CN111807662A - 一种在线浓缩的连续流模块化储泥池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种在线浓缩的连续流模块化储泥池，包括若干个储泥池模块，进水管上设有对应每个储泥池模块的进泥控制阀，出水管上设有对应每个储泥池模块的出泥控制阀，储存池模块内部安装有搅拌装置；储存池模块的数量不少于三个；所述的储存池模块内均设置滗水套筒阀，所述滗水套筒阀与废水收集系统相连，控制系统分别与进泥控制阀、出泥控制阀、搅拌装置、滗水套筒阀连接，控制所述储存池按照进泥模式、浓缩模式、出泥模式三种模式进行操作。本发明实现了在浓缩污泥的同时连续进、出泥，不仅提高了后续污泥处理设施的效率，而且避免了二次释磷等和污泥处理设施停机等待的问题，降低了设备造价和成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种在线浓缩的连续流模块化储泥池，属于水处理领域。
背景技术
废水在生化处理过程中产生的污泥含水率很高，所以生污泥的体积大，对污泥的处理、利用和运输造成困难。污泥浓缩就是通过污泥增稠来降低污泥的含水率和减小污泥的体积，从而降低后续处理费用和能耗。污泥浓缩常用的方法有重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩三种，这三种工艺工程造价高、设备复杂，运行维护工作量大。小型污水厂受造价、占地等因素的限制，大多不单独设置浓缩工艺段，通常生污泥被收集至储泥池后直接进入后续污泥处理系统，采用机械浓缩脱水一体机脱水后处置。所以小型污水厂脱水系统进泥的含水率普遍偏高，这就导致污泥处理系统的脱水效率不高、工作时间长、能耗浪费严重。然而，小型污水厂由于数量多、分布分散且管理不够规范，其总的污泥处理所耗费的人力物力也不容忽视，所以降低小型污水厂储泥池内污泥含水率，对于提高污泥处理系统效率、实现节能降耗大有裨益。
目前工程上常用的做法见图1。其工作步骤是，储泥池进泥后进行静置沉淀，待泥水分离后，通过设置在侧壁上部不同高度的排水管道将上清液排除。该做法的不足是，无法根据液面的高度相应调整排水的深度，当排水管口距离泥水界面较近时，容易发生抽吸现象，将沉淀下来的污泥向上吸起后随上清液排出，导致污泥“返浑”并造成污泥流失，最终进入污泥处理系统的浓度波动，给污泥处理过程中精确投配污泥调理剂造成干扰，进而影响脱水效果，造成浪费。为避免排水时吸泥，往往排除的上清液深度不能太大，这就导致浓缩效果不明显，一般仅在有效水深的上部五分之一处设置撇水管，污泥处理系统效率的改善也并不明显。
此外，由于污泥浓缩时，无法做到同时连续进泥或排泥，会带来两个问题：由于无法连续进泥，实际运营中往往将污泥分批提前打入储泥池内，这会造成污泥在储泥池内停留时间长，导致聚磷菌的二次释磷，降低生化系统除磷的效率。污泥排泥设施也需要控制多次启停，对设备损耗大；不能连续排泥，造成后续处理设施存在停机等待时间，不仅延长了工人的劳动时间，而且容易造成设备频繁启停，磨损严重。
因此，开发一种具有在线浓缩功能的连续进、出泥的储泥池，对于污水厂内污泥处理系统的处理效率的提升有积极的意义，是实现污水厂节能降耗、以人为本的必要手段。
发明内容
本发明的目的就是提供一种在线浓缩的连续流模块化储泥池，通过连续进出泥的工况下浓缩污泥，可大幅降低进入后续污泥处理设施的含水率，从而降低能耗，减轻工人的劳动强度，并避免污泥二次释磷。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种在线浓缩的连续流模块化储泥池，包括若干个储泥池模块，每个储泥池模块均设有进泥管、出泥管，每个储泥池模块通过进泥管与水处理构筑物的排泥设施或管道相连，进水管上设有对应每个储泥池模块的进泥控制阀，每个储泥池模块通过出泥管与污泥处理设施相连，出水管上设有对应每个储泥池模块的出泥控制阀，储存池模块内部安装有搅拌装置；其特征在于储存池模块的数量不少于三个；所述的储存池模块内均设置滗水套筒阀，所述滗水套筒阀与废水收集系统相连，控制系统分别与进泥控制阀、出泥控制阀、搅拌装置、滗水套筒阀连接，控制所述若干个储存池按照进泥模式、浓缩模式、出泥模式三种模式进行操作，使得所述的若干个储泥池模块在同一时段分别具有进泥模式、出泥模式和浓缩模式。
进一步地，所述储存池中安装泥水界面仪，用以监测并确定污泥沉淀后的泥水界面高度。
进一步地，所述储存池中安装液位计，用以监测液面高度。
进一步地，所述储存池顶部设置臭气收集装置，用以防止有毒有害气体散逸。
进一步地，所述滗水套筒阀的堰口为向上的倒锥形堰板，用以防止滗除上清液时对下部污泥的抽吸。
进一步地，进泥模式为，打开进泥控制阀，污泥通过进泥支管进入储存池；搅拌装置同时开启，出泥控制阀关闭，当液位持续上升至停止进泥液位时，关闭进泥控制阀；
浓缩模式为，储存池停止搅拌装置运行，将污泥静置沉淀，当泥水界面下降至静置后泥水界面高程时，启动滗水套筒阀，滗水套筒阀堰口持续下降，上清液通过堰口流入滗水套筒阀内部，排入废水收集系统；当滗水套筒阀堰口降低至滗水套筒阀滗水停止液位时，滗水套筒阀停止动作，并返回滗水套筒阀停机高度；
出泥模式，打开出泥控制阀，开启搅拌装置处于运行状态，进行污泥通过出泥支管进入后续的污泥处理系统进行处理。
进一步地，所述方法还包括闲置模式，进泥控制阀关闭，出泥控制阀关闭，搅拌装置处于停机状态，滗水套筒阀堰口抬升至停机高度。
进一步地，所述滗水套筒阀的升降高度以储存池深度以及泥水界面高度确定；滗水套筒阀的规格和升降速度以滗水以滗水流量进行确定；所述停止进泥液位通过储存池布置形式确定；所述静置后泥水界面通过泥水界面仪测定后确定；所述滗水套筒阀滗水停止液位通过静置后泥水界面高度增加适当的保护高度确定；所述停止出泥液位通过搅拌装置形式、储存池布置形式确定。
进一步地，一种在线浓缩的连续流模块化储泥池的控制方法，其特征在于所述方法包括，通过控制系统控制所述储存池按照进泥模式、浓缩模式、出泥模式进行操作，其中
进泥模式时，进泥控制阀开启，污泥通过进泥支管进入储存池，进泥控制阀开启度可根据情况调节，出泥控制阀关闭，搅拌装置处于运行状态，滗水套筒阀堰口抬升至停机高度，储存池内液位随着泥量增加而抬升，当抬升至停止进泥高度时，进泥控制阀关闭；
浓缩模式时，进泥控制阀关闭，出泥控制阀关闭，搅拌装置停止运行，滗水套筒阀堰口抬升至停机高度，泥水混合液进入静置沉淀状态，实现泥水分离；待沉淀结束，滗水套筒阀堰口下降，当堰口下降至液面以下，上清液通过堰口流入滗水套筒阀内部，排入废水收集系统；堰口持续下降，储存池内的液面高度随之下降，最终液面下降至滗水套筒阀滗水停止液位，停止滗水套筒阀动作，并将滗水套筒阀的堰口重新抬升至滗水套筒阀停机高度；
出泥模式时，进泥控制阀关闭，出泥控制阀开启，搅拌装置处于运行状态，滗水套筒阀堰口抬升至停机高度，储存池内的污泥通过出泥支管、出泥总管进入污泥处理装置，当液位下降至停止出泥液位，关闭出泥控制阀门。
进一步地，所述在线浓缩的连续流模块化储泥池包括N个储泥池模块，相应地，将时间划分为N个时段，使得每个时段处于进泥模式的储泥池模块相同，每个时段处于出泥模式的储泥池模块相同，每个时段处于浓缩模式的储泥池模块相同，其中N大于等于3。
本发明在储泥池内安装了滗水套筒阀，滗除沉淀后的上清液，实现污泥的浓缩功能。并设置多组储泥池，通过序批式切换，实现了连续进泥、连续出泥以及浓缩的功能。本发明实现了在浓缩污泥的同时连续进、出泥，不仅提高了后续污泥处理设施的效率，而且避免了二次释磷等和污泥处理设施停机等待的问题，降低了设备造价和成本。本发明结构简单，且无复杂的机械设备，特别适合于小型污水处理厂的新建和改造类项目实施。
本发明提供的在线浓缩的方法具有以下优点：
(1)在实现污泥浓缩的前提下，还能同时实现连续进泥、连续出泥的功能。可同时解决提高进入污泥处理系统的污泥浓度、避免二次释磷、出泥浓度稳定可预测三个问题。
(2)工程措施少，无复杂结构以及设备，投资小。
(3)原理简单，布置紧凑，新建和改造类项目均可应用。
(4)可操作性强，通过调整运行模式和储存池数量，得到不同浓度的浓缩后污泥。
附图说明
图1是现有技术的带浓缩功能的储泥池剖面图
图2是本发明的实施例1的平面示意图
图3是本发明的实施例1的aa处的剖面示意图
图4是本发明的实施例2的平面示意图
图5是本发明的实施例3的平面示意图
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
本发明如图1所示，该系统包含：进泥总管11～1n，出泥总管91～9n，储存池51～53、搅拌装置41～43、进泥支管21～23、进泥控制阀31～33、出泥支管81～83、出泥控制阀71～73、滗水套筒阀61～63。所述安装于所述储存池内部51～53；所述滗水套筒阀61～63安装于储存池51～53内部，且末端与废水收集系统相连；所述储存池51～53安装有液位计A和泥水界面仪B；所述进泥总管11～1n与排泥设施或管道相连，所述出泥总管91～9n与污泥处理系统相连；所述储泥池安装有智能控制系统
所述进泥控制阀31～33、出泥控制阀71～73、滗水套筒阀61～63、搅拌装置41～43可通过不同模式切换进泥模式、浓缩模式、出泥模式和闲置模式。
进泥模式时，进泥控制阀31～33开启，污泥通过进泥支管21～23进入储存池51～53，进泥控制阀开启度可根据所需流量进行调节，出泥控制阀71～73关闭，搅拌装置41～43处于运行状态，滗水套筒阀堰口抬升至停机高度。储存池内液位随着进泥量增加而抬升，当抬升至停止进泥高度时，进泥控制阀关闭。
浓缩模式时，进泥控制阀31～33关闭，出泥控制阀71～73关闭，搅拌装置41～43停止运行，滗水套筒阀61～63堰口抬升至停机高度。泥水混合液进入静置沉淀状态，实现泥水分离。沉淀时间根据污泥性质确定。待沉淀结束，滗水套筒阀堰口下降，当堰口下降至液面以下时，堰口以上的上清液通过堰口流入滗水套筒阀内部，排入废水收集系统。堰口持续缓速下降，储存池内的液面高度随之下降，最终液面下降至滗水套筒阀滗水停止液位，停止滗水套筒阀动作，并将滗水套筒阀的堰口重新抬升至滗水套筒阀停机高度。
出泥模式时，进泥控制阀31～33关闭，出泥控制阀71～73开启，搅拌装置41(42～43)处于运行状态，滗水套筒阀41～43堰口抬升至停机高度。储存池内的污泥通过出泥支管81～83、出泥总管91～9n进入污泥处理装置。当液位下降至停止出泥液位，关闭出泥控制阀门。
闲置模式时，进泥控制阀31～33关闭，出泥控制阀71～73关闭，搅拌装置41～43处于停机状态，滗水套筒阀41～43堰口抬升至停机高度。这种模式用于检修或无污泥处理需求的情况，与其余模式关系不大，此后不再论述。
下面通过实施例1、2、3的运行方式和附图2、4、5对本装置和方法进一步说明：
实施例1运行模式(平面示意图详见附图2)：
| 时段1 | 时段2 | 时段3 | |
| 储泥池模块1 | 进泥模式 | 浓缩模式 | 出泥模式 |
| 储泥池模块2 | 出泥模式 | 进泥模式 | 浓缩模式 |
| 储泥池模块3 | 浓缩模式 | 出泥模式 | 进泥模式 |
实施例2运行模式(平面示意图详见附图4)：
| 时段1 | 时段2 | 时段3 | 时段4 | |
| 储泥池模块1 | 进泥模式 | 浓缩模式 | 进泥模式 | 出泥模式 |
| 储泥池模块2 | 出泥模式 | 进泥模式 | 浓缩模式 | 进泥模式 |
| 储泥池模块3 | 进泥模式 | 出泥模式 | 进泥模式 | 浓缩模式 |
| 储泥池模块4 | 浓缩模式 | 进泥模式 | 出泥模式 | 进泥模式 |
实施例3运行模式(平面示意图详见附图5)：
| 时段1 | 时段2 | 时段3 | 时段4 | 时段5 | |
| 储泥池模块1 | 进泥模式 | 浓缩模式 | 进泥模式 | 浓缩模式 | 出泥模式 |
| 储泥池模块2 | 出泥模式 | 进泥模式 | 浓缩模式 | 进泥模式 | 浓缩模式 |
| 储泥池模块3 | 浓缩模式 | 出泥模式 | 进泥模式 | 浓缩模式 | 进泥模式 |
| 储泥池模块4 | 进泥模式 | 浓缩模式 | 出泥模式 | 进泥模式 | 浓缩模式 |
| 储泥池模块5 | 浓缩模式 | 进泥模式 | 浓缩模式 | 出泥模式 | 进泥模式 |
需要说明的是，本装置和方法的实施例不局限于上述3个实施例，如储存池更多，其能够达到的浓缩和提效的效果会更好，但也需要更高的造价和更复杂的控制逻辑。
下面仍以实施例1、2、3为例，说明其实施效果：
某污水厂每日需排泥体积为V；排泥浓度为C；则固体排放量为C*V；排泥设施排泥流量均匀，为Q；排泥时间为T＝V/Q；并假设，上清液中所含固体量可忽略不计；假设每次滗水深度占储泥池有效水深的1/R(一般为1/2至1/3)。
通过与不带浓缩功能的连续流储泥池常规实施方案进行对比，见下表：
由上表可以看出，3个实施例均能有效提高进入污泥处理设施的污泥浓度。实施例1还可以减小污泥处理设施的配置规模，降低设备造价。实施例2可以缩短机械和工人的操作时间，降低动力成本和人工成本。实施例3不仅可以减小污泥处理设施规模，还可以缩短操作时间，具备实施例1和2的两种优点。
本发明能够在保证连续进、出泥的前提下浓缩污泥，不仅改善了后续污泥处理系统的效率，而且可以减小设备造价以及动力和人工成本。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (8)
1.一种在线浓缩的连续流模块化储泥池，包括若干个储泥池模块，每个储泥池模块均设有进泥管、出泥管，每个储泥池模块通过进泥管与水处理构筑物的排泥设施或管道相连，进水管上设有对应每个储泥池模块的进泥控制阀，每个储泥池模块通过出泥管与污泥处理设施相连，出水管上设有对应每个储泥池模块的出泥控制阀，储存池模块内部安装有搅拌装置；其特征在于储存池模块的数量不少于三个；所述的储存池模块内均设置滗水套筒阀，所述滗水套筒阀与废水收集系统相连，控制系统分别与进泥控制阀、出泥控制阀、搅拌装置、滗水套筒阀连接，控制所述若干个储存池按照进泥模式、浓缩模式、出泥模式三种模式进行操作，使得所述的若干个储泥池模块在同一时段分别具有进泥模式、出泥模式和浓缩模式。
2.如权利要求1所述的一种在线浓缩的连续流模块化储泥池，其特征在于，所述储存池中安装液位计，用以监测液面高度。
3.如权利要求1所述的一种在线浓缩的连续流模块化储泥池，其特征在于，所述储存池中安装泥水界面仪，用以监测并确定污泥沉淀后的泥水界面高度。
4.如权利要求1所述的一种在线浓缩的连续流模块化储泥池，其特征在于所述储存池顶部设置臭气收集装置，用以防止有毒有害气体散逸。
5.如权利要求1所述的一种在线浓缩的连续流模块化储泥池，其特征在于，所述滗水套筒阀的堰口为向上的倒锥形堰板，用以防止滗除上清液时对下部污泥的抽吸。
6.如权利要求1所述的一种在线浓缩的连续流模块化储泥池，其特征在于，进泥模式为，打开进泥控制阀，污泥通过进泥支管进入储存池；搅拌装置同时开启，出泥控制阀关闭，当液位持续上升至停止进泥液位时，关闭进泥控制阀；
浓缩模式为，储存池停止搅拌装置运行，将污泥静置沉淀，当泥水界面下降至静置后泥水界面高程时，启动滗水套筒阀，滗水套筒阀堰口持续下降，上清液通过堰口流入滗水套筒阀内部，排入废水收集系统；当滗水套筒阀堰口降低至滗水套筒阀滗水停止液位时，滗水套筒阀停止动作，并返回滗水套筒阀停机高度；
出泥模式，打开出泥控制阀，开启搅拌装置处于运行状态，污泥通过出泥支管进入后续的污泥处理系统进行处理。
7.一种在线浓缩的连续流模块化储泥池的控制方法，其特征在于所述方法包括，通过控制系统控制所述储存池按照进泥模式、浓缩模式、出泥模式进行操作，其中
进泥模式时，进泥控制阀开启，污泥通过进泥支管进入储存池，进泥控制阀开启度可根据情况调节，出泥控制阀关闭，搅拌装置处于运行状态，滗水套筒阀堰口抬升至停机高度，储存池内液位随着泥量增加而抬升，当抬升至停止进泥高度时，进泥控制阀关闭；
浓缩模式时，进泥控制阀关闭，出泥控制阀关闭，搅拌装置停止运行，滗水套筒阀堰口抬升至停机高度，泥水混合液进入静置沉淀状态，实现泥水分离；待沉淀结束，滗水套筒阀堰口下降，当堰口下降至液面以下，上清液通过堰口流入滗水套筒阀内部，排入废水收集系统；堰口持续下降，储存池内的液面高度随之下降，最终液面下降至滗水套筒阀滗水停止液位，停止滗水套筒阀动作，并将滗水套筒阀的堰口重新抬升至滗水套筒阀停机高度；
出泥模式时，进泥控制阀关闭，出泥控制阀开启，搅拌装置处于运行状态，滗水套筒阀堰口抬升至停机高度，储存池内的污泥通过出泥支管、出泥总管进入污泥处理装置，当液位下降至停止出泥液位，关闭出泥控制阀门。
8.如权利要求7所述的一种在线浓缩的连续流模块化储泥池的控制方法，其特征在于所述在线浓缩的连续流模块化储泥池包括N个储泥池模块，相应地，将时间划分为N个时段，使得每个时段处于进泥模式的储泥池模块相同，每个时段处于出泥模式的储泥池模块相同，每个时段处于浓缩模式的储泥池模块相同，其中N大于等于3。
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2020
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