CN110127792A - 一种养殖废水高效固液分离系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种养殖废水高效固液分离系统，包括进水泵、涡流混合器组、捷浮池、刮渣机、药剂投加装置、高压气体供给装置和污泥斗；所述涡流混合器组包括N个依次相串联的涡流混合器；第一个涡流混合器与所述进水泵和高压气体供给装置相连接，最后一个涡流混合器与所述捷浮池相连接；所述捷浮池顶部设有所述刮渣机；所述刮渣机与所述污泥斗相连接；第二个涡流混合器与所述药剂投加装置相连接；所述涡流混合器包括壳体和位于所述壳体内的中空芯体，所述中空芯体与所述壳体之间形成密封的环形空腔；所述中空芯体沿长度方向相间设有多个孔组；所述孔组包括沿所述中空芯体圆周设置的多个孔。本发明占地面积小，固液分离效果好。

Description

一种养殖废水高效固液分离系统

技术领域

本发明涉及废水处理设备技术领域，尤其是涉及一种养殖废水高效固液分离系统。

背景技术

随着人民生活水平的提高，我国畜禽养殖业得到飞速发展，但畜禽养殖废水其所带来的环境污染问题也日益突出。现畜禽养殖废水已继工业废水、生活污水之后的第三大污染源。因此，如何规模化地处置畜禽养殖污染物成为亟待解决的问题。现养殖场废水处理会涉及到废水的固液分离处理，以及将污泥中的固液相分离的污泥脱水处理，但现有技术普遍存在固液分离差的问题。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术的不足，提供了一种占地面积小，固液分离效果好的养殖废水高效固液分离系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种养殖废水高效固液分离系统，包括进水泵、涡流混合器组、捷浮池、刮渣机、药剂投加装置、高压气体供给装置和污泥斗；

所述涡流混合器组包括N个依次相串联的涡流混合器，且N个涡流混合器内的压力由所述涡流混合器组的进水口向出水口逐个递减；N≥2，N为自然数；

第一个涡流混合器与所述进水泵和高压气体供给装置相连接，最后一个涡流混合器与所述捷浮池相连接；所述捷浮池顶部设有所述刮渣机；所述刮渣机与所述污泥斗相连接；第二个涡流混合器与所述药剂投加装置相连接；

所述涡流混合器包括壳体和位于所述壳体内的中空芯体，所述中空芯体与所述壳体之间形成密封的环形空腔；所述中空芯体沿长度方向相间设有多个孔组；所述孔组包括沿所述中空芯体圆周设置的多个孔；通过所述孔组的水流形成涡流；

所述壳体的侧方设有连通所述环形空腔的进水管，上方设有连通所述中空芯体内部的气体管，下方设有连通所述中空芯体内部的出水管。

进一步地，还包括与所述污泥斗相连接的污泥回流泵；所述污泥斗内设有液位开关。

进一步地，所述高压气体供给装置包括与第一个涡流混合器相连接的滑片式压缩机。

进一步地，所述药剂投加装置包括与第二个涡流混合器相连接的药剂投加泵。

进一步地，所述高压气体供给装置与第二个涡流混合器相连接。

进一步地，所述N≥3，所述药剂投加装置与第三个涡流混合器相连接。

进一步地，所述孔为螺纹孔；所述涡流混合器还包括与所述螺纹孔配合的内六角螺纹堵头。

进一步地，所述壳体沿长度方向设有对应孔的内凹槽。

进一步地，所述内凹槽的横截面呈L型结构，所述内凹槽的一槽边与所述孔的中轴线相垂直，另一槽边与所述孔的中轴线平行。

本发明的有益效果：本发明采用气泡粘附在悬浮物上作为载体，形成密度比水轻的气固混合物，上浮到水面，从而使悬浮物杂质与水分离，然后用刮渣机将浮渣刮入污泥斗，清水则从捷浮池池底排出。本发明通过涡流混合器组实现气、固、液三相混合，且N个依次相串联涡流混合器内的压力由涡流混合器组进水口向出水口逐个递减，无数的微型气泡在絮体内部和周边生成晶核生长，随着压力降低，气泡会在絮体内部迅速膨胀，将絮体中的水分挤出，气体和固体絮体形成多孔中空形态，含水率显著降低同时自身比重越来越轻，可以不借助外力自行上浮，完成固液分离。该技术实现了絮体上浮的革新，省略了现有溶水设备、循环水系统和缓慢低效的气泡附着过程，实现前所未有的浮渣去除效率和系统简化，节省占地面积。同时本发明在涡流混合器组的作用下，能有效伸展絮凝剂分子链，将絮凝剂分子初始为盘绕状拉伸成长链分子状，使絮凝剂的污染物捕获能力提高数十倍，借助涡流提供完全充分的絮凝剂混合功能，污染物被絮凝剂分子链捕获的效率接近100％，从而实现以极少的絮凝剂消耗量处理大量的废水。本发明由于絮凝剂、污染物、高压气体在涡流反应过程中，结合紧密、含水率低，在上浮形成浮渣后，浮渣含水率约80％，便于储存和干化。

本发明涡流混合器的壳体与中空芯体之间形成环形空腔，混合高压气体的高压废水输送至第一个涡流混合器的环形空腔内，再通过多个孔组上的孔进入中空芯体内部，能够使高压污水压力增加，流速增快，且在中空芯体内部形成涡流，混合快速充分，形成高压溶气液，后又输送至第二个涡流混合器的环形空腔内与絮凝剂进行混合，且随着涡流混合器内压力降低快速释放后可产生更多气泡，增强废水净化效果，提高废水处理效率。本发明低碳环保，投入成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，对于本领域普通技术人员来讲，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。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明涡流混合器的立体图。

图3为图2的剖视图。

图4为本发明中空芯体的立体图。

图5为图4的剖视图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

如图1-5所示，本实施方式提供的一种养殖废水高效固液分离系统，包括进水泵2、涡流混合器组、捷浮池8、刮渣机5、药剂投加装置、高压气体供给装置和污泥斗6。

所述涡流混合器组包括N个依次相串联的涡流混合器1，且N个涡流混合器1内的压力由所述涡流混合器组的进水口向出水口逐个递减；N≥2，N为自然数；即第一个涡流混合器1内的压力最高(约 0.8Mpa)，后续涡流混合器1内的压力逐个递减(如0.7Mpa、0.6Mpa、0.5Mpa、 0.4Mpa不等)。如图1所示，四个涡流混合器1内的压力由右向左逐个递减。

第一个涡流混合器1与所述进水泵2和高压气体供给装置相连接，最后一个涡流混合器1与所述捷浮池8相连接；所述捷浮池8顶部设有所述刮渣机5；所述刮渣机5与所述污泥斗6相连接；第二个涡流混合器1与所述药剂投加装置相连接；本实施方式中，所述高压气体供给装置包括与第一个涡流混合器1相连接的滑片式压缩机3。本实施方式中，所述药剂投加装置包括与第二个涡流混合器1相连接的药剂投加泵4，其中药剂投加泵4的投加压力稍大于第二个涡流混合器1内的压力。本实施方式中，所述高压气体供给装置与第二个涡流混合器1相连接。即第一个涡流混合器1和第二个涡流混合器1内均通入高压气体。

如图2-5所示，所述涡流混合器1包括壳体10和位于所述壳体10内的中空芯体14，所述中空芯体14与所述壳体10之间形成密封的环形空腔1010；所述中空芯体14沿长度方向相间设有多个孔组；所述孔组包括沿所述中空芯体14圆周设置的多个孔140；通过所述孔组的水流形成涡流；本实施方式中，多个孔1组沿中空芯体14的长度方向等间距设置，且孔组包括的多个孔140沿中空芯体14圆周均布设置。本实施方式中，通过孔组的水流形成涡流，其孔组设置的具体形式可以是：孔140的中轴线与中空芯体14的径向面平行，且与中空芯体14内壁所在的圆周面相交于一虚拟交点，中空芯体14内壁所在的圆周面在虚拟交点处的切线与孔140中轴线之间的夹角a为55°至85°。本实施方式中，壳体10与中空芯体14可以是成一体式结构，也可以是分体式结构，具体地，壳体10包括套管101，以及设于套管101两端的套盖102，中空芯体14位于套管101内，且中空芯体14两端通过O型密封圈103实现套盖102与中空芯体14的密封。

所述壳体10的侧方设有连通所述环形空腔1010的进水管11，上方设有连通所述中空芯体14内部的气体管12，下方设有连通所述中空芯体14内部的出水管13。相邻两涡流混合器1之间，前面涡流混合器1的出水管13与后面涡流混合器1的进水管11相连接；需加入高压气体的涡流混合器1的气体管12与滑片式压缩机3相连接；需加入絮凝剂的涡流混合器1的进水管11与药剂投加泵4相连接。其中未加入高压气体的涡流混合器1上的气体管12采用密封装置密封。本实施方式中，进水管11、气体管12、出水管13与壳体10可以是成一体式制造，也可以是采用焊接等方式相固连成一体。

本发明通过涡流混合器组实现气、固、液三相混合，且N个依次相串联涡流混合器1内的压力由涡流混合器组进水口向出水口逐个递减，无数的微型气泡在絮体内部和周边生成晶核生长，随着压力降低，气泡会在絮体内部迅速膨胀，将絮体中的水分挤出，气体和固体絮体形成多孔中空形态，含水率显著降低同时自身比重越来越轻，可以不借助外力自行上浮。该技术实现了絮体上浮的革新，省略了现有溶水设备、循环水系统和缓慢低效的气泡附着过程，实现前所未有的浮渣去除效率和系统简化，节省占地面积。

本实施方式中在涡流混合器组的作用下，能有效伸展絮凝剂分子链，将絮凝剂分子初始为盘绕状拉伸成长链分子状，使絮凝剂的污染物捕获能力提高数十倍，借助涡流提供完全充分的絮凝剂混合功能，污染物被絮凝剂分子链捕获的效率接近100％，从而实现以极少的絮凝剂消耗量处理大量的废水。

本实施方式中由于絮凝剂、污染物、高压气体在涡流反应过程中，结合紧密、含水率低，在上浮形成浮渣后，浮渣含水率约80％，便于储存和干化。

本实施方式中采用气泡粘附在悬浮物上作为载体，形成密度比水轻的气固混合物，上浮到水面，从而使悬浮物杂质与水分离，然后用刮渣机5将浮渣刮入污泥斗，清水则从捷浮池8池底排出。

本实施方式中涡流混合器1的壳体10与中空芯体14之间形成环形空腔1010，混合高压气体的高压废水输送至第一个涡流混合器1的环形空腔1010内，再通过多个孔组上的孔140进入中空芯体14内部，能够使高压污水压力增加，流速增快，且在中空芯体14内部形成涡流，混合快速充分，形成高压溶气液，后又输送至第二个涡流混合器1的环形空腔1010内与絮凝剂进行混合，且随着涡流混合器1内压力降低快速释放后可产生更多气泡，增强废水净化效果，提高废水处理效率。本实施方式的涡流混合器低碳环保，投入成本低。

本实施方式中，所述养殖废水高效固液分离系统还包括与所述污泥斗5相连接的污泥回流泵7；所述污泥斗6内设有液位开关。将污泥斗5内的浮渣通过污泥输送泵7输出，并通过液位开关检测污泥斗6内浮渣的液位，以控制污泥输送泵7的启停。

本实施方式中，所述N≥3，所述药剂投加装置与第三个涡流混合器1相连接。以图1所示为例说明本实施方式的原理，其中N=4：调节池内的废水经进水泵2加压后与高压空气供给装置供给的高压气体一同输送至第一个涡流混合器1内形成涡流，高压废水与高压气体充分混合形成高压溶气液后，再输送至第二个涡流混合器1内形成涡流，同时第二个涡流混合器1的进水管11与药剂投加装置相连接，气体管12与高压空气供给装置相连接，在第二个涡流混合器1内实现絮凝剂与污染物颗粒(固体)、水、气 三相充分混合；后又输送至第三个涡流混合器1，进一步加入絮凝剂，再充分混合后，进一步输送至第四个涡流混合器1混合后落入捷浮池8内。本实施方式中在四个涡流混合器1的作用下，压力逐个递减，无数的微型气泡在絮体内部和周边生成晶核生长，药剂分子由初始盘绕状拉伸提效为长链分子状，且随着压力降低，气泡会在絮体内部迅速膨胀，将絮体中的水分挤出，气体和固体絮体形成多孔中空形态，含水率显著降低同时自身比重越来越轻，在捷浮池内可以不借助外力自行上浮，再刮渣机自动去除浮渣；浮渣送入至污泥斗内收集，清水从捷浮池底部排出。

本实施方式中，所述孔140为螺纹孔；所述涡流混合器1还包括与所述螺纹孔配合的内六角螺纹堵头，以通过内六角螺纹堵头堵住相应的孔140，来调节中空芯体14上能通过高压废水的孔的数量，从而调节进入中空芯体14内的废水压力，可调节性、可操作性更强。

本实施方式中，所述壳体14沿长度方向设有对应孔140的内凹槽141。本实施方式中，所述内凹槽141的横截面呈L型结构，所述内凹槽141的一槽边与所述孔140的中轴线相垂直，另一槽边与所述孔140的中轴线平行，且内凹槽141槽边与中空芯体14外壁的圆周面呈圆弧过渡。本实施方式中内凹槽141的设计，不仅方便各孔140的加工，降低加工成本，同时有利于提高将絮凝剂分子拉伸为长链分子状的拉伸力，实现絮凝剂分子有效快速拉伸。

本实施方式中，进水泵2与涡流混合器1的进水管11之间、滑片式压缩机3与涡流混合器1的气体管12之间、涡流混合器1的进水管11和出水管13之间、药挤投加泵4与涡流混合器1的进水管11之间等存在物质传输的两两连接之间，中间采用管道衔接，当然有些管道上还设有阀门，此均为现有常规技术，故不做过多赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种养殖废水高效固液分离系统，其特征在于，包括进水泵、涡流混合器组、捷浮池、刮渣机、药剂投加装置、高压气体供给装置和污泥斗；

所述涡流混合器组包括N个依次相串联的涡流混合器，且N个涡流混合器内的压力由所述涡流混合器组的进水口向出水口逐个递减；N≥2，N为自然数；

第一个涡流混合器与所述进水泵和高压气体供给装置相连接，最后一个涡流混合器与所述捷浮池相连接；所述捷浮池顶部设有所述刮渣机；所述刮渣机与所述污泥斗相连接；第二个涡流混合器与所述药剂投加装置相连接；

所述涡流混合器包括壳体和位于所述壳体内的中空芯体，所述中空芯体与所述壳体之间形成密封的环形空腔；所述中空芯体沿长度方向相间设有多个孔组；所述孔组包括沿所述中空芯体圆周设置的多个孔；通过所述孔组的水流形成涡流；

所述壳体的侧方设有连通所述环形空腔的进水管，上方设有连通所述中空芯体内部的气体管，下方设有连通所述中空芯体内部的出水管。

2.根据权利要求1所述的一种养殖废水高效固液分离系统，其特征在于，还包括与所述污泥斗相连接的污泥回流泵；所述污泥斗内设有液位开关。

3.根据权利要求1所述的一种养殖废水高效固液分离系统，其特征在于，所述高压气体供给装置包括与第一个涡流混合器相连接的滑片式压缩机。

4.根据权利要求1所述的一种养殖废水高效固液分离系统，其特征在于，所述药剂投加装置包括与第二个涡流混合器相连接的药剂投加泵。

5.根据权利要求1所述的一种养殖废水高效固液分离系统，其特征在于，所述高压气体供给装置与第二个涡流混合器相连接。

6.根据权利要求1所述的一种养殖废水高效固液分离系统，其特征在于，所述N≥3，所述药剂投加装置与第三个涡流混合器相连接。

7.根据权利要求1所述的一种养殖废水高效固液分离系统，其特征在于，所述孔为螺纹孔；所述涡流混合器还包括与所述螺纹孔配合的内六角螺纹堵头。

8.根据权利要求1所述的一种养殖废水高效固液分离系统，其特征在于，所述壳体沿长度方向设有对应孔的内凹槽。

9.根据权利要求8所述的一种养殖废水高效固液分离系统，其特征在于，所述内凹槽的横截面呈L型结构，所述内凹槽的一槽边与所述孔的中轴线相垂直，另一槽边与所述孔的中轴线平行。