CN110496434B - 垃圾渗滤液厌氧处理系统中除砂去垢装置及实施方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种垃圾渗滤液厌氧处理系统中除砂去垢装置及实施方法，其中：进水导流部连接装有水力洗砂混合器的进水管段；砂水分离部装有旋流桨叶式搅拌器；出水收集部装有出水三角堰和出水环形收集槽；砂垢排出部装有螺旋压榨输送机和砂水分离排放管。水流进入到水力旋流除砂的圆形筒和圆锥形筒内，砂垢沉降并在旋流桨叶式搅拌器的作用下聚集到砂垢收集斗中。水流通过导流斜板或斜管向上流动，上升出水收集后通过清液出水管排出本系统。砂垢通过螺旋压榨输送机的输送提升，压榨脱水，将细砂及垢块排出本系统。本发明将洗砂、沉砂及砂水分离功能设计集合成一体化设备，实现渗滤液厌氧处理系统不停运清空和高效稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾渗滤液处理技术领域及相关的废水处理设备领域，尤其涉及生活垃圾焚烧厂渗滤液厌氧处理系统的排砂及排出无机沉积物的除砂去垢的装置及实施方法。
背景技术
目前，我国垃圾分类收集系统尚不健全，生活垃圾容易混入道路清扫所产生的细砂等无机垃圾；垃圾渗滤液中本身含有较高的无机盐分，这些无机物最终会进入垃圾渗滤液处理系统。我国对生活垃圾焚烧厂产生的垃圾渗滤液一般采用的处理流程为“厌氧+硝化反硝化膜生物反应器”，配套相应的后续深度处理工艺，处理后的出水满足相应排放标准。由于流程中厌氧处理系统的水力停留时间和污泥停留时间均比较长，细砂容易在系统内累积，造成反应器和管道堵塞。另一方面，厌氧处理系统中的pH值一般偏碱性，垃圾渗滤液中的钙镁离子浓度极高，也会容易形成无机沉积物，引起设备的结垢和管道的堵塞，对系统的正常运行不利。
因此，对垃圾渗滤液需要及时将厌氧系统中的细砂、形成的无机垢块沉积物等固体排出系统。常规的厌氧系统中除砂去垢方法是将厌氧系统停运放空后进行疏通置换，这样容易导致系统再启动时间、运行的时间过长，无法满足处理系统关于不间断运行的要求。
目前还有一种处理方法是采用传统的污水处理工艺中的沉砂、除砂方法，大多采用沉砂池、砂水分离器等传统方法，但是将传统污水处理工艺的设备直接应用到垃圾渗滤液厌氧处理系统中除砂去垢，存在有以下缺陷：
1、厌氧系统中的无机固体粒径较小，用传统方法不能有效去除。
2、厌氧系统中细砂和无机固体垢表面粘附有大量的厌氧污泥，用传统方法难以将固体表面的污泥清洗干净，直接排放的细砂和无机物含有污泥，容易引起二次环境污染和严重臭味，同时容易导致厌氧系统污泥流失。
3、传统污水处理工艺中大多采用沉砂、除砂分体式设计，即沉砂装置与砂水分离装置分开设置，占地面积大。
4、传统污水处理工艺中洗砂、沉砂及砂水分离配置的设备数量多，故障率高，尤其是提砂装置长期运行后容易堵塞。
有鉴于此，本领域技术人员致力于研发一种能够保持渗滤液厌氧处理系统不停运清空、能够高效去除细砂及垢块、实现渗滤液厌氧处理系统的高效稳定运行的排砂及排出无机沉积物的装置，以解决上述处理方法所存在的问题。
发明内容
本发明的任务是提供一种垃圾渗滤液厌氧处理系统中除砂去垢装置及实施方法，将洗砂、沉砂及砂水分离功能设计集合成一体化设备，旨在能够实现保持渗滤液厌氧处理系统不停运清空，实现细砂及垢块的高效去除，实现渗滤液厌氧处理系统的高效稳定运行，解决了现有渗滤液厌氧处理系统长期运行积累细砂及无机垢块、容易导致堵塞淤积、降低处理效率、缩短厌氧处理系统的使用寿命等问题，具有很好的实际应用价值。
本发明的技术解决方案如下：
一种垃圾渗滤液厌氧处理系统中除砂去垢装置，它包括机架、水力洗砂混合器、进水导流部、砂水分离部、出水收集部、砂垢排出部以及连接管道；
所述进水导流部为圆形筒，该圆形筒安装在机架上，进水导流部连接进水管段，进水管段上安装水力洗砂混合器；所述进水导流部的圆形筒内的中部设置导流斜板或斜管；
所述砂水分离部为圆锥形筒，该圆锥形筒的圆形筒体部分安装在进水导流部的下方并与圆形筒底部连接，砂水分离部的顶部装有旋流桨叶式搅拌器，旋流桨叶式搅拌器由一根带有螺旋线体的下垂轴和水平轴组成，水平轴安装在下垂轴的底端，水平轴上均匀布设有数个呈倾斜状的桨叶，水平轴位于砂水分离部的圆锥形筒体的中间位置，在圆锥形筒体底部出口处装有砂垢收集斗和沉砂分离控制阀；
所述出水收集部位于砂水分离部的上方，出水收集部装有出水三角堰和出水环形收集槽，出水三角堰设置在进水导流部的圆形筒的顶部且位于导流斜板或斜管的上方，出水环形收集槽安装在圆形筒的外圈并连接清液出水管，由导流斜板或斜管导流上升的出水经过出水三角堰溢流，流入出水环形收集槽再通过清液出水管排出本系统进入到渗滤液厌氧处理系统的进水或循环管路中；
所述砂垢排出部设置在砂水分离部的圆锥形筒体出口处的砂垢收集斗的下方，砂垢排出部装有螺旋压榨输送机和砂水分离排放管，螺旋压榨输送机密封式地倾斜安装，螺旋压榨输送机的动力部分位于地面，螺旋压榨输送机的输送部分向上倾斜延伸，螺旋压榨输送机的出口部分位于上面顶部；所述螺旋压榨输送机配置螺旋放空阀、砂垢分离液位控制阀和位于螺旋压榨输送机出口部分的感应器，当砂水分离部底部的砂垢收集斗汇集细砂及垢块后，砂垢排出部的感应器感应到螺旋压榨输送机出口部分没有砂及垢块下落，操作螺旋放空阀、沉砂分离控制阀和砂垢分离液位控制阀，砂垢通过螺旋压榨输送机的斜向螺旋体输送提升，压榨脱水，将细砂及垢块排出本系统，并通过砂水分离排放管将排水接入到渗滤液厌氧处理系统的进水或循环管路中。
所述水力洗砂混合器装有串联的双Y型导流装置。
所述水力洗砂混合器在进水管段的设置部位的前后位置分别装有前阀门和后阀门。
所述砂水分离部的圆锥形筒体上设置中位出水管，中位出水管上装有中位放空阀，中位出水管连接清液出水管。
所述除砂去垢装置配套安装可编程序控制装置，同步控制沉砂分离控制阀、螺旋放空阀和砂垢分离液位控制阀的开关，以及螺旋压榨输送机的运行，实现砂垢排出部的序批式自动运行。
所述进水导流部的圆形筒内设置导流板，导流板与圆形筒体之间的间距为5～15mm，导流板的导流长度为筒径0.3～0.5倍。
所述进水导流部的圆形筒与砂水分离部的圆锥形筒相连接的角度为15°～30°。
所述进水导流部的导流斜板或斜管区域的高度为0.6～1.0m，安装倾斜角度为60°～75°。
所述垃圾渗滤液厌氧处理系统中除砂去垢装置的实施方法，厌氧系统底部的排水口或排泥口排出夹杂混合物的水流，进入进水管段和水力洗砂混合器，在水力洗砂混合器内利用水力湍流作用，强化混合物的摩擦清洗，清除细砂垢块表面粘附的厌氧污泥和有机物；
经过水力洗砂混合器后的水流，通过切向入口进入到水力旋流除砂的进水导流部的圆形筒和砂水分离部的圆锥形筒内，通过筒体内的导流槽，让水流能够沿着圆形筒和圆锥形筒流动形成水力旋流，比重较大的细砂及垢块在重力作用下沉降，并在旋流桨叶式搅拌器的作用下沿砂水分离部的底部坡道聚集到砂垢收集斗中；
水流通过设置在进水导流部的圆形筒中部的导流斜板或斜管向上流动，通过导流斜板或斜管的作用加速细砂或垢块的下沉，提高除砂去垢的效果，上升出水经过出水三角堰溢流，进入到位于圆形筒外圈的出水环形收集槽，出水收集后通过清液出水管排出本系统进入到渗滤液厌氧处理系统的进水或循环管路中；
砂水分离部底部的砂垢收集斗汇集细砂及垢块后，通过设置在砂垢排出部出口处的感应器，当没有砂及垢块下落后，首先关闭螺旋压榨输送机的运行，打开螺旋放空阀放空后再关闭；然后打开沉砂分离控制阀，让沉积的砂水和垢块一同填充满砂垢排出部再关闭沉砂分离控制阀；再打开砂垢分离液位控制阀，平衡螺旋压榨输送机螺旋部分的水位后关闭；再开启螺旋压榨输送机进行分离操作，待未监测到排出口有排出物后再运行；最终实现通过密封式斜向螺旋输送提升，压榨脱水，将细砂及垢块排出本系统，同时通过砂水分离排放管将排水接入到渗滤液厌氧处理系统的进水或循环管路中。
按本发明的一种垃圾渗滤液厌氧处理系统中除砂去垢装置及实施方法，将洗砂、沉砂及砂水分离功能设计集合成一体化设备，能够实现保持渗滤液厌氧处理系统不停运清空，实现细砂及垢块的高效去除，实现渗滤液厌氧处理系统的高效稳定运行。
采用本发明的垃圾渗滤液厌氧处理系统中除砂去垢装置，能够实现洗砂、沉砂、除砂功能一体化，具有结构简单、设计合理、占地面积节省、操作使用方便、运行维护成本低等优点；能够实现渗滤液厌氧处理系统稳定除砂去垢，同时避免厌氧污泥流失的风险；提高厌氧处理系统运行效率和使用寿命。
采用本发明的除砂去垢方法，对渗滤液厌氧处理系统长时间运行后积累的细砂和垢块能够产生较高的去除效果，能将厌氧系统中粒径大于0.2mm的细砂去除。本方法实现了旋流除砂去垢的出水连续运行，排砂序批式运行，提高了设备的运行稳定性。本方法能够优化所设置的监测装置，能够通过PLC实现自控运行，提高自动运行工作效率，确保了很好的处理效果。本方法在实现除砂去垢功能的同时，不会引起厌氧系统污泥流失。
附图说明
图1是本发明的一种垃圾渗滤液厌氧处理系统中除砂去垢装置的结构示意图。
附图标记：
1为进水管段，2为前阀门，3为水力洗砂混合器，4为后阀门，5为进水导流部，6为砂水分离部，7为旋流桨叶式搅拌器，8为中位放空阀，9为导流斜板或斜管，10为出水三角堰，11为出水收集部，12为清液出水管，13为沉砂分离控制阀，14为砂垢排出部，15为螺旋压榨输送机，16为螺旋放空阀，17为砂垢分离液位控制阀，18为砂水分离排放管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
参看图1，本发明提供一种垃圾渗滤液厌氧处理系统中除砂去垢装置，它主要由机架、水力洗砂混合器3、进水导流部5、砂水分离部6、出水收集部11、砂垢排出部14以及连接管道组成。
进水导流部5为圆形筒，该圆形筒安装在机架上。进水导流部5连接进水管段1，进水管段1上通过法兰安装水力洗砂混合器3。水力洗砂混合器3装有串联的双Y型导流装置，Y型导流体的长度与进水管的管径比例为2:1～2.5:1，其中Y型导流体的中间角度为30°～45°。水力洗砂混合器3在进水管段1的设置部位的前后位置分别安装前阀门2和后阀门4。进水导流部5的圆形筒内设置导流板，导流板与圆形筒体之间的间距为5～15mm，导流板的导流长度为筒径0.3～0.5倍。进水导流部5的圆形筒内的中部设置导流斜板或斜管9，导流斜板或斜管9区域的高度为0.6～1.0m，安装倾斜角度为60°～75°，斜板间距或管径大约为50～150mm。
砂水分离部6为圆锥形筒，该圆锥形筒的圆形筒体部分安装在进水导流部5的下方并与圆形筒底部连接。进水导流部5的圆形筒与砂水分离部6的圆锥形筒相连接的角度为15°～30°。砂水分离部6的顶部安装旋流桨叶式搅拌器7。旋流桨叶式搅拌器7是由一根带有螺旋线体的下垂轴和水平轴组成，下垂轴长度为3～5m，水平轴安装在下垂轴的底端，水平轴位于砂水分离部6的圆锥形筒体的中间位置。水平轴上均匀布设数个呈倾斜状的桨叶，桨叶直径为砂水分离部6的底部直径的0.95～0.98倍，桨叶顶端与槽壁间的间距，根据物料的临界粒度来确定，一般不小于10mm。在圆锥形筒体底部出口处安装砂垢收集斗和沉砂分离控制阀13。砂水分离部6的圆锥形筒体上设置中位出水管，中位出水管上装有中位放空阀8，中位出水管连接清液出水管12。
出水收集部11位于砂水分离部6的上方。出水收集部11装有出水三角堰10和出水环形收集槽。出水三角堰10设置在进水导流部5的圆形筒的顶部且位于导流斜板或斜管9的上方。出水环形收集槽安装在圆形筒的外圈并连接清液出水管12。由导流斜板或斜管9导流上升的出水经过出水三角堰10溢流，流入出水环形收集槽，再通过清液出水管12排出本系统，进入到渗滤液厌氧处理系统的进水或循环管路中。
砂垢排出部14设置在砂水分离部6的圆锥形筒体出口处的砂垢收集斗的下方。砂垢排出部14装有螺旋压榨输送机15和砂水分离排放管18。螺旋压榨输送机15密封式地倾斜安装，螺旋压榨输送机15的动力部分位于地面，螺旋压榨输送机15的输送部分向上倾斜延伸，螺旋压榨输送机15的出口部分位于上面顶部。螺旋压榨输送机15配置螺旋放空阀16、砂垢分离液位控制阀17和位于螺旋压榨输送机15出口部分的感应器。当砂水分离部6底部的砂垢收集斗汇集细砂及垢块后，砂垢排出部14的感应器感应到螺旋压榨输送机15出口部分没有砂及垢块下落，操作螺旋放空阀16、沉砂分离控制阀13和砂垢分离液位控制阀17，砂垢通过螺旋压榨输送机15的斜向螺旋体输送提升，压榨脱水，将细砂及垢块排出本系统，同时通过砂水分离排放管18将排水接入到渗滤液厌氧处理系统的进水或循环管路中。
本发明的垃圾渗滤液厌氧处理系统中除砂去垢装置配套安装可编程序控制装置，同步控制沉砂分离控制阀13、螺旋放空阀16和砂垢分离液位控制阀17的开关，以及螺旋压榨输送机15的运行，实现砂垢排出部14的序批式自动运行。
如图1所示，本发明还提供一种垃圾渗滤液厌氧处理系统中除砂去垢装置的实施方法，具体如下：
厌氧系统底部的排水口或排泥口排出夹杂混合物的水流，进入进水管段1和水力洗砂混合器3，在水力洗砂混合器3内利用水力湍流作用，强化混合物的摩擦清洗，清除细砂垢块表面粘附的厌氧污泥和有机物。
经过水力洗砂混合器3后的水流，通过切向入口进入到水力旋流除砂的进水导流部5的圆形筒和砂水分离部6的圆锥形筒内，通过筒体内的导流板槽，让水流能够沿着圆形筒和圆锥形筒流动形成水力旋流，比重较大的细砂及垢块在重力作用下沉降，并在旋流桨叶式搅拌器7的作用下沿砂水分离部6的底部坡道聚集到砂垢收集斗中。
水流通过设置在进水导流部5的圆形筒中部的导流斜板或斜管9向上流动，通过导流斜板或斜管9的作用加速细砂或垢块的下沉，提高除砂去垢的效果。上升出水经过出水三角堰10溢流，进入到位于圆形筒外圈的出水环形收集槽，出水收集后通过清液出水管12排出本系统，进入到渗滤液厌氧处理系统的进水或循环管路中。
砂水分离部6底部的砂垢收集斗汇集细砂及垢块后，通过设置在砂垢排出部14出口处的感应器，当没有砂及垢块下落后，首先关闭螺旋压榨输送机15的运行，打开螺旋放空阀16放空后再关闭。然后打开沉砂分离控制阀13，让沉积的砂水和垢块一同填充满砂垢排出部14，再关闭沉砂分离控制阀13。再打开砂垢分离液位控制阀17，平衡螺旋压榨输送机15螺旋部分的水位后关闭。再开启螺旋压榨输送机15进行分离操作，待未监测到排出口有排出物后再运行。最终实现通过密封式斜向螺旋输送提升，压榨脱水，将细砂及垢块排出本系统，同时通过砂水分离排放管18将排水接入到渗滤液厌氧处理系统的进水或循环管路中。
采用本发明的垃圾渗滤液厌氧处理系统中除砂去垢装置及实施方法，能够实现洗砂、沉砂、除砂功能一体化，具有结构简单、设计合理、占地面积节省、操作使用方便、运行维护成本低等优点；能够实现渗滤液厌氧处理系统稳定除砂去垢，同时避免厌氧污泥流失的风险；提高厌氧处理系统运行效率和使用寿命。
当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型等都将落在本发明权利要求的范围内。
Claims (9)
1.一种垃圾渗滤液厌氧处理系统中除砂去垢装置，其特征在于：它包括机架、水力洗砂混合器（3）、进水导流部（5）、砂水分离部（6）、出水收集部（11）、砂垢排出部（14）以及连接管道；
所述进水导流部（5）为圆形筒，该圆形筒安装在机架上，进水导流部（5）连接进水管段（1），进水管段（1）上安装水力洗砂混合器（3）；所述进水导流部（5）的圆形筒内的中部设置导流斜板或斜管（9）；
所述砂水分离部（6）为圆锥形筒，该圆锥形筒的圆形筒体部分安装在进水导流部（5）的下方并与圆形筒底部连接，砂水分离部（6）的顶部装有旋流桨叶式搅拌器（7），旋流桨叶式搅拌器（7）由一根带有螺旋线体的下垂轴和水平轴组成，水平轴安装在下垂轴的底端，水平轴上均匀布设有数个呈倾斜状的桨叶，水平轴位于砂水分离部（6）的圆锥形筒体的中间位置，在圆锥形筒体底部出口处装有砂垢收集斗和沉砂分离控制阀（13）；
所述出水收集部（11）位于砂水分离部（6）的上方，出水收集部（11）装有出水三角堰（10）和出水环形收集槽，出水三角堰（10）设置在进水导流部（5）的圆形筒的顶部且位于导流斜板或斜管（9）的上方，出水环形收集槽安装在圆形筒的外圈并连接清液出水管（12），由导流斜板或斜管（9）导流上升的出水经过出水三角堰（10）溢流，流入出水环形收集槽再通过清液出水管（12）排出本系统进入到渗滤液厌氧处理系统的进水或循环管路中；
所述砂垢排出部（14）设置在砂水分离部（6）的圆锥形筒体出口处的砂垢收集斗的下方，砂垢排出部（14）装有螺旋压榨输送机（15）和砂水分离排放管（18），螺旋压榨输送机（15）密封式地倾斜安装，螺旋压榨输送机（15）的动力部分位于地面，螺旋压榨输送机（15）的输送部分向上倾斜延伸，螺旋压榨输送机（15）的出口部分位于上面顶部；所述螺旋压榨输送机（15）配置螺旋放空阀（16）、砂垢分离液位控制阀（17）和位于螺旋压榨输送机（15）出口部分的感应器，当砂水分离部（6）底部的砂垢收集斗汇集细砂及垢块后，砂垢排出部（14）的感应器感应到螺旋压榨输送机（15）出口部分没有砂及垢块下落，操作螺旋放空阀（16）、沉砂分离控制阀（13）和砂垢分离液位控制阀（17），砂垢通过螺旋压榨输送机（15）的斜向螺旋体输送提升，压榨脱水，将细砂及垢块排出本系统，并通过砂水分离排放管（18）将排水接入到渗滤液厌氧处理系统的进水或循环管路中。
2.按照权利要求1所述的垃圾渗滤液厌氧处理系统中除砂去垢装置，其特征在于：所述水力洗砂混合器（3）装有串联的双Y型导流装置。
3.按照权利要求1所述的垃圾渗滤液厌氧处理系统中除砂去垢装置，其特征在于：所述水力洗砂混合器（3）在进水管段（1）的设置部位的前后位置分别装有前阀门（2）和后阀门（4）。
4.按照权利要求1所述的垃圾渗滤液厌氧处理系统中除砂去垢装置，其特征在于：所述砂水分离部（6）的圆锥形筒体上设置中位出水管，中位出水管上装有中位放空阀（8），中位出水管连接清液出水管（12）。
5.按照权利要求1所述的垃圾渗滤液厌氧处理系统中除砂去垢装置，其特征在于：所述除砂去垢装置配套安装可编程序控制装置，同步控制沉砂分离控制阀（13）、螺旋放空阀（16）和砂垢分离液位控制阀（17）的开关，以及螺旋压榨输送机（15）的运行，实现砂垢排出部（14）的序批式自动运行。
6.按照权利要求1所述的垃圾渗滤液厌氧处理系统中除砂去垢装置，其特征在于：所述进水导流部（5）的圆形筒内设置导流板，导流板与圆形筒体之间的间距为5～15mm，导流板的导流长度为筒径0.3～0.5倍。
7.按照权利要求1所述的垃圾渗滤液厌氧处理系统中除砂去垢装置，其特征在于：所述进水导流部（5）的圆形筒与砂水分离部（6）的圆锥形筒相连接的角度为15°～30°。
8.按照权利要求1所述的垃圾渗滤液厌氧处理系统中除砂去垢装置，其特征在于：所述进水导流部（5）的导流斜板或斜管（9）区域的高度为0.6～1.0m，安装倾斜角度为60°～75°。
9.按照权利要求1所述的垃圾渗滤液厌氧处理系统中除砂去垢装置的实施方法，其特征在于：厌氧系统底部的排水口或排泥口排出夹杂混合物的水流，进入进水管段（1）和水力洗砂混合器（3），在水力洗砂混合器（3）内利用水力湍流作用，强化混合物的摩擦清洗，清除细砂垢块表面粘附的厌氧污泥和有机物；
经过水力洗砂混合器（3）后的水流，通过切向入口进入到水力旋流除砂的进水导流部（5）的圆形筒和砂水分离部（6）的圆锥形筒内，通过筒体内的导流槽，让水流能够沿着圆形筒和圆锥形筒流动形成水力旋流，比重较大的细砂及垢块在重力作用下沉降，并在旋流桨叶式搅拌器（7）的作用下沿砂水分离部（6）的底部坡道聚集到砂垢收集斗中；
水流通过设置在进水导流部（5）的圆形筒中部的导流斜板或斜管（9）向上流动，通过导流斜板或斜管（9）的作用加速细砂或垢块的下沉，提高除砂去垢的效果，上升出水经过出水三角堰（10）溢流，进入到位于圆形筒外圈的出水环形收集槽，出水收集后通过清液出水管（12）排出本系统进入到渗滤液厌氧处理系统的进水或循环管路中；
砂水分离部（6）底部的砂垢收集斗汇集细砂及垢块后，通过设置在砂垢排出部（14）出口处的感应器，当没有砂及垢块下落后，首先关闭螺旋压榨输送机（15）的运行，打开螺旋放空阀（16）放空后再关闭；然后打开沉砂分离控制阀（13），让沉积的砂水和垢块一同填充满砂垢排出部（14）再关闭沉砂分离控制阀（13）；再打开砂垢分离液位控制阀（17），平衡螺旋压榨输送机（15）螺旋部分的水位后关闭；再开启螺旋压榨输送机（15）进行分离操作，待未监测到排出口有排出物后再运行；最终实现通过密封式斜向螺旋输送提升，压榨脱水，将细砂及垢块排出本系统，同时通过砂水分离排放管（18）将排水接入到渗滤液厌氧处理系统的进水或循环管路中。
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