CN103288229B - 一种用于污水三相分离的沉淀装置 - Google Patents

一种用于污水三相分离的沉淀装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于污水三相分离的沉淀装置,包括:围封件;泥水分离组件,泥水分离组件为倾斜的板组或管组;脱气系统;布水通道;布水箱;集排水槽;泥斗,泥斗位于泥水分离组件的下方且与之连通,泥斗的出泥口可敞开。本发明的沉淀装置,污水由脱气系统将气体分离,剩下的泥水由倾斜的板组或管组进行泥水分离,水由集排水槽排出,污泥从泥斗的出泥口落出。由于泥水分离组件为倾斜的板组或管组,其总流通面积比三相分离器窄缝的大很多,在相同的泥水上升流速下,沉淀装置增大了厌氧反应器的污水处理流量;且在好氧活性污泥法处理中,沉淀装置能够沉淀,不需另设沉淀单元,因此减小了占地面积,无需动力设备进行污泥回流,降低了成本和能耗。

Description

一种用于污水三相分离的沉淀装置
技术领域
[0001] 本发明涉及污水处理技术领域,特别涉及一种用于污水三相分离的沉淀装置。
背景技术
[0002] 在污水处理过程中,需要对污水进行气、液、固三相分离,对于厌氧法污水处理,普遍在厌氧反应器中使用三相分离器。
[0003] 现有的一种三相分离器由多个倒V形的装置组成,如图1所示,污水从下往上流动,气体被收集在集气区01内,而泥水只能从倒V形板之间的窄缝02中流过,进入上方的沉淀区04,靠泥水自身重力实现泥、水的分离,上清液进入顶部的出水槽03并排出,污泥则由窄缝02返回到下方的反应区,实现了污水的三相分离。但是该三相分离器由于窄缝02的流通面积较小,当需要提高厌氧反应器的水力负荷(水力负荷是指单位面积,单位时间内通过的泥水的体积)时,则泥水向上通过窄缝02的流速增大,高速上升的泥水会阻碍沉淀区04中的污泥顺畅地通过窄缝02返回到下方的反应区,不利于泥水的分离,从而限制了厌氧反应器的污水处理流量的增大。
[0004] 当采用好氧活性污泥法进行污水处理时,需要在曝气区以外单独设置沉淀池或沉淀区,以实现泥水分离,这就需要利用回流设备或刮吸泥机等动力设备将沉淀池或沉淀区中的污泥再转移到曝气区中,因此,不仅沉淀池占用了较大的污水处理面积,而且动力设备增加了成本和能耗。
[0005] 综上所述,如何解决因三相分离器的窄缝的流通面积较小而限制厌氧反应器的污水处理流量增大的问题;以及好氧活性法处理污水时占地面积较大,成本和能耗较高的问题,是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
[0006] 有鉴于此,本发明的目的在于提供一种沉淀装置,以替代厌氧反应器中的三相分离器,从而在污水三相分离能够正常进行的前提下,提高厌氧反应器的污水处理流量;将沉淀装置应用于好氧活性法中,使曝气和沉淀在同一工作区域,以减少占地面积,节省成本和能耗。
[0007] 为达到上述目的,本发明提供以下技术方案:
[0008] —种用于污水三相分离的沉淀装置,包括:
[0009] 围封件,所述围封件的上下两个端面敞口 ;
[0010] 泥水分离组件,所述泥水分离组件为倾斜地安装于所述围封件内的板组或管组;
[0011] 脱气系统,所述脱气系统连接于所述围封件的外壁且与泥水分离组件分隔,所述脱气系统的上端敞口;
[0012] 布水通道,所述布水通道位于所述泥水分离组件下方,且与所述脱气系统连通;
[0013] 布水箱,所述布水箱位于所述围封件内部且与所述布水通道连通,所述布水箱上需开设有多个布水孔,所述泥水分离组件通过所述布水孔与所述布水箱连通;
[0014] 集排水槽,所述集排水槽位于所述泥水分离组件的上方;
[0015] 泥斗,所述泥斗位于所述泥水分离组件的下方,所述泥斗上开口与所述泥水分离组件连通,所述泥斗下开口为能够敞开的出泥口。
[0016] 优选的,上述沉淀装置中,所述脱气系统、所述布水通道、所述泥水分离组件、所述集排水槽和所述泥斗相对于布水箱对称布置。
[0017] 优选的,上述沉淀装置中,所述集排水槽包括集水槽和与所述集水槽连通的出水总渠。
[0018] 优选的,上述沉淀装置中,还包括设置在所述泥斗的出泥口下方的阻气部件。
[0019] 优选的,上述沉淀装置中,还包括连通于所述泥斗的斗壁上的反冲管。
[0020] 优选的,上述沉淀装置中,还包括竖直设置在所述脱气系统内的导流部件。
[0021] 优选的,上述沉淀装置中,还包括:设置在所述脱气系统的槽口处的挡渣板或消泡件。
[0022] 优选的,上述沉淀装置中,还包括设置在所述布水箱上的人孔。
[0023] 优选的,上述沉淀装置中,所述板组或管组与水平面之间的倾斜角度在45°〜60°范围内。
[0024] 优选的,上述沉淀装置中,所述泥斗的出泥口可封闭;
[0025] 还包括:
[0026] 设置在所述集排水槽上方的污泥槽;
[0027] 插入所述泥斗底部且与所述污泥槽连通的泥管;
[0028] 套设于所述泥管中且与气提装置连接的空气支管。
[0029] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0030] 本发明提供的用于污水三相分离的沉淀装置中,污水经过脱气系统将气体首先分离,剩下的泥水经布水通道进入布水箱,由布水箱上的布水孔将泥水均布于泥水分离组件中,泥水分离组件为倾斜设置的板组或管组,泥水在倾斜的板组或管组中上升,并进行泥、水的分离,水进入上方的集排水槽排出,污泥沉淀下来,进入下方的泥斗中,并从出泥口落入反应区。由于泥水分离组件为倾斜的板组或管组,其总的流通面积比现有技术中的三相分离器的窄缝的流通面积大得多,因此,在相同直径的厌氧反应器内可承受更高的泥水上升流速,因此本发明的沉淀装置增大了厌氧反应器的污水处理流量;并且应用于好氧活性污泥法中,沉淀装置自身具有沉淀功能,可以直接在曝气区进行泥、气、水的三相分离,并进行污泥沉淀,不需要单独设置沉淀单元,污泥可从泥斗的出泥口落入底部曝气区,可省去使用动力设备将污泥回流至曝气区的过程,因此既节省了占地面积、且降低了投资成本和运行能耗。
附图说明
[0031] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的方案,下面将对实施例或现有技术中描述所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032] 图1为现有技术提供的一种厌氧反应器的三相分离器的结构示意图;
[0033] 图2为本发明实施例提供的一种用于污水三相分离的沉淀装置的结构示意图;
[0034] 图3为图2的俯视图。
[0035] 上述图1中,集气区01、窄缝02、出水槽03、沉淀区04 ;
[0036] 上述图2和图3中,
[0037] 脱气系统1、导流部件2、围封件3、外壁301、集排水槽4、集水槽401、出水总渠402、污泥槽5、空气支管6、泥水分离组件7、布水通道8、泥斗9、阻气部件10、布水箱11、布水孔12、泥管13、反冲管14、人孔15。
具体实施方式
[0038] 本发明提供了一种用于污水三相分离的沉淀装置,替代了厌氧反应器中的三相分离器,从而在污水三相分离能够正常进行的前提下,提高了厌氧反应器的污水处理流量;当应用于好氧活性法中时,使曝气和沉淀在同一工作区域,减小了占地面积,降低了成本和能耗。
[0039] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0040] 请参考图2和图3,图2为本发明实施例提供的一种用于污水三相分离的沉淀装置的结构不意图;图3为图2的俯视图。
[0041] 本发明实施例提供了一种用于污水三相分离的沉淀装置,以下简称沉淀装置,主要包括围封件3、脱气系统1、布水通道8、布水箱11、泥水分离组件7、集排水槽4和泥斗9;其中,围封件3可以是由隔板围成上下贯通的部件,也可以是利用曝气池的池壁围成,用于将沉淀装置中正在进行的泥水分离与外部的污水隔离开,并且为其它各部件提供安装支撑;泥水分离组件7是板组或管组,板组是由多个倾斜排布并安装于围封件3内的斜板组成,各斜板之间有空隙,管组则是由多个紧邻布置并安装于围封件3内的斜管组成;脱气系统1连接于围封件3的外壁301上,且通过外壁301与泥水分离组件7分隔,脱气系统的上端敞口,作为污水的进口 ;布水通道8位于泥水分离组件7的下方,且穿透外壁301与脱气系统1连通,这样经过脱气系统1释气后的泥水可以进入布水通道8中;布水箱11位于围封件3的内部且与布水通道8连通,这样布水通道8连通了脱气系统1和布水箱11,使释气后的泥水能够进入布水箱11中,布水箱11上开设有多个布水孔12,布水箱11除了布水孔12以及与布水通道8连通外,整体上为封闭的腔体,泥水不会从布水箱11的其它位置溢出,泥水分离组件7通过布水孔12与布水箱11连通;集排水槽4位于泥水分离组件7的上方,用于收集并排出分离出来的水;泥斗9位于泥水分离组件7的下方,泥斗9上端开口为污泥的进口,与泥水分离组件7连通,泥斗9下端为出泥口,出泥口敞开,以便于沉淀浓缩后的污泥回落到反应区。
[0042] 上述沉淀装置的工作原理是:当沉淀装置安装于厌氧反应器中时,使脱气系统1淹没于污水液面以下,含有气体、水和污泥的污水由脱气系统1的上端敞口处进入脱气系统1中,污水在脱水系统1中向其底部流动的过程中,污水与脱气系统1发生碰撞,使污水中的气体分离出来,气体在浮力作用下向上运动,到达脱气系统1的上端敞口处,最终脱离水面,而泥和水在自身重力作用下继续向下运动到达脱气系统1的底部,完成气与泥水的分离过程。完成气体分离后的泥水混合液,在脱气系统1的底部通过布水通道8进入布水箱11中,之后泥水通过布水箱11的布水孔12均匀地流入泥水分离组件7中,泥水经过倾斜设置的板组或者管组时,由于泥水中的污泥密度大于水的密度,污泥沉降在斜板或斜管上,最终沉降至泥斗9中并从敞开的出泥口回流至反应区,而水则通过斜板之间的间隙或者斜管的通道向上流动,进入集排水槽4中,最终排出厌氧反应器外,实现泥、水的分离。若沉淀装置应用于好氧活性污泥法中,将沉淀装置置于曝气池中,使脱气系统1的上端敞口淹没于污水液面以下,以下工作与厌氧反应器中的工作原理基本相同,分离的水排出曝气池,沉淀在泥斗中的污泥回流至沉淀装置下部的曝气区内。
[0043] 可以看出,本发明实施例提供的沉淀装置替代了现有技术中的厌氧反应器中的三相分离器,由于沉淀装置的泥水分离组件7由多个倾斜排布的斜板或斜管组成,泥水分离组件7的流通面积比三相分离器中的窄缝02的流通面积大很多,因此,在通过泥水分离组件7的流速与流经三相分离器的窄缝02的流速相同的情况下,如果在同样直径的厌氧反应器中,泥水分离组件7可处理泥水的流量远大于三相分离器,且不会出现泥、水无法正常分离的情况,因此整体上提高了厌氧反应器的污水处理能力。对于好氧活性污泥法,因沉淀装置具有泥、水、气三相分离功能,且分离出来的污泥可直接从泥斗9中自沉降至底部的曝气区中,所以不需要在曝气池之外单独设置沉淀单元,既减小了污水处理的占地面积,且省去了动力设备将沉淀单元的污泥再回流至曝气池中的过程,降低了成本和能耗;由于污泥不需要回流,所以污泥中的微生物不会出现因为反复转移而使微生物菌胶团受损的情况,较好的保证了微生物的活性和沉降性能,提高了现有活性污泥法的处理效率。
[0044] 进一步优化沉淀装置,本实施例中的脱气系统1、布水通道8、泥水分离组件7、集排水槽4和泥斗9等均相对于布水箱11对称布置;更优选地,脱气系统1对称设置在布水箱11的两侧;泥水分离组件7分为两组,且分别位于布水箱11的两侧;集排水槽4同样分布于布水箱11的两侧;泥斗9分别对应连通两组泥水分离组件7。这样设置的优点是能够使污水均匀分布于泥水分离组件7中,提高泥水分离效果。当然,上述各部件的数量可以根据实际情况做相应的调整,在此不做具体限定。
[0045] 对集排水槽4进行优化,本实施例中,集排水槽4包括集水槽401和出水总渠402,集水槽401位于出水总渠402的两侧且与之连通,工作时,分离的水进入集水槽401,最终汇入出水总渠402中并排出。
[0046] 进一步优化沉淀装置,本实施例中,沉淀装置还包括设置于泥斗9的出泥口下方的阻气部件10 ;原因是反应区底部的气体上升,可能会影响污泥顺利地从泥斗9的出泥口回落至反应区,为了减弱上升气体对泥、水分离的干扰,在出泥口下方设置阻气部件10,则上升的气体被阻气部件10阻挡,气体不会流向出泥口,而是绕开出泥口,从而减弱了上升气体对泥水分离的干扰。阻气部件10可以是三棱柱结构,三棱柱的一个尖角朝向出泥口 ;当然,阻气部件10并不局限于三棱柱,凡是能够减弱上升气体对出泥口出泥影响的结构都属于本发明的保护范围。
[0047] 进一步的,沉淀装置还包括连通于泥斗9的斗壁上的反冲管14,反冲管14用于与反冲设备连接,反冲设备向沉淀装置中通气以清洗沉积在沉淀装置中的污物,保证沉淀装置正常使用;当然,也可采用其它方式对泥水分离组件7进行反冲,凡是能够对泥水分离组件7进行反冲的都属于本发明的保护范围。
[0048] 为了更好地实现污水中的气体分离,本实施例中,在脱气系统1中竖直设置导流部件2,导流部件2通常为板状结构;导流部件2可以增加污水与脱气系统1碰撞的机率,使气体更快地从污水中分离出来;当然也可以采用其它的方式首先实现气与泥水的分离,在此不做具体限定。
[0049] 进一步的,在脱气系统1的槽口处设置挡渣板或消泡件;设置挡渣板或消泡件的目的是为了防止脱气系统1的阻塞,从而影响沉淀装置的污水处理效率。
[0050] 作为优化,本实施例中,沉淀装置还在布水箱11上设置有人孔15 ;目的是为了方便安装及维修。
[0051] 对泥水分离组件7进行优化,板组或管组与水平面的倾斜角为45°〜60°,即构成板组的斜板或构成管组的斜管与水平面的夹角为45°〜60° ;当然,根据实际使用情况,板组或管组的倾斜角度可以进行相应调整,并不局限于上述设置的角度范围。
[0052] 为了应对某些特殊情况,比如需要将分离出来的污泥移至其它的反应区进行反应,则将沉淀装置的泥斗9的出泥口封闭,集排水槽4上方设置污泥槽5,泥斗9的底部插入泥管13,泥管13与污泥槽5连通,泥管13中套设有可与气提装置连接的空气支管14 ;工作时,污泥沉淀在泥斗9中,气提装置向空气支管14中充气,泥管13中的污泥密度小于泥管13外的密度,则使泥管13抽吸泥斗9中的污泥,并将污泥提升至污泥槽5中,污泥槽5通向其它的反应区,实现污泥的转移。除了采用气提装置实现污泥转移之外,还可以采用机械栗将泥斗9中的污泥转移至其它反应区,在此不做具体介绍。
[0053] 对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种用于污水三相分离的沉淀装置,其特征在于,包括: 围封件(3),所述围封件(3)的上下两个端面敞口 ; 泥水分离组件(7),所述泥水分离组件(7)为倾斜地安装于所述围封件(3)内的板组或管组; 脱气系统(1),所述脱气系统(1)连接于所述围封件(3)的外壁(301)且与泥水分离组件(7)分隔,所述脱气系统(1)的上端敞口 ; 布水通道(8),所述布水通道(8)位于所述泥水分离组件(7)下方,且与所述脱气系统(1)连通; 布水箱(11),所述布水箱(11)位于所述围封件(3)内部且与所述布水通道(8)连通,所述布水箱(11)上需开设有多个布水孔(12),所述泥水分离组件(7)通过所述布水孔(12)与所述布水箱(11)连通; 集排水槽(4),所述集排水槽(4)位于所述泥水分离组件(7)的上方; 泥斗(9),所述泥斗(9)位于所述泥水分离组件(7)的下方,所述泥斗(9)上开口与所述泥水分离组件(7)连通,所述泥斗(9)下开口为能够敞开的出泥口。
2.根据权利要求1所述的沉淀装置,其特征在于,所述脱气系统(1)、所述布水通道(8)、所述泥水分离组件(7)、所述集排水槽(4)和所述泥斗(9)相对于布水箱(11)对称布置。
3.根据权利要求2所述的沉淀装置,其特征在于,所述集排水槽(4)包括集水槽(401)和与所述集水槽(401)连通的出水总渠(402)。
4.根据权利要求2所述的沉淀装置,其特征在于,还包括设置在所述泥斗(9)的出泥口下方的阻气部件(10)。
5.根据权利要求2所述的沉淀装置,其特征在于,还包括连通于所述泥斗(9)的斗壁上的反冲管(14)。
6.根据权利要求2所述的沉淀装置,其特征在于,还包括竖直设置在所述脱气系统(1)内的导流部件(2)。
7.根据权利要求2所述的沉淀装置,其特征在于,还包括:设置在所述脱气系统(1)的槽口处的挡渣板或消泡件。
8.根据权利要求2所述的沉淀装置,其特征在于,还包括设置在所述布水箱(11)上的人孔(15)。
9.根据权利要求2所述的沉淀装置,其特征在于,所述板组或管组与水平面之间的倾斜角度在45°〜60°范围内。
10.根据权利要求2所述的沉淀装置,其特征在于,所述泥斗(9)的出泥口可封闭; 还包括: 设置在所述集排水槽(4)上方的污泥槽(5); 插入所述泥斗(9)底部且与所述污泥槽(5)连通的泥管(13); 套设于所述泥管(13)中且与气提装置连接的空气支管(6)。
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