申請日2016.05.04

　　公開(公告)日2016.09.07

　　IPC分類號C02F1/52

　　摘要

　　一種沉淀污泥回流助凝與凝核澄清裝置，包括進(jìn)出水單元、藥劑投加和混合單元以及混凝沉淀單元，其中，混凝沉淀單元包括連接原水箱出水的殼體，殼體由同軸的外筒、中間筒和內(nèi)筒共三層筒組成，在殼體內(nèi)形成混合區(qū)、混凝區(qū)、絮凝區(qū)和沉淀區(qū)，絮凝區(qū)底部設(shè)置有出泥管，進(jìn)水和回流沉淀污泥混合區(qū)連通回流污泥管，出泥管和回流污泥管在殼體外與剩余污泥管連通，絮凝顆粒依靠重力作用在沉淀區(qū)沉淀，在混合區(qū)，原水、混凝劑、助凝劑和回流污泥充分混合，在混凝區(qū)，以回流污泥顆粒作為混凝核心發(fā)生混凝反應(yīng)，在絮凝區(qū)，利用回流污泥顆粒的凝核作用促進(jìn)絮凝體成長和造粒，本發(fā)明具有耗藥量小、占地面積省、出水水質(zhì)好、污泥回流濃度大和回流量小且易控制等特點。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種沉淀污泥回流助凝與凝核澄清裝置，包括進(jìn)出水單元、藥劑投加和混合單元以及混凝沉淀單元，其中，所述混凝沉淀單元包括連接原水箱(1)出水的殼體，其特征在于，所述殼體由同軸的外筒(5)、中間筒(6)和內(nèi)筒(7)共三層筒組成，在殼體內(nèi)形成進(jìn)水和回流沉淀污泥混合區(qū)Ⅰ、機械攪拌混凝區(qū)Ⅱ、絮凝區(qū)Ⅲ和斜板沉淀區(qū)Ⅳ，絮凝區(qū)Ⅲ底部設(shè)置有出泥管(14)，出泥管(14)末端為出泥口(10)，進(jìn)水和回流沉淀污泥混合區(qū)Ⅰ連通回流污泥管(18)，出泥管(14)和回流污泥管(18)在殼體外與剩余污泥管(24)連通。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述沉淀污泥回流助凝與凝核澄清裝置，其特征在于，所述出泥管(14)焊接于內(nèi)筒(7)的外壁，出泥管(14)連接有污泥回流泵(15)，污泥回流泵(15)與回流污泥管(18)之間安裝有回流污泥調(diào)節(jié)閥(16)，污泥回流泵(15)與剩余污泥管(24)之間安裝有剩余污泥調(diào)節(jié)閥(17)，回流污泥管(18)上設(shè)置助凝劑投加口(30)，助凝劑投加口(30)連接助凝劑藥罐(20)。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述沉淀污泥回流助凝與凝核澄清裝置，其特征在于，所述殼體中，內(nèi)筒(7)與外筒(5)完全隔離，內(nèi)筒(7)通過上部的出水孔與中間筒(6)連通，中間筒(6)的頂部和底部均與外筒(5)連通，原水箱(1)出水進(jìn)入內(nèi)筒(7)的下部，在該處形成進(jìn)水和回流沉淀污泥混合區(qū)Ⅰ，內(nèi)筒(7)中設(shè)置有攪拌器(8)，在攪拌器(8)的攪拌區(qū)域內(nèi)形成機械攪拌混凝區(qū)Ⅱ，內(nèi)筒(7)為旋轉(zhuǎn)筒，外壁焊接片狀槳葉，在內(nèi)筒(7)之外中間筒(6)之內(nèi)形成絮凝區(qū)Ⅲ，在中間筒(6)之外外筒(5)之內(nèi)為斜板沉淀區(qū)Ⅳ，在斜板沉淀區(qū)Ⅳ設(shè)置有集水槽(29)和位于集水槽(29)下方的填料(12)，絮凝區(qū)Ⅲ頂部的出水進(jìn)入集水槽(29)，再向下通過填料(12)進(jìn)入外筒(5)的底部，集水槽(29)連接有通向殼體外的出水管(26)。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求2所述沉淀污泥回流助凝與凝核澄清裝置，其特征在于，所述殼體底部設(shè)置底蓋(22)，底蓋(22)上焊接并支撐住進(jìn)水口(13)，原水進(jìn)水管伸至內(nèi)筒(7)中心，由進(jìn)水口(13)分配至進(jìn)水和回流沉淀污泥混合區(qū)Ⅰ;殼體頂部有支架(23)，支架(23)上固定有帶減速器(11)的攪拌機(27)，攪拌機(27)的攪拌軸(28)連接攪拌器(8)，攪拌器(8)為螺旋式下壓結(jié)構(gòu)。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求2所述沉淀污泥回流助凝與凝核澄清裝置，其特征在于，所述集水槽(29)上方設(shè)置溢流槽(25)，溢流槽(25)內(nèi)外圈分別連接到中間筒(6)和外筒(5)上。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求2所述沉淀污泥回流助凝與凝核澄清裝置，其特征在于，在原水箱(1)的出水管(101)上依次設(shè)置有混凝劑投加口(2)、提升泵(3)和管道混合器(4)，混凝劑投加口(2)連接混凝劑藥罐(19)，出水管(101)的出水口(13)伸至內(nèi)筒(7)的筒中心線位置并位于內(nèi)筒(7)的中心底部。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求2所述沉淀污泥回流助凝與凝核澄清裝置，其特征在于，所述中間筒(6)的下部設(shè)置折流板(32)。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求2所述沉淀污泥回流助凝與凝核澄清裝置，其特征在于，所述攪拌器(8)與內(nèi)筒(7)逆向旋轉(zhuǎn)。

　　說明書

　　一種沉淀污泥回流助凝與凝核澄清裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及給水、生活污水和工業(yè)廢水中懸浮物去除，特別涉及一種沉淀污泥回流助凝與凝核澄清裝置。

　　背景技術(shù)

　　原水的澄清過程是一個復(fù)雜的物理化學(xué)過程，通常包括混凝、絮凝和沉淀過程�；炷龣C理主要包括ZTA電位理論，沉淀過程主要基于壓縮沉淀理論。

　　混凝過程要求混凝劑水解產(chǎn)物迅速地擴(kuò)散到水中，所有膠體顆粒幾乎在同一瞬間脫穩(wěn)并凝聚，這樣才能得到好的絮凝效果。為了達(dá)到良好絮凝效果，處理中通常采用管道混合器，將絮凝藥劑與原水充分混合。

　　絮凝是水處理的最重要的工藝環(huán)節(jié)，出水水質(zhì)主要由絮凝效果決定的。傳統(tǒng)廊道反應(yīng)、回轉(zhuǎn)孔室反應(yīng)以及回轉(zhuǎn)組合式隔板反應(yīng)的絮凝工藝，水在設(shè)備中停留50～60min，時間相對較長。絮凝長大過程是微小顆粒接觸與碰撞的過程。絮凝效果的好壞取決于下面兩個因素;一是混凝劑水解后產(chǎn)生的高分子絡(luò)合物形成吸附架橋的聯(lián)結(jié)能力，這是由混凝劑的性質(zhì)決定的;二是微小顆粒碰撞的幾率和如何控制它們進(jìn)行合理的有效碰撞，這是由設(shè)備的動力學(xué)條件所決定的。

　　傳統(tǒng)的平流沉淀池優(yōu)點是構(gòu)造簡單，工作安全可靠;缺點是占地面積大，處理效率低，要想降低濾前水的濁度就要較大地加大沉淀池的長度。淺池理論的出現(xiàn)使沉淀技術(shù)有的長足的進(jìn)步，現(xiàn)在水處理中普遍使用了斜管沉淀池，沉淀效果得到了大幅度提高。

　　發(fā)明專利CN 102078708B公開了一種依靠水力旋流作用，進(jìn)行水中懸浮物造粒成長，實現(xiàn)固液分離的固液分離器，該設(shè)備加工工藝過于復(fù)雜，制作安裝不便。另外，該分離器僅靠進(jìn)水沖擊和圓筒導(dǎo)流形成的水力旋流，具有節(jié)能和減少設(shè)備磨損特點，但是提供的G值仍然不夠，使得該絮凝預(yù)沉段預(yù)沉目標(biāo)較難實現(xiàn)。要想獲得較大水力旋流G值，內(nèi)桶流速必須足夠高，其結(jié)果是導(dǎo)致內(nèi)桶直徑過小，水力停留時間過小，達(dá)不到水力停留時間(HRT)為1min的設(shè)計要求。

　　發(fā)明CN 104261532A公開了一種機械旋流絮凝分離高效澄清池，針對大型或特大型高濁度黃河水廠，解決了傳統(tǒng)給水處理方案中，現(xiàn)有的澄清池單池尺寸小，池體結(jié)構(gòu)過高且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以施工，造價高的問題，發(fā)明了一種池體內(nèi)部為立方體的澄清池。該發(fā)明中澄清池呈立方體，立方體空間上存在的邊角，必然導(dǎo)致水力分布情況劣于圓形空間下的水力分布。

　　法國ACTIFLL絮凝澄清工藝中，沉降污泥由污泥泵連續(xù)泵入到系統(tǒng)上方的水力旋流器，在水力旋流器里借助離心力泥漿和細(xì)砂很好地被分離，泥漿從旋流器的上部流出進(jìn)人排泥水處理系統(tǒng)，約占回流量的分離好的細(xì)砂則由旋流器的80～90%下部流出被注人到絮凝池中循環(huán)使用。該工藝針對城市給水處理，混凝池、加注池、絮凝池和高效沉淀池串聯(lián)布局，需要專門細(xì)砂投加設(shè)備和砂水分離設(shè)備，工藝流程長且設(shè)備費用高、細(xì)砂原料成本高。

　　總體而言，現(xiàn)有澄清裝置往往混凝池和沉淀池容積過大，空間利用率不高，絮體松散，設(shè)計水力停留時間大于實際水力停留時間，效果較差。為解決這一問題，根據(jù)混凝、絮凝和沉淀基本原理，本發(fā)明權(quán)利人發(fā)明了該技術(shù)的澄清裝置。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種沉淀污泥回流助凝與凝核澄清裝置，依靠沉淀污泥回流助凝系統(tǒng)促進(jìn)水中懸浮物質(zhì)絮凝、沉淀分離，裝置中絮凝污泥依靠重力作用在絮凝區(qū)沉淀，利用污泥回流泵將污泥泵至完全混合區(qū);在完全混合區(qū)，原水、混凝劑、助凝劑和回流污泥得以進(jìn)行混合;在混凝區(qū)，在機械攪拌的作用下，以回流污泥顆粒作為混凝核心發(fā)生混凝反應(yīng)，在絮凝區(qū)，內(nèi)筒和攪拌軸呈逆向旋轉(zhuǎn)，利用回流污泥顆粒的“凝核”作用促進(jìn)絮凝體成長和造粒;在沉淀區(qū)，回流污泥顆粒增加了絮凝體的密度，加快了絮凝體在沉淀區(qū)的沉降，促進(jìn)了原水與懸浮物的澄清分離;本裝置具有處理高效、易生產(chǎn)加工、占用空間省和藥劑耗用量小等優(yōu)點，適于油田水處理、小區(qū)生活污水處理和給水處理等領(lǐng)域。

　　為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

　　一種沉淀污泥回流助凝與凝核澄清裝置，包括進(jìn)出水單元、藥劑投加和混合單元以及混凝沉淀單元，其中，所述混凝沉淀單元包括連接原水箱1出水的殼體，所述殼體由同軸的外筒5、中間筒6和內(nèi)筒7共三層筒組成，在殼體內(nèi)形成進(jìn)水和回流沉淀污泥混合區(qū)Ⅰ、機械攪拌混凝區(qū)Ⅱ、絮凝區(qū)Ⅲ和斜板沉淀區(qū)Ⅳ，絮凝區(qū)Ⅲ底部設(shè)置有出泥管14，進(jìn)水和回流沉淀污泥混合區(qū)Ⅰ連通回流污泥管18，出泥管14和回流污泥管18在殼體外與剩余污泥管24連通。

　　所述出泥管14焊接于內(nèi)筒7的外壁，出泥管14連接有污泥回流泵15，污泥回流泵15與回流污泥管18之間安裝有回流污泥調(diào)節(jié)閥16，污泥回流泵15與剩余污泥管24之間安裝有剩余污泥調(diào)節(jié)閥17，回流污泥管18上設(shè)置助凝劑投加口30，助凝劑投加口30連接助凝劑藥罐20。

　　所述殼體中，內(nèi)筒7與外筒5完全隔離，內(nèi)筒7通過上部的出水孔與中間筒6連通，中間筒6的頂部和底部均與外筒5連通，原水箱1出水進(jìn)入內(nèi)筒7的下部，在該處形成進(jìn)水和回流沉淀污泥混合區(qū)Ⅰ，內(nèi)筒7中設(shè)置有攪拌器8，在攪拌器8的攪拌區(qū)域內(nèi)形成機械攪拌混凝區(qū)Ⅱ，內(nèi)筒7為旋轉(zhuǎn)筒，外壁焊接片狀槳葉，在內(nèi)筒7之外中間筒6之內(nèi)形成絮凝區(qū)Ⅲ，在中間筒6之外外筒5之內(nèi)為斜板沉淀區(qū)Ⅳ，在斜板沉淀區(qū)Ⅳ設(shè)置有集水槽29和位于集水槽29下方的填料12，絮凝區(qū)Ⅲ頂部的出水進(jìn)入集水槽29，再向下通過填料12進(jìn)入外筒5的底部，集水槽29連接有通向殼體外的出水管26。

　　所述殼體底部設(shè)置底蓋22，底蓋22上焊接并支撐住進(jìn)水口13，原水進(jìn)水管伸至內(nèi)筒7中心，由進(jìn)水口13分配至進(jìn)水和回流沉淀污泥混合區(qū)Ⅰ，混合均勻后向上進(jìn)入機械攪拌混凝區(qū)Ⅱ，從內(nèi)筒上部孔口進(jìn)入內(nèi)筒7之外中間筒6之內(nèi)形成絮凝區(qū)Ⅲ，此時運動方向為向下，到達(dá)中間筒6底部的折流板32位置，再次改變運動方向，向上進(jìn)入斜板沉淀區(qū)Ⅳ，溢流至出水堰底部后經(jīng)排水管26排放至外界水環(huán)境;殼體頂部有支架23，支架23上固定有帶減速器11的攪拌機27，攪拌機27的攪拌軸28連接攪拌器8，攪拌器8為螺旋式下壓結(jié)構(gòu)。

　　所述集水槽29上方設(shè)置溢流槽25，溢流槽25內(nèi)外圈分別連接到中間筒6和外筒5上。

　　在原水箱1的出水管101上依次設(shè)置有混凝劑投加口2、提升泵3和管道混合器4，混凝劑投加口2連接混凝劑藥罐19，出水管101的出水口13伸至內(nèi)筒7的筒中心線位置并位于內(nèi)筒7的中心底部。

　　所述中間筒6的下部設(shè)置折流板32。

　　所述攪拌器8與內(nèi)筒7逆向旋轉(zhuǎn)，回流污泥顆粒增加絮凝體的密度，兩種因素加快了絮凝體在沉淀區(qū)的沉降，促進(jìn)了原水與懸浮物的澄清分離。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

　　1、裝置結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。

　　2、藥劑耗用量小。

　　3、對水中懸浮物澄清分離高效。

　　因此，與以往傳統(tǒng)絮凝澄清池去除懸浮物工藝相比，本發(fā)明解決了傳統(tǒng)工藝占地面積大，空間利用率低和藥劑投加量較大等問題，處理效果穩(wěn)定高效，在油田水處理、小區(qū)生活污水處理和給水澄清處理等領(lǐng)域具有重要意義。