一种磁混凝-磁沉降高效处理溢流污水的工艺及方法技术

本发明专利技术属于环境保护的污水处理技术领域，具体涉及一种用于处理城市溢流放江污水的磁混凝

【技术实现步骤摘要】
一种磁混凝
‑
磁沉降高效处理溢流污水的工艺及方法


[0001]本专利技术属于环境保护
，尤其属于污水处理
，具体涉及一种用于处理城市溢流放江污水的磁混凝
‑
磁沉降的工艺及方法
。

技术介绍

[0002]我国城市管道类型主要分为两种：合流制管道和分流制管道
。
无论是合流制管道还是分流制的雨水管道在雨天都会发生溢流，而溢流污染是导致受纳水体黑臭的主要原因
。
合流制的管道管径大，晴天时流速慢，尤其在大城市，排水系统管道运输距离非常远，导致运送到污水处理厂的污水有
1/3
以上的污染物被沿途沉积于管道内；而雨天时，流速快
、
流量大的雨水会冲击管道内沉积物，使其未经处理排入河流，导致黑臭
。
同时，在降雨初期，雨水由于溶解了空气中的大量污染性气体并冲刷路面表层污染物，排入收纳水体后，也会造成污染
。
[0003]在我国，由于城市化发展快，管道系统错综复杂，造成分流制排水系统中普遍存在污水管非法接入雨水管的情况
。
雨污混接的问题使分流制系统名存实亡，雨水管道等同于未端没有污染物处置设施的合流管道
。
污水在未经处理的情况下进入雨水管道，一方面，晴天藏匿的污水在雨天发生溢流，造成污染；另一方面，雨水管道错接进入污水管道，大量占用污水管道的传输能力，雨天时造成污水冒溢，污染河道，形成水体黑臭
。
[0004]根据我国规范要求，新兴城市
、
城区应采用分流制排水系统以缓解合流制溢流污染问题，但是国内分流制排水系统普遍存在比较严重的雨污混接等问题，分流制污水放江造成的污染同样严重
。
此外，我国新发布了污染物总量控制目标，对污染物排放提出了更严格的要求
。
因此，城市水环境质量要想得到根本改善，就必须加强对溢流污水的控制和管理
。
[0005]总的来讲，溢流污水控制措施可分为源头控制
、
管道系统控制
、
储存调蓄和末端处理四大类
。
对溢流污染而言，无论是源头上的径流量削减还是提高管道截流倍数和增设调蓄池等措施，在雨量较大的条件下都不能确保避免溢流污染
。
因此，研究设计合适高效的末端处理技术就成为了控制溢流污染的重要途径
。
常见的已经投入了实际应用的末端处理技术包括：混凝
/
絮凝
+
沉降
、
加载混凝
+
沉降
、
旋流分离器
、
高效滞留处理池
、
过滤
、
生物接触等
。
但这些技术在水力停留时间或处理效率上都无法很好地处理短时间
、
大流量的溢流污染
。
综合来看，现阶段处理溢流污染最合适的技术是混凝
+
分离工艺，但处理效果依旧不尽人意
。
因此如何进一步提升混凝和分离的效率成为了如今研究的重点方向
。
[0006]与上述技术相比，磁混凝
‑
磁分离技术具有水力停留时间短
、
占地面积小
、
处理效率高的优点，在溢流污染处理方向有很好的应用前景
。
磁混凝
‑
磁分离技术是通过在投加混凝剂的同时加载磁种，使污染物
、
磁种
、
混凝剂结合为一体，形成带有磁性的复合体，然后通过磁分离装置快速沉降，实现固液分离，从而将污染物去除
。
[0007]目前，针对处理溢流污水的磁混凝
‑
磁分离工艺的改进，更多的聚焦于磁粉材料
、
装置结构等方面的研究，很少有能够改进磁混凝反应参数以优化工艺的内容
。
专利号
202223485339.4
提出了“一种磁混凝处理设备”，聚焦于整体装置构型的设计
。
虽然其能够减小装置体积，一定程度上缩短水力停留时间，但是并没有针对反应参数对工艺进行改良，且该装置处理污水时操作复杂，并不完全适合溢流污水特性，依然具有一定的局限性
。
专利号
202111029021.2
提出了“基于低密度磁性粒子的磁混凝沉淀污水处理系统及方法”，更换了磁混凝反应所需磁粉，虽然能够针对常规加磁沉淀池中磁粉下沉过快，混合不均匀的问题进行改良优化，提高磁絮体的分离回收效率
。
但是该方法磁混凝反应就需
10min
以上，且整个工艺还是使用重力沉降，没有发挥磁絮体在磁场中快速沉降的优势，水力停留时间长
。
新使用的磁粉为低密度磁性粒子，不能直接获取，还需额外制备，增加了工艺整体的成本
。
[0008]总的来说，在进一步缩短工艺水力停留时间的背景下，仅通过装置构型和磁粉材料来进行磁混凝
‑
磁沉降工艺的优化，依然具有较大的局限性
。
而磁混凝
‑
磁沉降工艺作为一种新的混凝工艺，在参数优化上具有极高的潜力，研究出磁混凝
‑
磁沉降工艺的更优参数，会为溢流污水的处理提供新思路与新方法
。

技术实现思路

[0009]为了克服现有溢流污水末端处理技术的不足，本专利技术要解决的技术问题是提供一种磁混凝
‑
磁沉降高效处理溢流污水的工艺及方法，该工艺及方法既能保证溢流污水处理效果，又能够进一步缩短工艺水力停留时间，适合短时间
、
大流量的溢流污水处理
。
[0010]本专利技术提供了一种处理溢流污水的方法，尤其适用于处理城市溢流放江污水
。
所述的方法包括下列步骤：
[0011](1)
快速混凝：在污水中同时投加聚合氯化铝和磁粉，以
G(
也有称为
g)
＝
1500
‑
1800S
‑1的转速搅拌
15
‑
45s(
秒
)
；
[0012](2)
慢速混凝：投加
0.5
‑
3mg/L
聚丙烯酰胺，以
G
＝
150
‑
300S
‑1的转速搅拌1‑
5min(
分钟
)
；
[0013](3)
磁沉降：步骤
(2)
获得的混合物置于磁场强度为
300
‑
500mT(
毫特
)
的磁场中沉降3‑
20min。
[0014]在快速混凝步骤，聚合氯化铝的投加可以根据溢流水量和雨量大小而定，短时期内雨量大则需要投加较多聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种处理溢流污水的方法，其特征在于，所述的方法包括下列步骤：
(1)
快速混凝：在污水中同时投加聚合氯化铝和磁粉，以
G
＝
1500
‑
1800S
‑1的转速搅拌
15
‑
45s
；
(2)
慢速混凝：投加
0.5
‑
3mg/L
聚丙烯酰胺，以
G
＝
150
‑
300S
‑1的转速搅拌1‑
5min
；
(3)
磁沉降：步骤
(2)
获得的混合物置于磁场强度为
300
‑
500mT
的磁场中沉降3‑
20min。2.
根据权利要求1所述的处理溢流污水的方法，其特征在于，在快速混凝步骤，聚合氯化铝的投加量为
50
‑
500mg/L
；磁粉的投加量为
150
‑
220mg/L
；或者，磁粉包括但不限于无机磁性絮凝剂
、
有机磁性絮凝剂
、
生物磁性絮凝剂
。3.
根据权利要求2所述的处理溢流污水的方法，其特征在于，在快速混凝步骤，聚合氯化铝的投加量为
100
‑
300mg/L
，磁粉的投加量为
180
‑
200mg/L
，无机磁性絮凝剂包括但不限于
Fe3O4、Fe2(SO4)3，有机磁性絮凝剂包括但不限于
Fe3O4‑
PAC、Fe3O4‑
PAM、Fe3O4‑
FeCl3；或者，以
G
＝
1600
‑
1700S
‑1的转速搅拌
20
‑
30s。4.
根据权利要求1所述的处理溢流污水的方法，其特征在于，在慢速混凝步骤，聚丙烯酰胺的投加量为
0.5
‑
3mg/L...

【专利技术属性】
技术研发人员：李怀正，谢常扬，楚文海，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：