CN112358116A - 一种强化磁混凝分离过程的高效污泥回流***及其方法 - Google Patents

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余俊峰
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Abstract

本发明公开一种强化磁混凝分离过程的高效污泥回流***及其方法,所述回流***由磁混凝反应***、速沉池、磁分离***、磁回收***组成，磁混凝反应***、速沉池、磁分离***、磁回收***之间依次连通，强化磁混凝分离过程的高效污泥回流方法将速沉池中沉降污泥部分回流至磁混凝反应***，并将磁分离***中的全部污泥回流至磁混凝反应***，回流污泥与絮凝液体进一步混合反应，回流污泥会增加了水中颗粒物的浓度，便于颗粒聚集、沉降，另一部分污泥进入磁回收***。本发明污泥回流易控制、工作稳定、***抗冲击负荷高、药剂投加量少、污泥负荷高、经久耐用，通过分工况选择污泥回流方式的方法，提高混凝剂与助凝剂的利用率。

Description

一种强化磁混凝分离过程的高效污泥回流***及其方法
技术领域
本发明涉及一种污泥处理领域，具体是一种强化磁混凝分离过程的高效污泥回流***及其方法。
背景技术
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，是水和废水处理工艺中的一种单元操作，混凝包括凝聚与絮凝两种过程，把能起凝聚与絮凝作用的药剂统称为混凝剂，凝聚主要指胶体脱稳并生成微小聚集体的过程，絮凝主要指脱稳的胶体或微小悬浮物聚结成大的絮凝体的过程，磁混凝沉淀是污水处理中常用的一种混凝方法，过程中通常需投加铁、铝、聚丙烯酰胺等，在现有的污泥回流方法中，当进水水质不稳定，设备运行工况存在较大差异时，无法灵活控制污泥回流量，造成设备的冲击污泥负荷过大，此外污水处理过程中混凝剂、助凝剂的利用效率较低，导致药剂投加量大，污泥利用率低，最终***中污泥负荷降低，混凝分离***处理效率降低，不利于***稳定高效运行，针对这种情况，现提出一种强化磁混凝分离过程的高效污泥回流***及其方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种强化磁混凝分离过程的高效污泥回流***及其方法，污泥回流易控制、工作稳定、***抗冲击负荷高、药剂投加量少、污泥负荷高、经久耐用等优势，通过分工况选择污泥回流方式的方法，提高混凝剂与助凝剂的利用率，增加混凝池中颗粒物的浓度，从而提高污泥利用率，实现磁分离***高负荷运行，出水稳定达标。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种强化磁混凝分离过程的高效污泥回流***，所述高效污泥回流***由磁混凝反应***、速沉池、磁分离***、磁回收***组成，彼此之间依次连通；
所述磁混凝反应***为两个箱体，分为快速反应池和慢速混凝池，磁混凝反应***上连接有加药***；
所述加药***分别对快速反应池中投加混凝剂和磁粉，慢速混凝池中投加助凝剂；
所述速沉池为预沉淀反应池，混凝剂、助凝剂以及回流污泥反应后生成的矾花于池内进行预沉淀处理，池底设污泥斗对沉淀污泥进行储存，速沉池底部为倒梯形；
工况一：所述高效污泥回流***，当磁混凝反应***进水污水悬浮物浓度<100mg/L时：将速沉池中部分污泥回流至磁混凝反应***，并将磁分离***中的全部污泥回流至磁混凝反应***，污泥回流比为回流污泥量与进水污泥量的比值，为(5～10):1，回流污泥量为速沉池的回流污泥量与磁分离***的回流污泥量之和；
工况二：当所述磁混凝反应***进水污水悬浮物浓度在100～300mg/L时，将速沉池全部污泥传输至磁回收***，磁分离***中的全部污泥回流至磁混凝反应***，污泥回流比为磁分离***的回流污泥量与进水污泥量的比值，为(1～5)：1，回流污泥量为磁分离***的回流污泥量；
工况三：当所述磁混凝反应***进水污水悬浮物浓度>300mg/L时，将速沉池全部污泥传输至磁回收***，磁分离***中的全部污泥进入磁回收***。
优选地，一种强化磁混凝分离过程的高效污泥回流方法，包括以下步骤：
步骤一：污水进入磁混凝反应***，通过加药***投加混凝剂、磁粉后快速搅拌，粉末状的磁粉与混凝过程中的絮体结合，形成以磁粉为核心的高密度絮体；
步骤二：投加助凝剂后经慢速搅拌，随后污水进入速沉池继续进行混凝沉淀，池底的污泥斗内储存部分沉降污泥；
步骤三：在速沉池中，絮凝物随出水通过出水槽进入磁分离***进行固液分离，上清液通过出水口出水，磁分离***分离的全部污泥回流至磁混凝反应***；
步骤四：速沉池中一部分污泥回流至磁混凝反应***中，回流污泥与絮凝液体进一步混合反应，并将磁分离***中的污泥回流至磁混凝反应***，此时，污泥中未完全参与反应的铁、铝等胶体絮体可以继续参与混凝作用，降低混凝剂、絮凝剂等药剂用量，提高混凝效果，回流污泥会增加了水中颗粒物的浓度，便于颗粒聚集、沉降；
步骤五：速沉池中另一部分污泥进入磁回收***，实现剩余污泥的排出。
进一步地，所述速沉池中，完成沉降截留至池底的污泥一部分连续回流至磁混凝反应***，另一部分直接进入磁回收***。
进一步地，所述磁混凝反应***进水污水悬浮物浓度>300mg/L时，不发生污泥回流。
本发明的有益效果：
1、本发明强化磁混凝分离过程的高效污泥回流方法具有需求设备结构简单、污泥回流易控制、工作稳定、抗冲击污泥浓度负荷高、药剂投加量少、污泥负荷高、经久耐用等优势；
2、本发明强化磁混凝分离过程的高效污泥回流方法通过分工况选择污泥回流方式的方法，提高混凝剂与助凝剂的利用率，增加混凝池中颗粒物的浓度，从而提高污泥利用率，实现磁分离***高负荷运行，出水稳定达标。
3、本发明强化磁混凝分离过程的高效污泥回流方法将速沉池的污泥以一定回流比回流至混凝反应***中，提高混凝反应***的处理效果，同时污泥回流能够提高富集在污泥中混凝剂、絮凝剂的利用效率，降低药剂投加量，回流的磁性污泥为以磁粉为凝结核的稳定絮体，其表面吸附悬浮物的能力增大，故进一步提高了***的处理能力；
4、本发明强化磁混凝分离过程的高效污泥回流方法将速沉池内另一部分污泥直接进入磁回收***中，从而提高了磁分离***的水力负荷，在进水悬浮物浓度波动较大时，可通过加大速沉池内沉降污泥的排放量，提高了磁分离***的处理能力，提高设备运行稳定性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明强化磁混凝分离过程的高效污泥回流方法流程示意图；
图2是本发明实施例1污水处理悬浮物(SS)数据柱状图；
图3是本发明实施例2高效污泥回流方法流程示意图；
图4是本发明实施例2污水处理悬浮物(SS)数据柱状图；
图5是本发明强化磁混凝分离过程的高效污泥回流方法中高浓度悬浮物进水情况流程示意图；
图6是本发明实施例2污水处理TP浓度数据柱状图；
图7是本发明实施例3污水处理悬浮物(SS)数据柱状图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种强化磁混凝分离过程的高效污泥回流***，如图1所示，处理设备由磁混凝反应***、速沉池、磁分离***、磁回收***组成，彼此之间依次连通，磁混凝反应***为两个箱体，分为快速反应池和慢速混凝池，磁混凝反应***上连接有加药***，加药***分别对快速反应池中投加混凝剂和磁粉，慢速混凝池中投加助凝剂，速沉池为预沉淀反应池，混凝剂、助凝剂以及回流污泥反应后生成的矾花于池内进行预沉淀处理，池底设污泥斗对沉淀污泥进行储存，速沉池底部为倒梯形，当进水污水悬浮物浓度<100mg/L时，将速沉池部分污泥回流至磁混凝反应***，并将磁分离***中的全部污泥回流至磁混凝反应***，污泥回流比为回流污泥量与进水污泥量的比值，为(5～10):1，回流污泥量为速沉池污泥回流量与磁分离***回流污泥量之和；
当进水污水悬浮物浓度在100～300mg/L时，将速沉池全部污泥传输至磁回收***，磁分离***中的全部污泥回流至磁混凝反应***，污泥回流比为磁分离***的回流污泥量与进水污泥量的比值，为(1～5)：1，回流污泥量为磁分离***的回流污泥量；
当进水污水悬浮物浓度>300mg/L时，将速沉池全部污泥传输至磁回收***，磁分离***中的全部污泥进入磁回收***。
一种强化磁混凝分离过程的高效污泥回流方法，如图1、图3、图6所示，包括以下步骤：
步骤一：污水进入磁混凝反应***，通过加药***投加混凝剂、磁粉后快速搅拌，粉末状的磁粉与混凝过程中的絮体结合，形成以磁粉为核心的高密度絮体；
步骤二：投加助凝剂后经慢速搅拌，细小松散的絮体变得粗大而紧密，从而加速絮体的沉降，随后污水进入速沉池继续进行混凝沉淀，由于磁粉比重大，使结合有磁粉的絮体比重迅速提高，自流入速沉池后可实现快速沉降，继而在池内实现自由沉淀，絮凝沉淀，拥挤沉淀过程后，池底的污泥斗内储存部分沉降污泥；
步骤三：在速沉池中，絮凝物随出水通过出水槽进入磁分离***进行固液分离，上清液通过出水口出水，磁分离***分离的全部污泥回流至磁混凝反应***；
步骤四：速沉池中一部分污泥回流至磁混凝反应***中，回流污泥与絮凝液体进一步混合反应，并将磁分离***中的全部污泥回流至磁混凝反应***，此时，污泥中未完全参与反应的铁、铝等胶体絮体可以继续参与混凝作用，降低混凝剂、絮凝剂等药剂用量，提高混凝效果，回流污泥会增加了水中颗粒物的浓度，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，在***运行一段时间后，速沉池内沉降污泥增多时，将速沉池污泥传输至磁回收***；
步骤五：速沉池中全部污泥进入磁回收***，磁分离***中的全部污泥回流至磁混凝反应***,速沉池污泥直接进入磁回收***可以有效的提高磁分离***水力负荷；
步骤六：速沉池中全部污泥进入磁回收***，与通过磁分离***进入磁回收***的全部污泥一同进行磁粉回收，并实现剩余污泥的排出。
实施例1
本实施例项目处理量为2000m3/d，用于某处悬浮物浓度低的河道水体净化，设计进水水质为SS≤100mg/L，设计出水水质标准为SS≤10mg/L。当污水进入磁混凝反应***后，先经过快速搅拌过程，与混凝剂(PAC)、磁粉迅速结合，后经过慢速搅拌过程在助凝剂(PAM)的作用下形成矾花，混合均匀后的污水进入速沉池中进行快速沉淀，一部分矾花在速沉池中沉降，未能完成沉降的矾花随污水自流至磁分离***中进行固液分离，完成沉降截留至池底的污泥一部分连续回流至混凝***，磁分离***完成固液分离过程后，污泥同样回流至磁混凝反应***，保持混凝反应过程中的颗粒物的含量，促进了混凝反应的进行；
采用强化磁混凝分离过程的高效污泥回流***及其方法，截取***运行为期一个月的数据如图2所示，该运营期间，进水悬浮物浓度为55～108mg/L,根据进水水质变化，保证磁分离***污泥回流的同时，调节速沉池内的污泥回流量，控制污泥回流比为8:1，污泥回流浓度为400～800mg/L，如图2所示，出水SS可稳定在10mg/L以下，去除率可达90％以上。磁混凝反应***持续反应一段时间后，速沉池中沉积污泥变多，将速沉池内沉积的污泥排入磁回收***，此时速沉池污泥回流持续进行，灵活控制污泥回流量、污泥排放量，从而提高磁分离***抗冲击负荷，从而避免进水水质波动及速沉池沉降污泥过多影响***处理效果，提高***稳定性，如此循环工作，充分利用回流污泥，提高污泥负荷以及速沉池表面水力负荷的同时减小药剂投加量并且避免反复投加磁粉，实现污水中固体悬浮物(SS)的高效去除。
实施例2
本实施例项目处理量为10000m3/d，用于处理某地调蓄池储存的初期雨水，降低初期雨水中的悬浮物、总磷的污染因子。设计进水水质为SS≤200mg/L，总磷≤2mg/L。设计出水水质标准为SS≤20mg/L或去除率≥90％，总磷≤0.5mg/L。
当污水进入磁混凝反应***后，先经过快速搅拌过程，与混凝剂(PAC)、磁粉迅速结合，后经过慢速搅拌过程在助凝剂(PAM)的作用下形成矾花，混合均匀后的污水进入速沉池中进行快速沉淀，一部分矾花在速沉池中沉降，未能完成沉降的矾花随污水自流至磁分离***中进行固液分离，完成沉降截留至池底的污泥连续进入磁回收***，磁分离***中固液分离后的污泥回流至磁混凝反应***，保持混凝反应过程中的颗粒物的含量，促进了混凝反应的进行；
采用强化磁混凝分离过程的高效污泥回流***及其方法，截取***运行为期一个月的数据如图4、图5所示，该运营期间，进水悬浮物浓度在100～216mg/L范围内上下波动，随着进水悬浮物浓度变化，调节磁分离***的污泥回流量，控制回流比为3:1，控制污泥回流浓度为300～600mg/L。如图4所示，出水SS可稳定在20mg/L以下，去除率平均可达92％以上。此外，可实现总磷的高效去除，出水总磷低于0.5mg/L优于出水指标如图5所示。
实施例3
本实施例项目处理量为5000m3/d，用于某处悬浮物浓度低的河道水体净化，设计进水水质为SS≤500mg/L，设计出水水质标准为SS≤20mg/L。当悬浮物浓度高于300mg/L的污水进入磁混凝反应***后，先经过快速搅拌过程，与混凝剂(PAC)、磁粉迅速结合，后经过慢速搅拌过程在助凝剂(PAM)的作用下形成矾花，混合均匀后随污水进入速沉池中进行混凝沉淀，一部分矾花在速沉池中沉降，未能完成沉降的矾花随污水自流至磁分离***中进行固液分离。
由于速沉池高效沉淀的作用，速沉池底部泥斗中会存有大量沉降污泥，污泥经排泥传输至磁回收***，磁分离***中分离的全部污泥同样进入磁回收***，进入磁回收***的污泥经过分离将磁粉回收，再次投入混凝箱体前端继续参与反应，磁回收***中的污泥最后以剩余污泥的形式排出，从而避免反复投加磁粉，提高磁粉利用率，通过排泥过程将污泥传输至磁回收***，可提高磁分离***水力负荷，提高设备运行稳定性，运营期间如图7，进水悬浮物浓度为280～530mg/L，出水SS稳定在20mg/L以下，去除率为97％以上，实现高浓度污水中固体悬浮物(SS)高效去除。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (4)

1.一种强化磁混凝分离过程的高效污泥回流***，其特征在于，所述高效污泥回流***由磁混凝反应***、速沉池、磁分离***、磁回收***组成，彼此之间依次连通；
所述磁混凝反应***为两个箱体，分为快速反应池和慢速混凝池，磁混凝反应***上连接有加药***；
所述加药***分别对快速反应池中投加混凝剂和磁粉，慢速混凝池中投加助凝剂；
所述速沉池为预沉淀反应池，混凝剂、助凝剂以及回流污泥反应后生成的矾花于池内进行预沉淀处理，池底设污泥斗对沉淀污泥进行储存，速沉池底部为倒梯形；
所述高效污泥回流***，当磁混凝反应***进水污水悬浮物浓度<100mg/L时：将速沉池中部分污泥回流至磁混凝反应***，并将磁分离***中的全部污泥回流至磁混凝反应***，污泥回流比为回流污泥量与进水污泥量的比值，为(5～10):1，回流污泥量为速沉池回流污泥量与磁分离***回流污泥量之和；
当所述磁混凝反应***进水污水悬浮物浓度在100～300mg/L时，将速沉池全部污泥传输至磁回收***，磁分离***中的全部污泥回流至磁混凝反应***，污泥回流比为磁分离***的回流污泥量与进水污泥量的比值，为(1～5)：1，回流污泥量为磁分离***的回流污泥量；
当所述磁混凝反应***进水污水悬浮物浓度>300mg/L时，将速沉池全部污泥传输至磁回收***，磁分离***中的全部污泥进入磁回收***。
2.一种强化磁混凝分离过程的高效污泥回流方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：污水进入磁混凝反应***，通过加药***投加混凝剂、磁粉后快速搅拌，粉末状的磁粉与混凝过程中的絮体结合，形成以磁粉为核心的高密度絮体；
步骤二：投加助凝剂后经慢速搅拌，随后污水进入速沉池继续进行混凝沉淀，池底的污泥斗内储存部分沉降污泥；
步骤三：在速沉池中，絮凝物随出水通过出水槽进入磁分离***进行固液分离，上清液通过出水口出水，磁分离***分离的全部污泥回流至磁混凝反应***；
步骤四：速沉池中一部分污泥回流至磁混凝反应***中，回流污泥与絮凝液体进一步混合反应，并将磁分离***中的全部污泥回流至磁混凝反应***，此时，污泥中未完全参与反应的铁、铝等胶体絮体可以继续参与混凝作用，降低混凝剂、絮凝剂等药剂用量，提高混凝效果，回流污泥会增加了水中颗粒物的浓度，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；
步骤五：速沉池中另一部分污泥进入磁回收***，磁分离***中的全部污泥回流至磁混凝反应***,速沉池污泥直接进入磁回收***可以有效的提高磁分离***水力负荷。
3.根据权利要求2所述的一种强化磁混凝分离过程的高效污泥回流方法，其特征在于，所述速沉池中，完成沉降截留至池底的污泥一部分连续回流至磁混凝反应***，另一部分直接进入磁回收***。
4.根据权利要求2所述的一种强化磁混凝分离过程的高效污泥回流方法，其特征在于，所述磁混凝反应***进水污水悬浮物浓度>300mg/L时，不发生污泥回流。
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