CN113968606B - 自循环高密度悬浮污泥滤沉池及水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水处理设备技术领域，提供一种自循环高密度悬浮污泥滤沉池及水处理系统，该自循环高密度悬浮污泥滤沉池，包括：混凝区，集水管，用以收集所述混凝区中的水体；絮凝区，设置在所述混凝区下游，所述集水管的另一端进入所述絮凝区；水体加速装置，分别设置在所述混凝区和所述絮凝区中。本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池依靠水体自身的动能进行搅拌，无需在混凝区以及絮凝区设置搅拌器，降低了整个自循环高密度悬浮污泥滤沉池的电力负荷，有利于降低运行成本，同时，因无需维修或者更换搅拌器，使得自循环高密度悬浮污泥滤沉池的整体维护负担减小。

Description

自循环高密度悬浮污泥滤沉池及水处理系统

技术领域

本发明涉及水处理设备技术领域，具体涉及一种自循环高密度悬浮污泥滤沉池及水处理系统。

背景技术

混凝沉淀处理技术是目前水处理工艺中的重要技术，它既可以降低原水的浊度、色度等水质的感观指标，又可以去除多种有毒有害污染物，是后续深度处理系统可靠运行的重要保障，其在饮用水处理、污废水处理、高COD高含盐水处理等方面均有广泛的应用。传统的混凝沉淀技术中先由前段的多级搅拌将药剂与水充分混合，之后进行后段的沉淀与过滤。

相关技术中的以污泥作为载体的反应器，主要包括有混凝区、絮凝区以及沉淀分离区，其中，混凝区以及絮凝区内均设置有多个搅拌器以使药剂与污泥充分混合，提高对污水的吸附净化效果。但是，反应器内部增加的搅拌器，使该反应器的电力负荷大大增加，提高了反应器的运行成本。而且，随着使用时间的增长，搅拌器会发生磨损消耗，维修或者更换搅拌器都会加大反应器的整体维护负担。

背景中现有的混凝沉淀水力负荷低，同样处理量，占地面积大。本次申请的设备负荷高，占地非常节省。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服相关技术中的反应器需要设置单独的搅拌器等设备、导致的电力负荷大，维护成本高的缺陷，从而提供一种自循环高密度悬浮污泥滤沉池及水处理系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种自循环高密度悬浮污泥滤沉池，包括：混凝区，其上设置有反应器进水口；集水管，一端设置在所述混凝区中，用以收集所述混凝区中的水体；絮凝区，设置在所述混凝区下游，所述集水管的另一端进入所述絮凝区；水体加速装置，分别设置在所述混凝区和所述絮凝区中，包括：喷管，适于连接所述反应器进水口或所述集水管的另一端，沿水体的流动方向，所述喷管的内径的至少一部分发生减小；喉管，包括喉管进水口以及喉管出水口，所述喉管进水口罩设在所述喷管上方，所述喷管与所述喉管之间形成加速水道；沉淀区，设置在所述絮凝区的下游，所述沉淀区上设置有反应器出水口。

进一步地，所述絮凝区与所述沉淀区之间设置有絮体通过区，水体通过所述絮体通过区进入到所述沉淀区中，所述沉淀区中设置有至少一个高密度絮体收集斗，部分所述水体进入所述高密度絮体收集斗中；至少一个絮体循环装置，一端作用在所述高密度絮体收集斗中，另一端与至少一个所述水体加速装置的所述喷管相连。

进一步地，所述集水管的一端设置在所述喉管的上方。

进一步地，所述集水管进入所述混凝区的部位设置有若干进水孔。

进一步地，沿水体的流动方向，所述喷管的至少一部分呈锥形设置。

进一步地，所述喉管与所述喷管相对应的区域，至少一部分呈锥形设置。

进一步地，所述沉淀区包括：水流加速分配件，设置在所述絮体通过区与所述高密度絮体收集斗之间，所述水流加速分配件上设置有若干缺口。

进一步地，所述水流加速分配件为筛板。

进一步地，所述水流加速分配件呈水平状设置。

进一步地，该自循环高密度悬浮污泥滤沉池还包括絮凝污泥悬浮区，设置在所述高密度絮体收集斗下游，所述絮凝污泥悬浮区与所述高密度絮体收集斗之间设置有絮体聚拢区，所述絮凝污泥悬浮区包括：絮凝污泥悬浮区进口，适于承接上游的水体；缓冲板，与所述絮凝污泥悬浮区进口相对设置，沿高度方向，所述缓冲板逐渐远离所述絮凝污泥悬浮区进口设置。

进一步地，所述絮凝污泥悬浮区进口设置在所述絮凝污泥悬浮区的下方。

进一步地，该自循环高密度悬浮污泥滤沉池还包括低密度絮体循环装置，一端设置在所述絮凝污泥悬浮区中，另一端与所述水体加速装置的所述喷管相连接。

进一步地，所述低密度絮体循环装置的一端深入所述絮凝污泥悬浮区进口中。

进一步地，所述低密度絮体循环装置与位于所述絮凝区中的所述水体加速装置相连接，所述絮体循环装置与位于所述混凝区中的所述水体加速装置相连接。

进一步地，该自循环高密度悬浮污泥滤沉池还包括低密度絮体浓缩室，设置在所述絮凝污泥悬浮区下游，通过所述缓冲板流出的水体进入到所述低密度絮体浓缩室中。

进一步地，该自循环高密度悬浮污泥滤沉池还包括斜板分离管组，设置在所述絮凝污泥悬浮区及所述低密度絮体浓缩室上方，所述斜板分离管组包括若干倾斜设置的导流板。

进一步地，该自循环高密度悬浮污泥滤沉池还包括清水收集装置，设置在所述斜板分离管组上方，并与所述反应器出水口相连接。

进一步地，所述混凝区和所述絮凝区的顶部呈封闭状设置。

进一步地，所述低密度絮体浓缩室、絮凝污泥悬浮区和所述高密度絮体收集斗中的至少一个设置有排泥装置。

本发明还提供一种水处理系统，包括上述所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉池；进水系统，与所述反应器进水口相连接；水净化系统，与所述反应器出水口相连接。

进一步地，该水处理系统还包括：污泥处理系统，与排泥装置相连接。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，在混凝区和絮凝区中分别设置有水体加速装置，该水体加速装置具有喷管与喉管，喉管的进水口罩设在喷管上方，形成加速水道。从反应器进水口进入到喷管后，由于喷管的内径至少有一部分发生减小，因此水体在流出喷管后，可以被加速，之后再经过加速水道，水体从喉管的顶部开口喷出，并向四周散开。在重力的作用下，水体下落，在低压作用下，水体再经喉管与喷管之间的间隔进入到加速水道，以水力循环的方式对混凝区内的水体及药物进行搅拌。集水管的一端设置在混凝区中，另一端与絮凝区内的喷管相连通，设置在絮凝区的喷管与喉管同样以水力循环的方式对絮凝区内的水体及药物进行搅拌，搅拌好的水体可以流入下游的沉淀区进行后续净化。整个过程中，依靠水体自身的动能进行搅拌，无需在混凝区以及絮凝区设置搅拌器，降低了整个自循环高密度悬浮污泥滤沉池的电力负荷，有利于降低运行成本，同时，因无需维修或者更换搅拌器，使得自循环高密度悬浮污泥滤沉池的整体维护负担减小。

2.本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，通过设置絮体循环装置，使原水、药剂、高密度絮体收集斗内的高密度絮体混合。絮体的吸附能力，能有效吸附水体中的悬浮物及部分胶体物质。另外回流絮体中残留的药剂再次发生反应，在两者的共同作用下，使药剂使用量大大降低，提高了药剂有效率，大大减少了排放水体中的化学药剂残留，减少环境污染。

3.本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，喷管在沿水体的流动方向上至少一部分呈锥形设置，可以对流经的水体进行加速，加速后的水体具有更大的动能，有利于提高搅拌效果。

4.本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，在絮体通过区与高密度絮体收集斗之间设置有水流加速分配件，该水流加速分配件上设置有若干缺口，一方面水流通过时，通道变窄，此时水流加速分配件可以对絮体进行阻挡，从而可以实现对絮体的初步整合，同时通过设置缺口可以对水体进行加速，加速上升的水体可以使较小絮体不断聚拢形成较大的絮体，在这个区域形成一个絮体不断增加的絮体床。另一方面，缺口还具有分流的作用，紊乱的水流经过各个缺口后，被重新分配使水体可以均匀分布在高密度絮体收集斗内。

5.本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，将水流加速分配件呈水平状设置，有利于使得被重新分配的水体更加均匀分布在高密度絮体收集斗内。本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，在高密度絮体收集斗下游设置了絮凝污泥悬浮区，可以将低密度絮体收拢起来进行循环利用。

6.本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，水流在碰到缓冲板后，使水流爬升，在爬升的过程中，絮体不断增大，与此同时，絮凝污泥悬浮区内的低密度絮体循环装置将絮体抽出，在低压的作用下使该区域内的水体有下降的趋势，一上一下两个力达到平衡的点位，形成一个动态的悬浮絮体层，称为絮体滤床区，具有过滤、吸附的作用，使较小的絮体进一步增大，较大的絮体会沉降至絮凝污泥悬浮区的底部，通过低密度絮体循环装置回流至上游混凝区再利用。经过筛分剩余微粒径污泥絮体进入低密度絮体浓缩室中。缓冲板的高度可根据特定水质设计，不同高度入角度设计，可以保证絮凝污泥悬浮区的力的相比静止状态，减少扰动，提高泥水分离效率。

7.本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，低密度絮体循环装置与位于絮凝区中的水体加速装置相连接，絮体循环装置与位于混凝区中的水体加速装置相连接。如此设置，使得高密度絮体可以进入搅拌较为激烈的混凝区，同时高密度絮体可以对絮凝区中的絮体进行补充，从而有助于提高絮凝区中的净化效果，提高药物的利用效率，低密度絮体可以进入搅拌相对稳定的絮凝区，有利于整个水体的循环。

8.本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，在絮凝污泥悬浮区下游设置有低密度絮体浓缩室，再利用价值较低的微絮体，可以在该低密度絮体浓缩室浓缩后通过排泥、排空管路排入污泥处理系统。

9.本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，混凝区和絮凝区的顶部均呈封闭状设置，从喉管出水口喷出的水体可以与封闭的顶部进行撞击，形成一个紊流态和动量转换，有利于提高搅拌的效果。

10.本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，在沉淀区设置有高密度絮体收集斗，水体携带絮体流经时，高密度的絮体优先沉降到高密度絮体收集斗内，即先对优质的高密度絮体进行回收利用。

11.本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，水力负荷高、同样处理量的情况下，占地更少，应用前景更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种实施方式中提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池的结构示意图；

图2本发明的一种实施方式中提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池中絮体通过区的示意图；

图3本发明的又一种实施方式中提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池中絮体通过区的示意图；

图4本发明的又一种实施方式中提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池中絮体通过区的示意图；

图5本发明的又一种实施方式中提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池中絮体通过区的示意图；

图6本发明的一种实施方式中提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池中混凝区的示意图；

图7为本发明的一种实施方式中提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池中过水板的局部结构放大图；

图8为本发明的又一种实施方式中提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池中过水板的局部结构放大图；

图9为本发明的一种实施方式中提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池中高密度絮体收集斗的结构示意图。

附图标记说明：

1-混凝区； 2-絮凝区； 3-沉淀区；

4-絮体聚拢区； 5-絮凝污泥悬浮区； 6-低密度絮体浓缩室；

7-斜板分离管组； 8-反应器进水口； 9-反应器出水口；

10-喷管； 11-喉管； 12-加药管；

13-集水管； 14-絮体通过区； 15-水流加速分配件；

16-高密度絮体收集斗；17-絮体循环装置； 18-低密度絮体循环装置；

19-缓冲板； 20-排泥装置； 21-絮体滤床层；

22-清水缓冲保护层； 23-清水收集装置； 24-挡板；

25-过水板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，适用于所有采用混凝沉淀的水处理领域，例如给水混凝净化；污水提标改造；初期雨水、河流、湖泊等水环境治理；钢铁及电子工业的混凝沉淀及重金属捕捉沉淀等方面都有诸多建树。

图1为本发明的一种实施方式中提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池的结构示意图，如图1所示，本发明提供一种自循环高密度悬浮污泥滤沉池，沿自循环高密度悬浮污泥滤沉池的轴线方向，也即图1中从左到右的方向做截面，该自循环高密度悬浮污泥滤沉池的本体为截面形状为矩形的罐体，罐体的一侧设置有反应器进水口8，另一侧设置有反应器出水口9，待净化的水体经反应器进水口8进入罐体内，净化完的水体从反应器的出水口流出。其中，在罐体的内部，沿水体的流动方向，依次为混凝区1、絮凝区2以及沉淀区3。

对于混凝区1而言，在混凝区1的底部设置有喷管10，喷管10将在反应器进水口8中进入的水平方向的流体的流向转变成竖直方向，如图1所示，该喷管10竖直朝上喷水，反应器进水口8靠近罐体的底部设置，与喷管10的底部相连通。

本实施例中，为了实现对水体的加速，设置有水体加速装置，对水体加速装置自身的结构不进行限定，只要可以实现加速动作即可。

作为优选的实施方式，如图1所示，喷管10的顶部出水口套设有喉管11，喉管11竖直设置且与罐体的顶部之间留出一定的间隔，其中，喉管11的管径大于喷管10的管径。喷管10还与加药管12相连通，药品进入到喷管10后与水体混合，再向上喷射。

其中，喷管10的管径沿靠近喉管11的方向逐渐减小，这样可以对喷射的水体起到加速的作用，有利于提高混合效果。水体从喷管10喷出后进入喉管11，再从喉管11的顶部喷出。其中，喉管11的管径沿靠近罐体的顶部的方向逐渐增大，使水体向四周扩散而出。

本实施例中，混凝区1顶部可以呈开放状设置。优选的，混凝区1的顶部可以密封，此时在混凝区1的顶部设置封闭钢板，水体经喉管11喷出后与罐体顶部撞击，有利于提高混合搅拌的效果。在重力作用下，水体向下回落，在喷管10喷水形成的低压作用下，水体从喉管11与喷管10之间的间隙内被吸入喉管11，再次进行上述循环搅拌。对于整个混凝区1而言，水体与药品的搅拌混合完全依靠水体自身的动能，无需设置额外的搅拌器进行搅拌。

对于絮凝区2而言，在絮凝区2的底部也设置有喷管10，该喷管10竖直朝上喷水。同时，在混凝区1的顶部设置有集水管13，对集水管13的设置位置不进行限定，其可以设置在混凝区1的下部，也可以设置在混凝区1的中部，只要可以实现向絮凝区2中的注水操作即可。优选的，如图1所示，集水管13位于喉管11与罐体的顶部之间的区域，使得混凝区1内的水体可以经该集水管13进入到絮凝区2。其中，可以在集水管13位于混凝区1的管壁上设置多个小孔，用于进水。集水管13位于絮凝区2内的部分直接与位于絮凝区2内的喷管10的底部相连通。该喷管10的顶部出水口也套设有喉管11，喉管11竖直设置且与罐体的顶部之间留出一定的间隔，其中，喉管11的管径大于喷管10的管径。喷管10还与加药管12相连通，药品进入到喷管10后与水体混合，再向上喷射。

其中，混凝区1的加药管12与絮凝区2的加药管12可以分别用于加入不同的药品。例如，加入的药品可以为聚合氧化铝、聚丙烯酰胺以及聚合硫酸铁等等。喷管10的管径沿靠近喉管11的方向逐渐减小，这样可以对喷射的水体起到加速的作用，有利于提高混合效果。水体从喷管10喷出后进入喉管11，再从喉管11的顶部喷出。其中，喉管11的管径沿靠近罐体的顶部的方向逐渐增大，使水体向四周扩散而出。

例如，絮凝区2的顶部可以密封，水体经喉管11喷出后与罐体顶部撞击，有利于提高混合搅拌的效果。在重力作用下，水体向下回落，在低压作用下，从喉管11与喷管10之间的间隙内被吸入喉管11，再次进行上述循环搅拌。对于整个絮凝区2而言，水体与药品的搅拌混合完全依靠水体自身的动能，同样无需设置额外的搅拌器进行搅拌。在絮凝区2内喷管10喷射形成的是个微低压，这样保证内循环的搅动不至于剧烈，保证絮体的完整性，有效减少了矾花絮体的破碎。

其中，混凝区1内的喷头以及混凝区1内的喷头因喷射水体均形成低压，加药管12在没有止回阀的情况下，罐体内的水体不会通过加药管12反流至药罐污染药剂。

例如：水量很大情况下，为了提高单座设备的处理量，可设置一个独立的混凝区1，然后辐射多个絮凝区2。

本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，在混凝区1和絮凝区2中分别设置有水体加速装置，该水体加速装置具有喷管10与喉管11，喉管11的进水口罩设在喷管10上方，形成加速水道。从反应器进水口8进入到喷管10后，由于喷管10的内径至少有一部分发生减小，因此水体在流出喷管10后，可以被加速，之后再经过加速水道，水体从喉管11的顶部开口喷出，并向四周散开。在重力的作用下，水体下落，在低压作用下，水体再经喉管11与喷管10之间的间隔进入到加速水道，以水力循环的方式对混凝区1内的水体及药物进行搅拌。集水管13的一端设置在混凝区1中，另一端与絮凝区2内的喷管10相连通，设置在絮凝区2的喷管10与喉管11同样以水力循环的方式对絮凝区2内的水体及药物进行搅拌，搅拌好的水体可以流入下游的沉淀区3进行后续净化。整个过程中，依靠水体自身的动能进行搅拌，无需在混凝区1以及絮凝区2设置搅拌器，降低了整个自循环高密度悬浮污泥滤沉池的电力负荷，有利于降低运行成本，同时，因无需维修或者更换搅拌器，使得自循环高密度悬浮污泥滤沉池的整体维护负担减小。

图6本发明的一种实施方式中提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池中混凝区的示意图；如图6所示，其中，可以在混凝区1的内部沿纵向设置过水板25，用于将混凝区1分隔成多个腔室，以延长水体的流动轨迹，提高混合效果。

图7为本发明的一种实施方式中提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池中过水板的局部结构放大图；图8为本发明的又一种实施方式中提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池中过水板的局部结构放大图；如图7与图8所示，过水板25靠近混凝区1的底部设置有多个过水的小孔，小孔的形状可以为矩形，也可以为其他多边形。中间的腔室内的水体可以通过小孔进入到边缘的腔室内，再通过集水管13进入絮凝区2中。

其中，絮凝区2可以位于混凝区1的前、后、左、右任意侧，而且，一个混凝区1也可以对应多个絮凝区2，絮凝区2的位置及数目可以根据需要设计，能够使混凝区1中的水体进入到絮凝区2即可。同理，喉管11的数目也可以根据需要设计。

从絮凝区2流出的水体将继续进入到沉淀区3中，对于沉淀区3而言，絮凝区2与沉淀区3之间可以分别设置独立的结构，也可以在沉淀区3与絮凝区2相邻的部位共用一块隔板。

本实施例中，絮凝区2与沉淀区3之间的隔板靠近底部的位置可以设置开口，作为絮体通过区14，以连通絮凝区2与沉淀区3。图2本发明的一种实施方式中提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池中絮体通过区的示意图；图3本发明的又一种实施方式中提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池中絮体通过区的示意图；图4本发明的又一种实施方式中提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池中絮体通过区的示意图；如图2、图3以及图4所示，其中，可以在该絮体通过区14布置弯折板以形成不同的水体流动轨迹。图5本发明的又一种实施方式中提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池中絮体通过区的示意图；如图5所示，絮体通过区14也可以设置弯折的管路以形成不同的水体流动轨迹。其中，可以根据需要选择以上几种不同的进水方式。

在沉淀区3内设置有高密度絮体收集斗16，该高密度絮体收集斗16可以为锥形漏斗状结构，如图1所示，在沉淀区3的右侧设置有向上逐渐倾斜的斜板以及竖直板，从而形成锥形漏斗状结构。该高密度絮体收集斗16的顶部与罐体的顶部之间留出一定的间隔，以供水体通过。

其中，在沉淀区3内设置有水流加速分配件15，对水流加速分配件15的具体结构不进行限定，本实施例中，在水流加速分配件15上设置有缺口，缺口供絮体进行通过。如此设置，可以在水体通过缺口后造成速度差形成小涡流，提高混合接触效果；而且，还可以使絮体上升过程撞击并穿过该水流加速分配件15后改变方向下沉入高密度絮体收集斗16内。

水体携带絮体流经时，高密度的絮体优先沉降到高密度絮体收集斗16内，即先对优质的高密度絮体进行回收利用。

优选的，该水流加速分配装置可以为筛板。水流加速分配件15一端可以与絮凝区2与沉淀区3之间的隔板相连，另一端可以与高密度絮体收集斗16的侧壁相连。水体从絮凝区2流出后，经过该水流加速分配件15，之后继续向上。该水流加速分配件15，可以对水流进行加速，并将反应的水体均匀的分布设备内部，避免部分短流。

对筛板自身的倾斜程度不进行限定，其可以呈水平状设置，也可以呈45度或者其它角度的倾斜。

由于水体的加速上升的作用，加之较小絮体不断聚拢形成较大的絮体，在这个区域形成一个絮体浓度不断增加的流化床，将通过的小胶体颗粒拦截聚拢、过滤，可去除水体的大部分悬浮胶体。当絮体聚集到一定程度后，高密度絮体会落入高密度絮体收集斗16内，低密度絮体会越过该高密度絮体收集斗16，跟随水体继续向下游输送。

图9为本发明的一种实施方式中提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉池中高密度絮体收集斗的结构示意图；如图9所示，其中，高密度絮体收集斗16靠近絮凝区的一侧可以低于远离絮凝区的另一侧，这样可以优先对高密度絮体进行收集，使得回收的絮体得到密度更高，同时，可以减少进入下游的絮体量，降低后段对絮体分离的工作量。

其中，可以设置絮体循环装置17与高密度絮体收集斗16的底部相连，通过管路将高密度絮体抽出，并输送至混凝区1。其中，絮体循环装置17的管路可以与喷管10背对加药管12的一侧相连通。其中，该絮体循环装置17可以只包括连接混凝区1与高密度絮体收集斗16之间的管路，利用低压原理将絮体吸入混凝区1，也可以包括泵体，先将高密度絮体收集斗16内的絮体抽出，再通过与泵体相连的管路将絮体输送至混凝区1中。

其中，在高密度絮体收集斗16内的内壁可以焊接相互交叉的杆体，用于辅助分离高密度絮体，同时还可以起到一定抗紊流的作用。

在沉淀区3内还设置有絮凝污泥悬浮区5，其中，该絮凝污泥悬浮区5也可以为锥形漏斗状结构。在该絮凝污泥悬浮区5的下游还设置有低密度絮体浓缩室6，该低密度絮体浓缩室6也可以为锥形漏斗状结构。其中，低密度絮体浓缩室6与絮凝污泥悬浮区5的一侧的缓冲板19的顶部相对接，密度很小的絮体经该缓冲板19向上，最终落入到该低密度絮体浓缩室6内。

同时，缓冲板19朝向出水口方向进行倾斜，如图1所示，缓冲板19自身与水平面之间呈45度左右的倾斜。通过上述的设置方式，可以增加絮体在相对缓冲板19上升过程中的爬坡时间，从而在爬坡过程中不断聚拢变大，进而提高去污效果。

其中，絮凝污泥悬浮区5与低密度絮体浓缩室6的开口均朝上设置。其中，在絮凝污泥悬浮区5与低密度絮体浓缩室6的上方设置有斜板分离管组7，水体自下而上流经斜板分离管组7后，从反应器出水口9流出。

对于斜板分离管组7的安装，可以在罐体的内壁先焊接两块固定板，两块固定板间隔设置，且均倾斜设置，倾斜的角度与斜板分离管组7的倾斜角度相一致，可以将斜板分离管组7的两端焊接或者螺栓连接在相对应的固定板上。如此设置，有利于提高罐体内的空间利用率，无死角。

其中，为了提高净化效果，可以在絮凝污泥悬浮区5内设置一挡板24，该挡板24竖向设置，该挡板24的板面正对高密度絮体收集斗16。挡板24的顶部可以与固定板的底部相连，该挡板24的底部与罐体的底部之间留出一定间隔，用于使水体通过。其中，该挡板24的底部伸入絮凝污泥悬浮区5内。该挡板24与高密度絮体收集斗16的侧壁之间形成絮体聚拢区4，低密度絮体被挡板24阻挡，会在絮体聚拢区4不断聚集，形成一个絮体浓度不断增加的流化床，再一次去除水体内的悬浮物，有利于提高水体的净化效果。

并且，在絮凝污泥悬浮区5的底部，设置有低密度絮体循环装置18，通过管路将低密度絮体抽出，并输送至絮凝区2。其中，低密度絮体循环装置18的管路可以与喷管10背对加药管12的一侧相连通。如此设置，使得高密度絮体可以进入搅拌较为激烈的混凝区1，低密度絮体可以进入搅拌相对稳定的絮凝区2，有利于整个水体的循环。另外回流的絮体内残留的药剂再次发生反应，使药剂使用量大大降低，提高的药剂有效率，大大减少了排放的水体中的化学药剂残留，减少环境污染。其中，该低密度絮体循环装置18可以是直接连通絮凝区2内的喷管10与絮凝污泥悬浮区5的管路，依靠低压将絮体吸入絮凝区2，也可以是在启动调试时或处理低浊水时，通过泵体将絮体抽出再输送至絮凝区2，增加絮凝区2内部的絮体量。

并且，水体从挡板24与罐体之间的间隔向下游流动时，在缓冲板19的作用下，絮体有上升的趋势，但是，低密度絮体循环装置18的抽吸作用下，絮体又有向下落的趋势，此时，可以调节缓冲板19的倾斜角度以及低密度絮体循环装置18的对次密度絮体的抽吸速度，使絮体一上一下两个力达到平衡的点位，形成一个动态的悬浮污泥层，称为絮体滤床层21。通过絮体滤床层21的过滤、吸附作用，使较小的絮体进一步增大，较大的絮体会沉降至絮凝污泥悬浮区5，通过低密度絮体循环装置18回流至前段的絮凝区2再利用。而更微小的絮体则落入低密度絮体浓缩室6，由于其利用价值较低，可以通过排泥装置20排出罐体。同时，水体经过该絮体滤床层21向上时，还可以进一步对水体进行净化，有利于提高净化效果。

并且，可以根据特定水质，调整缓冲板19的倾斜度，以使絮凝污泥悬浮区5内的水体的相比静止状态，减少扰动，提高泥水分离效率。

并且，可以调节缓冲板19的倾斜角度以及低密度絮体循环装置18的对次密度絮体的抽吸速度，来改变絮体滤床层21的高度，使絮体滤床层21与斜板分离管组7之间的间距保持在一定范围。因为絮体滤床层21与斜板分离管组7之间的间距如果过大会造成一个空间的浪费，降低处理效率；絮体滤床层21与斜板分离管组7之间的间距如果过小，排泥量一旦减少或不及时排泥会造成斜板分离管组7的效率降低，严重会导致堵塞。

并且，位于斜板分离管组7上方的清水收集装置23，可以为槽型结构，槽壁的开口边缘可以设置多个齿型开口，水体经过斜板分离管组7的分离后，经齿型开口漫入清水收集装置23，该清水收集装置23的出水口与反应器出水口9相连通。其中，反应器出水口9靠近罐体的顶部设置。其中，可以调整斜板分离管组7与清水收集装置23之间的间距，两者之间的区域可以作为清水缓冲保护层22，防止少部分絮体进入清水收集装置23。

其中，在高密度絮体收集斗16、絮凝污泥悬浮区5以及低密度絮体浓缩室6的底部均设置有排泥装置20，用于排泥。

其中，该罐体的顶部还可以设置人孔，以方便维修者进入罐体。

本实施例中，可以在絮凝区2与沉淀区3之间的隔板上设置折流板，该折流板可以向右下方倾斜设置。折流板的板面可以设置小孔，水体流经之后造成速度差形成小涡流，有利于提高混合效果。

本实施例中，罐体可以采用金属材质、高分子材料、钢筋混凝土以及玻璃钢等材料制成。

本发明还提供一种水处理系统，包括上述所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉池；进水系统，与所述反应器进水口8相连接；水净化系统，与所述反应器出水口9相连接。

进一步地，该水处理系统还包括：污泥处理系统，与排泥装置20相连接。

本申请中，高密度指的是水体中的悬浮污泥超过4g/L。

需要说明的是，本申请中所涉及的低压为相对概念，各回流处的设计依据于伯努利原理，即液体流速高的位置相对于液体流速低的位置压强更小，通过两个位置产生的压强差迫使液体实现回流。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (15)

1.一种自循环高密度悬浮污泥滤沉池，其特征在于，包括：

混凝区（1），其上设置有反应器进水口（8）；

集水管（13），一端设置在所述混凝区（1）中，用以收集所述混凝区（1）中的水体；

絮凝区（2），设置在所述混凝区（1）下游，所述集水管（13）的另一端进入所述絮凝区（2）；

水体加速装置，分别设置在所述混凝区（1）和所述絮凝区（2）中，包括：

喷管（10），适于连接所述反应器进水口（8）或所述集水管（13）的另一端，沿水体的流动方向，所述喷管（10）的内径的至少一部分发生减小；

喉管（11），包括喉管（11）进水口以及喉管（11）出水口，所述喉管（11）进水口罩设在所述喷管（10）上方，所述喷管（10）与所述喉管（11）之间形成加速水道；

沉淀区（3），设置在所述絮凝区（2）的下游，所述沉淀区（3）上设置有反应器出水口（9）；

所述絮凝区（2）与所述沉淀区（3）之间设置有絮体通过区（14），水体通过所述絮体通过区（14）进入到所述沉淀区（3）中，所述沉淀区（3）中设置有至少一个高密度絮体收集斗（16），部分所述水体进入所述高密度絮体收集斗（16）中；

至少一个絮体循环装置（17），一端作用在所述高密度絮体收集斗（16）中，另一端与至少一个所述水体加速装置的所述喷管（10）相连；

所述沉淀区（3）包括：

水流加速分配件（15），设置在所述絮体通过区（14）与所述高密度絮体收集斗（16）之间，所述水流加速分配件（15）上设置有若干缺口；

还包括絮凝污泥悬浮区（5），设置在所述高密度絮体收集斗（16）下游，所述絮凝污泥悬浮区（5）与所述高密度絮体收集斗（16）之间设置有絮体聚拢区（4），所述絮凝污泥悬浮区（5）包括：

絮凝污泥悬浮区（5）进口，适于承接上游的水体；

缓冲板（19），与所述絮凝污泥悬浮区（5）进口相对设置，沿高度方向，所述缓冲板（19）逐渐远离所述絮凝污泥悬浮区（5）进口设置；

所述絮凝污泥悬浮区（5）进口设置在所述絮凝污泥悬浮区（5）的下方；

还包括低密度絮体循环装置（18），一端设置在所述絮凝污泥悬浮区（5）中，另一端与所述水体加速装置的所述喷管（10）相连接；

所述低密度絮体循环装置（18）与位于所述絮凝区（2）中的所述水体加速装置相连接，所述絮体循环装置（17）与位于所述混凝区（1）中的所述水体加速装置相连接。

2.根据权利要求1所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，其特征在于，

所述集水管（13）的一端设置在所述喉管（11）的上方。

3.根据权利要求2所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，其特征在于，

所述集水管（13）进入所述混凝区（1）的部位设置有若干进水孔。

4.根据权利要求1-3任一所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，其特征在于，

沿水体的流动方向，所述喷管（10）的至少一部分呈锥形设置。

5.根据权利要求4所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，其特征在于，

所述喉管（11）与所述喷管（10）相对应的区域，至少一部分呈锥形设置。

6.根据权利要求1所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，其特征在于，

所述水流加速分配件（15）为筛板。

7.根据权利要求1或6所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，其特征在于，

所述水流加速分配件（15）呈水平状设置。

8.根据权利要求1所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，其特征在于，

所述低密度絮体循环装置（18）的一端深入所述絮凝污泥悬浮区（5）进口中。

9.根据权利要求1所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，其特征在于，

还包括低密度絮体浓缩室（6），设置在所述絮凝污泥悬浮区（5）下游，通过所述缓冲板（19）流出的水体进入到所述低密度絮体浓缩室（6）中。

10.根据权利要求9所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，其特征在于，

还包括斜板分离管组（7），设置在所述絮凝污泥悬浮区（5）及所述低密度絮体浓缩室（6）上方，所述斜板分离管组（7）包括若干倾斜设置的导流板。

11.根据权利要求10所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，其特征在于，

还包括清水收集装置（23），设置在所述斜板分离管组（7）上方，并与所述反应器出水口（9）相连接。

12.根据权利要求1所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，其特征在于，

所述混凝区（1）和所述絮凝区（2）的顶部呈封闭状设置。

13.根据权利要求9所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉池，其特征在于，

所述低密度絮体浓缩室（6）、絮凝污泥悬浮区（5）和所述高密度絮体收集斗（16）中的至少一个设置有排泥装置（20）。

14.一种水处理系统，其特征在于，包括

权利要求1-13中任意一项所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉池；

进水系统，与所述反应器进水口（8）相连接；

水净化系统，与所述反应器出水口（9）相连接。

15.根据权利要求14所述的水处理系统，其特征在于，

还包括：污泥处理系统，与排泥装置（20）相连接。

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