一种稳定竖流沉淀装置及方法

本发明属于水处理，具体涉及一种稳定竖流沉淀装置及方法。

背景技术：

1、沉淀是水处理过程中一个重要的环节，它依靠悬浮固体自身的沉降，可以有效去除水中的悬浮物质，达到固液分离的目的。沉淀池依据水流方向可分为平流、辐流和竖流沉淀等形式，其中，竖流沉淀池具有占地面积小、排泥方便等优点，在水处理领域得到广泛应用。竖流沉淀柱由下至上分为4个区域，即污泥浓缩区、悬浮区、过渡区和清水区，柱内絮体的自然沉降为浮力、重力和斯托克茨阻力共同作用的结果，当自然沉降速度大于、等于或小于水流上升流速时，絮体分别呈现出下沉、悬浮和上升3种运动状态，下沉的絮体进入污泥浓缩区，悬浮的絮体逐渐形成一定高度且相对稳定的悬浮区，对后续上升的絮体进行截留，并聚成较重的絮体后再次下沉，部分无法被悬浮区拦截的絮体则会上升进入过渡区。因此，絮体的自由沉淀和悬浮区拥挤沉淀协同影响竖流沉淀效果。

2、现有的竖流式沉淀池，原水絮凝后从下部进入沉淀池，较重的絮体自然沉降进入浓缩区，较轻的絮体随水流上升并且逐步生长成较重的絮体后再次下沉，由此形成了一个相对稳定的悬浮区。悬浮区的高度和密度对沉淀出水浊度影响巨大，一般来说，合适的悬浮区的高度为1.2-1.8m，但实际工程中，受进水水量、水质以及回流污泥的影响，悬浮区的高度很难稳定，悬浮层过高或过低，都会降低拦截小絮体的效果，导致微小絮体穿越过渡区，进入清水区，使沉淀出水浊度增加，从而降低了水处理沉淀的效率。

3、因此，本发明提供一种稳定竖流沉淀装置及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的，解决了现有的竖流式沉淀池，悬浮区的高度和密度容易受到进水水量、水质以及回流污泥的影响，导致悬浮层过高或过低，降低了微小絮体的拦截效果，从而降低了水处理沉淀的效率，实现了竖流式沉淀池中，减弱了进水水量、水质以及回流污泥对微小絮体的影响，大大提高了微小絮体的拦截效果以及水处理沉淀的效率。

2、为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种稳定竖流沉淀装置，包括：

3、主体，设有：

4、沉淀区，用于沉淀水中的絮状体；

5、悬浮区，设于所述沉淀区上方；

6、过渡区，设于所述悬浮区上方；

7、清水区，设于所述过渡区上方；

8、进水管，连接于所述沉淀区；

9、出水管，连接于所述清水区；

10、还包括沉淀机构，所述沉淀机构包括：

11、磁粉，带有正电荷，位于所述悬浮区内部，所述磁粉通过带正电荷与水中带负电荷的絮体吸附结合形成更大的絮状体，并将其通过重力进行沉淀，从而进入沉淀区；

12、多个电磁极，分别临近所述悬浮区设置，用于磁性作用于所述磁粉；

13、控制器，与多个所述电磁极电连接，所述控制器用于控制电磁极磁性的交替变化，对磁粉进行排斥或吸引，使得磁粉在悬浮区升降。

14、优选的，所述悬浮区为多面体结构，且多个所述电磁极分别贴合于悬浮区下沿斜面。

15、优选的，所述稳定竖流沉淀装置还包括：

16、混合絮凝池，所述混合絮凝池内设有隔板，且所述隔板底部与混合絮凝池底部间隔开，所述隔板将所述混合絮凝池分为第一池区和第二池区；

17、所述混合絮凝池的第一池区设有进水口，所述混合絮凝池的第二池区通过第一管道与所述进水管连通。

18、优选的，所述第一池区和第二池区内部分别设有第一搅拌头和第二搅拌头。

19、优选的，所述沉淀区底部通过排泥管与第二管道连通，所述第二管道一端与所述混合絮凝池底部连通，所述第二管道的另一端用于将污泥排出，所述排泥管与所述混合絮凝池之间的第二管道上设有第一泵机，所述第二管道远离所述混合絮凝池的一端上设有第二泵机。

20、一种稳定竖流沉淀方法，包括以下步骤：

21、s1：向混合絮凝池投入絮凝剂和助凝剂，启动第一搅拌头和第二搅拌头分别转动搅拌，对第一池区和第二池区内部的水流进行絮凝；

22、s2：絮凝后的水流通过第二池区上的第一管道流入沉淀区，向悬浮区投入改性后带正电荷的磁粉，磁粉吸附水中带负电荷的絮体，吸附的絮体增长到一定程度后将与磁粉脱落下沉，进入沉淀区；

23、s3：磁粉通过自身重力下降至沉淀区时，打开控制器使得电磁极通电，电磁极通电产生与磁粉相同的磁性，并排斥磁粉，磁粉受到升力向上移动；

24、s4：磁粉上升即将抵达过渡区时，控制器控制电磁极磁性改变，磁粉在吸附力与重力的共同作用下下沉；

25、s5：循环重复上述步骤s2至s4，对水中的微小絮体进行吸附。

26、本发明的有益效果：

27、1、本发明通过在悬浮区内设有沉淀机构，通过沉淀机构将悬浮区内部的微小絮体进行沉淀，从而减弱了进水水量、水质以及回流污泥对微小絮体的影响，稳定了悬浮层大小和位置，大大提高了微小絮体的拦截效果以及水处理沉淀的效率。

28、2、本发明通过沉淀机构内部的磁粉和电磁极的相互配合，使得磁粉在吸附水中微小絮体后，可通过自身重力以及磁性吸附力进行沉淀，并通过磁性排斥力使得未吸附絮体的磁粉上升，从而再次进行吸附循环沉淀，大大提高了水处理沉淀的效率。

29、3、本发明通过投入改性后带正电荷的磁粉进入悬浮区，使得带正电荷的磁粉吸附水中带负电的絮体，从而将更多微小的絮体进行吸附沉淀，大大提高了微小絮体的拦截效果以及水处理沉淀的效率。

技术特征：

1.一种稳定竖流沉淀装置，包括：

2.根据权利要求1所述的一种稳定竖流沉淀装置，其特征在于：所述悬浮区（2）为多面体结构，且多个所述电磁极（71）分别贴合于悬浮区（2）下沿斜面。

3.根据权利要求1所述的一种稳定竖流沉淀装置，其特征在于：所述稳定竖流沉淀装置还包括：

4.根据权利要求3所述的一种稳定竖流沉淀装置，其特征在于：所述第一池区（82）和第二池区（83）内部分别设有第一搅拌头（821）和第二搅拌头（831）。

5.根据权利要求3所述的一种稳定竖流沉淀装置，其特征在于：所述沉淀区（1）底部通过排泥管（9）与第二管道（91）连通，所述第二管道（91）一端与所述混合絮凝池（8）底部连通，所述第二管道（91）的另一端用于将污泥排出，所述排泥管（9）与所述混合絮凝池（8）之间的第二管道（91）上设有第一泵机（911），所述第二管道（91）远离所述混合絮凝池（8）的一端上设有第二泵机（912）。

6.一种稳定竖流沉淀方法，该方法采用上述权利要求1至5任意一项所述的一种稳定竖流沉淀装置，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种稳定竖流沉淀装置及方法，装置包括：主体，设有：沉淀区、悬浮区、过渡区、清水区、进水管和出水管，所述沉淀机构包括：磁粉，带有正电荷，位于所述悬浮区内部，多个电磁极，分别临近所述悬浮区设置，控制器，设于所述悬浮区外侧，并与多个所述电磁极电连接，本发明解决了现有的竖流式沉淀池，悬浮区的高度和密度容易受到进水水量、水质以及回流污泥的影响，导致悬浮层过高或过低，降低了微小絮体的拦截效果，从而降低了水处理沉淀的效率，实现了竖流式沉淀池中，减弱了进水水量、水质以及回流污泥对微小絮体的影响，大大提高了微小絮体的拦截效果以及水处理沉淀的效率。

技术研发人员：江伟乐,鄢碧鹏
受保护的技术使用者：扬州大学
技术研发日：
技术公布日：2025/1/23