[发明专利]一种基于磁混凝沉淀与活性炭吸附的超效分离系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于磁混凝沉淀与活性炭吸附的超效分离系统及方法，属于污水深度处理技术领域。其解决了现有技术中相关系统所需占地大、沉淀时间长、抗冲击性差、运行效果不稳定等问题。其主要包括依次并排排布的第一反应池、第二反应池、第三反应池、第四反应池、磁感应沉淀池；还包括与磁感应沉淀池底部连接的污泥回流和磁粉回收装置，其中，第一反应池作为活性炭吸附池，第二反应池作为凝聚反应池，第三反应池作为磁粉加载池，第四反应池作为絮凝反应池。本发明通过将活性炭吸附工艺同磁混凝工艺结合，配合磁粉不同级配，应对各种水质，可保证出水满足一级A或准IV类标准。且具有占地少、抗冲击性强、控制灵活、出水稳定性好等优点。

技术领域

本发明属于污水深度处理技术领域，具体涉及一种基于磁混凝沉淀与活性炭吸附的超效分离系统及方法。

背景技术

混凝沉淀对于保证污水厂出水SS、TP达标发挥着重要作用。加载沉淀技术是混凝沉淀的重要强化措施，如在原水中加载微砂、磁粉以提高原水混凝过程所需的载体数量进而提高混凝速率。磁加载沉淀技术通过在原水中投加比重较大的微细磁粉颗粒作为沉淀析出晶核，使得水中胶体颗粒与磁粉颗粒更容易碰撞脱稳而形成絮体，大大提高了悬浮物的去除效率；同时，磁粉超高密度的特性使得絮体密度远大于常规混凝絮体，从而大幅提高沉淀速度。随着磁加载沉淀技术的日趋成熟，尤其是该工艺开发前期面临的磁粉回收问题的解决，使得磁加载沉淀的技术优势和经济优势得以充分体现，近些年得到了快速发展。

磁加载沉淀技术固然优势明显，但是，在实际应用过程中依然存在诸多不足，首先，该工艺反应池多由常规加药混凝同加载磁粉进行简单协同，在应对水质冲击时效果不佳。另外，该技术采用的磁粉多为均一粒径，而实际污水中SS、胶体物质、溶解性色素、可溶性氮磷等成分组成复杂，混凝形成的絮体在粒径大小、电荷组成存在较多变化，而均一粒径的磁粉由于携带电荷量、搅拌产生的离心惯性力以及形成的磁感应强度较为单一而导致去除效果难以提升，并且在适应复杂水质方面受限。最后，现有工艺在应对进水含一定色度、重金属及可溶性氮磷时处理效果较差，这些不足均限制了磁加载工艺的去除效果及工程应用。

现有技术相关方面的研究报道主要有：

阳旭(阳旭.高浊度原水磁混凝沉淀应急饮用水处理试验研究及工艺设计[D].浙江大学,2017.)在进行磁混凝试验时研究了58、45、26、13um不同单一粒径磁粉对有机微污染污水的处理效果，得出结果认为磁混凝沉淀最佳磁粉粒径为26um。而陈文松(陈文松.磁种混凝与高梯度磁分离相耦合的污水与污水处理技术研究[D].:华南理工大学,2003)研究表明，磁种絮凝过程中为保证高的絮凝效率，磁粉的粒径不应大于10um。另外，Yavuz等(Yavuz C T,Mayo J T,William W Y,et al.Low-field magnetic separation ofmonodisperse Fe₃O₄nanocrystals[J].science,2006,314(5801):964-967.)对粒径为4、12、20和300nm等的Fe₃O₄纳米颗粒在低梯度磁场中的分离特性进行了研究，结果表明，由于具有良好的超顺磁性、单分散性以及高比表面积，粒径为12nm的纳米晶粒能够有效除砷、明显降低处理后垃圾量。王少康等(王少康,程方,郭兴芳,等.磁粉在磁混凝沉淀深度除磷中的作用机理分析[J].环境工程学报,2019,13(02):56-63.)在研究单一粒径磁粉和多粒径磁粉的处理效果时发现多粒径组成的磁粉处理效果更优。由此可见，针对不同水质最优磁粉粒径并不相同，因此单一粒径磁粉在应对复杂水质时无法发挥应有优势。

CN 206985807 U公开了一种种磁混凝一体化污水处理系统，包括进水管、加药装置、磁粉加入装置、反应池、沉淀池。整个装置未设置活性炭吸附池和污泥回流系统，且整个混凝过程发生于同一反应池内，处理效果得不到保证。