CN110294529A - 一种废水处理的布水装置及其脉冲式布水方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废水处理的布水装置及其脉冲式布水方法，属于废水处理设备领域。本发明包括厌氧反应器和固定于厌氧反应器顶部的脉冲布水器，脉冲布水器的本体为卧式罐体，上部外接废水进水管，内置主虹吸管，主虹吸管的上部罩有倒桶状的罩体，下端穿出罐体后插入主布水管的上部，罩体通过固定板固定；罩体的内部与主虹吸管之间形成环腔，环腔外接真空破坏管；真空破坏管呈倒“L”形，与主虹吸管形成虹吸结构；主布水管底端直插至厌氧反应器的底部，并与厌氧反应器底部横向铺设的布水支管相通。真空破坏管的上部通过转轴穿出至罐体外后，再通过转轴外接可转动的调节手柄，可转动真空破坏管，实现脉冲式布水的目的，而且频率可调。

Description

一种废水处理的布水装置及其脉冲式布水方法

技术领域

本发明属于废水处理设备领域，更具体地说，涉及一种废水处理的布水装置及其脉冲式布水方法。

背景技术

在化工生产中会产生大量的废水，高、中浓度的废水常采用厌氧处理，目前应用最广泛是USAB反应器(升流式厌氧污泥床法)，其中废水进水的分配对厌氧反应器的良好运行至关重要，进水系统兼有配水和水力搅拌的功能。目前常用的按进水方式可分为间歇式(脉冲式)、连续式、连续与间歇结合式；从布水管的形式有一管多孔、一管一孔和分枝状：连续进水方式(一管一孔)这种进水只能与一个进水点相连，会造成各点的流量不均，但能容易观察到堵塞情况；一管多孔进水方式一般配合脉冲进水系统，管中的孔不易开的过多，防止孔眼堵塞；分枝状布水，采用了较长的配水支管，增加了沿程阻力，难以达到布水均匀。

为解决以上布水方式的问题，经检索，中国专利公告号为：CN208308518U，公开日为：2019年1月1日的专利文献，公开了一种脉冲布水管路、脉冲布水器及污水处理系统，该脉冲布水管路包括脉冲主管道、布水管道和阻力管道；脉冲主管道的进液端用于连接脉冲布水器主体的出液管道，脉冲主管道的出液端连接布水管道的进液端；布水管道上设有多个布水孔，布水管道呈平直铺设；阻力管道整体上呈弯折状，阻力管道与布水管道的出液端连接，阻力管道的出液端的端部设有出液口。当上述脉冲布水管路中的某根布水管道的部分布水孔出现堵塞时，污水可从阻力管道的出液口流出，而不影响整个污水处理系统的使用；同时阻力管道在弯折部存在局部阻力，会使污水流对布水孔形成冲刷，促使堵塞的布水孔最终恢复畅通，方便且能够有效解决布水管道的堵塞问题。该种脉冲进水方式，能使反应器底层的污泥交替进行了收缩和膨胀，有助于底层污泥的混合，但存在布水量和脉冲频率过于单一，通用效果较差的问题。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有化工废水处理设备中脉冲进水方式布水量和脉冲频率过于单一的问题，本发明提供一种废水处理的布水装置及其脉冲式布水方法。本发明使用特殊的虹吸结构，有别于现有技术的单管式虹吸，能够保证废水厌氧处理中布水的稳定、高效，对底部污泥的充分搅动，增加泥水混合效果，以提高处理效率，减小厌氧反应器的池容。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

一种废水处理的布水装置，包括厌氧反应器和固定于厌氧反应器顶部的脉冲布水器，所述脉冲布水器的本体为卧式罐体，上部外接废水进水管，内置主虹吸管，所述主虹吸管的上部罩有倒桶状的罩体，实现一个密闭的空间，下端穿出罐体后插入主布水管的上部，形成管中管的套管结构，所述罩体通过固定板固定，所述固定板固定于罐体的内壁；所述罩体的内部与主虹吸管之间形成环腔，所述环腔外接真空破坏管；所述真空破坏管呈倒“L”形，与主虹吸管形成虹吸结构，在水力的作用下，罩体内部能产生一定真空度，实现脉冲布水；所述主布水管底端直插至厌氧反应器的底部，并与厌氧反应器底部横向铺设的布水支管相通；该虹吸结构巧妙，增大了水力搅拌混合效果并减小厌氧反应器的池容；该装置具有结构简单，布水稳定，水力搅拌好，废水厌氧反应充分、处理效果好的优点。真空破坏管的上部通过转轴穿出至罐体外后，再通过转轴外接可转动的调节手柄，可转动真空破坏管，即真空破坏管通过调节手柄实现来回摆动，既利于调节布水量和脉冲频率，又进一步增大了水力搅拌混合效果。

进一步地，主虹吸管的底部与主布水管的上部的套管结构之间形成顶端密封的环形集气室，所述集气室的上部外接排气管，所述排气管的上部插入罐体内后，直至罐体的上部，高于罩体的顶端，形成虹吸结构的呼吸端，而且，还能排出主布水管中废气；集气室位于脉冲布水器底部的主布水管处，能将布水管中废气快速的收集，通过相连的排气管及时排走多余气体，使布水更加迅速、稳定。

进一步地，环腔的上部和下部还分别通过辅助虹吸管一和辅助虹吸管二与排气管连通，能将两个辅助虹吸管流动的水排走的同时，带走倒桶式的罩体内一定的气体，形成负压，以加快虹吸的作用。

进一步地，厌氧反应器顶部设有人孔，方便罐内部件的维修和维护，人孔的周围均匀分布有通气孔，以和外部大气相通。

进一步地，厌氧反应器上部还外接有内循环进水管，内循环进水管的底部与厌氧反应器上部的废水相通，能实现稀释进水浓度和将厌氧反应器上表面的污泥经主布水管重新布入厌氧反应器底部。

进一步地，厌氧反应器上部铺设有三相分离器，布水支管上均匀开有布水孔，使脉冲废水能充分搅动厌氧反应器底部活性泥。

进一步地，厌氧反应器底部铺设固定布水支管的固定墩，避免布水支管的晃动而减少脉冲水力。

进一步地，真空破坏管的顶部位于倒桶状罩体的2/3高度处，能实现不同液位时破坏真空达到要求的脉冲频率和布水量。

进一步地，内循环进水管和废水进水管上均设置有控制流量的阀门，以根据废水浓度调节内循环进水量。

一种废水处理的布水装置的脉冲式布水方法，步骤为：

步骤一、充水：废水由废水进水管进入装置内；

步骤二、虹吸：随着液位的上升，依次超过真空破坏管的底部管口和主虹吸管的管口后，形成虹吸效应，废水由主虹吸管通往主布水管进入厌氧反应器底部，在水力的作用下，罩体内部能产生真空度；

步骤三、脉冲：通过来回转动调节手柄，调节真空破坏管管口的高、低，间歇式破坏罩体内的真空度，实现脉冲式布水。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明的废水处理的布水装置，通过巧妙的虹吸结构，增大了水力搅拌混合效果并减小厌氧反应器的池容；该装置具有结构简单，布水稳定，水力搅拌好，废水厌氧反应充分、处理效果好的优点；

(2)本发明的废水处理的布水装置，可转动的真空破坏管，既利于调节布水量和脉冲频率，又进一步增大了水力搅拌混合效果；

(3)本发明的废水处理的布水装置，排气管上部插入罐体内后，直至罐体的上部，形成虹吸结构的呼吸端的同时，还能排出主布水管中废气，起到双重作用和效果；

(4)本发明的废水处理的布水装置，环腔能将两个辅助虹吸管流动的水排走的同时，带走倒桶式的罩体内一定的气体，形成负压，以加快虹吸的作用；

(5)本发明的废水处理的布水装置，内循环进水管的底部与厌氧反应器上部的废水相通，能实现稀释进水浓度和将厌氧反应器上表面的污泥经主布水管重新布入厌氧反应器底部；

(6)本发明的废水处理的布水装置，真空破坏管的顶部位于倒桶状罩体的2/3高度处，能实现不同液位时破坏真空达到要求的脉冲频率和布水量；

(7)本发明的废水处理的布水装置，可保证废水厌氧处理中布水的稳定、高效，对底部污泥的充分搅动，增加泥水混合效果，提高处理效率，并减小厌氧反应器的池容；

(8)本发明的废水处理的布水装置，脉冲布水器上部设置的废水进水口，可带有调节阀门控制，以保证来水流量的持续稳定；布水器上部设置内循环水进水口，带有阀门控制，能在来水浓度高时通过通入内循环水进行混和稀释，提高了处理不同浓度废水的能力，增加活性污泥循环使用能力；

(9)本发明的废水处理的布水装置，罩体内形成罩式真空发生器，整个吸水、布水的过程靠水力自动完成，整个过程配水均匀、脉冲动力大、水力搅拌塔底污泥效果好；实现了连续进水，瞬间布水，使塔底部的活性污泥周期性的膨胀、收缩，提高了活性污泥的使用效率；

(10)本发明的废水处理的布水装置，集气室位于脉冲布水器底部的主布水管处，能将布水管中废气快速的收集，通过相连的排气管及时排走多余气体，使布水更加迅速、稳定。

附图说明

图1为本发明的废水处理的布水装置的结构示意图；

图2为本发明中的脉冲布水器主视图；

图3为本发明中的脉冲布水器侧视图。

图中：1、厌氧反应器；2、脉冲布水器；3、主虹吸管；4、主布水管；5、废水进水管；6、内循环进水管；7、布水支管；10、集气室；11、三相分离器；12、出水堰；13、固定墩；21、人孔；22、通气孔；23、罩体；24、排气管；25、辅助虹吸管一；26、辅助虹吸管二；27、固定板；28、真空破坏管；31、环腔；71、布水孔；281、调节手柄。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。

实施例1

本实施例的一种废水处理的布水装置，如图1、2、3所示，包括厌氧反应器1和固定于厌氧反应器1顶部的脉冲布水器2，所述脉冲布水器2的本体为卧式罐体，上部外接废水进水管5，内置主虹吸管3，所述主虹吸管3的上部罩有倒桶状的罩体23，实现一个密闭的空间，下端穿出罐体后插入主布水管4的上部，形成管中管的套管结构，所述罩体23通过固定板27固定，所述固定板27固定于罐体的内壁；所述罩体23的内部与主虹吸管3之间形成环腔31，所述环腔31外接真空破坏管28；所述真空破坏管28呈倒“L”形，与主虹吸管3形成虹吸结构，在水力的作用下，罩体23内部能产生一定真空度，实现脉冲布水；所述主布水管4底端直插至厌氧反应器1的底部，并与厌氧反应器1底部横向铺设的布水支管7相通。

本实施例的一种废水处理的布水装置，其中的虹吸结构巧妙，增大了水力搅拌混合效果并减小厌氧反应器的池容，整个装置具有结构简单，布水稳定，水力搅拌好，废水厌氧反应充分、处理效果好的优点。

实施例2

本实施例的一种废水处理的布水装置，在实施例1的基础上作进一步改进，如图3所示，真空破坏管28的上部通过转轴穿出至罐体外后，再通过转轴外接可转动的调节手柄281，可转动真空破坏管28，转动可通过手动或电动来实现，即真空破坏管28通过调节手柄281实现来回摆动，既利于调节布水量和脉冲频率，又进一步增大了水力搅拌混合效果，即通过调节真空破坏管28口的高、低，来调节不同的脉冲频率和布水量，实现了不同工况下处理能力的要求。

本实施例的废水处理的布水装置的脉冲式布水方法，步骤为：

步骤一、充水：废水由废水进水管5进入装置内；

步骤二、虹吸：随着液位的上升，依次超过真空破坏管28的底部管口和主虹吸管3的管口后，形成虹吸效应，废水由主虹吸管3通往主布水管4进入厌氧反应器1底部，在水力的作用下，罩体23内部能产生真空度；

步骤三、脉冲：通过来回转动调节手柄281，调节真空破坏管28管口的高、低，间歇式破坏罩体23内的真空度，实现脉冲式布水。

实施例3

本实施例的一种废水处理的布水装置，在实施例2的基础上作进一步改进，如图2所示，主虹吸管3的底部与主布水管4的上部的套管结构之间形成顶端密封的环形集气室10，所述集气室10的上部外接排气管24，所述排气管24的上部插入罐体内后，直至罐体的上部，高于罩体23的顶端，形成虹吸结构的呼吸端，而且，还能排出主布水管4中废气；集气室10位于脉冲布水器2底部的主布水管4处，能将布水管中废气快速的收集，通过相连的排气管24及时排走多余气体，使布水更加迅速、稳定。

实施例4

本实施例的一种废水处理的布水装置，在实施例3的基础上作进一步改进，如图2所示，环腔31的上部和下部还分别通过辅助虹吸管一25和辅助虹吸管二26与排气管24连通，能将两个辅助虹吸管流动的水排走的同时，带走倒桶式的罩体23内一定的气体，形成负压，辅助虹吸管一25、辅助虹吸管二26与排气管24可对称式设置两套，置于罩体23两侧，以双倍加快虹吸的作用；厌氧反应器1顶部设有人孔21，方便罐内部件的维修和维护，人孔21的周围均匀分布有通气孔22，以和外部大气相通。厌氧反应器1上部还外接有内循环进水管6，内循环进水管6的底部与厌氧反应器1上部的废水相通，能实现稀释进水浓度和将厌氧反应器1上表面的污泥经主布水管4重新布入厌氧反应器1底部。

本实施例的废水处理的布水装置的脉冲式布水方法，步骤为：

步骤一、充水：废水由废水进水管5进入装置内；

步骤二、虹吸：随着液位的上升，依次超过真空破坏管28的底部管口和主虹吸管3的管口后，形成虹吸效应，部分废水由主虹吸管3可直接通往主布水管4，部分废水由辅助虹吸管一25和辅助虹吸管二26通过排气管24再通往主布水管4，在主布水管4汇合后冲入厌氧反应器1底部；在水力的作用下，罩体23内部能产生真空度；

步骤三、脉冲：通过来回转动调节手柄281，调节真空破坏管28管口的高、低，间歇式破坏罩体23内的真空度，摆动频率为2.5次/秒，实现2.5次/秒的脉冲式布水；

步骤四、循环：打开内循环进水管6，厌氧反应器1上部的废水通过水泵泵入脉冲布水器2，稀释废水进水管5的进水浓度并将厌氧反应器1上表面的污泥经主布水管4重新布入厌氧反应器1底部。

实施例5

本实施例的一种废水处理的布水装置，在实施例4的基础上作进一步改进，辅助虹吸管一25和辅助虹吸管二26先连通后再和排气管24连通；脉冲布水器2为脉冲布水塔，厌氧反应器1上部铺设有三相分离器11，底部横向铺设布水支管7，布水支管7上均匀开有布水孔71，使脉冲废水能充分搅动厌氧反应器1底部活性泥。厌氧反应器1底部铺设固定布水支管7的固定墩13，避免布水支管7的晃动而减少脉冲水力。真空破坏管28的顶部位于倒桶状罩体23的2/3高度处，能实现不同液位时破坏真空达到要求的脉冲频率和布水量。内循环进水管6上设置有控制流量的阀门，以根据废水浓度调节内循环进水量。

本实施例的废水处理的布水装置，废水由脉冲布水塔上部的废水进水管5进入后，随着液位的上升，依次超过真空破坏管28的底部管口和主虹吸管3的管口后，形成虹吸效应，布水器内部设置的可旋转的真空破坏管28能保证不同布水量和脉冲频率的要求，设置了倒桶式罩体23和主虹吸管3、2个辅助虹吸管，塔顶垂直进水、塔底均匀布水，处理后，通过塔上部预开的出水堰12排出。整个装置结构紧凑，产生的脉冲动力大速度快，是一种能耗低、效率高、配水均匀、维护方便、使用寿命长的布水装置。

本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种废水处理的布水装置，包括厌氧反应器(1)和固定于厌氧反应器(1)顶部的脉冲布水器(2)，其特征在于，所述脉冲布水器(2)的本体为卧式罐体，上部外接废水进水管(5)，内置主虹吸管(3)，所述主虹吸管(3)的上部罩有倒桶状的罩体(23)，下端穿出罐体后插入主布水管(4)的上部，形成管中管的套管结构，所述罩体(23)通过固定板(27)固定，所述固定板(27)固定于罐体的内壁；所述罩体(23)的内部与主虹吸管(3)之间形成环腔(31)，所述环腔(31)外接真空破坏管(28)；所述真空破坏管(28)呈倒“L”形，与主虹吸管(3)形成虹吸结构；所述主布水管(4)底端直插至厌氧反应器(1)的底部，并与厌氧反应器(1)底部横向铺设的布水支管(7)相通；

所述真空破坏管(28)的上部通过转轴穿出至罐体外后，再通过转轴外接调节手柄(281)；所述真空破坏管(28)通过调节手柄(281)实现来回摆动。

2.根据权利要求1所述的一种废水处理的布水装置，其特征在于，所述主虹吸管(3)的底部与主布水管(4)的上部的套管结构之间形成顶端密封的环形集气室(10)，所述集气室(10)的上部外接排气管(24)，所述排气管(24)的上部插入罐体内后，直至罐体的上部，高于罩体(23)的顶端。

3.根据权利要求2所述的一种废水处理的布水装置，其特征在于，所述环腔(31)的上部和下部还分别通过辅助虹吸管一(25)和辅助虹吸管二(26)与排气管(24)连通。

4.根据权利要求3所述的一种废水处理的布水装置，其特征在于，所述厌氧反应器(1)顶部设有人孔(21)，人孔(21)的周围均匀分布有通气孔(22)。

5.根据权利要求1至4任一所述的一种废水处理的布水装置，其特征在于，所述厌氧反应器(1)上部还外接有内循环进水管(6)。

6.根据权利要求5所述的一种废水处理的布水装置，其特征在于，所述厌氧反应器(1)上部铺设有三相分离器(11)；所述布水支管(7)上均匀开有布水孔(71)。

7.根据权利要求6所述的一种废水处理的布水装置，其特征在于，所述厌氧反应器(1)底部铺设固定布水支管(7)的固定墩(13)。

8.根据权利要求6所述的一种废水处理的布水装置，其特征在于，所述真空破坏管(28)的顶部位于倒桶状罩体(23)的2/3高度处。

9.根据权利要求6所述的一种废水处理的布水装置，其特征在于，所述内循环进水管(6)和废水进水管(5)上均设置有控制流量的阀门。

10.一种废水处理的布水装置的脉冲式布水方法，其特征在于，步骤为：

步骤一、充水：废水由废水进水管(5)进入装置内；

步骤二、虹吸：随着液位的上升，依次超过真空破坏管(28)的底部管口和主虹吸管(3)的管口后，形成虹吸效应，废水由主虹吸管(3)通往主布水管(4)进入厌氧反应器(1)底部，在水力的作用下，罩体(23)内部能产生真空度；

步骤三、脉冲：通过来回转动调节手柄(281)，调节真空破坏管(28)管口的高、低，间歇式破坏罩体(23)内的真空度，实现脉冲式布水。