CN1132657C - 高效固液分离器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效固液分离器。它主要由外筒(14)、内筒(17)、锥体(21)、拉氏环(10)、大孔网板(12)、滤网(11)、搅拌桨(20)、电机(1)、填料颗粒(22)等组成。本发明的优点：设计合理，结构紧凑，反应区、分离区、污泥浓缩区设在一个筒体内，消除装置内的无效空间，使装置总停留时间达到最小，从而装置体积达到最小，使其具有造价低，移动方便，使用灵活的特点；可有效提高固液分离效率，保证处理水达到较高水质要求。
Description
技术领域
本发明涉及给水和废水处理装置，特别涉及一种高效固液分离装置。
技术背景
固液分离是水和废水处理中必不可少的重要环节，传统的固液分离流程包括混凝、沉淀、过滤等处理单元，当悬浮物浓度很高时混凝之前还要加预沉池，此外还须对分离的污泥进行浓缩处理，因此流程长，构筑物庞大，处理成本高，不适用于小城镇、小型工业企业及临时性或非固定式的场合。此外，许多地区也常常出现急需进行水的净化或对某些废水进行临时处理的情况，要求提供效率高，处理效果好，使用灵活性好的处理设备。我国北方地区高含沙量地表水源很多，工业废水含高浓度悬浮物的情况也很普遍，有时需要处理SS浓度为几kg/m3甚至几十kg/m3的悬浊液。但目前国内外已经设备化的一体化水处理装置的适用原水SS浓度通常为kg/m3量级以下的低浓度范围，不能满足高浊度水处理或高浓度悬浮物废水处理的需要。近年来申请人研究成功了合理使用两种混凝剂并合理控制混凝搅拌条件的流化床造粒处理高浓度悬浊液的理论和工艺，使满足上述要求的新型固液分离装置的设计成为可能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，体积小，固液分离效果好，能满足高浓度SS固液分离，又能适用于一般浓度水处理的一体化高效固液分离装置。
本发明的技术解决方案是这样实现的：
本发明主要由外筒(14)、内筒(17)、锥体(21)、拉氏环(10)、大孔网板(12)、滤网(11)、搅拌桨(20)、电机(1)、填料颗粒(22)等组成。在外筒(14)下端设有锥体(21)，该外筒内部设有内筒(17)，外筒(14)与内筒(17)之间的环形底部设有排泥阀(23)；内筒中心位置安装有垂直搅拌轴(15)，其上端通过连轴器(4)与安装在顶板(3)上的减速机(2)连接，减速机(2)上部安装有搅拌电机(1)，搅拌轴(15)下端安装有搅拌桨(20)；锥体的底部充填填料颗粒(22)；环状排泥堰(16)上方设有大孔网板(12)，其外缘固定在外筒体(14)的内壁上，上部为拉氏环充填区(10)，其顶端由滤网(11)覆盖，搅拌轴(15)穿过拉氏环充填区(10)的部位装有轴套(13)；滤网(11)的上方为集水区(9)，设有环状穿孔集水管(5)，它固定在顶板(3)的底面上，出口与出水阀(6)连接；顶板(3)上方装有排气阀(7)；锥体(21)底部设进水口(25)，通过管件与进水阀(26)和放空阀(27)连接；底部锥体(21)壁面上设有填料充填口(33)。该分离器由支架(24)支撑。
本发明的进水阀(26)前还连接有原水加压及混合装置，该装置主要由加压水泵(28)、第一药剂注入口(31)，第二药剂注入口(32)组成；水泵吸水管(29)上装有第一药剂注入口(31)，水泵压水管(30)上装有第二药剂注入口(32)，水泵压水管(30)与装置进水阀(26)连接。
拉氏环(10)层厚度为0.3～0.4m，拉氏环可选用直径2～3cm、长度2～3cm的圆环。
搅拌桨(20)为5～6片，设在内筒(17)底至0.3～0.4m高度的范围内。桨板外缘距内筒(17)壁距离≥2cm，搅拌转速按最长板外缘线速度为15～20cm/s设定。
内筒(17)与外筒(14)间距10cm。内筒(17)上缘距网板(12)之间的距离≥25cm。
填料颗粒(22)粒度为1～2mm，比重1.2～1.5g/cm3。
本发明具有以下有益效果：
1.设计合理，结构紧凑，反应区、分离区、污泥浓缩区设在一个筒体内，消除了装置内的无效空间，使装置总停留时间达到最小，从而装置体积达到最小，使其具有造价低，移动方便，使用灵活的特点。
2.反应区内施加机械搅拌，在合理投加混凝剂的条件下能实现流化床造粒型混凝，提高絮凝颗粒密度，加速固液分离。反应区底部预装填料颗粒，形成造粒的母体，保证在各种原水浓度的条件下达到良好的处理效果。
3.分离区充填拉氏环，可有效提高固液分离效率，保证处理水达到较高水质要求。
4.污泥浓缩区、反应区、分离区连通，固液分离后的污泥自动进入污泥浓缩区，污泥浓缩过程中排出的水分自动进入分离区得到回收，保证装置的高产水率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是发明立体示意图。
具体实施例：
参照图1和图2。本发明主要由以下三个部分组成：
1、主体装置：外形为一圆柱筒体14，底部为圆锥体21，上部加顶盖3，形成封闭空间。装置内部由内筒17将下部空间内外格开，形成中心反应区18和外部环型污泥浓缩区19。内筒17的顶部形成环状堰16，为剩余污泥从反应区18排入浓缩区19提供通路。在环状堰16的上部由圆形大孔网板12将装置内部上下分隔，上部形成独立的拉氏环充填区10。拉氏环充填区10的顶部通过滤网11又将该区与集水区9分隔。反应区18、环状排泥堰16、污泥浓缩区19、拉氏环充填区10、集水区9是主体装置的五个组成部分。主体装置由三腿支架24支撑。
2.机械搅拌装置：机械搅拌装置的动力部分位于主体装置的上方，由搅拌电机1、减速机2、带轴封的连轴器4组成。搅拌部分置于主体装置的内部，由垂直搅拌轴15和搅拌桨20组成，搅拌轴15通过连轴器4获得搅拌动力。
3.原水加压及混合装置：与主体装置分体，通过管道与进水阀26连接。原水加压泵28兼作第一种药剂混合装置，其吸水管上设药剂注入口31，第二种药剂需在原水即将进入主体装置的部位投加，其注入口32设在水泵压水管靠近主体装置的一端。
本发明的工作过程包括水处理和浓缩排泥两个过程：
1.水处理过程：按水处理的流程，分离器的水处理过程包括原水加压与药剂混合、造粒混凝反应、一次分离、二次分离、处理水收集过程。
(1)原水加压与药剂混合：启动加压水泵28，原水由吸水管29吸入，在进入水泵之前，从药剂注入口31连续定量地向吸水管中注入第一种混凝剂(通常是无机盐混凝剂)，使药剂与水通过水泵28充分混合，混合后的原水进入压水管30；在压水管的末端，从药剂注入口32连续定量地注入第二种混凝剂(通常是有机高分子混凝剂)，然后通过进水阀26、进水口25进入主体装置底部；第二种混凝剂与原水通过进水口25的水力扩散得到充分混合。
(2)造粒混凝反应：混合后的原水进入主体装置的反应区18，在上升水流和搅拌桨20的提升作用下，预装填料颗粒22形成颗粒悬浮层，对造粒混凝反应起促进作用。随着反应的进行，反应区内悬浮物增多，在填料颗粒悬浮层的上部形成污泥颗粒悬浮层(预装填料颗粒密度略大于污泥颗粒的缘故)，直到反应区顶部环状堰16的堰口高度。
(3)一次分离：超过反应区顶部环状堰口16的污泥悬浮颗粒在浓差扩散力和重力的作用下，越过堰口进入环型污泥浓缩区19，沉速大于堰口16上部区域内上升流速的颗粒从水中分离。
(4)二次分离：部分沉速小于上升流速的细小颗粒随上升水流穿过大孔网板12进入拉氏环充填区10，在拉氏环内得到沉淀分离，聚集的沉淀污泥在重力作用下落入反应区18或污泥浓缩区19。
(5)处理水收集：经拉氏环充填区得到二次固液分离的处理水通过滤网11进入集水区9，然后经穿孔集水管5收集，再经出水阀6排出。
2.污泥浓缩和排泥过程：进入污泥浓缩区19的颗粒在重力作用下浓缩，分离出的水分向上移动，得到回收。浓缩污泥聚集一定量之后，通过底部排泥阀23排出。
水处理过程为连续操作，排泥过程为间歇定时操作，两个过程相互不发生影响。必要时开启放空阀27、排泥阀23可使主体装置全部放空，填料颗粒22从可开闭的填料填加口33处填加。
Claims (7)
1、高效固液分离器，其特征在于：它主要由外筒(14)、内筒(17)、锥体(21)、拉氏环(10)、大孔网板(12)、滤网(11)、搅拌桨(20)、电机(1)、填料颗粒(22)组成；在外筒(14)下端设有锥体(21)，该外筒内部设有内筒(17)，外筒(14)与内筒(17)之间的环形底部设有排泥阀(23)；内筒中心位置安装有垂直搅拌轴(15)，其上端通过连轴器(4)与安装在顶板(3)上的减速机(2)连接，减速机(2)上部安装有搅拌电机(1)，搅拌轴(15)下端安装有搅拌桨(20)；锥体的底部充填填料颗粒(22)；环状排泥堰(16)上方设有大孔网板(12)，其外缘固定在外筒体(14)的内壁上，上部为拉氏环充填区(10)，其顶端由滤网(11)覆盖，搅拌轴(15)穿过拉氏环充填区(10)的部位装有轴套(1 3)；滤网(11)的上方为集水区(9)，设有环状穿孔集水管(5)，它固定在顶板(3)的底面上，出口与出水阀(6)连接；顶板(3)上方装有排气阀(7)；锥体(21)底部设进水口(25)，通过管件与进水阀(26)和放空阀(27)连接；底部锥体(21)壁面上设有填料充填口(33)。
2、根据权利要求1所述的固液分离器，其特征在于：该分离器的进水阀(26)前还连接有原水加压及混合装置，该装置主要由加压水泵(28)、第一药剂注入口(31)，第二药剂注入口(32)组成；水泵吸水管(29)上装有第一药剂注入口(31)，水泵压水管(30)上装有第二药剂注入口(32)，水泵压水管(30)与装置进水阀(26)连接。
3、根据权利要求1所述的固液分离器，其特征在于：拉氏环(10)层厚度为0.3-0.4m，拉氏环可选用直径2-3cm、长度2-3cm的圆环。
4、根据权利要求1所述的固液分离器，其特征在于：搅拌桨(20)为5-6片，桨板外缘距内筒(17)壁距离≥2cm，搅拌转速按最长板外缘线速度为15-20cm/s设定。
5、根据权利要求1所述的固液分离器，其特征在于：内筒(17)与外筒(14)间距≥10cm。
6、根据权利要求1所述的固液分离器，其特征在于：内筒(17)上缘距网板(12)之间的距离≥25cm。
7、根据权利要求1所述的固液分离器，其特征在于：填料颗粒(22)粒度为1-2mm，比重1.2-1.5g/cm3。
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