CN111420433A - 一种ss双层混合流沉淀浓缩一体化设备及其沉淀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SS双层混合流沉淀浓缩一体化设备及其沉淀方法。由于水资源短缺问题日益严重，废水回用处理对水资源的循环利用有着极为重要的意义。本发明包括进水模块、高效沉淀模块和污泥浓缩模块。进水模块包括废水收集池、污水提升泵、第一通断阀。高效沉淀模块由两组相同的高效沉淀池组成，每组包括沉淀池主体、废水进水中心管、废水挡水堰板、下层斜板、变速混合区和上层斜板。污泥浓缩模块包括排泥泵、第二通断阀、浓缩池主体、泥水进水中心管、泥水挡水堰板、溢流口、污泥排放口。本发明结合斜管沉淀池和竖流沉淀池等沉淀工艺的优缺点，对于处理高SS废水，具有非常理想的处理效果，且一体化程度高，较其他沉淀方式优势明显。
Description
技术领域
本发明属于环保设备技术领域，具体涉及一种SS(悬浮物废水)双层混合流沉淀浓缩一体化设备及其沉淀方法。
背景技术
水是人类生存之源和社会发展之本，是一切生命活动得以延续的基础。近年来，由于自然环境变化和人类活动影响，水资源短缺问题逐渐成为限制社会发展的瓶颈之一，阻碍国家经济发展，影响人们生产生活。与其他国家相比，我国水资源总量虽然丰富，但人均占有量低，而日益严重的环境污染问题，导致我国可用水量急剧减少，水源供需矛盾突出。随着水质安全事件的不断爆出，我国不仅成为水量型缺水国家，还逐渐成为水质型缺水国家，由此可见水资源保护，刻不容缓。
在水处理中，混凝-沉淀-过滤是处理水中悬浮颗粒最常规的净水工艺，混凝、沉淀单元的处理效果对后续工艺的运行状况、成本和出水效果都有着直接的影响。目前针对水中SS常用的处理单元主要有平流式沉淀池和竖流式沉淀池，该几种沉淀方式是污水处理中去除SS最常见的处理工艺。平流式沉淀池构造简单、造价较低、操作方便、使用较为广泛，但对于较高SS浓度的废水，其去除效率很难维持在较高水平，出水无法做到清澈透明，而底部刮泥装置由于泥量的增加易造成运行阻力增大，存在刮泥机支架断裂的风险，后续设备运行压力增大；斜管式沉淀池利用层流原理，能够提高沉淀池的处理能力，出水水质稳定，缩短悬浮物沉降距离，提高污水处理效率；竖流式沉淀池沉淀效果较好，占地面积较小，排泥方便，管理简单，但由于池体具有深度要求，施工较为困难，造价较高，且对水量冲击和水温变化适应能力不强。因此研发出一种SS双层混合流沉淀浓缩一体化设备，以提高对高SS废水的去除效果，减少占地，意义重大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种悬浮物废水双层混合流沉淀浓缩一体化设备及其沉淀方法。
本发明一种SS双层混合流沉淀浓缩一体化设备，包括进水模块、高效沉淀模块和污泥浓缩模块。所述的进水模块包括废水收集池和污水提升泵；污水提升泵设置在废水收集池内；所述的高效沉淀模块包括沉淀池主体、废水进水中心管、斜板和废水分流堰板；沉淀池主体内腔顶部设置有一个或多个第一溢流口；沉淀池主体的内腔底部设置有沉淀排放口；废水进水管设置在沉淀池主体内腔顶部的中间位置；废水分流堰板固定在沉淀池主体的中部，且位于废水进水管出水口的正下方；废水分流堰板的顶部设置有倾斜分水面；多块斜板均套置在废水进水管上，且上下依次间隔排列；相邻两块斜板之间的空隙形成变速混合区；各斜板内设置有多条倾斜流道；相邻两层净水斜板内倾斜流道的倾斜方向相反；多个高效沉淀模块内废水进水管的进水口均通过第一通断阀与污水提升泵连接；所述的污泥浓缩模块包括排泥泵、浓缩池主体、泥水进水管和泥水分流堰板；浓缩池主体内腔顶部的侧部设置有一个或多个第二溢流口；浓缩池主体的内腔底部设置有污泥排放口；泥水进水管设置在浓缩池主体内腔顶部的中心位置；所述的泥水分流堰板固定在浓缩池主体的中部，且位于泥水进水管出水口的正下方；泥水分流堰板的顶部设置有倾斜分水面。各高效沉淀模块内的沉淀排放口与排泥泵的输入口通过第二通断阀连接。所述排泥泵的输出口与泥水进水管的进水口连接。
作为优选，所述浓缩池主体底部的污泥排放口与阀门与后续的污泥处理外排装置连接。
作为优选，各个沉淀池主体、浓缩池主体依次排列并固连在一起。
作为优选，所述沉淀池主体及浓缩池主体的上部均呈圆柱状或正方体状，下部均呈漏斗状或方锥状。
作为优选，所述斜板内的倾斜流道与水平面的夹角为50～60°；相邻两层净水斜板的间距为0.2m。
作为优选，各个高效沉淀模块内的各第一溢流口均与净水排放管道连接。
作为优选，所述的排泥泵采用气动隔膜泵。
该SS双层混合流沉淀浓缩一体化设备的沉淀方法具体如下：
步骤一、污水提升泵启动，第一通断阀导通，排泥泵关闭，第二通断阀关闭，将废水收集池中的废水通过废水进水中心管由上至下注入沉淀池主体中。
步骤二、密度大于水的悬浮颗粒下沉至沉淀池主体的沉淀排放口处；密度小于水的悬浮颗粒在浮力作用下随水流在沉淀池主体内上升，从下往上依次通过各层斜板和变速混合区。净水斜板将向上流动的废水分割为多个倾斜的稳流区域，细微悬浮颗粒在斜板内的倾斜流道的作用下逐渐凝聚变大，形成悬浮颗粒团；悬浮颗粒团在重力作用下逐渐下降。此外，各变速混合区使得废水流速再次降低；下一层斜板中上升的悬浮颗粒与上一层净水斜板中凝聚变大后下沉的悬浮颗粒团在变速混合区汇合，并相互碰撞、挤压，形成更大的悬浮颗粒物加速下沉。向上流出最顶部斜板的净水从第一溢流口排出。
步骤三、运行排泥预设时长或沉淀池主体内污泥达到预设量后，排泥泵启动，第二通断阀导通，将沉淀池主体内的含污泥的水体注入浓缩池主体。沉淀池主体内的污泥排尽后，排泥泵关闭，第二通断阀截止。
步骤四、含污泥的废水在浓缩池主体中进行浓缩，浓缩后的污泥从浓缩池主体底部的污泥排放口排出，并做减量化、资源化、无害化处理。
本发明具有的有益效果是：
1、本发明通过将斜管沉淀池和竖流沉淀池的特点相结合，增大设备沉淀能力，大大提高SS废水的处理效果。并且本申请中设置了多层的斜板。相邻两个斜板之间形成的变速混合区能够使得废水流速再次降低；并且下一层斜板向上流动的废水与上一层斜板中凝聚变大后下沉的悬浮颗粒团在中间的变速混合区汇合，增加了扰动使得悬浮颗粒团进一步增大，从而能够使得悬浮物更加迅速、稳定的下沉。
2、本发明提供的沉淀设备中的高效沉淀模块由多组相同的多层混合流沉淀池组成，其沉淀池数量可根据实际情况进行相应增减设置，各组可实现同时进水，同时处理，增大废水处理效率。
3、本发明提供的沉淀设备将沉淀池、污泥浓缩池一体化，设备更为整体，占地面积非常小。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中高效沉淀模块与污泥浓缩模块的组合示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种SS双层混合流沉淀浓缩一体化设备，包括进水模块、高效沉淀模块Ⅰ和污泥浓缩模块Ⅱ。进水模块包括废水收集池1、污水提升泵2和第一通断阀3。污水提升泵2设置在废水收集池1的内腔底部。污水提升泵2的出水口与第一通断阀3的进水口连接。
高效沉淀模块Ⅰ包括沉淀池主体4、废水进水中心管5、废水分流堰板6、下层斜板7、变速混合区8和上层斜板9。沉淀池主体4的上部呈圆柱状，下部呈漏斗状。沉淀池主体4内腔顶部的侧部设置有一个或多个第一溢流口10；沉淀池主体4的内腔底部设置有沉淀排放口11。竖直设置的废水进水管5设置在沉淀池主体4上部的中心位置。废水进水管5的进水口设置在沉淀池主体4顶端的中心位置。废水分流堰板6固定在沉淀池主体4的中部，且位于废水进水管5出水口的正下方；废水分流堰板6的顶部设置有倾斜分水面，能够对废水进水管5输出的废水进行分流，起到均匀分散废水，并降低废水流速的作用。上层斜板9呈环形。下层斜板7和上层斜板9套置在废水进水管5上，且上下间隔排列。两块上层斜板9之间的空隙形成变速混合区8。下层斜板7中上升的细颗粒物与上层斜板9中下降的细颗粒物在该混合区相互碰撞、挤压，逐渐形成比重大于水的较大悬浮颗粒物，并沉降至沉淀池主体4底部，进而实现对细小颗粒物的去除；下层斜板7及上层斜板9内设置有多条倾斜流道。倾斜流道与水平面的夹角为60°；下层斜板7与上层斜板9内倾斜流道的倾斜方向相反；相邻两层净水斜板的间距为0.2m。
高效沉淀模块Ⅰ共有两个。两个高效沉淀模块Ⅰ内废水进水管5的进水口均与进水模块中第一通断阀3的出水口连接。两个高效沉淀模块Ⅰ内的各第一溢流口均与净水排放管道连接。
污泥浓缩模块Ⅱ包括气动隔膜泵13、第二通断阀12、浓缩池主体14、泥水进水管15和泥水分流堰板16。浓缩池主体14的上部呈圆柱状，下部呈漏斗状。浓缩池主体14内腔顶部的侧部设置有一个或多个第二溢流口17；浓缩池主体14的内腔底部设置有污泥排放口18。竖直设置的泥水进水管15设置在浓缩池主体14上部的中心位置。泥水进水管15的进水口设置在浓缩池主体14顶端的中心位置。泥水分流堰板16固定在浓缩池主体14的中部，且位于泥水进水管15出水口的正下方；泥水分流堰板16的顶部设置有倾斜分水面，能够对泥水进水管15输出的泥水进行分流，起到均匀分散废水，并降低废水流速的作用。第二通断阀12的一端与两个高效沉淀模块Ⅰ内的沉淀排放口11连接，另一端与气动隔膜泵13的输入口连接。气动隔膜泵13的输出口与泥水进水管15的进水口连接。浓缩池主体14底部的污泥排放口18与阀门与后续的污泥处理外排装置连接。
两个沉淀池主体4、浓缩池主体14依次排列并固连在一起。高效沉淀模块Ⅰ与污泥浓缩模块Ⅱ中产生的处理净水分别通过第一溢流口10与第二溢流口17流出备用。
该SS多层混合流沉淀装置具有两种工作状态，分别为正常工作状态和排泥状态。开始运行时，SS多层混合流沉淀装置运行在正常工作状态；沉淀罐4内的污泥达到预设量，或在正常工作状态下连续运行第一预设时间后，SS多层混合流沉淀装置在保持正常工作状态的同时进入排泥状态，直到排泥结束。
步骤一、污水提升泵启动，第一通断阀导通，排泥泵关闭，第二通断阀关闭，将废水收集池中的废水通过废水进水中心管由上至下注入沉淀池主体中。
正常工作状态下，污水提升泵2启动，第一通断阀3导通，第二通断阀12关闭、气动隔膜泵13关闭，通过废水进水中心管5将废水收集池1中的高SS废水注入沉淀池主体4中，通过废水分流堰板6将注入的废水均匀分散，并降低废水的流速；此时，密度大于水的悬浮颗粒在重力作用下会下沉并聚集于沉淀排放口11处，密度小于水的细微悬浮颗粒在浮力作用下会逐渐上浮，经过下层斜板7和上层斜板9。下层斜板7和上层斜板9将向上流动的废水分割为多个倾斜的稳流区域，细微悬浮颗粒在斜板的作用下逐渐凝聚变大，形成悬浮颗粒团，而后在重力作用下逐渐下降并同样聚集于沉淀排放口11中。此外，变速混合区8使得废水流速再次降低；由下层斜板7向上提升的悬浮颗粒与上层斜板9中凝聚变大后下沉的悬浮颗粒团在变速混合区8相互碰撞、挤压，逐渐形成比重大于水的较大悬浮颗粒物，并沉降至沉淀池主体4底部，进而实现对细小颗粒物的去除；因此，双层式斜板和由此产生的变速混合区8大大提高了净水效果。经上层斜板净化后的水体通过沉淀池主体4顶部的第一溢流口10排出。
排泥状态下，第二通断阀12导通，气动隔膜泵13开启，将两个沉淀池主体4底部的含污泥废水经泥水进水管15注入浓缩池主体14中。泥水分流堰板16对注入的含污泥废水进行分流。含污泥废水中的水体向上从第二溢流口17排出，较重的污泥下沉，等待从污泥排放口18排出，由此实现了降低被排出的污泥中的水含量，实现对污泥的浓缩。浓缩后的污泥通过污泥排放口18排出，并对污泥做减量化、资源化、无害化处理。
Claims (8)
1.一种SS双层混合流沉淀浓缩一体化设备，包括进水模块、高效沉淀模块和污泥浓缩模块；其特征在于：所述的进水模块包括废水收集池和污水提升泵；污水提升泵设置在废水收集池内；所述的高效沉淀模块包括沉淀池主体、废水进水管、斜板和废水分流堰板；沉淀池主体内腔顶部设置有一个或多个第一溢流口；沉淀池主体的内腔底部设置有沉淀排放口；废水进水管设置在沉淀池主体内腔顶部的中间位置；废水分流堰板固定在沉淀池主体的中部，且位于废水进水管出水口的正下方；废水分流堰板的顶部设置有倾斜分水面；多块斜板均套置在废水进水管上，且上下依次间隔排列；相邻两块斜板之间的空隙形成变速混合区；各斜板内设置有多条倾斜流道；相邻两层净水斜板内倾斜流道的倾斜方向相反；多个高效沉淀模块内废水进水管的进水口均通过第一通断阀与污水提升泵连接；所述的污泥浓缩模块包括排泥泵、浓缩池主体、泥水进水管和泥水分流堰板；浓缩池主体内腔顶部的侧部设置有一个或多个第二溢流口；浓缩池主体的内腔底部设置有污泥排放口；泥水进水管设置在浓缩池主体内腔顶部的中心位置；所述的泥水分流堰板固定在浓缩池主体的中部，且位于泥水进水管出水口的正下方；泥水分流堰板的顶部设置有倾斜分水面。各高效沉淀模块内的沉淀排放口与排泥泵的输入口通过第二通断阀连接。所述排泥泵的输出口与泥水进水管的进水口连接。
2.根据权利要求1所述的一种SS双层混合流沉淀浓缩一体化设备，其特征在于：所述浓缩池主体底部的污泥排放口与阀门与后续的污泥处理外排装置连接。
3.根据权利要求1所述的一种SS双层混合流沉淀浓缩一体化设备，其特征在于：各个沉淀池主体、浓缩池主体依次排列并固连在一起。
4.根据权利要求1所述的一种SS双层混合流沉淀浓缩一体化设备，其特征在于：所述沉淀池主体及浓缩池主体的上部均呈圆柱状或正方体状，下部均呈漏斗状或方锥状。
5.根据权利要求1所述的一种SS双层混合流沉淀浓缩一体化设备，其特征在于：所述斜板内的倾斜流道与水平面的夹角为50～60°；相邻两层净水斜板的间距为0.2m。
6.根据权利要求1所述的一种SS双层混合流沉淀浓缩一体化设备，其特征在于：各个高效沉淀模块内的各第一溢流口均与净水排放管道连接。
7.根据权利要求1所述的一种SS双层混合流沉淀浓缩一体化设备，其特征在于：所述的排泥泵采用气动隔膜泵。
8.如权利要求1所述的一种SS双层混合流沉淀浓缩一体化设备的沉淀方法，其特征在于：步骤一、污水提升泵启动，第一通断阀导通，排泥泵关闭，第二通断阀关闭，将废水收集池中的废水通过废水进水管由上至下注入沉淀池主体中；
步骤二、密度大于水的悬浮颗粒下沉至沉淀池主体的沉淀排放口处；密度小于水的悬浮颗粒在浮力作用下随水流在沉淀池主体内上升，从下往上依次通过各层斜板和变速混合区；净水斜板将向上流动的废水分割为多个倾斜的稳流区域，细微悬浮颗粒在斜板内的倾斜流道的作用下逐渐凝聚变大，形成悬浮颗粒团；悬浮颗粒团在重力作用下逐渐下降；此外，各变速混合区将废水流速再次降低；下一层斜板中上升的悬浮颗粒与上一层净水斜板中凝聚变大后下沉的悬浮颗粒团在变速混合区汇合，并相互碰撞、挤压，形成更大的悬浮颗粒物加速下沉；向上流出最顶部斜板的净水从第一溢流口排出；
步骤三、运行排泥预设时长或沉淀池主体内污泥达到预设量后，排泥泵启动，第二通断阀导通，将沉淀池主体内的含污泥的水体注入浓缩池主体；沉淀池主体内的污泥排尽后，排泥泵关闭，第二通断阀截止；
步骤四、含污泥的废水在浓缩池主体中进行浓缩，浓缩后的污泥从浓缩池主体底部的污泥排放口排出。
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