申请日 2020.11.04
公开（公告）日 2021.01.12
IPC分类号 C02F9/12; C02F1/48
摘要
本发明涉及一种废水处理方法、磁分离系统以及一体式磁分离装置，属于污水处理技术领域，包括如下步骤：（1）将水体输入混凝反应装置，并投加设定比例的磁种、混凝剂以及助凝剂，以便将水体中的污染物转化为磁性悬浮物；（2）经过混凝反应装置的水体进入超磁分离装置中，利用磁场产生的磁力分离水体中的磁性悬浮物；（3）经过超磁分离装置的水体进入水平管沉淀分离装置，利用水平管沉淀分离装置进一步沉淀分离水体中的磁性悬浮物，并将所分离出的污泥全部回流到混凝反应装置；本方法，可以将出水悬浮物含量控制在5mg/L以内，从而显著提高出水水质，所述系统和设备，还具有占地面积小、停留时间短、可移动车载、模块化、系统启动快等优点。
权利要求书
1.一种废水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将水体输入混凝反应装置，并投加设定比例的磁种、混凝剂以及助凝剂，使得水体中的污染物转化为磁性悬浮物；
（2）经过混凝反应装置的水体进入超磁分离装置中，利用磁场产生的磁力分离水体中的磁性悬浮物；
（3）经过超磁分离装置的水体进入水平管沉淀分离装置，利用水平管沉淀分离装置进一步沉淀分离水体中的磁性悬浮物，并将所分离出的污泥全部回流到混凝反应装置。
2.一种磁分离系统，其特征在于，包括磁分离单元及与所述磁分离单元相连通的沉淀分离单元，所述磁分离单元利用磁场产生的磁力从水体中分离磁性悬浮物，并将处理后的水体输入所述沉淀分离单元，
所述沉淀分离单元设置于所述磁分离单元的下游，沉淀分离单元通过沉淀的方式进一步分离水体中的悬浮物。
3.根据权利要求2所述的磁分离系统，其特征在于，所述磁分离单元包括超磁分离装置，所述沉淀分离单元包括水平管沉淀分离装置，所述超磁分离装置与所述水平管沉淀分离装置相连通，超磁分离装置通过磁场分离水体中的磁性悬浮物，所述水平管沉淀分离装置进一步沉淀分离水体中的磁性悬浮物。
4.根据权利要求3所述的磁分离系统，其特征在于，所述超磁分离装置包括第一支撑体、磁盘组以及用于驱动磁盘组转动的动力部，所述第一支撑体构造有用于布水的第一空腔及与所述第一空腔相连通的进水口，所述磁盘组可转动的安装于所述第一支撑体，磁盘组具有磁性，用于吸附水体中的磁性悬浮物，并通过转动使吸附的磁性悬浮物脱离水体；
和/或，
所述水平管沉淀分离装置包括第二支撑体、以及若干水平设置的水平管，所述第二支撑体构造有用于布水的第二空腔、与第二空腔相连通的出水口以及若干倾斜构造的排泥道，所述水平管的下端设置有若干排泥口，各所述排泥口分别与对应的排泥道相连通。
5.根据权利要求4所述的磁分离系统，其特征在于，所述水平管的横截面为扇形结构。
6.根据权利要求4所述的磁分离系统，其特征在于，还包括混凝单元，所述混凝单元包括混凝反应装置，所述混凝反应装置设置于所述超磁分离装置的上游，并与所述超磁分离装置相连通，所述混凝反应装置用于向水体中投加所设定比例的磁种、混凝剂以及助凝剂，以使水体中的污染物形成磁性悬浮物；
所述第二支撑体的底部设置有出泥口，所述出泥口通过回流管道与所述混凝反应装置相连通，且所述回流管道设置有回流泵，用于回流污泥。
7.一体式磁分离设备，其特征在于，包括超磁分离装置和水平管沉淀分离装置，所述超磁分离装置的出水端与所述水平管沉淀分离装置的进水端相连通，且所述超磁分离装置与水平管沉淀分离装置为一体结构。
8.根据权利要求7所述的一体式磁分离设备，其特征在于，所述超磁分离装置包括第一支撑体、磁盘组以及用于驱动磁盘组转动的动力部，所述第一支撑体构造有用于布水的第一空腔及与所述第一空腔相连通的进水口，所述磁盘组可转动的安装于所述第一支撑体，磁盘组具有磁性，用于吸附水体中的磁性悬浮物，并通过转动使吸附的磁性悬浮物脱离水体；
所述水平管沉淀分离装置包括第二支撑体、以及若干水平设置的水平管，所述第二支撑体构造有用于布水的第二空腔、与所述第二空腔相连通的出水口、以及若干倾斜构造的排泥道，所述水平管的下端设置有若干排泥口，各所述排泥口分别与对应的排泥道相连通；
所述第一支撑体与所述第二支撑体为一体结构，且第一空腔与第二空腔相连通。
9.根据权利要求8所述的一体式磁分离设备，其特征在于，还包括液位调节装置，所述液位调节装置包括固定挡水部、活动挡水部，所述固定挡水部和活动挡水部分布设置于所述水平管与所述磁盘组之间，
所述固定挡水部包括固定板，所述固定板构造有若干沿高度方向均匀分布的过水孔，所述活动挡水部包括活动板，所述活动板设置有若干开口，活动板通过相对于固定板移动而改变开口与过水孔的相对位置，并同步改变过水孔过流面积的大小。
10.根据权利要求8所述的一体式磁分离设备，其特征在于，还包括出水堰板，所述出水堰板设置于所述出水口与所述水平管之间，出水堰板具有所设定的高度，用于溢流水体。
说明书
废水处理方法、磁分离系统以及一体式磁分离装置
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种废水处理方法、磁分离系统以及一体式磁分离装置。
背景技术
超磁分离技术是一门新兴的环境保护技术，磁分离是一种通过磁体提供的磁场吸力来实现物质分离的技术，属于物理分离法，它能快速地分离混合物中的磁性杂质；磁分离利用废水中杂质颗粒的磁性进行分离，对于水中非磁性或弱磁性的颗粒，利用磁性接种技术可使它们具有磁性；借助外力磁场的作用，将废水中有磁性的悬浮固体分离出来，从而达到净化水的目的。
超磁分离机作为一种盘式磁分离设备，目前已经广泛应用于煤炭、市政、黑臭河治理等领域，其分离原理是在污染的废水中投加磁性介质，并先后投加混凝剂和助凝剂(或称为絮凝剂)，以便在混凝剂和助凝剂的作用下，利用磁场将废水中的污染物以磁性悬浮物的方式从水体中分离；理论上只要磁场产生的磁力大于磁性悬浮物在水体的重力与水的表面张力等合力，就可以将磁性悬浮物分离出水面，但是实际上受到水流速度的影响，总是有少量的悬浮物(简称SS)，难以被磁盘吸附而随着出水流失，此外，由于磁盘刮渣卸渣的过程也会导致少量的渣残留在磁盘表面，导致出水悬浮物的含量增加，从而使得出水中的悬浮物含量通常在10～30mg/L，含量较高，很难将悬浮物含量控制在5mg/L以内，出水水质还有待进一步提高；而现有技术中，通常是在超磁分离的后段设置过滤器或者过滤池来降低出水悬浮物含量，而单独设置过滤器和滤池不仅不容易将悬浮物含量控制到5mg/L以内，而且会增加出水工艺段的流程，例如，过滤器需要进行二次提升加压等，导致设备占地面积、运行成本翻倍增加，亟待解决。
发明内容
本发明的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种磁分离装置，可以将出水悬浮物含量有效控制在5mg/L以内，从而可以进一步提高出水水质。
本发明所采用的技术方案是：
本发明第一方面要解决将出水悬浮物含量有效控制在5mg/L以内的问题，提供了一种废水处理方法，包括如下步骤：
(1)将水体输入混凝反应装置，并投加设定比例的磁种、混凝剂以及助凝剂，使得水体中的污染物转化为磁性悬浮物；
(2)经过混凝反应装置的水体进入超磁分离装置中，利用磁场产生的磁力分离水体中的磁性悬浮物，
(3)经过超磁分离装置的水体进入水平管沉淀分离装置，利用水平管沉淀分离装置进一步沉淀分离水体中的磁性悬浮物，并将所分离出的污泥全部回流到混凝反应装置。在本方案中，通过设置混凝反应装置，并投加设定比例的磁种、混凝剂以及助凝剂，可以使水体发生絮凝反应，使得水体中的污染物可以转化为磁性悬浮物，使得后续的超磁分离装置可以高效的分离水体内的磁性悬浮物，使得超磁分离装置的出水悬浮物含量可以降低到10～30mg/L左右，而通过设置水平管沉淀分离装置，可以进一步利用沉淀分离的方式对废水进行深度净化处理，以便进一步分离水体中的悬浮物(包括磁性悬浮物)，从而可以进一步降低出水悬浮物含量，而通过磁分离技术与水平管沉淀技术的结合可以将出水悬浮物含量有效控制在5mg/L以内，达到进一步提高出水水质的目的。
本发明第二方面要解决将出水悬浮物含量有效控制在5mg/L以内的问题，提供了一种磁分离系统，包括磁分离单元及与所述磁分离单元相连通的沉淀分离单元，所述磁分离单元利用磁场产生的磁力从水体中分离磁性悬浮物，并将处理后的水体输入所述沉淀分离单元，
所述沉淀分离单元设置于所述磁分离单元的下游，沉淀分离单元通过沉淀的方式进一步分离水体中的悬浮物。在本方案中，通过设置磁分离单元，可以利用现有技术中常用的磁分离技术实现对水体的初步净化，以便有效分离水体中绝大部分的磁性悬浮物，使得磁分离单元的出水悬浮物含量可以降低到10～30mg/L左右，而通过设置沉淀分离单元，可以利用沉淀的方式对废水进行深度净化处理，以便进一步分离水体中的悬浮物(包括磁性悬浮物)，从而可以进一步降低出水悬浮物含量，使得磁分离技术与沉淀技术的结合可以将出水悬浮物含量有效控制在5mg/L以内，达到进一步提高出水水质的目的。
优选的，所述磁分离单元包括超磁分离装置，所述沉淀分离单元包括水平管沉淀分离装置，所述超磁分离装置与所述水平管沉淀分离装置相连通，超磁分离装置通过磁场分离水体中的磁性悬浮物，所述水平管沉淀分离装置进一步沉淀分离水体中的磁性悬浮物。在本方案中，超磁分离装置能够吸附水体中绝大部分的磁性悬浮物，达到净化水体的目的，而水平管沉淀分离装置是采用水平管沉淀分离技术的原理制成，主要应用在水处理中沉淀环节，是继平流池、斜管/板沉淀池、高密度澄清池等之后的一新沉淀技术，可以进一步分离水体中的悬浮物，本方案中，通过磁分离技术与水平管沉淀分离技术的联合使用，可以将出水悬浮物含量有效控制在5mg/L以内，达到进一步提高出水水质的目的，有利于实现高精度出水。
优选的，所述超磁分离装置包括第一支撑体、磁盘组以及用于驱动磁盘组转动的动力部，所述第一支撑体构造有用于布水的第一空腔及与所述第一空腔相连通的进水口，所述磁盘组可转动的安装于所述第一支撑体，磁盘组具有磁性，用于吸附水体中的磁性悬浮物，并通过转动使吸附的磁性悬浮物脱离水体；
和/或，
所述水平管沉淀分离装置包括第二支撑体、以及若干水平设置的水平管，所述第二支撑体构造有用于布水的第二空腔、与第二空腔相连通的出水口以及若干倾斜构造的排泥道，所述水平管的下端设置有若干排泥口，各所述排泥口分别与对应的排泥道相连通。
优选的，所述水平管的横截面为扇形结构。
优选的，所述第一支撑体为采用金属材料制成的机架，或，所述第一支撑体为构筑物；
和/或，
所述第二支撑体为采用金属材料制成的机架，或，所述第二支撑体为构筑物。
本发明第三方面要解决增强絮凝效果的问题，进一步的，还包括混凝单元，所述混凝单元包括混凝反应装置，所述混凝反应装置设置于所述超磁分离装置的上游，并与所述超磁分离装置相连通，所述混凝反应装置用于向水体中投加所设定比例的磁种、混凝剂以及助凝剂，以使水体中的污染物形成磁性悬浮物；
所述第二支撑体的底部设置有出泥口，所述出泥口通过回流管道与所述混凝反应装置相连通，且所述回流管道设置有回流泵，用于回流污泥。在本方案中，通过设置混凝反应装置，可以将水体中的污染物转化为磁性悬浮物，而所形成的大部分磁性悬浮物(磁性絮团)可以在超磁分离装置被分离出来，而残留在水体中的悬浮物，包括磁性悬浮物，可以在通过水平管沉淀分离装置的过程中实现沉降分离，达到进一步分离悬浮物、降低悬浮物含量的目的；而通过设置回流管道和回流泵，可以方便的将水平管沉淀分离装置所采集到的污泥全部回流到系统的前段工艺，即回流到混凝反应装置处，可以利用回流污泥起到增强絮凝效果的作用，同时也有利于强化悬浮物以及TP的去除效果。
本发明第四方面要解决将水平管沉淀分离装置容易堵塞的问题，进一步的，还包括反冲洗装置，所述反冲洗装置包括冲洗泵以及设置有所述水平管上方的反冲洗管组，所述冲洗泵的进水端通过管道连接于所述出水口与水平管之间的第二空腔的底部，所述冲洗泵的出水端通过冲洗管道与所述反冲洗管组相连通，所述反冲洗管组构造有若干冲洗口，用于向下喷水；和/或，所述冲洗泵的出水端通过至少一根冲洗管道连通水平管下方的第二空腔的底部。在本方案中，通过设置冲洗口，可以沿从上到下的方向进行冲洗，而通过连通水平管下方的第二空腔的底部，也可以沿从下到上的方向进行冲洗，从而可以有效防止系统堵塞。
本发明第五方面要解决在有效控制出水悬浮物含量的同时降低设备占地面积的问题，提供了一种一体式磁分离设备，包括超磁分离装置和水平管沉淀分离装置，所述超磁分离装置的出水端与所述水平管沉淀分离装置的进水端相连通，且所述超磁分离装置与水平管沉淀分离装置为一体结构。在本方案中，通过将超磁分离装置与水平管沉淀分离装置联合在一起使用，使得磁分离技术与水平管沉淀技术可以完美的结合到一起，可以有效降低出水悬浮物含量，并可以将出水悬浮物含量控制在5mg/L以内，而通过将超磁分离装置与水平管沉淀分离装置构造为一体，有利于整个设备的结构更加紧凑，从而可以在降低出水悬浮物含量的同时有效降低设备的占地面积。
为便于将超磁分离装置与水平管沉淀分离装置构造为一体，优选的，所述超磁分离装置包括第一支撑体、磁盘组以及用于驱动磁盘组转动的动力部，所述第一支撑体构造有用于布水的第一空腔及与所述第一空腔相连通的进水口，所述磁盘组可转动的安装于所述第一支撑体，磁盘组具有磁性，用于吸附水体中的磁性悬浮物，并通过转动使吸附的磁性悬浮物脱离水体；
所述水平管沉淀分离装置包括第二支撑体、以及若干水平设置的水平管，所述第二支撑体构造有用于布水的第二空腔、与所述第二空腔相连通的出水口、以及若干倾斜构造的排泥道，所述水平管的下端设置有若干排泥口，各所述排泥口分别与对应的排泥道相连通；
所述第一支撑体与所述第二支撑体为一体结构，且第一空腔与第二空腔相连通。从而方便的将超磁分离装置与水平管沉淀分离装置构造为一体，既便于生产和制造，又可以使得结构更加紧凑，可以有效降低占地面积。
本发明第六方面要解决调节第一空腔内的液位高度并均匀出水的问题，进一步的，还包括液位调节装置，所述液位调节装置包括固定挡水部、活动挡水部，所述固定挡水部和活动挡水部分布设置于所述水平管与所述磁盘组之间，
所述固定挡水部包括固定板，所述固定板构造有若干沿高度方向均匀分布的过水孔，所述活动挡水部包括活动板，所述活动板设置有若干开口，活动板通过相对于固定板移动而改变开口与过水孔的相对位置，并同步改变过水孔过流面积的大小。在本方案中，活动挡水部可以相对于固定挡水部移动，即活动挡水部与固定挡水部可以发生错位移动，从而可以有效改变(如遮挡或)过水孔实际的过流面积的大小，达到改变出水流量，调节液体高度的目的；此外，由于过水孔沿高度方向均匀分布，使得当活动挡水部相对于固定挡水部移动时，沿高度方向，各过水孔的过流面积的大小可以同步改变，从而可以达到均匀出水的目的。
本发明第七方面要解决维持水平管沉淀分离装置沉淀效果稳定的问题，进一步的，还包括出水堰板，所述出水堰板设置于所述出水口与所述水平管之间，出水堰板具有所设定的高度，用于溢流水体。在本方案中，通过设置出水堰板，使得水平管正好位于所述液位调节装置与出水堰板之间，既可以使水平管处的液位高度保持稳定，使得水体可以均匀的通过各水平管，从而有效维持水平管沉淀分离装置沉淀效果稳定，有利于出水远离底部的污泥，从而有利于达到高精度的排放标准。
为便于收集污泥和使污泥回流，进一步的，所述第二支撑体的底部构造有若干污泥斗，各污泥斗的底部分别构造有出泥口。利用出泥口，既可以方便的排放污泥，又可以在出泥口处设置回流管道，以便利用回流泵将污泥回流到工艺的前段，既可以利用回流污泥起到增强絮凝效果的作用，又有利于强化悬浮物以及TP的去除效果。
为便于查看是否出现堵塞，进一步的，所述污泥斗的侧面分别构造有观察孔，所述观察孔处可拆卸安装有观察窗。既便于工作人员查看污泥斗是/否出现堵塞的问题，以便选择合适的时机进行反冲洗，又可以在进行检修时方便的拆卸掉观察窗，此时，观察孔也可以同时作为检修孔，以便能及时对污泥斗进行清理及冲洗，非常地方便。
与现有技术相比，使用本发明提供的一种废水处理方法、磁分离系统以及一体式磁分离装置，具有以下有益效果：
1、本方法、系统和设备，采用微磁絮凝技术，实现了污水中的悬浮物被快速吸附、分离，出水悬浮物可控制在10～30mg/L，而通过与水平管沉淀技术的耦合，出水悬浮物可控制在5mg/L以内，从而显著提高出水水质。
2、本系统和设备，具有占地面积小、停留时间短、可移动车载、模块化、系统启动快等优点。
3、本系统和设备，沉淀分离的污泥全部回流至磁分离前段工艺，起到了回流污泥增强絮凝效果的作用，同时强化了出水悬浮物以及TP的去除效果。
4、本系统和设备，通过设置反冲洗装置，可以泵对污泥的排泥道、污泥斗管路进行反冲洗，防止系统堵塞；同时，反冲洗管组采用了点源分布设计，实现了第二空腔内水流的均匀性，保障了反冲洗的及时性和有效性。
5、本系统和设备，可以实现全流程的自动化控制和在线监测及信号反馈，运行维护简单可靠。
发明人 （杨涛;黄光华;肖波;王哲晓;易洋;唐宇;）
