一种高效污泥回流强化磁混凝系统及其沉淀方法

摘要

本发明公开一种高效污泥回流强化磁混凝系统及其沉淀方法，沉淀系统包括磁混凝反应系统、深度熟化池、沉淀池，磁混凝反应系统、深度熟化池、沉淀池依次连通，沉淀方法包括磁混凝反应、深度熟化、沉淀、污泥分流，磁回收系统中的污泥最后以剩余污泥的形式排出，沉淀方法中污泥回流分为两个阶段，第一阶段污泥回流指的是沉淀池的污泥通过刮泥系统回流至深度熟化池中，第二阶段污泥回流指的是深度熟化池中的污泥通过污泥分流器回流至混凝反应系统中。本发明高效污泥回流强化磁混凝系统具有结构简单，污泥回流易控制，工作稳定、经久耐用等优势，稳定出水水质，可有效去除固体悬浮物以及总磷等，稳定出水水质。

说明书

技术领域

本发明涉及一种污泥处理领域，具体是一种高效污泥回流强化磁混凝系统及其沉淀方法。

背景技术

磁混凝沉淀过程中通常需投加铁、铝等混凝剂，聚丙烯酰胺等絮凝剂，从而产生含有该类悬浮胶体颗粒物的沉淀污泥,污泥中的矾花颗粒是一种吸附剂、能够吸附水中的悬浮物和反应生成的沉淀物，使其与水分离,同时，反应生成的沉淀物又起着结晶核心作用，促使沉聚物逐渐长大，加速沉降分离,将该类沉淀污泥回流至混凝沉淀单元前端，一方面可以增加水中颗粒物浓度，提高颗粒的有效碰撞机率，增加絮凝核心；另一方面，污泥中所含有的铁、铝等胶体絮体可以继续发挥网捕、电荷吸附、卷扫和物理吸附等混凝作用，从而降低混凝剂、絮凝剂等药剂用量，提高混凝效果,目前已有处理方法中有通过在二沉池底部设置刮板、吸泥口等利用水泵进行污泥液回流和剩余污泥外排,通过在沉淀区设置内外筒体结构，利用进水射流的方式使底部沉淀污泥上吸从而实现污泥回流,此外，还有两级污泥回流强化混凝工艺，通过二段混凝方式，将二段污泥回流至一段，从而减少污泥回流后造成反混引起出水恶化的情况,以上所提及污泥回流方法较为复杂，污泥回流量不易控制，仪器涉及的相关检测仪器工作稳定性有待考验,针对这种情况，现提出一种高效污泥回流强化磁混凝处理方法，针对高浓度污泥回流工艺不易控制的特性，解决污泥在污水处理中利用率低的问题。通过分阶段污泥回流方法，将沉淀池的污泥以一定回流比回流至深度熟化池，再从深度熟化池回流至混凝反应系统中，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，进一步提高了沉淀池的表面水力负荷以及体系中的污泥负荷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效污泥回流强化磁混凝系统及其沉淀方法，具有结构简单，污泥回流易控制，工作稳定、经久耐用等优势，通过两段污泥回流方法，提高了污泥利用率以及沉淀池的表面水力负荷，稳定出水水质，第一阶段污泥回流增加了深度熟化池中颗粒物的浓度，增强了混凝效果，并能实现部分沉淀，提高了污泥负荷以及沉淀池的表面水力负荷，第二阶段污泥回流至磁混凝反应系统，减小了混凝反应过程中的药剂投加量，与传统污泥回流方法相比，操作简单、更易控制。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高效污泥回流强化磁混凝沉淀系统，包括依次串联的磁混凝反应系统、深度熟化池、沉淀池与加药系统；

所述高效污泥回流还包括刮泥系统、污泥分流器与磁回收系统；

所述磁混凝反应系统分为快速反应池和慢速混凝池，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；

所述深度熟化池为慢速熟化反应池，此时污水、混凝剂、助凝剂以及回流污泥经过慢速搅拌充分混合反应；

所述磁混凝沉淀系统的污泥回流比为回流污泥流量与进水流量的比值，为(1～20)：1,污泥回流量为第二阶段从深度熟化池回流至磁混凝反应系统的污泥流量：

优选地，当进水水质优，污染物浓度低(悬浮物浓度<50mg/L)时，污泥回流比为(10～20)：1；

优选地，当进水水质良好，污染物浓度在一定范围内(50<悬浮物浓度<150mg/L)时，污泥回流比为(5～10)：1；

优选地，当进水水质差，污染物浓度高(悬浮物浓度>150mg/L)时，污泥回流比为(1～5)：1。

一种高效污泥回流强化磁混凝沉淀方法，包括以下步骤：

步骤一：污水进入磁混凝反应系统，通过加药系统投加混凝剂、磁粉和助凝剂；

步骤二：经快速搅拌后，粉末状的磁粉与混凝过程中的絮体结合，形成以磁粉为凝结核的稳定絮体；

步骤三：再经慢速搅拌与助凝剂混合均匀，污水进入深度熟化池，通过搅拌器以加强混凝效果；

步骤四：深度熟化池内的絮凝反应液最后进入沉淀池，由于磁粉比重大，使结合有磁粉的絮体比重迅速提高，自流入沉淀池后可实现快速沉降；

步骤五：在深度熟化池中，回流污泥与絮凝液体进一步混合反应，一部分絮体直接沉淀，实现了部分污水净化，直接减少进入沉淀池的污泥量，提高沉淀池的表面水力负荷能力；

步骤六：深度熟化池中的污泥通过污泥回流泵进入污泥分流器，一部分污泥回流至磁混凝反应系统；

步骤七：磁回收系统中的污泥最后以剩余污泥的形式排出；

步骤八：检测排出污水的固体悬浮物以及总磷，是否达到污水排放要求。

进一步地，所述沉淀方法中污泥回流分为两个阶段，第一阶段污泥回流指的是沉淀池的污泥通过刮泥系统回流至深度熟化池中，第二阶段污泥回流指的是深度熟化池中的污泥通过污泥分流器回流至混凝反应系统中。

进一步地，所述沉淀方法第一阶段污泥回流中，刮泥系统通过传送链条上的刮泥板有效传送污泥至深度熟化池中。

进一步地，所述沉淀方法第二阶段污泥回流中，污泥分流器完成污泥回流及输送泥水混合物至磁回收系统。

本发明的有益效果：

1、本发明高效污泥回流强化磁混凝系统具有结构简单，污泥回流易控制，工作稳定、经久耐用等优势；

2、本发明高效污泥回流强化磁混凝沉淀方法通过两段污泥回流方法，提高了污泥利用率以及沉淀池的表面水力负荷，稳定出水水质；

3、本发明高效污泥回流强化磁混凝沉淀方法第一阶段污泥回流增加了深度熟化池中颗粒物的浓度，增强了混凝效果，并能实现部分沉淀，提高了污泥负荷以及沉淀池的表面水力负荷；

4、本发明高效污泥回流强化磁混凝沉淀方法第二阶段污泥回流至磁混凝反应系统，减小了混凝反应过程中的药剂投加量，与传统污泥回流方法相比，操作简单、更易控制；

5、本发明高效污泥回流强化磁混凝沉淀方法可有效去除固体悬浮物(SS)以及总磷(TP)等，稳定出水水质，达到污水排放要求；

6、本发明高效污泥回流强化磁混凝沉淀方法本方法适用于磁混凝工艺的优化，可以实现磁混凝沉淀中污泥回流工艺的有效控制，优化混凝控制过程。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明高效污泥回流强化磁混凝沉淀方法流程示意图；

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1污水处理总磷数据柱状图。

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。

一种高效污泥回流强化磁混凝沉淀系统，如图1所示，包括依次串联的磁混凝反应系统、深度熟化池、沉淀池与加药系统，高效污泥回流还包括刮泥系统、污泥分流器与磁回收系统，磁混凝反应系统分为快速反应池和慢速混凝池，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，深度熟化池为慢速熟化反应池，此时污水、混凝剂、助凝剂以及回流污泥经过慢速搅拌充分混合反应，污泥回流比为回流污泥流量与进水流量的比值，为(1～20)：1，污泥回流量为第二阶段从深度熟化池回流至磁混凝反应系统的污泥流量。

一种高效污泥回流强化磁混凝沉淀方法，包括以下步骤：

步骤一：污水进入磁混凝反应系统，通过加药系统投加混凝剂、磁粉和助凝剂；

步骤二：经快速搅拌后，粉末状的磁粉与混凝过程中的絮体结合，形成以磁粉为凝结核的稳定絮体；

步骤三：再经慢速搅拌与助凝剂混合均匀，细小松散的絮凝物变得粗大而紧密,随后，污水进入深度熟化池，通过搅拌器以加强混凝效果，使生成的絮体密度更大、更结实；

步骤四：深度熟化池内的絮凝反应液最后进入沉淀池，由于磁粉比重大，使结合有磁粉的絮体比重迅速提高，自流入沉淀池后可实现快速沉降，在此期间，沉淀池中沉淀的污泥经刮泥系统传送至深度熟化池，完成第一阶段的污泥回流；

步骤五：在深度熟化池中，回流污泥与絮凝液体进一步混合反应，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，其中，一部分絮体直接沉淀，实现了部分污水净化，直接减少进入沉淀池的污泥量，提高沉淀池的表面水力负荷；

步骤六：深度熟化池中的污泥通过污泥回流泵进入污泥分流器，一部分污泥回流至磁混凝反应系统，完成第二阶段的污泥回流，此时，污泥中所含有的铁、铝等胶体絮体可以继续发挥网捕和吸附架桥等混凝作用，从而降低混凝剂、絮凝剂等药剂用量，提高混凝效果，而污泥分流器中的剩余泥水混合物进入磁回收系统，经过高速剪切实现磁粉进入磁混凝系统回用，避免反复投加磁粉，提高磁粉利用率；

步骤七：磁回收系统中的污泥最后以剩余污泥的形式排出。

经过一系列的絮凝沉淀和分阶段的高效污泥回流，可有效去除固体悬浮物(SS)以及总磷(TP)等，稳定出水水质，达到污水排放要求。

实施例1

河道污水设计进水量为5000m

河道污水进入磁混凝反应系统进行混合絮凝，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。随后污水进入深度熟化池，通过进一步的慢速搅拌使污水、混凝剂、磁粉以及助凝剂充分反应。最后，污水进入沉淀池，完成絮凝沉淀。在此期间沉淀池中的污泥经过刮泥系统回流至深度熟化池，完成第一阶段的污泥回流。此时回流污泥增加了颗粒物的含量促进混凝反应的进行，并在深度熟化池中完成了一部分的混凝沉淀。深度熟化池中的污泥经污泥回流泵进入污泥分流器，其中一部分上清液回流至混凝反应系统，增强混凝效果，减少药剂投加量。污泥分流器另外一部分泥水混合物进入磁回收系统，实现磁粉回收利用，而剩余污泥则排出。如此循环工作，充分利用回流污泥，提高污泥负荷以及沉淀池的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)、总磷(TP)等污染物的高效去除。

高效污泥回流分为两个阶段，第一阶段污泥回流指的是沉淀池的污泥通过刮泥系统回流至深度熟化池中。第二阶段污泥回流指的是深度熟化池中的污泥通过污泥分流器回流至混凝反应系统中，第二阶段的污泥回流比为5:1，污泥回流浓度为500-800mg/L。第一阶段污泥回流中，刮泥系统通过传送链条上的刮泥板有效传送污泥至深度熟化池中，第二阶段污泥回流中，污泥分流器完成污泥回流及输送泥水混合物至磁回收系统。

采用高效污泥回流强化磁混凝系统及其沉淀方法，截取系统运行为期一个月的数据如图2、图3所示，出水SS稳定在20mg/L以下，并多次出现出水SS<10mg/L,去除率最高可达到97.5％。此外，分段式污泥回流增强了混凝反应效果，更为高效的去除污水中总磷，出水总磷最低至0.06mg/L，去除率高达98.6％，有效控制河道污水总磷超标，诱发蓝藻等水质恶化情况发生。此外，经统计，上清液回流至混凝反应系统，增强混凝效果，减少药剂投加量，出水COD浓度<30mg/L，且加药量相对大幅减少，折合吨水药剂成本，仅为0.1元。

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。