本发明涉及水处理，具体为一种用于脱氮澄清的水处理系统及方法。
背景技术：
1、随着水污染防治力度逐渐加大，水处理要求也逐渐加大。目前市政污水厂、工业废水厂等系统往往存在硝酸根、氨氮等总氮超标情况，尤其是在部分区域存在因雨季等出现的临时性总氮微量超标情况，不满足排放要求。水中存在的总氮超标会导致富营养化、氧气消耗和毒性问题，急需要处理。目前较为简单便捷的方式是直接使用离子交换树脂工艺进行总氮脱除，但该工艺会额外增加离子交换处理流程，进一步增加系统运行管理压力，增加建设投资及运维成本。同时，也有部分研究将常规树脂投加至澄清系统同步进行澄清、离子交换，以此达到去除效果，同时避免老旧系统改造，但是存在常规树脂容易发生树脂溢出、出水浊度高、后续流程堵塞风险大等问题，且由于常规树脂往往不适于高悬浮物的澄清系统内，其吸附效果差、容易发生树脂团聚，同时大量树脂的投加也会产生大量污泥，污泥中携带树脂进行脱水废弃，造成树脂资源严重浪费，造成极高的运行成本和系统压力。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于脱氮澄清的水处理系统及方法，以解决现有技术中如何提高水处理中脱氮澄清的技术问题。
2、本发明是通过以下技术方案来实现：
3、第一方面，本发明提供了一种用于脱氮澄清的水处理系统，包括絮凝剂及磁性树脂混合单元、絮凝澄清单元和污泥及树脂分离单元；所述絮凝剂及磁性树脂混合单元的输入端用于输入磁性树脂，絮凝剂及磁性树脂混合单元的输出端连接絮凝澄清单元的输入端，所述絮凝澄清单元的输出端连接污泥及树脂分离单元的输入端，所述污泥及树脂分离单元的输出端分支设置，其中一支路连接污泥系统，另一支路连接至絮凝剂及磁性树脂混合单元的输入端。
4、优选的，絮凝剂及磁性树脂混合单元包括磁性树脂下料单元和絮凝剂混合箱；所述磁性树脂下料单元的输出端设置在絮凝剂混合箱的输入端处，絮凝剂混合箱内设有絮凝剂混合箱搅拌器；所述絮凝剂混合箱的输出端连接至絮凝澄清单元的输入端。
5、进一步的，磁性树脂下料单元包括磁性树脂下料斗和磁性树脂下料机；所述磁性树脂下料斗的输入端用于输入磁性树脂，磁性树脂下料斗设置在磁性树脂下料机上，且磁性树脂下料斗的输出端通过磁性树脂下料机连接在絮凝剂混合箱的输入端处。
6、进一步的，絮凝剂混合箱和絮凝澄清单元之间设有絮凝剂投加泵。
7、优选的，絮凝澄清单元包括反应箱、絮凝箱以及澄清箱；
8、所述反应箱和絮凝箱之间连通，所述反应箱的输入端连接至絮凝剂及磁性树脂混合单元的输出端，所述絮凝箱的输出端连接至澄清箱的输入端，所述澄清箱的输出端连接至污泥及树脂分离单元；所述反应箱的输入端还与原水进水管连接；所述反应箱内设有反应箱搅拌器；所述絮凝箱内设有絮凝箱搅拌器。
9、更进一步的，反应箱和絮凝箱之间设有隔板，所述隔板位于反应箱的输入端口和絮凝箱的输出端口一侧。
10、优选的，污泥及树脂分离单元包括磁分离机和树脂再生罐；所述磁分离机的输入端连接絮凝澄清单元的输出端，且磁分离机与絮凝澄清单元之间设有排泥泵；所述磁分离机的输出端分支设置，其中一支路连接污泥系统，另一支路连接树脂再生罐的输入端，树脂再生罐的输出端连接至絮凝剂及磁性树脂混合单元的输入端。
11、第二方面，本发明提供了一种用于脱氮澄清的水处理方法，基于上述所述的一种用于脱氮澄清的水处理系统，包括如下过程：
12、磁性阴离子交换树脂与凝聚剂在絮凝剂混合箱内充分混合形成絮体状树脂，并与待处理原水依次进入反应箱、絮凝箱、澄清箱，并通过絮凝反应、离子交换、沉淀澄清的作用下，待处理原水中的总氮被通过所投加的磁性树脂和凝聚剂吸附，实现脱氮澄清，澄清箱底部污泥中的磁性树脂，在排放污泥时经磁分离机进行磁性树脂与沉淀污泥的分离，分离后的磁性树脂经树脂再生罐再生恢复吸附能力，并回用至絮凝剂混合箱内。
13、优选的，待处理原水中的总氮被通过所投加的磁性树脂和凝聚剂吸附时，其中所投加的磁性树脂和凝聚剂的投加量的具体公式如下：
14、q磁性树脂＝α×c-0.025
15、q凝聚剂＝β×(0.5×c+10)
16、其中，c为原水总氮浓度，mg/l；q磁性树脂为单位处理水量最大磁性树脂投加量，g/l；q凝聚剂为单位处理水量所需树脂投加量，mg/l，通常为15～25mg/l；α为磁性树脂添加系数，取值范围为30～35；β为凝聚剂添加系数，取值范围为1.0～1.2。
17、优选的，树脂再生罐采用氯化钠、盐酸或氢氧化钠对磁分离机所分离出的磁力树脂进行再生。
18、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
19、本发明提供了一种用于脱氮澄清的水处理系统，通过在絮凝剂及磁性树脂混合单元和污泥及树脂分离单元之间设置絮凝澄清单元，同步实现降浊、脱氮、澄清效果，树脂与絮凝剂先混合再投加的方式避免了树脂直接投加出现的投加量大、颗粒团聚多、吸附效果差、资源浪费等问题，提高了树脂利用率及脱氮效果，并在絮凝澄清单元的输出端设置污泥及树脂分离单元，将澄清污泥中存在的大量树脂进行有效分离回收，并经充分再生后可重复利用，实现了树脂的回收和闭环利用，降低了系统运维成本，实现了系统废弃资源的充分利用。
20、进一步的，通过磁性树脂下料单元将磁性树脂投放入絮凝剂混合箱内，在通过絮凝剂混合箱搅拌器将磁性树脂和凝聚剂进行充分搅拌、混合均匀、完全接触，通过搅拌形成絮体状树脂，解决树脂直接投加不均匀、结团几率高的问题。
21、进一步的，磁性树脂下料单元包括磁性树脂下料斗和磁性树脂下料机，可使得磁性树脂能够有效的投加到絮凝剂混合箱内，并与凝聚剂进行有效混合。
22、进一步的，絮凝澄清单元包括反应箱、絮凝箱以及澄清箱；反应箱和絮凝箱之间连通，反应箱的输入端连接至絮凝剂及磁性树脂混合单元的输出端，絮凝箱的输出端连接至澄清箱的输入端，澄清箱的输出端连接至污泥及树脂分离单元；反应箱的输入端还与原水进水管连接；所述反应箱内设有反应箱搅拌器；所述絮凝箱内设有絮凝箱搅拌器，通过反应箱搅拌器和絮凝箱搅拌器对输入至反应箱和絮凝箱内的絮体状树脂进行充分混合，充分发挥树脂离子交换作用，实现脱氮效果。
23、进一步的，反应箱和絮凝箱之间设有隔板，隔板位于反应箱的输入端口和絮凝箱的输出端口一侧，可有效的将输入至反应箱内的絮体状树脂以及原水和絮凝箱的输出端口的溶液进行分隔，。
24、进一步的，污泥及树脂分离单元包括磁分离机和树脂再生罐；所述磁分离机的输入端连接絮凝澄清单元的输出端，且磁分离机与絮凝澄清单元之间设有排泥泵；磁分离机的输出端分支设置，其中一支路连接污泥系统，另一支路连接树脂再生罐的输入端，树脂再生罐的输出端连接至絮凝剂及磁性树脂混合单元的输入端，设置污泥磁分离工艺将磁性树脂进行分离回收，实现资源回用。使得该系统能够闭环运行，在保证了资源回用的同时实现脱氮功能。
25、本发明还提供了一种用于脱氮澄清的水处理方法，通过将小粒径、高选择性树脂与絮凝剂进行充分搅拌、混合均匀，形成含絮体状树脂的絮凝剂，并投加至脱氮絮凝澄清器中，同步实现降浊、脱氮、澄清效果。树脂与絮凝剂先混合再投加的方式避免了树脂直接投加出现的投加量大、颗粒团聚多、吸附效果差、资源浪费等问题，提高了树脂利用率及脱氮效果。本发明采用磁性树脂作为反应载体，一方面可以增加絮凝形成的大颗粒絮体快速沉淀能力，避免了小粒径树脂在水中沉降难、易溢出的问题；另一方面通过设置磁分离工艺将澄清污泥中存在的大量树脂进行有效分离回收，并经充分再生后可重复利用，实现了树脂的回收和闭环利用，降低了系统运维成本，实现了系统废弃资源的充分利用。
26、进一步的，本发明适用于总氮微量超标水体，尤其适用于应急水体修复、老旧系统改造等，无需新增过多设施即可实现脱氮目的，有效节约占地、降低投资，具有良好的经济效益。
1.一种用于脱氮澄清的水处理系统，其特征在于，包括絮凝剂及磁性树脂混合单元、絮凝澄清单元和污泥及树脂分离单元；所述絮凝剂及磁性树脂混合单元的输入端用于输入磁性树脂，絮凝剂及磁性树脂混合单元的输出端连接絮凝澄清单元的输入端，所述絮凝澄清单元的输出端连接污泥及树脂分离单元的输入端，所述污泥及树脂分离单元的输出端分支设置，其中一支路连接污泥系统，另一支路连接至絮凝剂及磁性树脂混合单元的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种用于脱氮澄清的水处理系统，其特征在于，所述絮凝剂及磁性树脂混合单元包括磁性树脂下料单元和絮凝剂混合箱(3)；所述磁性树脂下料单元的输出端设置在絮凝剂混合箱(3)的输入端处，絮凝剂混合箱(3)内设有絮凝剂混合箱搅拌器(4)；所述絮凝剂混合箱(3)的输出端连接至絮凝澄清单元的输入端。
3.根据权利要求2所述的一种用于脱氮澄清的水处理系统，其特征在于，所述磁性树脂下料单元包括磁性树脂下料斗(1)和磁性树脂下料机(2)；所述磁性树脂下料斗(1)的输入端用于输入磁性树脂，磁性树脂下料斗(1)设置在磁性树脂下料机(2)上，且磁性树脂下料斗(1)的输出端通过磁性树脂下料机(2)连接在絮凝剂混合箱(3)的输入端处。
4.根据权利要求2所述的一种用于脱氮澄清的水处理系统，其特征在于，所述絮凝剂混合箱(3)和絮凝澄清单元之间设有絮凝剂投加泵(5)。
5.根据权利要求1所述的一种用于脱氮澄清的水处理系统，其特征在于，所述絮凝澄清单元包括反应箱(6)、絮凝箱(7)以及澄清箱(10)；
6.根据权利要求5所述的一种用于脱氮澄清的水处理系统，其特征在于，所述反应箱(6)和絮凝箱(7)之间设有隔板，所述隔板位于反应箱(6)的输入端口和絮凝箱(7)的输出端口一侧。
7.根据权利要求1所述的一种用于脱氮澄清的水处理系统，其特征在于，所述污泥及树脂分离单元包括磁分离机(12)和树脂再生罐(13)；所述磁分离机(12)的输入端连接絮凝澄清单元的输出端，且磁分离机(12)与絮凝澄清单元之间设有排泥泵(11)；所述磁分离机(12)的输出端分支设置，其中一支路连接污泥系统，另一支路连接树脂再生罐(13)的输入端，树脂再生罐(13)的输出端连接至絮凝剂及磁性树脂混合单元的输入端。
8.一种用于脱氮澄清的水处理方法，其特征在于，基于权利要求1-7任一项所述的一种用于脱氮澄清的水处理系统，包括如下过程：
9.根据权利要求8所述的一种用于脱氮澄清的水处理方法，其特征在于，待处理原水中的总氮被通过所投加的磁性树脂和凝聚剂吸附时，其中所投加的磁性树脂和凝聚剂的投加量的具体公式如下：
10.根据权利要求8所述的一种用于脱氮澄清的水处理方法，其特征在于，树脂再生罐(13)采用氯化钠、盐酸或氢氧化钠对磁分离机(12)所分离出的磁力树脂进行再生。
