基于低密度磁性粒子的磁混凝沉淀污水处理系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于低密度磁性粒子的磁混凝沉淀污水处理系统及方法。污水处理系统包括加磁絮凝区、沉淀区和磁分离区，通过在加磁絮凝区添加粒径在100nm～20μm的低密度磁性粒子，一方面通过低密度磁性粒子自身的大比表面积吸附水中大分子污染物，另一方面，通过低密度和低硬度的磁性粒子吸附絮凝颗粒，加快絮体生长和沉淀速率，提高絮凝效果，并减小对设备的磨损；与此同时，在磁分离区添加粒径在50～500μm的大粒径磁粉，通过大粒径磁粉对低密度磁性粒子的吸附，提高低密度磁性粒子的分离回收效率。本发明专利技术适用于合流制溢流污染处理、初雨处理和污水深度处理。初雨处理和污水深度处理。

【技术实现步骤摘要】
基于低密度磁性粒子的磁混凝沉淀污水处理系统及方法


[0001]本专利技术涉及污水处理
，尤其涉及一种基于低密度磁性粒子的磁混凝沉淀污水处理系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，在污水及雨水处理中常用的高效混凝沉淀工艺主要包括加砂高效沉淀池和加磁高效沉淀池工艺。加砂高效沉淀池是一种一级强化混凝沉淀处理工艺，主要特点是在絮凝区投加重质高密度的不溶介质颗粒(如细砂、石榴石、高岭土等)，利用介质的重力沉降及载体的吸附作用加快絮体的“生长”及沉淀速度。加磁高效沉淀池的主要特点是通过投加高效可回收的磁粉来进一步强化整个系统的絮凝效果和沉淀速度。磁加载絮凝技术具体是向污水中加入混凝剂、助凝剂和磁种，使污水中的杂质絮凝并与磁种结合形成磁泥；然后通过放置于污水内的磁性件对磁泥进行吸附，最后通过脱除装置将磁泥从磁性件上分离出来，以实现对污水的净化。
[0003]但是，当前这两类常用的高效沉淀池仍存在以下技术难点：一方面，砂砾和常规磁粉的硬度较大，在输送过程中对设备、管道具有高磨损性，易导致系统设备、管道等发生磨损。另一方面，砂砾和磁粉的比重在4.8～5.1，远远高于普通絮凝沉淀的絮体，普通的搅拌器无法实现含有磁粉絮体在池体内的均匀混合。
[0004]例如专利CN105060434A公开了一种新型沉淀澄清池，包括加磁絮凝混合反应槽和沉淀槽，利用磁粉的磁性能将磁粉与污泥中的非磁性物质分离。但该方法采用的磁粉粒径仍较大，对污水处理设备的磨损问题仍未能得到解决。
[0005]有鉴于此，有必要设计一种改进的基于低密度磁性粒子的磁混凝沉淀污水处理系统及方法，以解决上述问题。

技术实现思路

[0006]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于低密度磁性粒子的磁混凝沉淀污水处理系统及方法。开发出小粒径、低密度纳微粒子磁性添加剂，显著降低介质的密度和硬度，有效解决常规加沙和加磁沉淀池的技术难点，显著增强适用性；与此同时，在磁分离设备中，添加少量大粒径磁粉，通过磁粉吸引磁性纳微粒子提高小粒径磁性粒子的分离回收效率。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种基于低密度磁性粒子的磁混凝沉淀污水处理系统，包括加磁絮凝区、沉淀区和磁分离区，所述加磁絮凝区添加的磁性粒子为粒径在100nm～20μm的低密度磁性粒子，以提高絮凝效果；所述磁分离区添加有粒径在50～500μm的大粒径磁粉，通过所述大粒径磁粉吸附所述低密度磁性粒子提高介质回收效率。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述低密度磁性粒子的密度为1.5～4.5g/cm3。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述低密度磁性粒子为有机复合磁性粒子或者多孔或中空结构的磁性粒子。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述低密度磁性粒子为多孔聚苯乙烯磁性微球或者多孔或中空结构的磁性水滑石。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述多孔或中空结构是通过将包含磁性材料和聚苯乙烯的微球进行模板去除得到。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述磁性材料为Fe、Co、Ni及其合金、含硼磁体、四氧化三铁或者铁氧体中的一种或多种。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述低密度磁性粒子的粒径为100nm～10μm，所述大粒径磁粉的粒径为100～300μm。
[0014]一种基于低密度磁性粒子的磁混凝沉淀污水处理方法，采用以上任一项所述的污水处理系统进行处理。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，污水处理方法包括如下步骤：
[0016]S1.污水进入所述加磁絮凝区后，投加所述低密度磁性粒子和絮凝剂，进行缓慢絮凝；
[0017]S2.经步骤S1絮凝后的污水进入所述沉淀区，进行沉淀浓缩，收集澄清水，矾花堆积在沉淀池的下部，形成的污泥也在沉淀区底部浓缩；
[0018]S3.将沉淀区底部的污泥抽至所述磁分离区，投加所述大粒径磁粉进行磁泥分离。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，所述低密度磁性粒子的添加量为0.5～5mg/L，所述大粒径磁粉的添加量为污泥的0.5～2wt％。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021]1.本专利技术提供的基于低密度磁性粒子的磁混凝沉淀污水处理方法，在加磁絮凝区添加粒径在100nm～20μm的低密度磁性粒子，一方面通过低密度磁性粒子自身的大比表面积吸附水中大分子污染物，另一方面，通过低密度和低硬度的磁性粒子吸附絮凝颗粒，加快絮体生长和沉淀速率，提高絮凝效果，并减小对设备的磨损，可有效解决常规加沙和加磁沉淀池中砂砾和磁粉下沉过快，混合不均匀的问题。与此同时，在磁分离区添加粒径在50～500μm的大粒径磁粉，通过大粒径磁粉对低密度磁性粒子的吸附，提高低密度磁性粒子的分离回收效率。
[0022]2.本专利技术优选多孔或中空结构的磁性粒子，一方面，能够降低磁性材料的密度，从而降低下沉速率，充分发挥絮凝效果；另一方面，多孔或中空结构能够进一步增加磁性粒子的比表面积，从而提高对水中污染物的吸附。本专利技术仅通过对常规磁混凝沉淀系统中磁种的粒径和密度进行控制，并在分离过程中搭配添加大粒径磁粉，就能够实现高效絮凝沉淀，并保证磁性粒子的高回收率，适用于合流制溢流污染处理、初雨处理和污水深度处理。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本专利技术进行详细描述。
[0024]在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本专利技术，在具体实施例中仅仅示出了与本专利技术的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本专利技术关系不大的其他细节。
[0025]另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他
性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0026]本专利技术提供的基于低密度磁性粒子的磁混凝沉淀污水处理系统，包括加磁絮凝区、沉淀区和磁分离区，加磁絮凝区添加的磁性粒子为粒径在100nm～20μm的低密度磁性粒子，一方面通过低密度磁性粒子自身的大比表面积吸附水中大分子污染物，另一方面，通过低密度磁性粒子吸附絮凝颗粒，加快絮体生长和沉淀速率，提高絮凝效果，并通过降低硬度减小对设备的磨损；采用同时为了提高小粒径低密度磁性粒子的分离回收率，在磁分离区添加粒径在50～500μm的大粒径磁粉，通过大粒径磁粉对低密度磁性粒子的吸附，提高介质分离回收效率。
[0027]具体地，污水处理系统的主要装置包括进水区、混凝区、絮凝区、沉淀浓缩区、出水区、污泥循环和排放系统、浮渣去除设备以及磁分离设备。通过加药泵将低密度磁性粒子悬浮液加入到导流桶内。通过污泥泵将污泥浓缩区的浓缩污泥回流到反应区，进一步提高沉淀效率。
[0028]低密度磁性粒子优选密度为1.5～4.5g/cm3，粒径优选为100nm～10μm，更优选为200nm～5μm，大粒径磁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于低密度磁性粒子的磁混凝沉淀污水处理系统，包括加磁絮凝区、沉淀区和磁分离区，其特征在于，所述加磁絮凝区添加的磁性粒子为粒径在100nm～20μm的低密度磁性粒子，以提高絮凝效果；所述磁分离区添加有粒径在50～500μm的大粒径磁粉，通过所述大粒径磁粉吸附所述低密度磁性粒子提高介质回收效率。2.根据权利要求1所述的基于低密度磁性粒子的磁混凝沉淀污水处理系统，其特征在于，所述低密度磁性粒子的密度为1.5～4.5g/cm3。3.根据权利要求2所述的基于低密度磁性粒子的磁混凝沉淀污水处理系统，其特征在于，所述低密度磁性粒子为有机复合磁性粒子或者多孔或中空结构的磁性粒子。4.根据权利要求3所述的基于低密度磁性粒子的磁混凝沉淀污水处理系统，其特征在于，所述低密度磁性粒子为多孔聚苯乙烯磁性微球或者多孔或中空结构的磁性水滑石。5.根据权利要求3或4所述的基于低密度磁性粒子的磁混凝沉淀污水处理系统，其特征在于，所述多孔或中空结构是通过将包含磁性材料和聚苯乙烯的微球进行模板去除得到。6.根据权利要求5所述的基于低密度磁性粒子的磁混凝沉淀污水处理系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑碧娟，赵皇，周艳，霍培书，汤丁丁，秦雄，陈燕平，刘军，
申请(专利权)人：中建三局绿色产业投资有限公司，
类型：发明
国别省市：