公布日：2023.03.07
申请日：2022.11.15
分类号：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
本发明公开了一种生物磁分离系统及其使用方法，涉及污水处理技术领域，包括依次连接的预处理装置、生化处理装置、磁混凝反应装置和沉淀装置；沉淀装置的污泥输送至磁分离装置；磁分离装置设有回流污泥出口、磁种回收出口和剩余污泥出口；回流污泥出口与生化处理装置连通；磁种回收出口与磁混凝反应装置连通；磁混凝反应装置还连接有混凝剂加药装置和助凝剂加药装置。该系统，通过污泥回流使系统内维持较高的微生物浓度，提高了生化处理装置对污染物的整体去除率，达到等同MBR或添加生物填料的效果，提高了装置的处理效果和处理能力。在生化处理的基础上还起到了常规混凝沉淀的作用，保证了生化处理装置良好的出水水质大大简化了工艺流程。
权利要求书
1.一种生物磁分离系统，其特征在于，包括依次连接的预处理装置(100)、生化处理装置(101)、磁混凝反应装置(102)和沉淀装置(103)；所述预处理装置设超细格栅(1001)；所述沉淀装置(103)的污泥输送至磁分离装置(104)；所述磁分离装置(104)设有回流污泥出口、磁种回收出口和剩余污泥出口；所述回流污泥出口与所述生化处理装置(101)连通；所述磁种回收出口与所述磁混凝反应装置(102)连通；所述磁混凝反应装置(102)还连接有助凝剂加药装置(110)；所述磁种包括磁铁矿粉或超磁分离瓷粉中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的生物磁分离系统，其特征在于，所述助凝剂为聚丙烯酰胺。
3.根据权利要求1所述的生物磁分离系统，其特征在于，所述磁种的添加量为10mg/L～50mg/L。
4.根据权利要求2所述的生物磁分离系统，其特征在于，所述助凝剂的投加量为1mg/L～10mg/L。
5.根据权利要求1所述的生物磁分离系统，其特征在于，所述生化处理装置(100)还设置有厌氧区(1001)、缺氧区(1003)和好氧区(1005)。
6.一种如权利要求1至5任一项所述的生物磁分离系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：将污水依次经过预处理、生物处理、磁混凝反应和沉淀；将沉淀后含磁种污泥进行磁分离，得磁种、回流污泥和剩余污泥。
7.根据权利要求6所述的使用方法，其特征在于，所述污泥回流比为50％～400％。
8.根据权利要求6所述的使用方法，其特征在于，所述磁混凝反应的时间为10～60min。
9.根据权利要求6至8任一项所述的使用方法，其特征在于，所述生化装置MLSS值为10000mg/L～12000mg/L。
10.根据权利要求6至8任一项所述的使用方法，所述沉淀装置污泥浓度为15000mg/L～20000mg/L。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物磁分离系统，以解决上述背景技术中提出的问题和缺陷的至少一个方面。
本发明还提供了上述生物磁分离系统的使用方法。
具体如下，本发明第一方面提供了一种生物磁分离系统，包括依次连接的预处理装置、生化处理装置、磁混凝反应装置和沉淀装置；
所述沉淀装置的污泥输送至磁分离装置；
所述磁分离装置设有回流污泥出口、磁种回收出口和剩余污泥出口；
所述回流污泥出口与所述生化处理装置连通；
所述磁种回收出口与所述磁混凝反应装置连通；
所述磁混凝反应装置还连接有助凝剂加药装置；
所述磁种包括磁铁矿粉或超磁分离磁粉中的至少一种。根据本发明生物磁分离系统技术方案中的一种技术方案，至少具备如下有益效果：
本发明的生物磁分离系统通过将生物处理装置与磁混凝反应装置相结合，通过磁混凝反应装置将污水中的磁性絮体进行吸附并进行高效的泥水分离，从而达到净水的效果；同时采用磁分离装置将污泥和磁种进行分离，实现磁种的回收；并将部分污泥回流至生化处理装置，从而使生化处理装置内维持较高的微生物浓度，提高了生化处理装置对污染物的整体去除率，保证了生化处理装置良好的出水水质，同时保证生化处理装置对进水负荷(水质及水量)的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。为了强化磁分离效果，在生化处理装置前设超细格栅预处理以去除污水中细小的颗粒污染物，减少磁种的损失。
本发明中的磁混凝装置不仅起到常规混凝沉淀的作用，且起到了类似膜分离的作用。由于本发明中采用磁混凝沉淀装置，在磁混凝反应装置投加磁种及助凝剂并经絮凝、吸引、附着、电荷吸附、架桥、网捕等步骤，将生化处理装置中活性污泥、微小悬浮物、胶体和细菌等不溶性物质与磁种有效结合，形成高密度絮凝体，高密度磁性絮体在沉淀装置实现快速泥水分离。泥水分离效果好，且分离污泥浓度高、微生物含量高。解决了传统活性污泥法污水处理装置+二沉装置占地面积大、沉淀污泥含水率高的问题。
根据本发明的一些实施方式，所述磁混凝反应装置为独立单位。
根据本发明的一些实施方式，所述磁混凝反应装置可设置在生化处理装置的末端；即将磁混凝反应装置与生化处理装置合建。
根据本发明的一些实施方式，所述磁混凝反应装置可设置在沉淀池的前端；即将磁混凝反应装置与沉淀池合建。
根据本发明的一些实施方式，所述磁混凝反应装置中设有搅拌装置。
根据本发明的一些实施方式，所述搅拌装置为机械搅拌、空气搅拌和水力搅拌中的一种。
根据本发明的一些实施方式，所述预处理装置设超细格栅。
截留污水中的细小颗粒，强化后续磁分离效果，减少磁种的损失。
根据本发明的一些实施方式，所述超细格栅包括多个相互连接的格栅单元。
根据本发明的一些实施方式，所述的格栅单元包括两个相互平行的纵杆，两个所述纵杆之间使用两个所述的横杆相连接。
根据本发明的一些实施方式，所述相邻纵杆之间的距离为1mm～20mm。
根据本发明的一些实施方式，所述相邻纵杆之间的距离为1mm～2mm。
根据本发明的一些实施方式，所述相邻横杆之间的距离为1mm～20mm。
根据本发明的一些实施方式，所述相邻横杆之间的距离为1mm～2mm。
本发明通过对横杆与纵杆之间的距离进行控制，若距离过小，则会影响到污水流动，进一步影响到系统的处理效率；若距离过大，则对细小颗粒的截留效果较差，从而影响到后续磁分离的效果。
根据本发明的一些实施方式，所述磁种添加量为10mg/L～50mg/L。
根据本发明的一些实施方式，所述混凝剂为可选，有化学除磷要求时设混凝剂加药装置，混凝剂的投加量根据化学除磷量确定。
根据本发明的一些实施方式，所述助凝剂的投加量为1mg/L～10mg/L。
根据本发明的一些实施方式，所述生化处理装置还设置有厌氧区、缺氧区和好氧区。
根据本发明的一些实施方式，所述厌氧区设有搅拌器。
根据本发明的一些实施方式，所述缺氧区设有搅拌器。
搅拌器用于污泥与水的充分混合。
根据本发明的一些实施方式，所述好氧区设有曝气装置。
曝气装置用于好氧区的供氧和泥水混合。
根据本发明的一些实施方式，所述生化处理装置设有污泥回流系统。
污泥回流系统用于保持生化处理装置微生物量。
根据本发明的一些实施方式，所述生化处理装置的出水端所述磁混凝反应装置进水端连接。
生化处理装置中的泥水混合液通过管道或生化处理装置出水口直接进入磁混凝反应装置。
根据本发明的一些实施方式，所述磁种回收出口通过磁种泵与所述磁混凝装置。
根据本发明的一些实施方式，所述磁混凝反应装置还连接有混凝剂加药装置。
根据本发明的一些实施方式，所述混凝剂加药装置通过加药泵与所述磁混凝反应装置相连通。
根据本发明的一些实施方式，所述混凝剂为聚铁盐或聚铝盐。
聚铁盐和聚铝盐能起到混凝和化学除磷作用。
根据本发明的一些实施方式，所述混凝剂的添加量为1mg/L～10mg/L。
根据本发明的一些实施方式，所述助凝剂为聚丙烯酰胺。
助凝剂为起到辅助絮凝剂产生混凝效果的作用物质。根据本发明的一些实施方式，所述助凝剂加药装置通过加药泵与所述磁混凝反应装置相连通。
根据本发明的一些实施方式，所述磁混凝反应装置的出料口与所述沉淀装置相连通。
根据本发明的一些实施方式，所述沉淀装置用于上清液和污泥的分离。
根据本发明的一些实施方式，所述沉淀装置中污泥输送至所述磁分离装置中。
根据本发明的一些实施方式，所述磁分离装置用于磁种和污泥的分离。
根据本发明的一些实施方式，所述磁分离装置分离的回流污泥通过污泥回流泵输送至所述生化处理装置。
根据本发明的一些实施方式，所述磁分离装置分离的剩余污泥通过剩余污泥泵排放。
根据本发明的一些实施方式，所述磁分离装置分离的磁种通过磁种泵输送至所述磁混凝反应装置。
本发明第二方面公开了上述生物磁分离系统的使用方法，包括以下步骤：
将污水依次经过预处理、生物处理、磁混凝反应和沉淀；
将沉淀后含磁种污泥进行磁分离，得磁种、回流污泥和剩余污泥。
根据本发明的一些实施方式，所述污泥回流比为50％～400％。
根据本发明的一些实施方式，所述磁混凝反应的时间为10min～60min。
根据本发明的一些实施方式，所述MLSS值为10000mg/L～12000mg/L。
根据本发明的一些实施方式，所述沉淀装置污泥浓度为15000mg/L～20000mg/L。
根据本发明的一些实施方式，所述污水的CODCr值为100mg/L～10000mg/L，BOD5值为50mg/L～5000mg/L，SS值为100mg/L～300mg/L，氨氮30mg/L～2000mg/L，总氮40mg/L～2500mg/L，总磷值为6mg/L～200mg/L。
本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：
本发明公开的污水处理高效磁分离系统对污水处理系统的处理效率及处理效果进行了改进，经预处理装置的超细格栅截留细小颗粒污染物的污水进入生化处理装置，经生化处理装置处理的出水进入磁混凝反应装置中与絮凝剂和磁种反应，经过絮凝、吸引、附着、电荷吸附、架桥、网捕等步骤，将水中的微生物、微小悬浮物、胶体、细菌等不溶性物质与磁种有效结合，最终形成高密度絮体，依靠重力作用在所述沉淀装置实现固液的快速沉淀分离，从而可以高效去除有机物、总磷和SS，可以将出水浊度控制在5NTU以下，可以将出水总磷控制在0.3mg/L以下。在生化处理的基础上还起到了常规混凝沉淀的作用。同时起到了膜分离的作用，沉淀的活性污泥浓度较高，经磁种分离的高浓度活性污泥回流至生物处理装置，可使系统内维持较高的微生物浓度，不但提高了生化处理装置对污染物的整体去除率，保证了生化处理装置良好的出水水质，同时保证生化处理装置对进水负荷(水质及水量)的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质，达到等同MBR或添加生物填料的效果，提高了装置的处理效果和处理能力。本发明尤其适用于原有污水处理系统的提标改造，在原有污水生化处理系统和二沉池间设磁混凝反应(磁混凝反应装置可设在现有生化处理系统末端，在现有生化处理系统末端隔出分格，搅拌方式采用气搅拌，无需新建磁混凝反应装置)和磁分离回收装置，提高原有生化系统及二沉池的处理负荷(为原来处理负荷的2～3倍)，达到提标改造的目的，解决了传统污水处理系统提标改造难度大、用地紧张的问题。同时设超细格栅作为预处理，截留了污水中的细小颗粒，避免了细小颗粒对磁种的粘附，强化磁分离效果，减少磁种的损失。
（发明人：姜安平;白利云;左青）
