CN111620474B - 生化尾水机械混凝澄清设备及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生化尾水机械混凝澄清设备及其方法，属于污水处理设备领域。设备的内部空间分隔为并列的双级沉淀室和终沉池，双级沉淀室包括一级反应室和二级反应室，二级反应室外部环绕有左侧沉淀区和右侧沉淀区，终沉池为斜板沉淀池。本发明采用混凝澄清一体化结构，外加斜板结构作为终极沉淀，有效的提高泥水分离效率，减小设备体积和占地面，另外通过设置污泥回流结构，一方面保证反应室适宜的污泥浓度，另一方面可以有效地实现药剂的充分利用，降低药剂的消耗。总体而言，本发明利用沉淀法实现混凝后泥水混合物的泥水分离，相比于气浮法能有效降低废水处理能耗。
Description
技术领域
本发明涉及水处理领域，特别涉及一种养殖废水或垃圾渗滤液等高浓度有机废水生化处理后生化尾水的深度处理。
背景技术
养殖废水和垃圾渗滤液同属于高浓有机废水，然而单纯的生化处理难以保证污水处理稳定达标，随着近年来环保标准的不断提高，生化尾水的深度处理已成为污水处理项目提标改造的必经之路。目前国内中小型项目针对生化尾水深度处理主要以气浮机为主，结构相对复杂，造价成本高，而传统混凝澄清设备占地面积相对较大，极大地限制了混凝设备在污水处理提标改造过程中的推广应用。因此，如何针对生化尾水深度处理设计一种占地小、分离效果好的沉淀设备，是现有技术中亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有设备和工艺中存在的技术性问题，并提供一种生化尾水机械混凝澄清设备及其方法。
为实现上述目的，本发明才用的具体技术方案如下：
一种生化尾水机械混凝澄清设备，设备的内部空间分隔为并列的双级沉淀室和终沉池；
所述的双级沉淀室包括一级反应室和二级反应室，其中二级反应室位于一级反应室上方且两者连通；一级反应室中设有用于添加混凝药剂的药剂管，以及与进水管相连的布水器，一级反应室底部为连通排泥管的污泥斗；二级反应室与双级沉淀室的内侧壁夹持形成环形沉淀区域，且环形沉淀区域由中间隔板分为不直接连通的左侧沉淀区和右侧沉淀区；左侧沉淀区的底部通过回流缝与一级反应室连通；右侧沉淀区底部为连通排泥管的一级储泥斗；所述二级反应室内部设筒状的导流板，导流板顶部低于二级反应室顶部，且导流板与二级反应室的内侧壁夹持形成环形结构的导流室，导流室的底部通过若干导流孔连通左侧沉淀区和右侧沉淀区；二级反应室的导流板内腔设有搅拌装置；所述环形沉淀区域的顶部布置有环形的一级溢流槽，用于收集左侧沉淀区和右侧沉淀区中溢流的上清液；
所述终沉池的底部为连通排泥管的二级储泥斗，中部填充有斜板填料，顶部设有与出水管连通的二级溢流槽；所述一级溢流槽通过过水孔与斜板填料下方的终沉池连通。
作为优选，所述一级反应室的污泥斗与排泥管之间设置阀门，用于控制一级反应室的排泥频率。
作为优选，所述环形沉淀区域底部具有环形坡面，以形成污泥沉积区域。
进一步的，所述回流缝设置于左侧沉淀区底部的环形坡面上。
作为优选，所述的双级沉淀室顶部设有电机支架，所述搅拌装置的电机安装于电机支架上，其搅拌端穿过二级反应室伸入一级反应室中。
作为优选，所述的过水孔连通终沉池的一侧设有过水挡板，用于对过水孔流出的水流进行阻挡消能。
作为优选，所述的斜板填料安装角度为60°，下部由斜板支架作为支撑结构，上部水平高度略低于二级溢流槽边缘且四周与二级溢流槽紧密贴合。
作为优选，所述的药剂管安装于电机支架上，药剂管上部与二级反应室持平，下部穿透环形坡面与一级反应室连通。
作为优选，所述的布水器为环形布水器，环形布水器设置于一级反应室和二级反应室之间，环形布水器下部均匀开设有孔径一致的布水孔。
本发明的另一目的在于提供一种使用上述任一方案所述设备的生化尾水混凝澄清方法，其步骤如下：将待处理的生化尾水经进水管送入布水器中，通过布水器上开设的布水孔进入一级反应室中；将混凝药剂经过药剂管送入一级反应室，通过所述搅拌装置的搅拌作用与生化尾水均匀混合形成泥水混合物；一级反应室内的泥水混合物上流进入上部的二级反应室，上流过程中第一次泥水分离；二级反应室中的泥水混合物经导流板顶部溢流进入导流室，并由导流孔分别进入左侧沉淀区和右侧沉淀区下部，在两个沉淀区中再次泥水分离；左侧沉淀区泥水混合物上清液进入一级溢流槽，下层物化污泥经回流缝进入一级反应室；右侧沉淀区泥水混合物上层清液进入一级溢流槽，下层物化污泥进入下方一级储泥斗，然后经排泥管定期排出；一级溢流槽的出水经过水孔进入终沉池，并在斜板填料中再次泥水分离，分离后的上层清液经斜板填料后收集至二级溢流槽，然后由出水管排出，泥水分离后的污泥进入二级储泥斗，然后经排泥管定期排出。
本发明相对于现有技术具备的有益效果为：
1)本发明利用沉淀法实现混凝后泥水混合物的泥水分离，相比于气浮法能有效降低废水处理能耗。
2)本发明采用混凝澄清一体化结构，外加斜板结构作为终极沉淀，有效的提高泥水分离效率，减小设备体积和占地面积。
3)本发明通过设置污泥回流结构，一方面保证反应室适宜的污泥浓度，另一方面可以有效地实现药剂的充分利用，降低药剂的消耗。
附图说明
图1为一种生化尾水机械混凝澄清器设备的结构示意图；
图2为一种生化尾水机械混凝澄清器设备的剖面示意图；
图3为一种生化尾水机械混凝澄清器设备的俯视图；
图中：1-设备支架；2-一级溢流槽；3-搅拌装置；4-中间隔板；5-左侧沉淀区；6-回流缝；7-一级反应室；8-导流孔；9-二级反应室；10-导流板；11-右侧沉淀区；12-环形坡面；13-进水管；14-环形布水器；15-药剂管；16-电机支架；17-导流室；18-布水孔；19-过水孔；20-过水挡板；21-出水管；22-终沉池；23-斜板支架；24-一级储泥斗；25-二级储泥斗；26-电磁阀；27-排泥管；28-斜板填料；29-二级溢流槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
如图1～3所示，一种生化尾水机械混凝澄清设备，其设备整体安装于支架上，设备的内部空间通过隔板分隔为并列的双级沉淀室1和终沉池22两大部分。其中双级沉淀室1中主要进行两级混凝沉淀，而终沉池22中进行末端的斜板沉淀。双级沉淀室1和终沉池22的水平横截面均呈矩形。
双级沉淀室1包括一级反应室7和二级反应室9，其中一级反应室7位于双级沉淀室1的底部，二级反应室9位于一级反应室7上方且两者连通。一级反应室7中设有药剂管15，药剂管15的作用是向一级反应室7内的废水中添加混凝药剂。一级反应室7中还设有一个与进水管13相连的布水器14，进水管13的进水口位于设备壳体外部。在本实施例中，布水器14为环形布水器，整体呈方环形，环形布水器设置于一级反应室7和二级反应室9之间，环形布水器下部均匀开设有孔径一致的布水孔18，当废水输入进水管13后可以从布水孔18中排出进入一级反应室7。由于在一级反应室7中会发生混凝沉淀，因此其底部为一个倒锥形的污泥斗，用于沉积污泥。污泥斗的底部连通排泥管27，且两者的连通位置设有电磁阀26进行开闭控制，以便于控制一级反应室7的排泥频率。
二级反应室9的横截面尺寸小于双级沉淀室1的横截面尺寸，两者同轴布置，因此二级反应室9与双级沉淀室1的内侧壁夹持形成环形的沉淀区域。而且该环形沉淀区域由两块中间隔板4分为不直接连通的左侧沉淀区5和右侧沉淀区11，两个沉淀区对称分布，左右两个沉淀区相互独立，环绕在一级反应室7上方的二级反应室9外周。
整个环形沉淀区域底部具有环形坡面12，环形坡面12为一块伞形的板体，呈四棱锥台形式。环形坡面12的顶端靠近二级反应室9较高，然后向双级沉淀室1内壁一侧逐渐下降，以形成一个环形的污泥沉积区域。其中，左侧沉淀区5的底部通过回流缝6与一级反应室7连通，该回流缝6设置于左侧沉淀区5底部的环形坡面12上。而右侧沉淀区11底部由环形坡面12形成一级储泥斗24，一级储泥斗24也连通排泥管27，定期排泥。
二级反应室9内部设方筒状的导流板10，导流板10顶部低于二级反应室9顶部，且导流板10与二级反应室9的内侧壁夹持形成方环形结构的导流室17。导流室17的底部沿周向均匀开设多个导流孔8，使导流室17能够连通左侧沉淀区5和右侧沉淀区11。二级反应室9的导流板10内腔设有搅拌装置3。搅拌装置3由电机、搅拌轴和搅拌桨叶组成，双级沉淀室1顶部设有电机支架16。电机支架16为两条横向架设的杆件，搅拌装置3的电机通过端板安装于电机支架16上，其搅拌轴和搅拌桨叶轴向穿过二级反应室9，并伸入一级反应室7中，用于对输入一级反应室7的絮凝药剂和废水进行混匀，同时搅拌过程也可提供一定的水流上升动力。搅拌桨叶下部水平高度与环形布水器14顶部持平。
前述的药剂管15也安装于电机支架16上，药剂管15上部与二级反应室9持平，下部穿透环形坡面12与一级反应室7连通。药剂管15可以手动加药，也可以连接外部的自动加药装置。
在本发明中，水流和药剂一并进入一级反应室7混匀后，发生混凝反应。随着连续进水的推动作用与搅拌装置3的提升作用，一级反应室7内的泥水混合物进入上部的二级反应室9，随着机械搅拌的扰动的逐渐减弱，二级反应室9中的泥水混合物在上升过程中开始进行泥水分离，混凝产生的污泥逐步下沉，未完全分离的泥水混合物经导流板10进入导流室17，导流室17中的泥水混合物经由导流孔8分别进入左侧沉淀区5和右侧沉淀区11下部，在左侧沉淀区5和右侧沉淀区11中发生泥水分离沉淀。因此在左侧沉淀区5和右侧沉淀区11的顶部需要布置有环形的一级溢流槽2，用于收集左侧沉淀区5和右侧沉淀区11中溢流的上清液。为了便于与终沉池22连通，位于右侧沉淀区11上方的一级溢流槽2底部延伸至环形坡面12的底部位置。
而终沉池22是一个斜板沉淀池，其底部为连通排泥管27的二级储泥斗25，中部填充有斜板填料28，顶部设有与出水管21连通的二级溢流槽29。在本实施例中，斜板填料28安装角度为60°，下部由斜板支架23作为支撑结构，上部水平高度略低于二级溢流槽29边缘且四周与二级溢流槽29紧密贴合。
一级溢流槽2通过过水孔19与斜板填料28下方的终沉池22连通。而且，过水孔19连通终沉池22的一侧设有过水挡板20，过水挡板20为一块位于孔口边缘的倾斜挡板，但其并不完全封闭过水孔19，其作用是对过水孔19流出的水流进行阻挡消能，防止水流以过大的速度进入终沉池22中，扰动泥水分离过程。
基于上述混凝澄清设备，本发明还可以进一步提供一种生化尾水混凝澄清方法，其步骤如下：
将待处理的生化尾水经进水管13送入布水器14中，通过布水器14上开设的布水孔18进入一级反应室7中；将混凝药剂经过药剂管15送入一级反应室7，通过所述搅拌装置3的搅拌作用与生化尾水均匀混合形成泥水混合物。
随着连续进水的推动作用与搅拌装置3的提升作用，一级反应室7内的泥水混合物上流进入上部的二级反应室9，上流过程中搅拌装置3造成的扰动逐渐减弱，因此泥水混合物在上升过程中开始发生第一次泥水分离，分离的污泥沉淀至底部的污泥斗中，而未完全分离的泥水混合物经导流板10顶部溢流进入导流室17。泥水混合物在导流室17中通过导流孔8分别进入左侧沉淀区5和右侧沉淀区11下部，然后在逐渐上升的过程中在两个沉淀区中再次泥水分离。但两个沉淀区中发生的过程不同，左侧沉淀区5泥水混合物上清液进入一级溢流槽2，下层物化污泥经回流缝6进入一级反应室7，保证一级反应室内的污泥浓度；右侧沉淀区11泥水混合物上层清液进入一级溢流槽2，在流动过程中进一步泥水分离，比重较大的污泥进入下方一级储泥斗24，然后经排泥管27定期排出。
一级溢流槽2的出水经过水孔19和过水挡板的缓冲作用进入终沉池22，并在斜板填料28中再次泥水分离，分离后的上层清液经斜板填料28辅助沉淀后收集至二级溢流槽29，然后由出水管21排出。泥水分离后的污泥进入二级储泥斗25，然后经排泥管27定期排出。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种生化尾水机械混凝澄清设备，其特征在于，设备的内部空间分隔为并列的双级沉淀室（1）和终沉池（22）；
所述的双级沉淀室（1）包括一级反应室（7）和二级反应室（9），其中二级反应室（9）位于一级反应室（7）上方且两者连通；一级反应室（7）中设有用于添加混凝药剂的药剂管（15），以及与进水管（13）相连的布水器（14），一级反应室（7）底部为连通排泥管（27）的污泥斗；二级反应室（9）与双级沉淀室（1）的内侧壁夹持形成环形沉淀区域，且环形沉淀区域由中间隔板（4）分为不直接连通的左侧沉淀区（5）和右侧沉淀区（11）；左侧沉淀区（5）的底部通过回流缝（6）与一级反应室（7）连通；右侧沉淀区（11）底部为连通排泥管（27）的一级储泥斗（24）；所述二级反应室（9）内部设筒状的导流板（10），导流板（10）顶部低于二级反应室（9）顶部，且导流板（10）与二级反应室（9）的内侧壁夹持形成环形结构的导流室（17），导流室（17）的底部通过若干导流孔（8）连通左侧沉淀区（5）和右侧沉淀区（11）；二级反应室（9）的导流板（10）内腔设有搅拌装置（3）；所述环形沉淀区域的顶部布置有环形的一级溢流槽（2），用于收集左侧沉淀区（5）和右侧沉淀区（11）中溢流的上清液；
所述终沉池（22）的底部为连通排泥管（27）的二级储泥斗（25），中部填充有斜板填料（28），顶部设有与出水管（21）连通的二级溢流槽（29）；所述一级溢流槽（2）通过过水孔（19）与斜板填料（28）下方的终沉池（22）连通；
所述的布水器（14）为环形布水器，环形布水器设置于一级反应室（7）和二级反应室（9）之间，环形布水器下部均匀开设有孔径一致的布水孔（18）；
所述环形沉淀区域底部具有环形坡面（12），以形成污泥沉积区域。
2.如权利要求1所述的一种生化尾水机械混凝澄清设备，其特征在于，所述一级反应室（7）的污泥斗与排泥管（27）之间设置阀门，用于控制一级反应室（7）的排泥频率。
3.如权利要求1所述的一种生化尾水机械混凝澄清设备，其特征在于，所述回流缝（6）设置于左侧沉淀区（5）底部的环形坡面（12）上。
4.如权利要求1所述的一种生化尾水机械混凝澄清设备，其特征在于，所述的双级沉淀室（1）顶部设有电机支架（16），所述搅拌装置（3）的电机安装于电机支架（16）上，其搅拌端穿过二级反应室（9）伸入一级反应室（7）中。
5.如权利要求1所述的一种生化尾水机械混凝澄清设备，其特征在于，所述的过水孔（19）连通终沉池（22）的一侧设有过水挡板（20），用于对过水孔（19）流出的水流进行阻挡消能。
6.如权利要求1所述的一种生化尾水机械混凝澄清设备，其特征在于，所述的斜板填料（28）安装角度为60°，下部由斜板支架（23）作为支撑结构，上部水平高度略低于二级溢流槽（29）边缘且四周与二级溢流槽（29）紧密贴合。
7.如权利要求1所述的一种生化尾水机械混凝澄清设备，其特征在于，所述的药剂管（15）安装于电机支架（16）上，药剂管（15）上部与二级反应室（9）持平，下部穿透环形坡面（12）与一级反应室（7）连通。
8.一种使用权利要求1~7任一所述设备的生化尾水混凝澄清方法，其特征在于，步骤如下：将待处理的生化尾水经进水管（13）送入布水器（14）中，通过布水器（14）上开设的布水孔（18）进入一级反应室（7）中；将混凝药剂经过药剂管（15）送入一级反应室（7），通过所述搅拌装置（3）的搅拌作用与生化尾水均匀混合形成泥水混合物；一级反应室（7）内的泥水混合物上流进入上部的二级反应室（9），上流过程中第一次泥水分离；二级反应室（9）中未完全分离的泥水混合物经导流板（10）顶部溢流进入导流室（17），并由导流孔（8）分别进入左侧沉淀区（5）和右侧沉淀区（11）下部，在两个沉淀区中再次泥水分离；左侧沉淀区（5）泥水混合物上清液进入一级溢流槽（2），下层物化污泥经回流缝（6）进入一级反应室（7）；右侧沉淀区（11）泥水混合物上层清液进入一级溢流槽（2），下层物化污泥进入下方一级储泥斗（24），然后经排泥管（27）定期排出；一级溢流槽（2）的出水经过水孔（19）进入终沉池（22），并在斜板填料（28）中再次泥水分离，分离后的上层清液经斜板填料（28）后收集至二级溢流槽（29），然后由出水管（21）排出，泥水分离后的污泥进入二级储泥斗（25），然后经排泥管（27）定期排出。
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