專(zhuān)利名稱(chēng)：泵吸式泥渣外回流高效澄清池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及給水技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水處理澄清設(shè)備，尤其是用于小流量給水的處理。
背景技術(shù)：
澄清池工藝是將絮凝與沉淀兩個(gè)工藝綜合于一個(gè)構(gòu)筑物中完成，主要依靠活性泥渣達(dá)到澄清目的。當(dāng)脫穩(wěn)雜質(zhì)隨水流與活性泥渣層接觸時(shí)，便被泥渣層攔截下來(lái)，使水獲得澄清。長(zhǎng)期以來(lái)，給水排水工作者們一直致力于對(duì)于澄清池的優(yōu)化改造，然而這些傳統(tǒng)的澄清池仍存在著某些缺憾，特別是小型的澄清池，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面
1、回流的活性泥渣濃度較低，在固定需泥量的情況下，勢(shì)必要增大回流泥渣量，最終導(dǎo)致絮凝區(qū)的面積與整個(gè)澄清池的面積加大，造成土地的浪費(fèi)；
2、活性泥渣回流量難以精確控制與調(diào)節(jié)；
3、絮凝時(shí)間短，絮體并沒(méi)有完全長(zhǎng)大就進(jìn)入沉淀區(qū)分離，導(dǎo)致絮體上浮，出水水質(zhì)差；
4、某些澄清池空間利用率不足，進(jìn)水在絮凝區(qū)內(nèi)不能充分的與回流的活性污泥進(jìn)行接觸絮凝或在池內(nèi)走的路線(xiàn)過(guò)短，導(dǎo)致原水在池中的水力停留時(shí)間比設(shè)計(jì)停留時(shí)間短，絮凝不完善；
因此，實(shí)際中運(yùn)行著的傳統(tǒng)澄清池，存在著回流泥渣量大、回流量不易調(diào)節(jié)、占地面積大、空間利用率低等缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)傳統(tǒng)澄清池的上述不足提出的一種新型的澄清設(shè)備。泵吸式泥渣外回流高效澄清池，所述設(shè)備是將絮凝工藝、沉淀工藝、濃縮工藝集中布置在一個(gè)圓筒形池體內(nèi)。所述澄清池采用圓筒池體結(jié)構(gòu)，在圓筒池體內(nèi)由內(nèi)筒分隔成中間的絮凝區(qū)和外層的沉淀區(qū)，所述絮凝區(qū)、沉淀區(qū)的頂部均敞開(kāi)；所述絮凝區(qū)和沉淀區(qū)之下為污泥濃縮室。所述絮凝區(qū)徑向分隔成四個(gè)相同的扇形絮凝區(qū)，每個(gè)扇形絮凝區(qū)中都都沿深度方向設(shè)置小孔網(wǎng)格；所述第一、第二和第三扇形絮凝區(qū)的底部封閉，第四扇形絮凝區(qū)的底部敞開(kāi)，與沉淀區(qū)和污泥濃縮室連通；所述第一扇形絮凝區(qū)上端與第二扇形絮凝區(qū)上端連通，第二扇形絮凝區(qū)下端與第三扇形絮凝區(qū)下端連通，第三扇形絮凝區(qū)上端與第四扇形絮凝區(qū)上端連通。進(jìn)水從第一扇形絮凝區(qū)下端進(jìn)入，向上流動(dòng)至第一扇形絮凝區(qū)上端，由第一扇形絮凝區(qū)上端流入第二扇形絮凝區(qū)上端，水流在第二扇形絮凝區(qū)內(nèi)由上至下流動(dòng)至下端，再?gòu)牡诙刃涡跄齾^(qū)下端進(jìn)入第三扇形絮凝區(qū)下端，水流在第三扇形絮凝區(qū)內(nèi)由下向上流動(dòng)至上端，再由第三扇形絮凝區(qū)上端進(jìn)入到第四扇形絮凝區(qū)上端，水流在第四扇形絮凝區(qū)內(nèi)從上向下流動(dòng)，最后進(jìn)入沉淀區(qū)和污泥濃縮室。所述沉淀區(qū)上部的外圍設(shè)置有集水渠，在沉淀區(qū)中部設(shè)置有斜板/管，具體在規(guī)模較大時(shí)采用普通斜板/管，在規(guī)模較小采用單葉單曲回轉(zhuǎn)斜板，強(qiáng)化沉淀，提高容積利用率，減少占地面積。所述第一扇形絮凝區(qū)的底部與進(jìn)水管連通，進(jìn)水管上裝有離心泵、管道靜態(tài)混合器、流量計(jì)，管道靜態(tài)混合器上留有加藥管；所述集水渠與出水管連通；所述污泥濃縮室的底部接有活性泥渣回流管，活性泥渣回流管上設(shè)置有控制閥門(mén)及污泥泵，活性泥渣回流管的另一端接入第一扇形絮凝區(qū)底部，高濃度活性泥渣的回流量通過(guò)活性泥渣回流管上的控制閥門(mén)及污泥泵進(jìn)行調(diào)節(jié)，活性泥渣外回流，便于控制濃度和流量。所述污泥濃縮室底部還設(shè)置有污泥斗，污泥斗底部接泥斗排泥管，每條管上均設(shè)有控制閥；第一、三扇形絮凝區(qū)底部也設(shè)有排泥管。所述設(shè)備中水流依次流過(guò)四個(gè)扇形絮凝區(qū)，最后進(jìn)入沉淀區(qū)進(jìn)行泥水分離，分離后的清水上升進(jìn)入集水渠收集排出，泥渣則依靠自身重力進(jìn)入底部污泥濃縮室進(jìn)行濃縮， 經(jīng)過(guò)濃縮后的活性泥渣具有較高的濃度，其中一部分活性泥渣依靠外部的泵活性泥渣回流系統(tǒng)，回流到第一扇形絮凝區(qū)中與原水混合絮凝，充分發(fā)揮其活性，對(duì)水進(jìn)行澄清，且活性泥渣回流量的大小可方便的通過(guò)活性泥渣回流管上的閥門(mén)進(jìn)行調(diào)節(jié)。另一部分泥渣由污泥濃縮室底部的放空管或污泥斗排出。本澄清設(shè)備由于采用了小孔網(wǎng)格絮凝以及外部泵活性泥渣回流系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的澄清池相比，具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)
1、采用外部泵系統(tǒng)進(jìn)行活性泥渣回流，活性泥渣回流量?jī)H需要處理水量的10%-20%，且活性泥渣含固率高，其5min沉降比可高達(dá)70%，耗能較傳統(tǒng)的機(jī)械加速澄清池少，而且本澄清設(shè)備處理水量為10m3/h時(shí)，占地面積僅為2. 22m2。傳統(tǒng)的澄清池大都采用內(nèi)部活性泥渣回流，由于回流的活性泥渣濃度較低，一般其5min沉降比僅為10%-20%，在原水為低濁水時(shí)更是低至4-5%，在固定需泥量的情況下，勢(shì)必增大活性泥渣回流量，這樣不僅增大了絮凝區(qū)與整個(gè)澄清池的面積，而且還增加了能耗。而此新型設(shè)備采用外部泵回流系統(tǒng)對(duì)污泥濃縮室底部的活性泥渣進(jìn)行回流，回流的活性泥渣濃度較大，冬季其泥渣5min沉降比可達(dá)到 70%，故回流量較小，僅需要處理水量的10%-20%，減小了絮凝區(qū)與整個(gè)沉淀區(qū)面積，降低了澄清池運(yùn)行能耗。2、便于活性泥渣回流量的調(diào)節(jié)。由于采用了活性泥渣回流管與活性泥渣回流泵組成的外部泵活性泥渣回流系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)安裝在活性泥渣回流管上面的控制閥門(mén)，可以方面、準(zhǔn)確的調(diào)整活性泥渣的回流量。3、改進(jìn)絮凝形式，提高絮凝效果。由于采用四段小孔網(wǎng)格絮凝，水流依次流過(guò)四個(gè)扇形絮凝區(qū)，延長(zhǎng)了流程，增加了絮凝時(shí)間，同時(shí)，每個(gè)扇形絮凝區(qū)內(nèi)采用的網(wǎng)格孔眼尺寸各不相同，按水流流向從第一絮凝區(qū)至第四絮凝區(qū)依次采用的網(wǎng)格孔眼尺寸依次增大，即各段絮凝區(qū)能量分配合理，有利于絮體成長(zhǎng)；
4、空間利用率高，接近100%。從進(jìn)水到出水，水流完全按照所設(shè)計(jì)的路線(xiàn)運(yùn)行，依次流過(guò)絮凝區(qū)、沉淀區(qū)，空間利用率較高。
圖1——泵吸式泥渣外回流高效澄清池結(jié)構(gòu)示意2——泵吸式泥渣外回流高效澄清池平面原理圖
圖3——小孔孔板的示意圖1——進(jìn)水管，2——絮凝區(qū)，3——內(nèi)筒，4——圓筒形池體，5——配水區(qū)，6——斜板/ 管，7——清水區(qū)，8——集水渠，9——出水管，10——污泥濃縮室，11——污泥斗，12——絮凝區(qū)排泥管，13——泥斗排泥管，14——放空管，15——活性泥渣回流管，16——活性泥渣回流泵，17——第一扇形絮凝區(qū)，18——第二扇形絮凝區(qū)，19——第三扇形絮凝區(qū)，20—— 第四扇形絮凝區(qū)，21——沉淀區(qū)，22——離心泵，23——管道靜態(tài)混合器，24——加藥管， 25——流量計(jì)，26-小孔網(wǎng)格板。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。參見(jiàn)圖1、圖2、圖3，從圖上可以看出，設(shè)備采用圓筒形不銹鋼池體，上部分為圓柱形，下部分為圓臺(tái)形。圓形池子各向同性，受力條件和水力條件均非常良好。本設(shè)備內(nèi)部主要由絮凝區(qū)2、沉淀區(qū)21、污泥濃縮室10、小孔網(wǎng)格板(圖3)組成，外部主要由進(jìn)水管1、離心泵22、管道靜態(tài)混合器23、流量計(jì)25、出水管9、排泥管12、泥斗排泥管13、放空管14、活性泥渣回流管15、活性泥渣回流泵16及池體組成。其中絮凝區(qū)2、沉淀區(qū)21是由內(nèi)筒3在圓筒形池體4內(nèi)進(jìn)行分隔形成的，它們同心且由內(nèi)向外依次設(shè)置。絮凝區(qū)又徑向分隔成四個(gè)扇形絮凝區(qū)17、18、19、20，第一、第二和第三扇形絮凝區(qū)17、18、19的底部封閉，第四扇形絮凝區(qū)20的底部敞開(kāi)，與沉淀區(qū)21和污泥濃縮室10連通；所述第一扇形絮凝區(qū)17上端與第二扇形絮凝區(qū)18上端連通，第二扇形絮凝區(qū)18下端與第三扇形絮凝區(qū)19下端連通，第三扇形絮凝區(qū)19上端與第四扇形絮凝區(qū)20上端連通。每個(gè)扇形區(qū)內(nèi)加設(shè)小孔網(wǎng)格板沈，，如圖3，且每個(gè)扇形絮凝區(qū)內(nèi)采用的網(wǎng)格孔眼尺寸各不相同，按水流流向從前至后依次增大，即各段絮凝區(qū)內(nèi)的G值依次減小，從第一絮凝區(qū)至第四絮凝區(qū)依次采用的G值為觀.1S-\12.6 S_\7.2 S—1、3. 4 S、平均G值為15. 9 S、各段能量分配合理，絮凝時(shí)間為15min，絮凝效果好。沉淀區(qū)21中部加設(shè)了斜板/管6，斜板/管之下為沉淀區(qū)的配水區(qū)5，斜板/管之上為沉淀區(qū)的清水區(qū)7，沉淀區(qū)21上部的外圍設(shè)置有集水渠8。絮凝區(qū)2和沉淀區(qū)21之下為污泥濃縮室10。設(shè)備的進(jìn)水管1與第一扇形絮凝區(qū)17連通，進(jìn)水管1上裝有離心泵22、管道靜態(tài)混合器23、流量計(jì)25，管道靜態(tài)混合器上留有加藥管24。出水管9與集水渠8連通。污泥濃縮室10底部接有活性泥渣回流管15，活性泥渣回流管15上設(shè)置有活性泥渣回流泵16， 活性泥渣回流管15的另一端接回第一扇形絮凝區(qū)17底部。第一、三扇形絮凝區(qū)17、19的底部設(shè)排泥管12，污泥濃縮室10底部還設(shè)置有污泥斗11，污泥斗11底端設(shè)泥斗排泥管13， 每條管上均設(shè)有控制閥。本設(shè)備的工作方式如下
原水經(jīng)過(guò)加藥、混合后，由進(jìn)水管1進(jìn)入到第一扇形絮凝區(qū)17，同時(shí)，設(shè)備底部的污泥濃縮室10中的一部分活性泥渣通過(guò)活性泥渣回流管15與活性泥渣回流泵16組成的活性泥渣回流系統(tǒng)也回流到第一扇形絮凝區(qū)17中，與原水進(jìn)行接觸絮凝，并依次流經(jīng)第一、二、 三、四扇形絮凝區(qū)17-20，通過(guò)內(nèi)置的小孔網(wǎng)格板沈(圖3)，完成更充分的絮凝，絮凝后的水由第四扇形絮凝區(qū)20的下端進(jìn)入沉淀區(qū)21進(jìn)行泥水分離，清水向上依次經(jīng)過(guò)沉淀區(qū)21的配水區(qū)5、斜板/管區(qū)6、清水區(qū)7，進(jìn)入集水渠8收集后，由出水管9排出，而泥渣由于自身的重力，分離后從沉淀區(qū)21下滑至污泥濃縮室10進(jìn)行濃縮，濃縮后的活性泥渣一部分由放空管14排出，另一部分則由外部泵活性泥渣回流系統(tǒng)將其回流，依次循環(huán)。因此，從功能上來(lái)說(shuō)，本設(shè)置主要包括進(jìn)出水系統(tǒng)、絮凝區(qū)域、沉淀區(qū)域、污泥濃縮區(qū)域、活性泥渣回流系統(tǒng)、排泥放空系統(tǒng)，下面分別介紹各部分的原理與作用。1、進(jìn)出水系統(tǒng)
進(jìn)水采用直接進(jìn)水方式，進(jìn)水管與第一扇形絮凝區(qū)連通，在吸水泵與第一扇形絮凝區(qū)之間的進(jìn)水管上依次安裝控制閥、管道靜態(tài)混合器(上面設(shè)有加藥口)、流量計(jì)，通過(guò)控制閥來(lái)調(diào)節(jié)原水的進(jìn)水流量，原水與藥劑在管道靜態(tài)混合器內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)烈迅速的混合，然后進(jìn)入絮凝區(qū)。出水采用孔口淹沒(méi)式出流。2、絮凝區(qū)域
原水經(jīng)進(jìn)水管進(jìn)入第一個(gè)扇形絮凝區(qū)的底部之后，與回流的活性泥渣一起由下向上流動(dòng)，并依次流過(guò)第一、二、三、四扇形絮凝區(qū)，同時(shí)進(jìn)行接觸絮凝，由于加藥的原水已脫穩(wěn)，當(dāng)脫穩(wěn)雜質(zhì)隨水流與活性泥渣接觸時(shí)，便被泥渣攔截下來(lái)，使水獲得澄清，同時(shí)，每段扇形區(qū)的小孔網(wǎng)格由于采取從小到大的不同孔徑，故絮凝過(guò)程中的G值越來(lái)越小，從第一絮凝區(qū)至第四絮凝區(qū)依次采用的G值為觀.IS^U. 6 S-\7.2 S-\3.4 S—1，平均G值為15.9 各段能量分配合理，有利于絮體的成長(zhǎng)； 3、沉淀區(qū)域
經(jīng)過(guò)絮凝后的水從絮凝區(qū)的底部流入沉淀區(qū)，進(jìn)行泥水分離，分離后的清水由下往上依次穿過(guò)沉淀區(qū)的配水區(qū)、斜板(管)區(qū)、清水區(qū)，進(jìn)入集水渠收集后排出，泥渣則依靠自身的重力向下，進(jìn)入污泥濃縮室進(jìn)行濃縮，部分沒(méi)有分離的小顆粒絮體隨水流向上流經(jīng)斜板 (管)區(qū)時(shí)，根據(jù)淺池理論，在斜板(管)區(qū)將得到進(jìn)一步的分離，優(yōu)化了出水水質(zhì)。4、污泥濃縮區(qū)域
進(jìn)行泥水分離后的泥渣依靠自身的重力進(jìn)入污泥濃縮區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)進(jìn)行濃縮，使泥渣含水率降低，增大含固率，由于泥渣中有藥劑的殘余，仍然具有相當(dāng)?shù)幕钚?，充分利用這些有活性的泥渣可以降低設(shè)備的投藥量，故使一部分活性泥渣進(jìn)行回流，并在污泥濃縮區(qū)底部設(shè)放空管，定期排放多余泥渣； 5、活性泥渣回流系統(tǒng)
污泥濃縮區(qū)域內(nèi)的泥渣一部分由放空管排出，另外一部分則通過(guò)活性泥渣回流管、活性泥渣回流泵組成的活性泥渣回流系統(tǒng)將其回流到第一扇形絮凝區(qū)中，依靠自身的活性與原水進(jìn)行接觸絮凝，對(duì)原水進(jìn)行凈化，并能降低設(shè)備投藥量，提高出水水質(zhì)，且活性泥渣回流量的大小可方便、精確的通過(guò)活性泥渣回流管上的閥門(mén)進(jìn)行調(diào)節(jié)。6、排泥、放空系統(tǒng)
根據(jù)本澄清設(shè)備的結(jié)構(gòu)，結(jié)合水流的具體路徑，在第一、第三扇形絮凝區(qū)的底部設(shè)置排泥管，在設(shè)備的最底部設(shè)置放空管，在污泥濃縮斗的兩側(cè)設(shè)置了兩個(gè)小的污泥斗，并安裝了泥斗排泥管，便于靈活性排泥。本澄清設(shè)備中，當(dāng)泥渣回流量為進(jìn)水量的20%，投藥量％ig/L的時(shí)候，出水濁度就可下降到3NTU以下，此時(shí)回流的活性泥渣5min沉降比可高達(dá)70%以上，所以本澄清設(shè)備具有回流污泥濃度高，節(jié)省藥量，回流量小且易調(diào)節(jié)，絮凝效果好，出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，極具推廣價(jià)值。
權(quán)利要求
1.泵吸式泥渣外回流高效澄清池，其特征在于，所述澄清池采用圓筒池體結(jié)構(gòu)，在圓筒池體(4)內(nèi)由內(nèi)筒(3)分隔成中間的絮凝區(qū) (2)和外層的沉淀區(qū)(21)，所述絮凝區(qū)(2)、沉淀區(qū)(21)的頂部均敞開(kāi)，之下為污泥濃縮室 (10)；所述絮凝區(qū)(2)被徑向分隔成四個(gè)相同的扇形絮凝區(qū)，每個(gè)扇形絮凝區(qū)中都沿深度方向設(shè)置多層小孔孔板(26);所述第一、第二和第三扇形絮凝區(qū)(17、18、19)的底部封閉，第四扇形絮凝區(qū)(20)的底部敞開(kāi)，與沉淀區(qū)(21)和污泥濃縮室(10)連通；所述第一扇形絮凝區(qū) (17)上端與第二扇形絮凝區(qū)(18)上端連通，第二扇形絮凝區(qū)(18)下端與第三扇形絮凝區(qū) (19)下端連通，第三扇形絮凝區(qū)(19)上端與第四扇形絮凝區(qū)(20)上端連通；所述沉淀區(qū)(21)上部的外圍設(shè)置有集水渠(8)，在沉淀區(qū)(21)中部設(shè)置有斜板/管；所述第一扇形絮凝區(qū)(17)的底部與進(jìn)水管(1)連通，進(jìn)水管(1)上裝有離心泵(22)、管道靜態(tài)混合器(23)、流量計(jì)(25)，管道靜態(tài)混合器(23)上留有加藥管(24);所述集水渠(8) 與出水管(9)連通；所述污泥濃縮室(10)的底部接有活性泥渣回流管(15)，活性泥渣回流管上設(shè)置有控制閥門(mén)及污泥泵(16)，活性泥渣回流管(15)的另一端接入第一扇形絮凝區(qū) (17)底部；所述污泥濃縮室(10)底部還設(shè)置有污泥斗(11 )，污泥斗(11)底部接泥斗排泥管 (13)，每條管上均設(shè)有控制閥；第一、三扇形絮凝區(qū)(17、19)底部也設(shè)有排泥管(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵吸式泥渣外回流高效澄清池，其特征在于所述澄清池的活性泥渣回流量在10%-20%之間，濃度在25%左右；投藥量在3-8mg/L范圍內(nèi)，出水濁度低于 3NTU。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的泵吸式泥渣外回流高效澄清池，其特征在于，所述四個(gè)扇形絮凝區(qū)中設(shè)置的小孔網(wǎng)格板(26)的孔眼尺寸按水流流向從前至后依次增大，各段絮凝區(qū)內(nèi)的G值依次減小，從第一扇形絮凝區(qū)至第四扇形絮凝區(qū)依次采用的G值為28. 1S-\12.6 S_\7.2 S_\3.4 S—1，平均G值為15.9 各段能量分配合理，絮凝時(shí)間為15min，絮凝效果好。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的泵吸式泥渣外回流高效澄清池，其特征在于，所述沉淀區(qū) (21)中部設(shè)置的斜板/管在規(guī)模較大時(shí)采用普通斜板/管，在規(guī)模較小時(shí)采用單葉單曲回轉(zhuǎn)斜板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種泵吸式泥渣外回流高效澄清池，包括絮凝區(qū)、沉淀區(qū)、污泥濃縮區(qū)、活性泥渣回流系統(tǒng)、進(jìn)出水系統(tǒng)以及排泥系統(tǒng)等。其主體結(jié)構(gòu)以?xún)蓪油膱A筒為主，內(nèi)筒以?xún)?nèi)為絮凝區(qū)，內(nèi)筒與外筒之間為沉淀區(qū)，底部為污泥濃縮區(qū)。絮凝區(qū)分為四段扇形絮凝區(qū)，進(jìn)水管與第一扇形絮凝區(qū)連接，水流依次流經(jīng)四段扇形絮凝區(qū)，最后進(jìn)入沉淀區(qū)進(jìn)行泥水分離，分離后的清水上升進(jìn)入集水渠收集排出，泥渣則依靠自身重力進(jìn)入底部污泥濃縮室進(jìn)行濃縮，經(jīng)過(guò)濃縮后的活性泥渣具有較高的濃度，利用外部污泥泵輸送泥渣回流到第一扇形絮凝區(qū)中與原水混合絮凝，充分發(fā)揮其活性，對(duì)水進(jìn)行澄清，同時(shí)，其回流量可方便、精確的通過(guò)污泥泵配置及活性泥渣回流管上的閥門(mén)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)B01D21/24GK102179073SQ20111008043
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者向平, 梁建軍, 王滔, 田勝海, 臧守華, 蔣紹階 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)