一種具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置。它包括一反應槽，反應槽上方并排設置多級串聯(lián)的渦流三相混合器；反應槽分離室上方設除渣機；除渣機下方設集渣槽；總進水管一端與進水泵出口連接，另一端與第一級渦流三相混合器的側(cè)面進水口連接；前一級渦流三相混合器底部出水口與后一級渦流三相混合器側(cè)面進水口連接；最后一級渦流三相混合器底部連接釋放管；進藥管分別與中間兩級渦流三相混合器的側(cè)面進水口連接；進氣管一端與空壓機出口連接，另一端與中間一級渦流三相混合器的頂部進氣口連接；中間另一級渦流三相混合器的頂部出氣口連一根排氣管。該氣浮濃縮裝置濃縮速度快，停留時間短，浮渣含水率低，出水水質(zhì)高，占地面積小。
【專利說明】
一種具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)保技術領域，涉及一種污泥濃縮裝置，特別涉及一種具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置。
【背景技術】
[0002]污水處理廠污泥具有含水率高、體積大、易產(chǎn)生惡臭等特點。城市污水處理廠污泥處理處置問題日益引起重視，污泥濃縮是污泥處理處置的主要工藝之一。目前污泥濃縮仍以重力濃縮為主，從可持續(xù)發(fā)展的角度看，污泥濃縮裝置一體化設備的應用是污泥濃縮脫水的發(fā)展趨勢。
[0003]城市污水處理廠污泥濃縮裝置通常有:重力濃縮、機械濃縮、氣浮濃縮三種；
[0004]1、重力濃縮:是一種沉淀工藝，因為使用最早，所以國內(nèi)目前使用率較高。但其占地面積較大，濃縮效果較差，濃縮后污泥含水率高，易發(fā)酵產(chǎn)生臭氣限制其發(fā)展。
[0005]2、機械濃縮:以離心機為例，雖然占地面積小，周圍環(huán)境影響小，但其造價高，電耗高，是氣浮裝置10倍限制其發(fā)展。
[0006]3、氣浮濃縮:占地面積、運行費用小于機械濃縮;污泥貯存能力小于重力濃縮法；動力消耗、操作要求高于重力濃縮。
[0007]一般的活性污泥，其含水率高達99 %左右。當污泥含水率由99 %降至95 %時，污泥的體積可縮小到原來的1/5。對污泥有效地、經(jīng)濟地進一步處理，減少其儲存占地，須先進行濃縮。國內(nèi)大多數(shù)污水處理廠采用重力濃縮，然而其濃縮后的污泥含水率一般為95?97 %。污泥濃縮中所排出的污泥水中含有大量有機物質(zhì)，一般混入原污水一起處理，不能直接排放。并且污泥在濃縮池中的停留時間長，一般為12小時左右。在濃縮池中，固體顆粒借重力下降，水分從泥中擠出，濃縮污泥從池底排出，污泥水從池面堰口外溢(連續(xù)式)或從池側(cè)出水口流出，排出的污泥含水率高，一般為95?97%。隨著我國城市發(fā)展需要，土地資源緊缺，極其需要一種占地面積小，處理效果顯著，處理后污泥含水率低的新型污泥濃縮裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種占地面積小，處理效果顯著，處理后污泥含水率低的具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置。
[0009]本發(fā)明的目的是通過如下技術方案實現(xiàn)的:
[0010]一種具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置，它包括一反應槽，在反應槽上方并排設置多組(即多級)串聯(lián)的渦流三相混合器，靠出水側(cè)為第一級，靠進水側(cè)為最后一級，(即從出水側(cè)到進水側(cè)依次排列為第一級、第二級……第N級)，每級渦流三相混合器內(nèi)設有一級反應器;反應槽從進水側(cè)到出水側(cè)由堰板分隔成三個室:接觸室、分離室和清水收集室;分離室上方設置除渣機，除渣機另一端下方設置集渣槽;總進水管一端與進水栗出口連接，另一端與第一級渦流三相混合器的側(cè)面進水口連接;第一級渦流三相混合器的底部出水口與第二級渦流三相混合器的側(cè)面進水口連接；……以此類推，前一級渦流三相混合器的底部出水口與后一級渦流三相混合器的側(cè)面進水口連接;最后一級渦流三相混合器的底部出水口直接連接一根釋放管;釋放管出口位于反應槽接觸室下部;每一級渦流三相混合器的側(cè)面進水口處的進水管上設有旁通注入管;進藥管分別與某一級或幾級渦流三相混合器的側(cè)面進水口處的旁通注入管連接;進氣管一端與空壓機出口連接，另一端與某一級或幾級渦流三相混合器的頂部進氣口連接;某一級渦流三相混合器的頂部出氣口連接一根排氣管；排氣管上設有排氣閥。
[0011 ]進一步地，分離室上方設置除渣機，除渣機另一端水平延伸至集渣槽上方;集渣槽的頂部低于渦流三相混合器的底部;集渣槽下部一大半是傾斜的，傾斜底位于清水收集室上方。
[0012]進一步地，每一級渦流三相混合器的側(cè)面進水口處的進水管與旁通注入管垂直。
[0013]更進一步地，反應槽上方并排設置六級串聯(lián)的渦流三相混合器;進藥管分別與第三級、第四級渦流三相混合器的側(cè)面進水口處的旁通注入管連接;進氣管一端與空壓機出口連接，另一端與第二級渦流三相混合器的頂部進氣口連接;第三級渦流三相混合器的頂部出氣口連接一根排氣管。
[0014]更進一步地，總進水管上設有流量計;每一級渦流三相混合器頂部均設有壓力表。進氣管上設有進氣閥，進氣閥之后設有單向閥。進藥管上也設有單向閥。集渣槽上設有液位
i+o
[0015]本發(fā)明的有益效果:
[0016]本發(fā)明的具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置，通過將化學藥劑與廢水和氣同時加入多級渦流三相混合器中，通過多級渦流三相混合器特殊的物理作用，能同時實現(xiàn)污泥調(diào)質(zhì)和氣浮濃縮。
[0017]本發(fā)明的具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置的技術特性在于，實現(xiàn)了設備一體化、污泥調(diào)質(zhì)、污泥上浮的革新，省略了溶氣水制備、循環(huán)水系統(tǒng)和緩慢低效的氣泡附著過程，實現(xiàn)了前所未有的浮渣去除效率(浮渣去除率達99%以上)，節(jié)省了90%以上的占地面積和大量基建投資費用。由于去除效率高，可以大大降低后級處理工藝的負荷并增加其穩(wěn)定性。由于所產(chǎn)生的浮渣含水少且密實，可以大大地降低浮渣收容池的體積。使得整個工藝更為可靠、占地面積和運行成本都大大降低。
[0018]本發(fā)明的氣浮濃縮裝置的原理與重力濃縮相反，氣泡粘附在懸浮物上作為載體，形成密度比水輕的氣固混合物，上浮到水面，從而使懸浮物雜質(zhì)與水分離，然后用刮板將濃縮污泥刮入排泥槽，污泥水則從池底排出。本發(fā)明的具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置，相比重力濃縮，具有濃縮速度快，停留時間短、浮渣含水率低、出水水質(zhì)高、占地面積小等特點。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明一種具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置的工作流程示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明中的管道反應系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:1.進水栗2.流量計3.空壓機4.進氣閥5.反應槽A、接觸室B、分離室C、清水收集室6.集渣槽7.液位計8.除渣機9.排氣閥10.壓力表11.渦流三相混合器12.進藥管13.總進水管14.渦流三相混合器的側(cè)面進水口處的進水管15.旁通注入管
【具體實施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0024]實施例1
[0025]如圖1、圖3所示，本發(fā)明一種具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置，它包括一反應槽5，在反應槽上方并排設置六組(六級)串聯(lián)的渦流三相混合器11(從出水側(cè)到進水側(cè)依次排列為第一級、第二級……第六級)，每級渦流三相混合器內(nèi)設有一級反應器;反應槽從進水側(cè)到出水側(cè)由堰板分隔成三個室，即:接觸室A、分離室B和清水收集室C;分離室B上方設置除渣機8，除渣機8另一端水平延伸至集渣槽6上方;集渣槽6的頂部低于渦流三相混合器11的底部;集渣槽6下部一大半是傾斜的，傾斜底位于清水收集室C上方;總進水管13—端與進水栗I出口連接;總進水管13另一端與第一級渦流三相混合器的側(cè)面進水口連接;總進水管13上設有流量計2;第一級渦流三相混合器的底部出水口與第二級渦流三相混合器的側(cè)面進水口連接；……以此類推，前一級渦流三相混合器的底部出水口與后一級渦流三相混合器的側(cè)面進水口連接;最后一級(第六級)渦流三相混合器的底部出水口直接連接一根釋放管;釋放管出口位于反應槽接觸室A下部;每一級渦流三相混合器的側(cè)面進水口處的進水管14上設有垂直的旁通注入管15;進藥管12分別與第三級、第四級渦流三相混合器的側(cè)面進水口處的旁通注入管15連接;進氣管一端與空壓機3出口連接，另一端與第二級渦流三相混合器的頂部進氣口連接;第三級渦流三相混合器的頂部出氣口連接一根排氣管;排氣管上設有排氣閥9。進氣管上設有進氣閥4;進氣管上進氣閥4之后還設有單向閥。進藥管12上也設有單向閥。每一級渦流三相混合器頂部均設有壓力表10。集渣槽6上設有液位計7，用于控制后續(xù)排渣栗的啟停。
[0026]本發(fā)明的具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置，其主要組成部件及作用說明如下:
[0027]進水栗I:用于將待處理廢水送入管道反應器；
[0028]流量計2:用于檢測水量，及反應管道是否被堵；
[0029]空壓機3:用于將空氣輸送至管道反應器內(nèi)，與廢水、藥劑一起混合；
[0030]進氣閥4:用于進氣管路開關控制；
[0031 ]反應槽5:用于廢水釋放后進行反應的容器;反應槽由堰板分隔成三個室，即:接觸室A、分離室B和清水收集室C;
[0032]集渣槽6:用于臨時儲存浮渣的容器；
[0033]液位計7:用于控制后續(xù)排渣栗的啟停；
[0034]除渣機8:是刮板式除渣機，用于去除反應槽內(nèi)液位上面的浮渣層，將其送入集渣槽內(nèi)；
[0035]排氣閥9:用于排氣管路開關控制；
[0036]壓力表10:用于檢測管路反應系統(tǒng)工作壓力；
[0037]管道反應系統(tǒng):由六組渦流式混合器即六組渦流三相混合器11 (內(nèi)含六組反應器)、若干中間傳輸管道、一根釋放管組成;六組渦流三相混合器(六組反應器)通過若干條輸送管道串聯(lián)起來;用于藥劑、水、空氣的攪拌及混合，并且釋放至反應槽內(nèi)。
[0038]本發(fā)明的具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置是壓力溶氣氣浮的一種，這種由微氣泡與微絮體同時形成并結(jié)合在一起，進而共同成長為帶氣絮體的過程稱為“共聚”。氣泡越小，越容易進入絮體，或者被絮體捕捉，從而形成穩(wěn)定的共聚絮體。它在延時釋放出高度密集的微氣泡，在與投藥混合后的反應水充分混合時，兩者同時成長，這樣形成的帶氣絮體在上浮過程中，具有上浮快，浮渣穩(wěn)定，耗用的氣量少等優(yōu)點。
[0039]本發(fā)明的具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置的設計原理是:利用渦流三相混合器，在廢水中直接加入氣與藥劑，同時完成溶氣與攪拌，最后實現(xiàn)自動除渣。渦流三相混合器集溶氣、差速攪拌、絮體加氣、顆粒附著、溶氣晶核生成和氣泡釋放功能于一體。其工作流程包括:①高壓溶氣②伸展藥劑③充分攪拌④晶核形成⑤氣泡凝聚⑥絮體合并⑦浮渣調(diào)質(zhì)⑧循環(huán)絮凝。渦流三相混合器與傳統(tǒng)溶氣氣浮的區(qū)別:最大限度地利用化學藥劑;形成超輕中空絮體，使絮體含水率和比重降低，絮體結(jié)實且具有很強的自行上浮能力，有利于自動除渣。
[0040]如圖2所示，本發(fā)明的具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置的工作過程為:(I)進水:使用高壓進水栗將廢水從調(diào)節(jié)池輸入多級渦流三相混合器中形成渦流；(2)加氣/加藥混合攪拌:在多級渦流三相混合器中，將高壓空氣直接溶解在入流廢水中，緊接著化學藥劑直接投加至溶氣液中，完成藥劑與污染物顆粒(固體)、水、氣三相混合;藥劑分子初始為盤繞狀，渦流將藥劑分子拉伸提效，充分攪拌；(3)渦流產(chǎn)生微氣泡并植入懸浮物中:藥劑與污染物顆粒、水、氣混合物釋放到反應槽的接觸室A內(nèi)后，再堰流進入分離室B，渦流產(chǎn)生微氣泡并植入污染物中，污染物被捕集，絮體形成并上浮；(4)釋放懸浮物；(5)利用除渣機自動去除浮渣;浮渣(污泥)進入集渣槽6收集或處理;在清水收集室C收集清水，由反應槽底部排出。
[0041]本發(fā)明的具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置，通過渦流三相混合器產(chǎn)生微氣泡，粘附在懸浮物上作為載體，形成密度比水輕的氣固混合物，上浮到水面，從而使懸浮物雜質(zhì)與水分離;能有效去除復雜污水中的固體懸浮顆粒物、油類、濁度和有機物等;有效促進污染物的高效處理，達到優(yōu)秀的節(jié)能減排效果。
[0042]本發(fā)明的具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置引用國外渦流三相混合技術，在渦流三相混合器中水流產(chǎn)生激烈的渦流，從而達到藥劑、水、空氣的差速攪拌及混合。采用旁通注入管將絮凝劑注入原水管(即進水管)接近反應區(qū)的進口處(即渦流三相混合器的側(cè)面進水口處)，旁通注入管的管徑比原水管的管徑小許多，旁通注入管的小孔以很大的速度垂直于原水管水流的方向射出，絮凝劑射入在原水水流紊動強度最大的時候(在缺口和節(jié)點附近位置)，此時最易與原水快速混合。絮凝劑混合可分為三段，第一段為勢流段，在此段中射流的流速不變，射流開始與周圍原水混合;第二段為偏折段，在原水管中水流的作用下射流向水流方向偏折，并進一步與原水混合;第三段為漩渦段，射流的水流截面上面發(fā)生若干股漩渦，使射流迅速擴散，與原水完全混合?？傊?jīng)過缺口和節(jié)點時，發(fā)生劇烈的匯聚、分散、轉(zhuǎn)向、撕裂，故形成無數(shù)小漩渦，使介質(zhì)紊動和表面更新速度大大加快，液膜阻力大為降低，所以傳質(zhì)速率很高。
[0043]本發(fā)明的具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置的特點如下:
[0044]1、高壓溶氣:將高壓空氣100%溶解于入流污水中，依照傳統(tǒng)氣浮的氣泡附著理論，該步驟實現(xiàn)污染物分子與氣泡的最小極限接觸氣體在溶解狀態(tài)下的附著；
[0045]2、伸展藥劑:通常高分子物投加時處于分子鏈絞纏成團狀態(tài)，本產(chǎn)品特有的高效混合器能將絞纏成團分子鏈拉伸變?yōu)殚L條分子鏈，使藥劑分子鏈所帶電荷能被充分暴露利用，減少浪費；
[0046]3、充分攪拌:多級高效混合器通過各種有效速率實現(xiàn)藥劑與污染物的充分接觸與混合。使污染物能夠被藥劑分子鏈所攜帶并暴露的電荷牢固地吸附；
[0047]4、浮渣形成:隨著壓力的降低，溶解態(tài)的氣體借助污染物絮體逐漸形成無數(shù)的極細氣泡，直接生長在污泥絮體之中；
[0048]5、氣泡凝聚:氣泡不斷合并膨脹，產(chǎn)生海綿狀絮體的顆粒；
[0049]6、絮體合并:在絮體上浮過程中，細小絮體迅速合并長大，同時氣泡也急劇膨脹，擠占絮體內(nèi)間隙水的空間，使絮體含水率和比重進一步降低，絮體結(jié)實且具有很強的自行上浮能力；
[0050]7、調(diào)質(zhì)浮渣:浮渣上浮至池面上，相互堆積，粘結(jié)成浮渣毯，形成整體上浮，含水率進一步降低；
[0051 ] 8、出水收集:氣浮濃縮的出水由反應槽底部排出，進入集水管收集到清水區(qū)；
[0052]9、浮渣層控制:通過調(diào)節(jié)堰板控制出水液面高度，從而控制浮渣層的厚度。
【主權(quán)項】
1.一種具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置，其特征在于，它包括一反應槽，在反應槽上方并排設置多級串聯(lián)的渦流三相混合器，靠出水側(cè)為第一級，靠進水側(cè)為最后一級;反應槽從進水側(cè)到出水側(cè)由堰板分隔成三個室:接觸室、分離室和清水收集室;分離室上方設置除渣機，除渣機另一端下方設置集渣槽;總進水管一端與進水栗出口連接，另一端與第一級渦流三相混合器的側(cè)面進水口連接;第一級渦流三相混合器的底部出水口與第二級渦流三相混合器的側(cè)面進水口連接，以此類推，前一級渦流三相混合器的底部出水口與后一級渦流三相混合器的側(cè)面進水口連接;最后一級渦流三相混合器的底部出水口直接連接一根釋放管;釋放管出口位于反應槽接觸室下部;每一級渦流三相混合器的側(cè)面進水口處的進水管上設有旁通注入管;進藥管分別與某一級或幾級渦流三相混合器的側(cè)面進水口處的旁通注入管連接;進氣管一端與空壓機出口連接，另一端與某一級或幾級渦流三相混合器的頂部進氣口連接;某一級渦流三相混合器的頂部出氣口連接一根排氣管;排氣管上設有排氣閥。2.如權(quán)利要求1所述的具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置，其特征在于，除渣機另一端水平延伸至集渣槽上方;集渣槽的頂部低于渦流三相混合器的底部;集渣槽下部一大半是傾斜的，傾斜底位于清水收集室上方。3.如權(quán)利要求1或2所述的具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置，其特征在于，每一級渦流三相混合器的側(cè)面進水口處的進水管與旁通注入管垂直。4.如權(quán)利要求3所述的具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置，其特征在于，反應槽上方并排設置六級串聯(lián)的渦流三相混合器;進藥管分別與第三級、第四級渦流三相混合器的側(cè)面進水口處的旁通注入管連接。5.如權(quán)利要求4所述的具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置，其特征在于，進氣管一端與空壓機出口連接，另一端與第二級渦流三相混合器的頂部進氣口連接;第三級渦流三相混合器的頂部出氣口連接一根排氣管。6.如權(quán)利要求1或2所述的具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置，其特征在于，總進水管上設有流量計;每一級渦流三相混合器頂部均設有壓力表。7.如權(quán)利要求1或2所述的具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置，其特征在于，進氣管上設有進氣閥，進氣閥之后設有單向閥。8.如權(quán)利要求1或2所述的具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置，其特征在于，進藥管上設有單向閥。9.如權(quán)利要求1或2所述的具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置，其特征在于，集渣槽上設有液位計。10.如權(quán)利要求1或2所述的具有污泥調(diào)質(zhì)作用的氣浮濃縮裝置，其特征在于，所述除渣機為刮板式除渣機。
【文檔編號】C02F11/14GK105837006SQ201610415963
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月14日
【發(fā)明人】楊輝, 劉道廣, 胡君榮
【申請人】上海同臣環(huán)保有限公司