公布日：2022.10.04
申請日：2021.03.29
分類(lèi)號：C02F9/12(2006.01)I;C02F11/121(2019.01)I
摘要
一種用于污廢水處理的高速反應系統及方法，使用磁粉作為絮凝體的核心進(jìn)行沉降，利用磁粉密度較大較容易沉降的原理，并同時(shí)在助凝劑和混凝劑的協(xié)助下，將污廢水中的懸浮物進(jìn)行沉積網(wǎng)捕，使其快速形成密度較大的礬花從而進(jìn)行沉淀。而作為絮凝核心的磁粉在后續的污泥分離室、旋流分離器和磁分離設備進(jìn)行回收至第一反應室進(jìn)行重復利用，完成對磁種的回收；改善了傳統混凝、絮凝沉淀處理設備占地面積較大，水力停留時(shí)間較長(cháng)的缺點(diǎn)，通過(guò)將機械攪拌澄清池作為主體設備，額外配套磁分離設備，減少了轉動(dòng)設備的使用，并方便使用和運輸，且本設備處理效率較高，單位面積產(chǎn)水量較大，出水的處理效果比較穩定，適用于大、中型水廠(chǎng)的預處理使用。
權利要求書(shū)
1.一種用于污廢水處理的高速反應系統，包括反應本體（1），所述反應本體（1）連接有攪拌機構（2），其特征在于，所述反應本體（1）內部設有第一反應室（3）、第二反應室（4）和污泥分離室（5）；該高速反應系統還包括混凝劑加藥裝置（6）、助凝劑加藥裝置（7）、污泥濃縮室（8）、剪切機（9）、旋流分離器（10）和磁粉分離設備（11）；所述混凝劑加藥裝置（6）經(jīng)混凝劑加藥管路連接所述第一反應室（3），混凝劑加藥裝置（6）用于對原水進(jìn)水后添加混凝劑；所述第一反應室（3）連通所述第二反應室（4），第一反應室（3）用于將原水與數倍原水的活性污泥混合并進(jìn)行初步反應；所述第二反應室（4）連通所述助凝劑加藥裝置（7），助凝劑加藥裝置（7）用于向初步反應后的產(chǎn)物添加助凝劑，添加助凝劑后的初步反應產(chǎn)物進(jìn)入第二反應室（4）將污泥和磁粉凝聚成磁性絮凝體；所述第二反應室（4）連通所述污泥分離室（5），所述污泥分離室（5）用于將已經(jīng)形成以磁粉為絮凝體核心的良好礬花顆粒進(jìn)行截留，污泥分離室（5）還用于加大水池過(guò)水斷面的濕周，減小水力半徑；所述污泥分離室（5）經(jīng)污泥輸送管路連通所述污泥濃縮室（8），所述污泥濃縮室（8）經(jīng)污泥輸送管路連通所述剪切機（9），所述剪切機（9）經(jīng)污泥輸送管路連通所述旋流分離器（10），剪切機（9）將污泥打散分離后進(jìn)入所述旋流分離器（10）；所述旋流分離器（10）連通所述磁分離設備及第一反應室（3），旋流分離器（10）將下溢出來(lái)的磁粉通過(guò)磁粉輸送管道排入所述第一反應室（3），旋流分離器（10）使污泥和部分水通過(guò)旋渦溢流進(jìn)入所述磁分離設備；所述磁分離設備連通所述第一反應室（3），磁分離設備用于將分選出來(lái)的磁粉通過(guò)刮板阻隔掉落至所述第一反應室（3）進(jìn)行回收循環(huán)利用。
2.根據權利要求1所述的一種用于污廢水處理的高速反應系統，其特征在于，所述混凝劑加藥裝置（6）通過(guò)環(huán)形配水三角槽下面的縫隙流入第一反應室（3）；所述攪拌機構（2）具有攪動(dòng)的葉片使進(jìn)入第一反應室（3）的原水進(jìn)行充分混合和初步反應。
3.根據權利要求1所述的一種用于污廢水處理的高速反應系統，其特征在于，所述助凝劑加藥裝置（7）向第二反應室（4）添加高分子阻凝劑，所述高分子阻凝劑通過(guò)微磁聚凝作用進(jìn)入第二反應室（4）進(jìn)行反應，將污泥和磁粉凝聚成磁性絮體，所述第二反應室（4）內形成以磁粉為絮凝體核心的良好礬花顆粒。
4.根據權利要求1所述的一種用于污廢水處理的高速反應系統，其特征在于，所述污泥分離室（5）中設有若干預設尺寸的平行斜管，所述污泥分離室（5）通過(guò)設置平行斜管去除原水中的分散性顆粒。
5.根據權利要求1所述的一種用于污廢水處理的高速反應系統，其特征在于，所述污泥濃縮室（8）和剪切機（9）之間設有污泥回流泵（12）；所述污泥濃縮室（8）將污泥分離室（5）進(jìn)入的污泥進(jìn)行濃縮，除循環(huán)流動(dòng)的泥渣，另一部分泥渣通過(guò)所述污泥濃縮室（8）排入所述污泥回流泵（12）。
6.根據權利要求5所述的一種用于污廢水處理的高速反應系統，其特征在于，所述污泥回流泵（12）用于將污泥濃縮室（8）排入的污泥泵入所述剪切機（9）；所述剪切機（9）中的切割葉片在預設攪拌速度下形成分散的磁性絮體，磁粉和污泥被所述剪切機（9）打散分離后進(jìn)入所述旋流分離器（10）。
7.根據權利要求1所述的一種用于污廢水處理的高速反應系統，其特征在于，所述旋流分離器（10）中污泥和部分水一起向上移動(dòng)從旋渦溢流中排入第一反應室（3）并參加下一次的絮凝過(guò)程。
8.根據權利要求1所述的一種用于污廢水處理的高速反應系統，其特征在于，所述磁分離設備還連接有污泥處理裝置（13），磁分離設備中非磁性的污泥隨水流由所述污泥處理裝置（13）進(jìn)行排出。
9.根據權利要求1所述的一種用于污廢水處理的高速反應系統，其特征在于，所述污泥分離室（5）還用于降低雷諾數Re并減小污水的紊動(dòng)、促進(jìn)沉淀。
10.一種用于污廢水處理的高速反應方法，采用如權利要求1至9任一項所述的用于污廢水處理的高速反應系統，其特征在于，包括以下步驟：將混凝劑在原水進(jìn)水管處加到管路中，通過(guò)配水三角槽下面的縫隙流入第一反應室（3）進(jìn)行初步反應；初步反應階段，通過(guò)第一反應室（3）內部攪拌機構（2）的攪動(dòng)葉片使混凝劑與原水的混合物進(jìn)行快速的攪拌以進(jìn)行充分反應；二次反應階段，加入助凝劑提高混凝絮體、高分子聚合物和磁粉之間相互接觸的可能性，在第二反應室（4）中通過(guò)微磁聚凝作用將污泥與磁粉凝聚成磁性絮體，進(jìn)而形成以磁粉為絮凝體核心的良好礬花顆粒；分離階段，將在第二反應室（4）中形成的以磁粉為絮凝體核心的良好礬花顆粒的污泥通過(guò)污泥分離室（5）進(jìn)行分離，所述污泥分離室（5）內部的平行斜管去除分散性顆粒，此時(shí)沉淀處于均勻分布的懸浮狀態(tài)并在池中形成穩定活性污泥層，通過(guò)接觸絮凝作用使原水中的懸浮物被活性泥渣層截留，含磁粉泥渣依靠重力下沉；污泥濃縮回流，通過(guò)污泥濃縮室（8）將排入的污泥進(jìn)行濃縮，除循環(huán)流動(dòng)的泥渣，另一部分泥渣通過(guò)所述污泥濃縮室（8）排入所述污泥回流泵（12），所述污泥回流泵（12）將污泥濃縮室（8）排入的污泥泵入所述剪切機（9），所述剪切機（9）中的切割葉片在預設攪拌速度下形成分散的磁性絮體，磁粉和污泥被所述剪切機（9）打散分離后進(jìn)入所述旋流分離器（10）；旋流分離階段，旋流分離器（10）將下溢出來(lái)的磁粉通過(guò)磁粉輸送管道排入所述第一反應室（3），旋流分離器（10）使污泥和部分水通過(guò)旋渦溢流進(jìn)入所述磁分離設備；磁分離階段，通過(guò)磁分離設備將旋流分離器（10）排入的污泥進(jìn)行分離，通過(guò)磁鼓的連續旋轉將混合液里分選出來(lái)的磁粉通過(guò)刮板阻隔掉落至第一反應器室回收，非磁性的污泥隨水流由排泥管排出。
發(fā)明內容
本發(fā)明針對現有技術(shù)污廢水處理領(lǐng)域中絮凝沉淀設備占地面積很大，且水力停留時(shí)間較長(cháng)，效率較低的缺點(diǎn)，提供一種用于污廢水處理的高速反應系統及方法，解決現有混凝絮凝設備處理效率不高、占地面積大及普及性較差的問(wèn)題。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：一種用于污廢水處理的高速反應系統，包括反應本體，所述反應本體連接有攪拌機構，所述反應本體內部設有第一反應室、第二反應室和污泥分離室；該高速反應系統還包括混凝劑加藥裝置、助凝劑加藥裝置、污泥濃縮室、剪切機、旋流分離器和磁粉分離設備；所述混凝劑加藥裝置經(jīng)混凝劑加藥管路連接所述第一反應室，混凝劑加藥裝置用于對原水進(jìn)水后添加混凝劑；所述第一反應室連通所述第二反應室，第一反應室用于將原水與數倍原水的活性污泥混合并進(jìn)行初步反應；所述第二反應室連通所述助凝劑加藥裝置，助凝劑加藥裝置用于向初步反應后的產(chǎn)物添加助凝劑，添加助凝劑后的初步反應產(chǎn)物進(jìn)入第二反應室將污泥和磁粉凝聚成磁性絮凝體；所述第二反應室連通所述污泥分離室，所述污泥分離室用于將已經(jīng)形成以磁粉為絮凝體核心的良好礬花顆粒進(jìn)行截留，污泥分離室還用于加大水池過(guò)水斷面的濕周，減小水力半徑；所述污泥分離室經(jīng)污泥輸送管路連通所述污泥濃縮室，所述污泥濃縮室經(jīng)污泥輸送管路連通所述剪切機，所述剪切機經(jīng)污泥輸送管路連通所述旋流分離器，剪切機將污泥打散分離后進(jìn)入所述旋流分離器；所述旋流分離器連通所述磁分離設備及第一反應室，旋流分離器將下溢出來(lái)的磁粉通過(guò)磁粉輸送管道排入所述第一反應室，旋流分離器使污泥和部分水通過(guò)旋渦溢流進(jìn)入所述磁分離設備；所述磁分離設備連通所述第一反應室，磁分離設備用于將分選出來(lái)的磁粉通過(guò)刮板阻隔掉落至所述第一反應室進(jìn)行回收循環(huán)利用。
作為用于污廢水處理的高速反應系統的優(yōu)選方案，所述混凝劑加藥裝置通過(guò)環(huán)形配水三角槽下面的縫隙流入第一反應室；所述攪拌機構具有攪動(dòng)的葉片使進(jìn)入第一反應室的原水進(jìn)行充分混合和初步反應。
作為用于污廢水處理的高速反應系統的優(yōu)選方案，所述助凝劑加藥裝置向第二反應室添加高分子阻凝劑，所述高分子阻凝劑通過(guò)微磁聚凝作用進(jìn)入第二反應室進(jìn)行反應，將污泥和磁粉凝聚成磁性絮體，所述第二反應室內形成以磁粉為絮凝體核心的良好礬花顆粒。
作為用于污廢水處理的高速反應系統的優(yōu)選方案，所述污泥分離室中設有若干預設尺寸的平行斜管，所述污泥分離室通過(guò)設置平行斜管去除原水中的分散性顆粒。
作為用于污廢水處理的高速反應系統的優(yōu)選方案，所述污泥濃縮室和剪切機之間設有污泥回流泵；所述污泥濃縮室將污泥分離室進(jìn)入的污泥進(jìn)行濃縮，除循環(huán)流動(dòng)的泥渣，另一部分泥渣通過(guò)所述污泥濃縮室排入所述污泥回流泵。
作為用于污廢水處理的高速反應系統的優(yōu)選方案，所述污泥回流泵用于將污泥濃縮室排入的污泥泵入所述剪切機；所述剪切機中的切割葉片在預設攪拌速度下形成分散的磁性絮體，磁粉和污泥被所述剪切機打散分離后進(jìn)入所述旋流分離器。
作為用于污廢水處理的高速反應系統的優(yōu)選方案，所述旋流分離器中污泥和部分水一起向上移動(dòng)從旋渦溢流中排入第一反應室并參加下一次的絮凝過(guò)程。
作為用于污廢水處理的高速反應系統的優(yōu)選方案，所述磁分離設備還連接有污泥處理裝置，磁分離設備中非磁性的污泥隨水流由所述污泥處理裝置進(jìn)行排出。
作為用于污廢水處理的高速反應系統的優(yōu)選方案，所述污泥分離室還用于降低雷諾數Re并減小污水的紊動(dòng)、促進(jìn)沉淀。
本發(fā)明還提供一種用于污廢水處理的高速反應方法，采用上述的用于污廢水處理的高速反應系統，包括以下步驟：將混凝劑在原水進(jìn)水管處加到管路中，通過(guò)配水三角槽下面的縫隙流入第一反應室進(jìn)行初步反應；初步反應階段，通過(guò)第一反應室內部攪拌機構的攪動(dòng)葉片使混凝劑與原水的混合物進(jìn)行快速的攪拌以進(jìn)行充分反應；二次反應階段，加入助凝劑提高混凝絮體、高分子聚合物和磁粉之間相互接觸的可能性，在第二反應室中通過(guò)微磁聚凝作用將污泥與磁粉凝聚成磁性絮體，進(jìn)而形成以磁粉為絮凝體核心的良好礬花顆粒；分離階段，將在第二反應室中形成的以磁粉為絮凝體核心的良好礬花顆粒的污泥通過(guò)污泥分離室進(jìn)行分離，所述污泥分離室內部的平行斜管去除分散性顆粒，此時(shí)沉淀處于均勻分布的懸浮狀態(tài)并在池中形成穩定活性污泥層，通過(guò)接觸絮凝作用使原水中的懸浮物被活性泥渣層截留，含磁粉泥渣依靠重力下沉；污泥濃縮回流，通過(guò)污泥濃縮室將排入的污泥進(jìn)行濃縮，除循環(huán)流動(dòng)的泥渣，另一部分泥渣通過(guò)所述污泥濃縮室排入所述污泥回流泵，所述污泥回流泵將污泥濃縮室排入的污泥泵入所述剪切機，所述剪切機中的切割葉片在預設攪拌速度下形成分散的磁性絮體，磁粉和污泥被所述剪切機打散分離后進(jìn)入所述旋流分離器；旋流分離階段，旋流分離器將下溢出來(lái)的磁粉通過(guò)磁粉輸送管道排入所述第一反應室，旋流分離器使污泥和部分水通過(guò)旋渦溢流進(jìn)入所述磁分離設備；磁分離階段，通過(guò)磁分離設備將旋流分離器排入的污泥進(jìn)行分離，通過(guò)磁鼓的連續旋轉將混合液里分選出來(lái)的磁粉通過(guò)刮板阻隔掉落至第一反應器室回收，非磁性的污泥隨水流由排泥管排出。
本發(fā)明使用磁粉作為絮凝體的核心進(jìn)行沉降，利用磁粉密度較大較容易沉降的原理，并同時(shí)在助凝劑和混凝劑的協(xié)助下，將污廢水中的懸浮物進(jìn)行沉積網(wǎng)捕，使其快速形成密度較大的礬花從而進(jìn)行沉淀。而作為絮凝核心的磁粉在后續的污泥分離室、旋流分離器和磁分離設備進(jìn)行回收至第一反應室進(jìn)行重復利用，完成對磁種的回收；本發(fā)明改善了傳統混凝、絮凝沉淀處理設備占地面積較大，水力停留時(shí)間較長(cháng)的缺點(diǎn)，通過(guò)將機械攪拌澄清池作為主體設備，額外配套磁分離設備，減少了轉動(dòng)設備的使用，并方便使用和運輸，且本設備處理效率較高，單位面積產(chǎn)水量較大，出水的處理效果比較穩定；本發(fā)明設備對進(jìn)水水質(zhì)，水量以及水溫的變化適應性較強、且運行相對穩定，投加藥劑量較少，便于進(jìn)行控制；本發(fā)明設備的進(jìn)水懸浮物含量小于1000mg/L，通過(guò)采用機械刮泥設備后，對較高濁度水（進(jìn)水懸浮物含量3000mg/L以上）處理也有一定效果；短時(shí)間內允許達到3000-5000mg/L；同時(shí)適用于大、中型水廠(chǎng)的預處理設備使用。
（發(fā)明人：李越彪;林會(huì )杰;李輝;李志偉;于春江;劉浩）
