一種具有污泥調質作用的氣浮濃縮裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有污泥調質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，出水水質高，占地面積小。
【專利說明】
一種具有污泥調質作用的氣浮濃縮裝置
技術領域
[0001]本發明屬于環保技術領域，涉及一種污泥濃縮裝置，特別涉及一種具有污泥調質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，從可持續發展的角度看，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，易發酵產生臭氣限制其發展。
[0005]2、機械濃縮:以離心機為例，雖然占地面積小，周圍環境影響小，但其造價高，電耗高，是氣浮裝置10倍限制其發展。
[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、經濟地進一步處理，減少其儲存占地，須先進行濃縮。國內大多數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，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(連續式)或從池側出水口流出，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。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在于，克服現有技術的不足，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質作用的氣浮濃縮裝置。
[0009]本發明的目的是通過如下技術方案實現的:
[0010]一種具有污泥調質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)串聯的渦流三相混合器，靠出水側為第一級，靠進水側為最后一級，(即從出水側到進水側依次排列為第一級、第二級……第N級)，每級渦流三相混合器內設有一級反應器;反應槽從進水側到出水側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]本發明的有益效果:
[0016]本發明的具有污泥調質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，能同時實現污泥調質和氣浮濃縮。
[0017]本發明的具有污泥調質作用的氣浮濃縮裝置的技術特性在于，實現了設備一體化、污泥調質、污泥上浮的革新，省略了溶氣水制備、循環水系統和緩慢低效的氣泡附著過程，實現了前所未有的浮渣去除效率(浮渣去除率達99%以上)，節省了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定性。由于所產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。本發明的具有污泥調質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、出水水質高、占地面積小等特點。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明一種具有污泥調質作用的氣浮濃縮裝置的結構示意圖；
[0020]圖2是本發明的具有污泥調質作用的氣浮濃縮裝置的工作流程示意圖；
[0021]圖3是本發明中的管道反應系統的結構示意圖。
[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]以下結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。
[0024]實施例1
[0025]如圖1、圖3所示，本發明一種具有污泥調質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)串聯的渦流三相混合器11(從出水側到進水側依次排列為第一級、第二級……第六級)，每級渦流三相混合器內設有一級反應器;反應槽從進水側到出水側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，用于控制后續排渣栗的啟停。
[0026]本發明的具有污泥調質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，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，用于去除反應槽內液位上面的浮渣層，將其送入集渣槽內；
[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工作壓力；
[0037]管道反應系統:由六組渦流式混合器即六組渦流三相混合器11 (內含六組反應器)、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起來;用于藥劑、水、空氣的攪拌及混合，并且釋放至反應槽內。
[0038]本發明的具有污泥調質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，浮渣穩定，耗用的氣量少等優點。
[0039]本發明的具有污泥調質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浮渣調質⑧循環絮凝。渦流三相混合器與傳統溶氣氣浮的區別: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，本發明的具有污泥調質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節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內后，再堰流進入分離室B，渦流產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]本發明的具有污泥調質作用的氣浮濃縮裝置，通過渦流三相混合器產生微氣泡，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，達到優秀的節能減排效果。
[0042]本發明的具有污泥調質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)接近反應區的進口處(即渦流三相混合器的側面進水口處)，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生若干股漩渦，使射流迅速擴散，與原水完全混合。總之，經過缺口和節點時，發生劇烈的匯聚、分散、轉向、撕裂，故形成無數小漩渦，使介質紊動和表面更新速度大大加快，液膜阻力大為降低，所以傳質速率很高。
[0043]本發明的具有污泥調質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，依照傳統氣浮的氣泡附著理論，該步驟實現污染物分子與氣泡的最小極限接觸氣體在溶解狀態下的附著；
[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，本產品特有的高效混合器能將絞纏成團分子鏈拉伸變為長條分子鏈，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，溶解態的氣體借助污染物絮體逐漸形成無數的極細氣泡，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，擠占絮體內間隙水的空間，使絮體含水率和比重進一步降低，絮體結實且具有很強的自行上浮能力；
[0050]7、調質浮渣:浮渣上浮至池面上，相互堆積，粘結成浮渣毯，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；
[0052]9、浮渣層控制:通過調節堰板控制出水液面高度，從而控制浮渣層的厚度。
【主權項】
1.一種具有污泥調質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的渦流三相混合器，靠出水側為第一級，靠進水側為最后一級;反應槽從進水側到出水側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.如權利要求1所述的具有污泥調質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.如權利要求1或2所述的具有污泥調質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面進水口處的進水管與旁通注入管垂直。4.如權利要求3所述的具有污泥調質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面進水口處的旁通注入管連接。5.如權利要求4所述的具有污泥調質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.如權利要求1或2所述的具有污泥調質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.如權利要求1或2所述的具有污泥調質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.如權利要求1或2所述的具有污泥調質作用的氣浮濃縮裝置，其特征在于，進藥管上設有單向閥。9.如權利要求1或2所述的具有污泥調質作用的氣浮濃縮裝置，其特征在于，集渣槽上設有液位計。10.如權利要求1或2所述的具有污泥調質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
【發明人】楊輝, 劉道廣, 胡君榮
【申請人】上海同臣環保有限公司