CN102092815B - 自旋絮凝泥水分离法 - Google Patents

Abstract

自旋絮凝泥水分离法，属于污水处理技术领域，可用于污水处理工艺流程之前或之后进行泥水分离即初沉、二沉。通过多个相邻进水水流顺次约束产生旋流，使污水中的絮凝物质形成浓密悬浮絮凝污泥层，水中悬浮物和胶体污染物被拦截、过滤、吸附，出水水质优化；面负荷高，占地面积显著减小；泥水分离所需的时间短，对于活性污泥处理不会发生污泥产气上浮，出水水质得以保障。不需要其他附属机械，技术经济性提高。

Description

自旋絮凝泥水分离法

技术领域

本发明自旋絮凝泥水分离法属于污水处理技术领域，用于污水处理工艺流程之前或之后进行泥水分离。

背景技术

泥水分离是保障污水处理出水水质的关键。

污水经过处理，最后如果泥水分离不好，出水仍是浑水，SS超标。除过滤之外，早期的泥水分离型式主要采用平流沉淀、竖流沉淀、辐流沉淀、序批式静态沉淀等，均利用重力沉淀。大约半个多世纪前出现了以提高流速为目标的澄清池：美国开发机械搅拌澄清池，前苏联推广悬浮澄清池，法国研究出脉冲澄清池；应用于给水净化，针对浊度较低的原水不易形成有效悬浮层的问题，还发展出污泥回流增浓的水力循环澄清池。各种澄清池的结构区别较大，而最终的泥水分离环节都是利用悬浮澄清原理。

悬浮澄清由于引入了过滤的因素(以污泥过滤污泥)，水质较好。

悬浮澄清原理是：利用絮凝污泥形成悬浮层，污水自下而上穿透悬浮污泥层，污水中的悬浮物和胶体污染物被拦截、过滤、吸附，从而得到澄清。这是一种动态的泥水分离，与重力沉淀相比较，停留时间缩短，因而减小占地面积。

上世纪70年代以后，随着浅层沉淀理论的发展，各种类型的斜管、斜板设置于澄清池，在给水净化工艺上应用，表面水力负荷(面负荷)有所提高，即提高单位面积的处理量；但是，对于生化法处理污水，斜管、斜板很快就被附着污泥、生物膜等堵塞，清理难度大，不宜采用。

因此，各种澄清池用于有机污水处理，面负荷也还是较低。停留时间在1.2～1.5小时，占地面积也还较大。如果进一步加大面负荷，则容易翻泥，出水水质下降。原因是悬浮层不够浓密：泥水混合液进入澄清池，絮凝团主要靠进水时造成少量涡流和布朗运动形成，悬浮层疏松，流速高则翻泥破坏悬浮层。

为了提高悬浮层密度，上世纪后期以来，出现旋流-扰流絮凝和日本的结团凝聚(造粒流化床)等方式，目标在于使絮凝体结团凝聚、造粒，形成密实的悬浮层。运行中即使对于具有自絮凝性能的活性污泥也需要投加絮凝剂和助凝剂，而且前者需多级扰流构件，后者还需要机械搅拌。

法国得利满公司的登萨代(Densadeg)澄清池在本世纪初进入中国，在给水净化领域居先进地位，但因设置增稠板、斜管等，不适用于有机污水处理。

另外还出现了悬浮填料固定床，污泥被截留在填料孔隙中，形成高浓度悬浮污泥层。但需要周期性的清洗填料。

在生活污水处理的泥水分离环节，还出现了氧化沟的侧沟固液分离式，沉淀船等，面负荷并未提高。侧沟式还需要添置刮沫吸泥机械，经常出现泥块聚集，反硝化漂泥，水质受影响。

综观泥水分离方法发展的过程，结团凝聚(造粒流化床)效果最好，但需要搅拌机作圆周搅动提供造粒动力条件；而处理规模越大，不同半径处的线速度差异越悬殊，要达到规模应用尚需进一步研究。

本发明的指导思想并不在于追求形成真正意义上的“颗粒污泥”，不是造粒、结团，只要形成密度大的悬浮层即具有实用价值。本发明利用水力自旋，能量逐渐消耗在推动水体旋转上，因而悬浮区愈往上转速愈慢，产生速度梯度，其间形成适合絮凝的大量涡流区域，满足絮凝的动力条件，使污水中的絮凝物质结成浓密的悬浮絮凝层；

一般悬浮澄清表面水力负荷为1.5～3.6m³/(m²·h)，侧沟分离式的更低；本发明的悬浮区表面水力负荷可达10.0～12.0m³/(m²·h)范围，与之比较，占地面积差别很大。

自旋絮凝泥水分离法具有如下特点：

·在较高的面负荷下完成泥水分离，所需时间显著减小；

·水力自旋，不需依靠造粒结团搅拌机械；

·在处理活性污泥混合液时，利用其自身絮凝性能，不必投加絮凝剂；

·由于泥水分离所需的时间短，不发生污泥产气上浮，不需要设置刮沫吸泥机；

·排出的污泥已经浓缩，不需要污泥浓缩池和刮泥机。

水力自旋泥水分离可应用于初沉、二沉，大幅度缩小泥水分离构筑物的占地面积，提升出水质量，建设成本降低；既可用于处理生活污水，又可用于工业污水。

发明内容

为了克服目前基于悬浮澄清法的固液分离池占地面积大、还有城市污水处理出水悬浮物易超标的不足，分析其原因是面负荷较低、悬浮层密度较低。本发明提供一种形成浓密悬浮层的方法，所采用的技术方案是：污水进水时按污水流量不同而由多个进水口沿圆周均匀分布，进水方向由切线方向向圆心偏斜，形成水力高速自旋，产生较高的速度梯度，提供更有利的絮凝动力条件，污水中的絮凝物质生成浓密的絮凝悬浮层，根据悬浮澄清原理实现泥水分离。

本发明的多处均匀进水由切线方向向圆心偏斜，相邻水流顺次约束，避免直接冲击筒体导致向上的较强分流搅乱悬浮层，面负荷不必减小反而可以提高。

为解决絮凝需要动能而清水区需要降低流速的矛盾，通过悬浮絮凝区与清水区之间呈漏斗形连结实现过渡。

本发明的有益效果是，在提高面负荷的条件之下运行，面积显著减小，同时，不必使用机械搅拌，即能形成浓密的悬浮污泥层；确保出水SS达标，并不用刮泥、刮沫吸泥等附属机械。

附图说明

图1水力自旋原理图，

图2水力自旋絮凝泥水分离法用于已建侧沟式氧化沟技改方案1，

图3水力自旋絮凝泥水分离法用于已建侧沟式氧化沟技改方案2。

图中：

1、筒体  2、进水方向  3、沿圆周均匀分布4、搅拌器消除积泥  5、拆除原侧沟  6、原有推流器7、水流方向  8、封闭原侧沟墙体底部、拆除内容物

具体实施方式

1.自旋絮凝泥水分离法用于泥水分离器的设计；

2.设计流量的范围宽，大到城市污水处理厂应用，小到实验室应用；

3.悬浮层底部不断产生新的絮凝体，顶部已增稠的絮凝污泥从中心或周边集泥区排出；

4.按本法设计的泥水分离器可用于合建式污水处理设施，或是分开的一个处理环节，用以提高泥水分离效果、减小占地面积；

5.本法用于已建侧沟式氧化沟的技改时，有如下2种方案：

方案1：

拆除氧化沟内的侧沟(5)，在主沟道中设置1～2座自旋絮凝泥水分离器，视日处理量而定；因筒体(1)周围有水绕流，设置小功率搅拌器(4)消除积泥。

方案2：

不拆除侧沟墙体，而将其底部封闭并取掉侧沟内容物(8)，视侧沟内可容纳筒体(1)的直径，采用较小规格的自旋絮凝泥水分离器，设置2～3座，视日处理量而定。

Claims (1)

1.自旋絮凝泥水分离法，通过进水水力自旋产生速度梯度，提供絮凝动力条件，在高面负荷之下，使污水中的絮凝物质形成悬浮絮凝污泥层，根据悬浮澄清原理，实现泥水分离、优化水质；本发明显著的特征是：多个进水口沿圆周均匀分布，进水方向由切线方向向圆心偏斜，相邻水流顺次约束，利用进水的动能，形成高速自旋。

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