CN102351390A

CN102351390A - 一种污泥高效旋流除砂装置

Info

Publication number: CN102351390A
Application number: CN2011101973461A
Authority: CN
Inventors: 朱南文; 袁海平; 徐剑波; 叶彩虹; 寿宗奇; 古麟; 聂俊英; 王晓鹏
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2011-07-14
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2031-07-14
Also published as: CN102351390B

Abstract

本发明涉及一种污泥高效旋流泥砂分离处理装置，包括筒体、铁栅栏、锥形体、筒底支撑架、切向进泥口、进泥管、排砂口、导流板、出泥管、出泥口和固定点。所述筒体的下部和锥形体的上部连接在一起；所述的导流板固定于筒体中部腔内；所述进泥口位于筒体侧壁的切线方向；所述出泥管从筒体中部水平延伸出来，并且略高于进泥口。该泥、砂分离处理装置利用筒体内增设的螺旋型污泥导流板，增加污泥流在泥、砂旋流分离装置中的停留时间，强化泥、砂高效分离。该泥、砂旋流分离处理装置将旋流除砂和沉降除砂实现功能统一，将污泥中的砂粒通过旋流和沉降过程全部过滤掉，使污泥易于后续处理处置。整套系统结构简单，占地小，工作起来便捷，功率低，效率高。

Description

一种污泥高效旋流除砂装置

技术领域

本发明涉及环境工程技术领域，具体地，涉及一种用于城市污水处理厂液态污泥旋流除砂处理的装置。

背景技术

城市污水处理厂污水中往往夹带一定数量的砂粒，这些砂粒如果得不到有效地去除，就可能会加速污泥泵、脱水机械等设备的磨损，在设置污泥厌氧处理设施的污水处理厂，会导致消化池有效容积的减小，影响厌氧消化设施的正常运行。为有效去除污水处理厂进水污水中的砂粒，目前，城市污水处理厂都设置了格栅和沉砂池对污水进行除砂预处理。然而，污水在经过沉砂池预处理后，尽管可大幅减少其中的砂粒，但还是会有一部分砂粒不可避免地进入到下一步污水处理单元中，而这一点，对于进水流量不稳定、来水为合流制污水且采用旋流式沉砂池的处理厂，尤其突出。污泥含砂量较高所带来的不利影响已给我国很多城市污水处理厂的正常运行带来了困扰。然而，从目前情况看，国内外均还没有专门针对污泥进行除砂处理的文献和专利报道。由于污泥粘度较大、污泥对砂粒具有裹挟作用，因此，现有的污水除砂设施难以达到较好的除砂效果，而这一点，已为白龙港水质净化厂的试验所证实。为此，针对含砂量较高的液态污泥如浓缩污泥的除砂处理，研制高效污泥旋流除砂装置显得十分必要。

发明内容

针对液态污泥专用除砂技术和设备的缺乏，本发明提出一种污泥旋流砂粒去除装置，实现污泥有机物与泥中裹挟的砂粒快速分离，从而为减缓污泥后续处理设备的磨损、提高污泥后续厌氧消化效能等提供必要的技术和设备支持。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明提供的一种高效旋流污泥除砂处理装置，包括筒体、锥形体、排砂口、阀门、筒底支撑架、铁栅栏、导流板、进泥口、进泥管、出泥管、出泥口、固定点，其中，所述筒体下部与所述锥形体的上部相连接，所述筒体内固定有所述导流板，所述筒体上部设有所述铁栅栏，所述铁栅栏固定所述导流板，所述排砂口位于所述锥形体的底部，所述阀门位于排砂口的上部，所述筒底支撑架位于所述筒体的底部，所述进泥口位于筒体切向侧壁，与所述进泥管相连接，所述出泥口位于所述筒体内，略低于进泥口，与所述进泥管相连接，所述固定点位于所述导流板和铁栅栏之间，用于固定导流板。

优选的，所述筒体的高度与直径的比值为2～3，所述锥形体的锥角为20度～35度。

优选的，所述导流板下端与所述进泥口下端之间的距离为筒体高度的1/5～1/3。

优选的，所述进泥口设在所述筒体上部侧壁切向位置。

优选的，所述出泥管从所述筒体中部水平延伸出来，与所述进泥管的夹角大于270度，并且所述出泥管的直径为所述进泥管的直径的2～5倍。

优选的，所述所述导流板为螺旋型污泥导流板。

优选的，其总体积使得泥停留时间为20s～30s。

优选的，所述筒体的高度与直径的比值为2.5，所述锥形体的锥角为30度，所述导流板下端与所述进泥口下端之间的距离为筒体高度的1/4，所述出泥管与所述进泥管的夹角为360度，并且所述出泥管的直径为所述进泥管的直径的3倍。

本发明的技术原理是：利用污泥中砂、有机物、水的密度差异，通过污泥切向导入及导流板的设置，迫使污泥成螺旋型方向流动，并形成离心运动，在污泥流动过程中，密度大于水的砂粒往筒体中心的远端即筒壁方向运动，而密度小于或与水接近的有机物等其他物质随着水呈螺旋式运动直到筒体中心的出泥口，从出泥管溢出；当污泥以0.6～1.2 m/s的流速进入筒体时，由于污泥流速较大，可使污泥在进入筒体的瞬间破坏有机物对砂的裹挟，使在污泥后续的螺旋型流动中，有机物和砂的分离效果得到强化。导流板的设置可避免污泥从进泥口到出泥口之间发生短流现象，而导流板设置一定高度，还可避免污泥流动过程中沉降砂粒的重新泛起，提高装置的除砂效果；导流板下端的设置与筒体下端保持一定的距离，则可避免污泥中一些密度接近于水的有机物沉降到锥形体中并随着砂粒排出。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、当总砂含量为15～30％基于污泥干重、粗砂含量为2.0～2.5％基于污泥干重，含固率为1～4％的污泥在筒体内停留时间达到20～30s时，通过该装置的处理，即可使污泥中粒径大于0.211mm的砂粒获得75～96％的去除。从而，缓解了砂粒对泵、脱水机械等后续污泥处理处置设备的磨损，并对设置污泥厌氧处理设施的污水处理厂其厌氧消化效率的提升起到促进作用；

2、本发明结构简单、占地面积小、操作方便、处理成本低，可为被污泥含砂量较高困扰的污水处理厂提供污泥除砂的技术支持。

附图说明

图1为本发明的高效旋流除砂处理装置的示意图；

图2为图1的结构俯视图；

图3为图1的结构剖面图。

图中：1. 筒体，2. 锥形体，3. 排砂口，4. 阀门，5. 筒底支撑架，6. 铁栅栏，7. 导流板，8. 进泥口，9.进泥管，10.出泥管，11.出泥口，12.固定点。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明实施例的详细说明和具体实施方式：各实施例以本发明所述及技术方案为前提进行实施，给出详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于以下实施例。

一种高效旋流泥、砂分离装置，包括筒体1，锥形体2，排砂口3，阀门4，筒底支撑架5，铁栅栏6，导流板7，进泥口8，进泥管9，出泥管10，出泥口11，固定点12，其中，所述筒体1的下部与所述锥形体2的上部相连接，所述筒体1内固定有所述导流板7，所述筒体1上部设有所述铁栅栏6，所述铁栅栏6固定所述导流板7，所述排砂口3位于所述锥形体2的底部，所述阀门4位于排砂口3的上部，所述筒底支撑架5位于所述筒体1的底部，所述进泥口8位于筒体1切向侧壁，与所述进泥管9相连接，所述出泥口11位于所述筒体1内，略低于进泥口8，与所述出泥管10相连接，所述固定点12位于所述导流板7和铁栅栏6之间，用于固定导流板。

所述筒体1的高度与直径的比值为2～3，所述锥形体2的锥角为20度～35度。

所述导流板7下端与所述进泥口8下端之间的距离为筒体高度的1/5～1/3。

所述进泥口8设在所述筒体1上部侧壁切向位置。

所述出泥管11从所述筒体1中部水平延伸出来，与所述进泥管9的夹角大于270度，并且所述出泥管10的直径为所述进泥管9的直径的2～5倍。

所述所述导流板7为螺旋型污泥导流板。

其总体积使得泥停留时间为20s～30s。

所述筒体1的高度与直径的比值为2.5，所述锥形体2的锥角为30度，所述导流板7下端与所述进泥口11下端之间的距离为筒体高度的1/4，所述出泥管10与所述进泥管9的夹角为360度，并且所述出泥管10的直径为所述进泥管9的直径的3倍。

本实施例工作时，一定浓度的污泥从所述进泥管9由所述筒体1侧壁的切向的所述进泥口8以一定的污泥进泥流速输送入所述筒体1内部。污泥在切向进泥压力及所述导流板7设置的作用下，迫使其形成螺旋型方向流动，并在形成的离心力作用下，密度较大的砂粒沿着筒壁方向运动，携有密度小于或与水接近的有机物等其他物质的污泥流顺着所述导流板7呈螺旋式运动直到所述筒体1中心的所述出泥口11，从所述出泥管10溢出；当污泥以一定流速进入所述筒体1时，由于污泥流速较大，可使污泥在进入所述筒体1的瞬间破坏有机物对砂的裹挟，使在污泥后续的螺旋型流动中，有机物和砂的分离效果得到强化。所述导流板7的设置可避免污泥从所述进泥口8到所述出泥口11之间发生短流现象，而所述导流板7设置一定高度，还可避免污泥流动过程中沉降砂粒的重新泛起，提高装置的除砂效果；所述导流板7下端的设置与所述筒体1下端保持一定的距离，则可避免污泥中一些密度接近于水的有机物沉降到所述锥形体2中并随着砂粒从所述排砂口3排出。

在本实施例的第一个优选例中，构建了一套污泥处理规模为20m³/h的泥砂旋流分离装置，所述筒体的高度与所述筒体直径比为2，所述锥形体的锥角为30度，所述导流板的下端与所述进泥口的下端之间的距离为所述筒体的1/5，所述出泥管与所述进泥管的夹角为270度，所述出泥管的直径为所述进泥管的3倍，污泥停留时间为20s。实验所采用的污泥样品取自上海市白龙港水质净化厂的初沉浓缩池污泥，污泥浓度为10000mg/L（即1.0％含固率），依照荷兰标准NEN 3235/4.3测定其总砂含量为15％～30％（基于污泥干重），粗砂（粒径大于0.211mm）含量为2.0％～2.5％（基于污泥干重）。采用该高效旋流除砂装置对浓缩池的污泥进行除砂处理，在污泥进泥流速为1.2 m/s的条件下，该污泥旋流除砂装置对粗砂的去除率达92％。

在本实施例的第二个优选例中，构建了一套污泥处理规模为20m³/h的泥砂旋流分离装置，所述筒体的高度与所述筒体直径比为2.5，所述锥形体的锥角为20度，所述导流板的下端与所述进泥口的下端之间的距离为所述筒体的1/4，所述出泥管与所述进泥管的夹角为300度，所述出泥管的直径为所述进泥管的2倍，污泥停留时间为25s。实验所采用的污泥样品取自上海市白龙港水质净化厂的初沉浓缩池污泥，污泥浓度为25000mg/L（即2.5％含固率），依照荷兰标准NEN 3235/4.3测定其总砂含量为15％～30％（基于污泥干重），粗砂（粒径大于0.211mm）含量为2.0％～2.5％（基于污泥干重）。采用该高效旋流除砂装置对浓缩池的污泥进行除砂处理，在污泥进泥流速为0.9 m/s的条件下，该污泥旋流除砂装置对粗砂的去除率达到96％。

在本实施例的第三个优选例中，构建了一套污泥处理规模为20m³/h的泥砂旋流分离装置，所述筒体的高度与所述筒体直径比为3，所述锥形体的锥角为35度，所述导流板的下端与所述进泥口的下端之间的距离为所述筒体的1/3，所述出泥管与所述进泥管的夹角为360度，所述出泥管的直径为所述进泥管的5倍，污泥停留时间为30s。实验所采用的污泥样品取自上海市白龙港水质净化厂的初沉浓缩池污泥，污泥浓度为40000mg/L（即4.0％含固率），依照荷兰标准NEN 3235/4.3测定其总砂含量为15％～30％（基于污泥干重），粗砂（粒径大于0.211mm）含量为2.0％～2.5％（基于污泥干重）。采用该高效旋流除砂装置对浓缩池的污泥进行除砂处理，在进泥流量在0.6m/s的条件下，该除砂装置对粗砂的去除率达85％左右。

Claims

1.一种污泥高效旋流除砂装置，其特征在于，包括筒体、锥形体、排砂口、阀门、筒底支撑架、铁栅栏、导流板、进泥口、进泥管、出泥管、出泥口、固定点，其中，所述筒体下部与所述锥形体的上部相连接，所述筒体内固定有所述导流板，所述筒体上部设有所述铁栅栏，所述铁栅栏固定所述导流板，所述排砂口位于所述锥形体的底部，所述阀门位于排砂口的上部，所述筒底支撑架位于所述筒体的底部，所述进泥口位于筒体切向侧壁，与所述进泥管相连接，所述出泥口位于所述筒体内，略低于进泥口，与所述进泥管相连接，所述固定点位于所述导流板和铁栅栏之间，用于固定导流板。

2.根据权利要求1所述的污泥高效旋流除砂装置，其特征在于，所述筒体的高度与直径的比值为2～3，所述锥形体的锥角为20度～35度。

3.根据权利要求2所述的污泥高效旋流除砂装置，其特征在于，所述导流板下端与所述进泥口下端之间的距离为筒体高度的1/5～1/3。

4.根据权利要求3所述的污泥高效旋流除砂装置，其特征在于，所述进泥口设在所述筒体上部侧壁切向位置。

5.根据权利要求4所述的污泥高效旋流除砂装置，其特征在于，所述出泥管从所述筒体中部水平延伸出来，与所述进泥管的夹角大于270度，并且所述出泥管的直径为所述进泥管的直径的2～5倍。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的污泥高效旋流除砂装置，其特征在于，所述所述导流板为螺旋型污泥导流板。

7.根据权利要求1至5所述的污泥高效旋流除砂装置，其特征在于，其总体积使得泥停留时间为20s～30s。

8.根据权利要求6所述的污泥高效旋流除砂装置，其特征在于，其总体积使得泥停留时间为20 s～30s。

9.根据权利要求6所述的污泥高效旋流除砂装置，其特征在于，所述筒体的高度与直径的比值为2.5，所述锥形体的锥角为30度，所述导流板下端与所述进泥口下端之间的距离为筒体高度的1/4，所述出泥管与所述进泥管的夹角为360度，并且所述出泥管的直径为所述进泥管的直径的3倍。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的污泥高效旋流除砂装置，其特征在于，所述出泥管从所述筒体中部水平延伸出来，与所述进泥管的夹角大于270度，并且所述出泥管的直径为所述进泥管的直径的2～5倍。