申请日2003.10.22
公开(公告)日2005.04.13
IPC分类号C02F3/00; C02F1/48
摘要
本实用新型磁化法生物移动床污水处理装置涉及一种环境保护领域磁化法生物移动床污水处理技术。磁化器2通过法兰盘27串接在隔油沉砂池3的污水进口1上，污水通过磁化器2的非磁性不锈钢管道23进入隔油沉砂池3;磁化器6通过法兰盘27串接在好氧池7的污水进水口上，把厌氧池5和好氧池7串联在一起，污水通过磁化器6的非磁性不锈钢管道23进入好氧池7。使磁化器2和磁化器6与生物移动床污水处理系统联为一体，组成新型磁化法生物移动床污水处理装置。被磁场磁化的污水中水分子特性发生了一系列变化，使生物膜载体挂膜周期缩短，生物膜厚度减小，DO值提高，生物膜穿透力加强等，从而保证了系统的正常运行，提高了污水处理效率和出水水质。
権利要求書
1一种新型磁化法生物移动床污水处理装置，其特征是：
一个磁化器或者一个以上的磁化器串联在生物移动床污水处理系统的污水输送管道中。
2根据权利要求1所述磁化法生物移动床污水处理装置，其特征是：
磁化器选用6块或6块以上Nb-Fe-B永磁铁和一组铁轭组成闭合磁路，非导磁性材料管道 置于磁场中心，由壳体固定，通过法兰盘与生物移动床污水处理装置的好氧池入水端联接，组成 新型磁化法生物移动床污水处理装置。
说明书
磁化法生物移动床污水处理装置
技术领域：本实用新型涉及一种环境保护领域磁化法生物移动床污水处理技术。
背景技术：在城市污水处理工艺中，由格栅、沉砂池和沉淀池等处理装置组成的物理处 理系统可以去除污水中的可沉杂质，称为污水一级处理。一级处理的SS去除率约50%～60%， BOD去除率约20%～30%，COD去除率与BOD接近。对于溶解状和胶体状的有机污染物质， 需采用以好氧生物处理装置为主的二级处理工艺，污水二级处理工艺主要有普通活性污泥法、 SBR法、氧化沟法、AB法、CAST法、接触氧化法、生物移动床法等。二级生物处理后，BOD 去除率达到85%～95%，COD去除率达到75%～85%，出水SS、BOD均可降至15～30mg/L。其 中生物移动床污水处理工艺避免了固定床定期反冲洗、流化床需使载体流化、淹没式生物滤池 清除堵塞等复杂操作。因为生物移动床污水处理工艺构造简单，操作方便，可以在不增加容积 的条件下改造现有的污水处理厂，减少投资，提高对有机物的去除率和达到除磷脱氮的功能， 所以具有发展和应用前景。
但是，生物移动床污水处理系统存在一些不宜克服的疑难问题，使这项新技术难以广泛应 用。1)生物膜载体挂膜难度大，挂膜周期长，常温下一般需要30～90d;2)水力停留时间长， RHT=8～24h。3)在高污泥负荷冲击下，MLVSS≥2000mg/L，生物膜厚度可达2～3mm，即使 水体中DO处于饱和状态，溶解氧对生物膜的穿透能力也只有117μm，因此，在贴近载体表面 的区域生物膜出现了厌氧层，造成微生物死亡发臭，变黑膨胀而脱落，出水BOD值增加，水 质变坏。4)当载体生物膜厚度超过2mm时，载体比重d>1，载体下沉，堆积池底，失去降 解有机物的功能，严重时会使整个系统崩溃，无法运行。
发明内容：本实用新型的目的就是为了解决以上问题，提供一种将两级磁化器与生物移 动床污水处理系统相结合的装置。城市生活污水和工业废水的主要成分是水，根据排放源的不 同，污染物含量也有所不同，一般情况下污水含水量都在95%以上。水分子是由氢和氧组成， 由于氢原子只有一个电子，当它和非金属性强的氧原子以共价键结合成水分子时，在水分子中 氢、氧两原子间的共用电子会强烈地移向氧原子，而使氢原子几乎变成一个没有电子的半径极 小的核。因此，这个氢原子将不会被另一个水分子中的氧原子的电子层所排斥，相反的却被这 个电子层所吸引，而和它相互作用，形成第二个键—氢键。氢键的强度远不如离子键和共价键， 而与分子间力相等。通过氢键，简单的水分子H2O缔合成较复杂的水分子(H2O)X，如(1) 式所示：
由于水分子缔合，水中除了有H2O分子外，还有大多数以(H2O)X构成的分子，被称为 水分子团。
当具有导电性的污水以一定流速通过磁化器的非磁性不锈钢管道23时，高强度磁场激励 水体，水分子团被磁力线22切割成(H2O)2或单分子H2O。水分子的氢键角由原来的104.5° 减小到103°，导致偶极矩变化。水分子原有的特性随之产生了一系变化：
1)水的法拉第磁光效应改变8～20%;2)水的导电率提高2%;3)水的粘度增加;4)水 中的过氧化氢量从5×10-5%提高到5×10-4%。5)水的表面张力减小1～3mN/M;6)水的溶 解度提高20～70%，7)溶解氧DO增加4～6mg/L;8)水的润湿角减小6～8%;9)水中悬浮物 凝聚速度增加，水的澄清速度提高20～90%;10)水的蒸发速度增加11%;11)水的结冰速度 缩短25～40%;12)电化学电动势减低10～15%;13)水对生物膜的穿透力提高;14)促进微 生物生长，加速20～40%。
由于被磁化的水分子特性的这种变化，使生物移动床污水处理系统的功能也随之发生了相 应的变化。使生物膜载体挂膜周期降低，生物膜厚度减小，避免了因生物膜过厚而引起厌氧层 膨胀发臭，避免了载体下沉堆积，水力停留时间缩短，污水处理效率得到提高，从而克服了生 物移动床污水处理系统原有的疑难问题，保证了系统正常运行和出水水质。
本发明解决关键技术问题的技术方案是：提供一种安装了磁化器的生物移动床污水处理装 置，磁化器选用Nb-Fe-B永磁铁20和铁轭21构成闭合磁路，磁场强度达到14.1KGs。磁化法 生物移动床污水处理装置包括磁化器2、磁化器6、生物移动床污水处理系统。磁化器2、磁 化器6包括：Nb-Fe-B永磁铁20和铁轭21、非磁性不锈钢管道23、壳体26、法兰盘27;生 物移动床污水处理系统包括：隔油沉砂池3、厌氧池4、缺氧池5、好氧池7、好氧池8、沉淀 池9、生物膜载体10、过滤池11、排放池12、蓄泥池13、清水出口14、污泥排放口15、嚗 气头16、电控柜17、风机18、消毒装置19。
磁化器2通过法兰盘27串接在隔油沉砂池3的污水进口1上，污水通过磁化器2的非磁 性不锈钢管道23进入隔油沉砂池3;磁化器6通过法兰盘27串接在好氧池7的污水进水口上， 把厌氧池5和好氧池7串联在一起，污水通过磁化器6的非磁性不锈钢管道23进入好氧池7。 使磁化器2和磁化器6与生物移动床污水处理系统联为一体，组成新型磁化法生物移动床污水 处理装置。
经过磁化后的水由于粘度增加使生物膜载体表面的亲水性提高，微生物膜附着力加强。在 好氧池中，污染物、DO、BOD等，经过液相扩散到生物膜表面，进而到生物膜内部，只有扩 散到生物膜表面或内部的污染物才有机会被生物膜微生物所分解和转化，最终形成各种代谢产 物(CO2、H2O、H2S、NH3等)。磁化后水的大分子团(H2O)X被强磁场磁力线22切割成(H2O)X 或单分子H2O，溶解度提高20～70%，增强了水体对污染物的扩散力和传送力，增加了污染 物对载体生物膜的接触机会。同时磁化后水体溶解氧DO值增加4～6mg/L，微生物活化，促进 了微生物的生长，所以缩短了载体挂膜周期。由原来的30～90d，缩短到15～30d，提高了效率。
生物膜最外层形成以好氧微生物为主体的生物膜层，而好氧层的深部由于扩散作用制约了 DO的渗透，往往形成厌氧层，在厌氧层里受厌氧菌的作用H2S、NH3等有机酸物质容易积累 而坏死，以至于发黑、膨胀、变臭，导致出水水质下降。经过磁化后水体溶解氧DO值增加 4～6mg/L，微生物活化，生物膜穿透力提高，使载体表面的生物膜厚度被压缩到不大于1mm 的限度内，避免因生物膜过厚而引起厌氧层膨胀发臭，提高了系统的出水水质。同时由于微生 物生长速度提高了20%～40%，使微生物新陈代谢周期加速，载体的生物膜厚度减小到1mm以 下，挂膜后载体比重小于1g/cm3，避免了载体下沉堆积，保障了系统的正常运行。
磁化法生物移动床污水处理装置，在经过两级磁化处理后，使生物膜载体挂膜周期降低， 生物膜厚度减小，避免了因生物膜过厚而引起厌氧层膨胀发臭，避免了载体下沉堆积，水力停 留时间缩短，污水处理效率得到提高，从而克服了生物移动床污水处理系统原有的疑难问题。