政自来水源头水体可实现3千克生物质炭。
附图说明
图1为磁分离水体净化***工艺示意图；
图2为磁分离水体净化***分离净化方法流程图；
图中，潜污泵1、电磁流量计2、管道混合器3、混凝通道4、磁种反应室5、絮凝反应室6、沉淀池7、立式低温等离子水处理单元8、第一增压泵9、第二增压泵10、混凝剂泡药机11、絮凝剂泡药机12、第一电磁隔膜计量泵13、第二电磁隔膜计量泵14、砂浆泵15、污泥剪切机16、磁鼓17、污泥浓缩池18、污泥脱水机19、滤液储池20、干燥机21、生物质炭化炉22、冷却装置23。
具体实施方式
如图1所示，一种磁分离水体净化***包括潜污泵1、电磁流量计2、管道混合器3、混凝通道4、磁种反应室5、絮凝反应室6、沉淀池7、立式低温等离子水处理单元8、第一增压泵9、第二增压泵10、混凝剂泡药机11、絮凝剂泡药机12、第一电磁隔膜计量泵13、第二电磁隔膜计量泵14、砂浆泵15、污泥剪切机16、磁鼓17、污泥浓缩池18、污泥脱水机19、滤液储池20、干燥机21、生物质炭化炉22、冷却装置23、污水管道、循环水管道、加药管道、污泥管道；
磁种反应室5与絮凝反应室6中心轴位置均安装有搅拌装置，沉淀池7中心轴位置安装有刮泥装置，刮泥板紧贴沉淀池底部，立式低温等离子水处理单元8由多个圆柱型管道相切均布组成，阳极接圆柱外壁，阴极为圆柱中心轴，水流沿着圆柱管道内壁形成流道，污泥脱水机19包括絮凝混合槽、过滤装置，污泥脱水机19固定安装于滤液储池20顶部，污泥剪切机16与磁鼓17均位于磁种反应室5上部；
潜污泵1出口通过污水管道分别与电磁流量计2、管道混合器3、混凝通道4、磁种反应室5顺次连接，磁种反应室5与絮凝反应室6、沉淀池7、立式低温等离子水处理单元8顺次连接，磁种反应室5底部出口与絮凝反应室6顶部开口相通，絮凝反应室6底部出口与沉淀池7底部开口相通，沉淀池7顶部开口与立式低温等离子水处理单元8顶部开口连接；
沉淀池7顶部上清液处出口通过循环水管道与第一增压泵9进口连接，第一增压泵9出口分别与混凝剂泡药机11、絮凝剂泡药机12相连；
絮凝剂泡药机12通过加药管道与第一电磁隔膜计量泵13进口连接，第一电磁隔膜计量泵13出口通过加药管道分别与絮凝反应室6、污泥脱水机19的絮凝混合槽连接；混凝剂泡药机12通过加药管道与第二电磁隔膜计量泵14进口连接，第二电磁隔膜计量泵14出口通过加药管道与管道混合器3连接；
沉淀池7底部的刮泥板中间出口通过污泥管道与砂浆泵15、污泥剪切机16、磁鼓17、污泥浓缩池18、污泥脱水机19、干燥机21、生物质炭化炉22顺次连接；
砂浆泵15与冷却装置23通过循环水管道形成回路连接，滤液储池20出口通过污水管道与第二增压泵10进口连接，污泥剪切机16滤液出口与污泥浓缩池18顶部上清液出口、第二增压泵10出口通过污水管道汇合与磁种反应室5连接，磁鼓17回收磁粉出口与磁种反应室5连接。
磁分离水体净化***的潜污泵1污水进口自带滤网，顶部自带浮筒。
磁分离水体净化***的混凝剂泡药机11与絮凝剂泡药机12均带有搅拌机构，混凝剂泡药机11与絮凝剂泡药机12的加药管道进口自带滤网。
磁分离水体净化***的沉淀池7中的刮泥装置采用弧形刮泥板。
磁分离水体净化***的污泥脱水机19的过滤装置为叠螺式或平板式。
磁分离水体净化***安装于标准集装箱内。
磁分离水体净化***用途包括用于市政自来水或工业制造行业水体净化处理。
磁分离水体净化***分离净化方法，其特征在于包括以下步骤：
1)污水混凝：潜污泵1将污水吸入污水管道，经过电磁流量计2，进入管道混合器3与混凝剂泡药机11中经第二电磁隔膜计量泵14流出的PAC混合，并一同进入混凝通道4进行混凝；
2)污水加磁：完成步骤1)混凝后的污水进入磁种反应室5，连同滤液储池20滤液、污泥剪切机16滤液、污泥浓缩池18顶部上清液与磁鼓17回收磁粉进行混合；
3)污水絮凝：完成步骤2)加磁后的污水进入絮凝反应室6，与絮凝剂泡药机12中经第一电磁隔膜计量泵13流出的PAM混合，污水中的污泥和磁粉通过PAM作用形成絮凝污泥；
4)污水分离：完成步骤3)絮凝污泥进入沉淀池7，经重力沉淀后的污泥通过刮泥装置流向沉淀池中间出口，分离后的滤清液一部分通过沉淀池7顶部上清液处出口，经过第一增压泵9作用，分别流向混凝剂泡药机11、絮凝剂泡药机12；
5)水体净化：完成步骤4)分离后的滤清液另一部分通过沉淀池7顶部开口，进入立式低温等离子水处理单元8，水流沿着圆柱管道内壁形成流道，通过立式低温等离子水处理单元8净化作用，水质中所有有机物彻底分解成CO2和H2O；
6)污泥剪切：将完成步骤3)分离后的污泥通过砂浆泵15进入污泥剪切机16进行剪切挤压，挤压后的滤液，与污泥浓缩池18顶部上清液、滤液储池20的滤液汇合回流至磁种反应室5；
7)磁粉分离：将完成步骤6)的污泥运输到磁鼓17进行磁粉分离，回收磁粉投入至磁种反应室5。
8)污泥浓缩：将完成步骤7)的污泥输送到污泥浓缩池18进行污泥浓缩；
9)污泥脱水：将完成步骤8)的污泥输送到污泥脱水机19的絮凝混合槽，与絮凝剂泡药机12中经第一电磁隔膜计量泵13流出的PAM混合，并随后输送到污泥脱水机19进行脱水；
10)污泥干燥：将完成步骤9)的污泥输送到干燥机21进行干燥；
11)污泥炭化：将完成步骤10)的污泥输送到生物质炭化炉22进行炭化；
12)生物质炭收集：将完成步骤11)的生物质炭进行收集利用。
Claims (8)
1.一种磁分离水体净化***，其特征在于包括潜污泵(1)、电磁流量计(2)、管道混合器(3)、混凝通道(4)、磁种反应室(5)、絮凝反应室(6)、沉淀池(7)、立式低温等离子水处理单元(8)、第一增压泵(9)、第二增压泵(10)、混凝剂泡药机(11)、絮凝剂泡药机(12)、第一电磁隔膜计量泵(13)、第二电磁隔膜计量泵(14)、砂浆泵(15)、污泥剪切机(16)、磁鼓(17)、污泥浓缩池(18)、污泥脱水机(19)、滤液储池(20)、干燥机(21)、生物质炭化炉(22)、冷却装置(23)、污水管道、循环水管道、加药管道、污泥管道；
磁种反应室(5)与絮凝反应室(6)中心轴位置均安装有搅拌装置，沉淀池(7)中心轴位置安装有刮泥装置，刮泥板紧贴沉淀池底部，立式低温等离子水处理单元(8)由多个圆柱型管道相切均布组成，阳极接圆柱外壁，阴极为圆柱中心轴，水流沿着圆柱管道内壁形成流道，污泥脱水机(19)包括絮凝混合槽、过滤装置，污泥脱水机(19)固定安装于滤液储池(20)顶部，污泥剪切机(16)与磁鼓(17)均位于磁种反应室(5)上部；
潜污泵(1)出口通过污水管道分别与电磁流量计(2)、管道混合器(3)、混凝通道(4)、磁种反应室(5)顺次连接，磁种反应室(5)与絮凝反应室(6)、沉淀池(7)、立式低温等离子水处理单元(8)顺次连接，磁种反应室(5)底部出口与絮凝反应室(6)顶部开口相通，絮凝反应室(6)底部出口与沉淀池(7)底部开口相通，沉淀池(7)顶部开口与立式低温等离子水处理单元(8)顶部开口连接；
沉淀池(7)顶部上清液处出口通过循环水管道与第一增压泵(9)进口连接，第一增压泵(9)出口分别与混凝剂泡药机(11)、絮凝剂泡药机(12)相连；
絮凝剂泡药机(12)通过加药管道与第一电磁隔膜计量泵(13)进口连接，第一电磁隔膜计量泵(13)出口通过加药管道分别与絮凝反应室(6)、污泥脱水机(19)的絮凝混合槽连接；混凝剂泡药机(12)通过加药管道与第二电磁隔膜计量泵(14)进口连接，第二电磁隔膜计量泵(14)出口通过加药管道与管道混合器(3)连接；
沉淀池(7)底部的刮泥板中间出口通过污泥管道与砂浆泵(15)、污泥剪切机(16)、磁鼓(17)、污泥浓缩池(18)、污泥脱水机(19)、干燥机(21)、生物质炭化炉(22)顺次连接；
砂浆泵(15)与冷却装置(23)通过循环水管道形成回路连接，滤液储池(20)出口通过污水管道与第二增压泵(10)进口连接，污泥剪切机(16)滤液出口与污泥浓缩池(18)顶部上清液出口、第二增压泵(10)出口通过污水管道汇合与磁种反应室(5)连接，磁鼓(17)回收磁粉出口与磁种反应室(5)连接。
2.根据权利要求1所述的磁分离水体净化***，其特征在于所述的潜污泵(1)污水进口自带滤网，顶部自带浮筒。
3.根据权利要求1所述的磁分离水体净化***，其特征在于所述的混凝剂泡药机(11)与絮凝剂泡药机(12)均带有搅拌机构，混凝剂泡药机(11)与絮凝剂泡药机(12)的加药管道进口自带滤网。
4.根据权利要求1所述的磁分离水体净化***，其特征在于所述的沉淀池(7)中的刮泥装置采用弧形刮泥板。
5.根据权利要求1所述的磁分离水体净化***，其特征在于所述的污泥脱水机(19)的过滤装置为叠螺式或平板式。
6.根据权利要求1所述的磁分离水体净化***，其特征在于所述的磁分离水体净化***安装于标准集装箱内。
7.一种如权利要求1所述的磁分离水体净化***用途，其特征在于包括用于市政自来水或工业制造行业水体净化处理。
8.一种如权利要求1所述的磁分离水体净化***分离净化方法，其特征在于包括以下步骤：
1)污水混凝：潜污泵(1)将污水吸入污水管道，经过电磁流量计(2)，进入管道混合器(3)与混凝剂泡药机(11)中经第二电磁隔膜计量泵(14)流出的PAC混合，并一同进入混凝通道(4)进行混凝；
2)污水加磁：完成步骤1)混凝后的污水进入磁种反应室(5)，连同滤液储池(20)滤液、污泥剪切机(16)滤液、污泥浓缩池(18)顶部上清液与磁鼓(17)回收磁粉进行混合；
3)污水絮凝：完成步骤2)加磁后的污水进入絮凝反应室(6)，与絮凝剂泡药机(12)中经第一电磁隔膜计量泵(13)流出的PAM混合，污水中的污泥和磁粉通过PAM作用形成絮凝污泥；
4)污水分离：完成步骤3)絮凝污泥进入沉淀池(7)，经重力沉淀后的污泥通过刮泥装置流向沉淀池中间出口，分离后的滤清液一部分通过沉淀池(7)顶部上清液处出口，经过第一增压泵(9)作用，分别流向混凝剂泡药机(11)、絮凝剂泡药机(12)；
5)水体净化：完成步骤4)分离后的滤清液另一部分通过沉淀池(7)顶部开口，进入立式低温等离子水处理单元(8)，水流沿着圆柱管道内壁形成流道，通过立式低温等离子水处理单元(8)净化作用，水质中所有有机物彻底分解成CO2和H2O；
6)污泥剪切：将完成步骤3)分离后的污泥通过砂浆泵(15)进入污泥剪切机(16)进行剪切挤压，挤压后的滤液，与污泥浓缩池(18)顶部上清液、滤液储池(20)的滤液汇合回流至磁种反应室(5)；
7)磁粉分离：将完成步骤6)的污泥运输到磁鼓(17)进行磁粉分离，回收磁粉投入至磁种反应室(5)。
8)污泥浓缩：将完成步骤7)的污泥输送到污泥浓缩池(18)进行污泥浓缩；
9)污泥脱水：将完成步骤8)的污泥输送到污泥脱水机(19)的絮凝混合槽，与絮凝剂泡药机(12)中经第一电磁隔膜计量泵(13)流出的PAM混合，并随后输送到污泥脱水机(19)进行脱水；
10)污泥干燥：将完成步骤9)的污泥输送到干燥机(21)进行干燥；
11)污泥炭化：将完成步骤10)的污泥输送到生物质炭化炉(22)进行炭化；
12)生物质炭收集：将完成步骤11)的生物质炭进行收集利用。
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