CN113968641A - 自循环高密度悬浮污泥滤沉器及水处理系统 - 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器及水处理系统，该自循环高密度悬浮污泥滤沉器，包括：混凝区，集水管，用以收集混凝收水室中的水体；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器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器的电力负荷，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器的整体维护负担减小。

Description

自循环高密度悬浮污泥滤沉器及水处理系统

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器及水处理系统。

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。

相关技术中的污水净化装置，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，内部增加的搅拌器，使该污水净化装置的电力负荷大大增加，提高了运行成本。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整体维护负担。

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自循环高密度悬浮污泥滤沉器需要设置搅拌器、造成电力负荷大，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器及水处理系统。

本发明提供一种自循环高密度悬浮污泥滤沉器，包括：混凝区，其上设置有反应器进水口；混凝收水室，设置在所述混凝区内，所述混凝收水室的进水口与所述混凝区相连通；集水管，一端与所述混凝收水室相连通，适于收集所述混凝收水室中的水体；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，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，所述混凝区的内壁设置有混凝收水板，所述混凝收水板与所述混凝区的内壁形成所述混凝收水室，所述混凝收水室的进水口位于所述混凝收水室的底部，适于使所述混凝区内的水体进入所述混凝收水室。

进一步地，所述混凝收水板上设置有朝向所述混凝收水室内部延伸的配水板。

进一步地，所述混凝收水室的外壁设置有水力导片，所述水力导片朝所述喉管方向延伸。

进一步地，所述配水板呈水平状设置，所述水力导片朝向所述混凝区底部倾斜。

进一步地，该自循环高密度悬浮污泥滤沉器还包括加药管，设置在所述混凝区和所述絮凝区的至少一个上。

进一步地，所述絮凝区与所述沉淀区之间设置有第一絮体通过区，水体通过所述第一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第一絮体收集斗，部分所述水体进入所述第一絮体收集斗中；至少一个絮体循环装置，一端作用在所述第一絮体收集斗中，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，所述第一絮体通过区为倒V型通道。

进一步地，所述沉淀区还包括絮体流化床室，位于所述第一絮体收集斗的上游。

进一步地，该自循环高密度悬浮污泥滤沉器还包括第一导流板，所述第一导流板倾斜设置在所述第一絮体收集斗朝向所述絮凝区的一侧，所述第一导流板朝向所述沉淀区的底部方向延伸。

进一步地，所述沉淀区还包括水力通道，位于所述第一絮体收集斗的下游。

进一步地，所述沉淀区还包括絮体沉降室，设置在所述水力通道的下游，所述絮体沉降室与所述水力通道之间设置有第二絮体通过区，适于使所述水力通道内的水体进入所述絮体沉降室内。

进一步地，所述絮体沉降室内设置有分离管组与多个第二絮体收集斗；所述分离管组设置在所述絮体沉降室的上方，所述分离管组包括若干导流管；多个所述第二絮体收集斗沿所述絮体沉降室的长度方向依次设置在所述絮体沉降室的下方，且每个所述第二絮体收集斗的开口均朝向所述分离管组设置。

进一步地，所述导流管呈倾斜状设置。

进一步地，每个所述第二絮体收集斗均处于沿所述自循环高密度悬浮污泥滤沉器的长度方向的中线上。

进一步地，该自循环高密度悬浮污泥滤沉器还包括若干沿高度方向设置的第二导流板，所述第二导流板设置在所述第二絮体收集斗的外侧，一端与所述第二絮体收集斗的外侧壁相连，另一端朝所述絮体沉降室的底壁延伸；所述第二导流板与所述絮体沉降室的底壁之间预留间隔以形成第三絮体通过区。

进一步地，该自循环高密度悬浮污泥滤沉器还包括降速板，倾斜设置在所述第二絮体收集斗的顶部，所述降速板的一端与所述第二絮体收集斗的开口边缘相连，另一端朝向所述絮体沉降室的底部方向延伸。

进一步地，所述第二导流板包括对称设置在所述第二絮体收集斗的两侧的两个。

进一步地，所述第二絮体通过区位于所述絮体沉降室的下方；所述第二导流板、所述第二絮体收集斗的外侧壁以及所述絮体沉降室的底部之间的区域形成水体配水区，所述第二絮体通过区与所述水体配水区相连通。

进一步地，所述絮体沉降室内还设置有抗紊流板，所述抗紊流板竖向设置，所述抗紊流板的长度方向与所述絮体沉降室的长度方向一致。

进一步地，该自循环高密度悬浮污泥滤沉器还包括第三导流板，所述第三导流板设置在所述水力通道靠近所述絮体沉降室的侧壁上，且朝向所述第一絮体收集斗的底部方向倾斜设置。

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，所述絮体沉降室内还设置有清水收集装置，所述清水收集装置位于所述分离管组上方，并与所述反应器出水口相连接。

进一步地，所述清水收集装置为U型管，所述U型管的开口端与所述絮体沉降室靠近所述水力通道的侧壁相连，所述U型管与所述开口端相对的另一端与所述反应器出水口相连；所述U型管朝向所述絮体沉降室的顶壁的管壁上设置有多个通孔。

进一步地，所述U型管与所述反应器出水口相连的一端设置有进气口，适于与外界的进气管路相连。

进一步地，所述混凝区、所述絮凝区及所述沉淀区中的至少一个设置有排泥装置。

进一步地，所述混凝区、絮凝区及沉淀区中的至少一个设置有排气阀。

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器；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，与所述排泥装置相连接。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，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。集水管的一端与混凝区中的混凝收水室相连通，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器的电力负荷，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器的整体维护负担减小。

本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，在混凝收水室的内部设置有配水板，可以增加进水阻力，使混凝收水室进水均匀，另一方面改变水力方向及速度，有利于混凝混合。

本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，在混凝收水板的外侧设置有水力导片，使得水体向下运动时，优先经喉管与喷管之间的间隙参与到循环搅拌过程中，其余的水体则进入到混凝收水室中。

本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，将第一絮体通过区设计为倒V型通道，使絮凝区的絮体最大程度保留，满足了内循环搅拌的强度及絮体浓度；而且，倒V型通道进入沉淀区的过水段断面较小，产生较大流速，利用速度差产生的压强差带动上部泥水混合物下降，形成一个大的涡流，使絮体呈现类似布朗运动轨迹的悬浮上升态。

本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，在沉淀区内设置有第一絮体收集斗，水体携带絮体流经时，高密度的絮体优先沉降到第一絮体收集斗内，即先对优质的高密度絮体进行回收利用。

本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，在沉淀区形成有絮体流化床室，可以将通过的小胶体颗粒拦截聚拢、过滤，去除水体的大部分悬浮胶体。

本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，设置絮体循环装置与第一絮体收集斗的底部相连，将第一絮体收集斗内的高密度絮体输送至混凝区，使得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。

本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，在第一絮体收集斗的底部设置一倾斜的分离板，保证水体可以对絮体流化床室的底部起到吹扫作用，防止絮体沉积。另一方面，该分离板使水体流向发生改变，增加絮体流化床室内的絮体的运动轨迹量，最大程度发挥其吸附作用。

本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，在第一絮体收集斗的外侧壁安装有第一导流板，絮体上升时撞击该第一导流板迫使絮体下降，而且，絮体上升到顶部后，上升流速的降低也可以迫使部分絮体通过分离板下滑至絮体流化床室的底部，以平衡絮体流化床室内的絮体浓度；且在第一导流板的板面设置有通孔，有利于及时排出气体，防止气阻及大气泡的形成，影响水力效果。

本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，在水力通道内设置有第三导流板，向下流动的水体，在该第三导流板的引导下撞击第一絮体收集斗的内角，再进入下游的絮体沉降室，有利于提高混合效果，以及空间利用率。

本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，絮体沉降室内设置有抗紊流板，可以防止水平方向的水流撞击形成紊流，影响沉降效果。

本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，在第二絮体收集斗的外侧壁设置多个降速板，可以减缓水速，降低紊流，减少扰动，利于部分絮体滑落；而且，还可以在降速板上设置气孔，及时排出气体，避免气阻。

本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，第二絮体收集斗的两侧对称分布有第二导流板，充分利于了絮体沉降室的底部空间，且沉降配水区内的第三絮体通过区为纵向缝隙，间距较小，为阻力配水进水，保证了出水的水质均匀。

本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，采用卧式圆柱撬装结构内部受力更均匀，且圆柱状罐体的水力条件较好，整体可做大，有利于提高单座设备的处理量。

本发明提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，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器的结构示意图；

图2为图1中A-A处的剖面图；

图3为图1中B-B处的剖面图；

图4为图1中C-C处的剖面图；

图5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器中U型管的结构示意图；

图6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器的结构示意图；

图7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器中第一絮体通过区的示意图；

图8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器中第一絮体通过区的示意图；

图9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器中第一絮体通过区的示意图；

图10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器中第一絮体通过区的示意图。

附图标记说明：

1-混凝区； 2-絮凝区； 3-沉淀区；

4-絮体流化床室； 5-水力通道； 6-絮体沉降室；

7-喷管； 8-喉管； 9-加药管；

10-集水管； 11-第一絮体通过区； 12-第二絮体通过区；

13-第三絮体通过区； 14-分离管组； 15-U型管；

16-混凝收水室； 17-混凝收水板； 18-配水板；

19-水力导片； 20-降速板； 21-水体配水区；

22-抗紊流板； 23-第一导流板； 24-第二导流板；

25-第三导流板； 26-分离板； 27-排泥装置；

28-排气阀； 29-第一絮体收集斗； 30-第二絮体收集斗；

31-输水管。

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。

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器的结构示意图；如图1所示，本实施例提供一种自循环高密度悬浮污泥滤沉器，沿自循环高密度悬浮污泥滤沉器的轴线方向，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器的本体为截面形状为圆形的罐体，罐体的一侧设置有反应器进水口，另一侧设置有反应器出水口，待净化的水体经反应器进水口进入罐体内，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7，喷管7将在反应器进水口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7竖直朝上喷水，反应器进水口靠近罐体的底部设置，与喷管7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7的顶部出水口套设有喉管8，喉管8竖直设置且与罐体的顶部之间留出一定的间隔，其中，喉管8的管径大于喷管7的管径。喷管7还与加药管9相连通，药品进入到喷管7后与水体混合，再向上喷射。

其中，喷管7的管径沿靠近喉管8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7喷出后进入喉管8，再从喉管8的顶部喷出。其中，喉管8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的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8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7喷水形成的低压作用下，水体从喉管8与喷管7之间的间隙内被吸入喉管8，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7，该喷管7竖直朝上喷水。同时，在混凝区1与絮凝区2之间设置有集水管10，对集水管10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。

图2为图1中A-A处的剖面图；如图2所示，在混凝区1的内部设置有混凝收水室16，该混混凝收水室16通过在混凝区1的内壁焊接混凝收水板17形成，例如，该混凝收水板17可以由两块呈钝角焊接在一起的平板制成，该混凝收水板17的长度与混凝区1的长度保持一致。其中，混凝收水板17中的沿竖直方向设置的平板与混凝区1的底壁之间留出一定的间隔，用于使混凝区1中的水体进入到混凝收水室16中。例如，可以在混凝区1与絮凝区2之间的隔板上设置通孔，集水管10通过该通孔与混凝收水室16相连通，从而将混凝收水室16内的水体引至絮凝区2。其中，混凝收水室16可以有两个，两个混凝收水室16关于混凝区1内的喉管8对称设置。集水管10与两个混凝收水室16均连通。

集水管10位于絮凝区2内的部分直接与位于絮凝区2内的喷管7的底部相连通。该喷管7的顶部出水口也套设有喉管8，喉管8竖直设置且与罐体的顶部之间留出一定的间隔，其中，喉管8的管径大于喷管7的管径。喷管7还与加药管9相连通，药品进入到喷管7后与水体混合，再向上喷射。

其中，可以在混凝收水室16的内部设置配水板18，该配水板18可以焊接在混凝区1的内壁，也可以焊接在混凝收水板17的内壁。当有多个配水板18时，多个配水板18可以沿竖直方向错缝交替设置。例如，每个配水板18均可以沿水平方向设置。例如，每个配水板18均可以朝向混凝区1底部倾斜设置。如此设置，可以增加进水阻力，使混凝收水室16进水均匀，另一方面改变水力方向及速度，有利于混凝混合。

其中，可以在混凝收水板17的外侧设置水力导片19，水力导片19可以朝向混凝区1的底部倾斜，使得水体向下运动时，优先经喉管8与喷管7之间的间隙参与到循环搅拌过程中，其余的水体则进入到混凝收水室16中。

其中，混凝区1的加药管9与絮凝区2的加药管9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7的管径沿靠近喉管8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7喷出后进入喉管8，再从喉管8的顶部喷出。其中，喉管8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8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8与喷管7之间的间隙内被吸入喉管8，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7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9在没有止回阀的情况下，罐体内的水体不会通过加药管9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。

本实施例提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，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7与喉管8，喉管8的进水口罩设在喷管7上方，形成加速水道。从反应器进水口进入到喷管7后，由于喷管7的内径至少有一部分发生减小，因此水体在流出喷管7后，可以被加速，之后再经过加速水道，水体从喉管8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8与喷管7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10的一端与混凝区1中的混凝收水室16相连通，另一端与絮凝区2内的喷管7相连通，设置在絮凝区2的喷管7与喉管8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器的电力负荷，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器的整体维护负担减小。

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，作为第一絮体通过区11，以连通絮凝区2与沉淀区3。例如，该第一絮体通过区11可以为倒V型通道。如此设置，使絮凝区2的絮体最大程度保留，满足了内循环搅拌的强度及絮体浓度；而且，倒V型通道进入沉淀区3的过水段断面较小，产生较大流速，利用速度差产生的压强差带动上部泥水混合物下降，形成一个大的涡流，使絮体呈现类似布朗运动轨迹的悬浮上升态。

在沉淀区3内设置有第一絮体收集斗29，该第一絮体收集斗29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。该第一絮体收集斗29的顶部与罐体的顶部之间留出一定的间隔，以供水体通过。水体携带絮体流经时，高密度的絮体优先沉降到第一絮体收集斗29内，即先对优质的高密度絮体进行回收利用。

在沉淀区3内的第一絮体收集斗29的上游，还设置有絮体流化床室4，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，高密度絮体会落入下游的第一絮体收集斗29内，低密度絮体会越过该第一絮体收集斗29，跟随水体继续向下游输送。

其中，可以设置絮体循环装置与第一絮体收集斗29的底部相连，该絮体循环装置可以是直接连通混凝区1内的喷管7与第一絮体收集斗29的管路，依靠低压将高密度絮体吸入混凝区1。也可以是在启动调试时或处理低浊水时，通过泵体将高密度絮体抽出再输送至混凝区1，增加混凝区1内部的絮体量。其中，絮体循环装置的管路可以与喷管7背对加药管9的一侧相连通。如此设置，使得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，可以在第一絮体收集斗29的底部设置一倾斜的分离板26，该分离板26位于第一絮体收集斗29朝向第一絮体通过区11的一侧，该分离板26的倾斜角度可以根据需要调节，保证水体可以对絮体流化床室4的底部起到吹扫作用，防止絮体沉积。另一方面，该分离板26使水体流向发生改变，增加絮体流化床室4内的絮体的运动轨迹量，最大程度发挥其吸附作用。

其中，可以在第一絮体收集斗29的外侧壁安装第一导流板23，该第一导流板23朝向沉淀区3的底部方向倾斜，该第一导流板23设置在第一絮体收集斗29朝向絮凝区2的一侧。如此设置，絮体上升时撞击该第一导流板23迫使絮体下降，而且，絮体上升到顶部后，上升流速的降低也可以迫使部分絮体通过分离板26下滑至絮体流化床室4的底部，以平衡絮体流化床室4内的絮体浓度。例如，可以在第一导流板23的板面设置通孔，有利于及时排出气体，防止气阻及大气泡的形成，影响水力效果。

其中，在第一絮体收集斗29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内还设置有水力通道5，该水力通道5位于第一絮体收集斗29的下游，该水力通道5为竖直通道，在水力通道5的下游设置有絮体沉降室6，水力通道5的底部设置第二絮体通过区12，将水力通道5与絮体沉降室6相连通。

其中，在水力通道5可以设置第三导流板25，该第三导流板25向靠近第一絮体收集斗29的底部的方向倾斜，例如，该第三导流板25的倾斜角度可以与第一絮体收集斗29的锥体角度一致；向下流动的水体，在该第三导流板25的引导下撞击第一絮体收集斗29的内角，再进入下游的絮体沉降室6，有利于提高混合效果，以及空间利用率。

图3为图1中B-B处的剖面图，图4为图1中C-C处的剖面图；如图3与图4所示，其中，对于絮体沉降室6而言，沿罐体的长度方向上，可以设置有一整排第二絮体收集斗30，例如，可以设置四个第二絮体收集斗30。例如，每个第二絮体收集斗30均处于沿自循环高密度悬浮污泥滤沉器的长度方向的中线上，每个第二絮体收集斗30的底部均与絮体沉降室6的底部相连，每个第二絮体收集斗30均竖向设置，且开口朝向絮体沉降室6的顶部。在第二絮体收集斗30的上方设置有分离管组14，该分离管组14包括有多个导流管。例如，导流管可以竖向设置，也可以呈倾斜状设置。水体经第二絮体通过区12，从水力通道5进入到该絮体沉降室6后，向上流动，较大的絮体直接沉入第二絮体收集斗30内，另一部分絮体与水体在经过分离管组14后，沉降至第二絮体收集斗30内，清水则从分离管组14的顶部出水口流出。

其中，分离管组14可以呈镜像设置两个，安装时，可以借助一个倒V型的安装板，先将该倒V型的安装板的两端分别焊接在絮体沉降室6的两端的内壁上，然后再将其中一个分离管组14焊接在该倒V型的安装板的其中一个板面上，另一个分离管组14焊接在该倒V型的安装板的另一个板面上。其中，可以在该倒V型的安装板的夹角处设置通孔，以便于排气。

其中，在第二收集斗的两侧均设置有第二导流板24，该第二导流板24的一端与第二絮体收集斗30的外侧壁相连，另一端朝所述絮体沉降室6的底壁延伸。例如，第二导流板24与水平面的夹角可以根据需要设置，在此不做具体限定。其中，该第二导流板24与絮体沉降室6的底部之间留有一定的间隔，以形成第三絮体通过区13。该第二导流板24、第二絮体收集斗30的外侧壁以及絮体沉降室6的底部之间的区域形成水体配水区21，该水体配水区21与第二絮体通过区12相连通，从水力通道5经第二絮体通过区12流出的水体直接进入到该水体配水区21中，然后经第三絮体通过区13流出。其中，第二絮体通过区12的截面形状可以根据水体配水区21的截面形状进行设计。由于该第二导流板24的存在，可以减缓水流上升速度，阻拦了部分絮体快速上升的趋势；而且，对称分布的第二导流板24，充分利于了絮体沉降室6的底部空间，沉降配水区内的第三絮体通过区13为纵向缝隙，间距较小，为阻力配水进水，保证了出水的水质均匀。

其中，可以在第二絮体收集斗30的外侧壁设置多个降速板20，该降速板20可以位于第二絮体收集斗30的中上部，也可以安装在絮体沉降室6的内侧壁，每个降速板20与水平面之间的夹角可以根据需要设置。如此设置，可以减缓水速，降低紊流，减少扰动，利于部分絮体滑落；而且，还可以在降速板20上设置气孔，及时排出气体，避免气阻。

其中，絮体沉降室6内还设置有抗紊流板22，抗紊流板22竖向设置，抗紊流板22的长度方向与絮体沉降室6的长度方向一致。例如，该抗紊流板22的两端可以分别于絮体沉降室6的两端的内壁焊接连接。如此设置，可以防止水平方向的水流撞击形成紊流，影响沉降效果。

其中，混凝区1和絮凝区2的顶部呈封闭状设置。例如，可以在混凝区1的顶部设置封闭钢板，水体经喉管8喷出后与罐体顶部撞击，有利于提高混合搅拌的效果。例如，可以在絮凝区2的顶部设置封闭钢板，水体经喉管8喷出后与罐体顶部撞击，有利于提高混合搅拌的效果。

图5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器中U型管的结构示意图，如图5所示，其中，絮体沉降室6内还设置有清水收集装置，清水收集装置位于分离管组14上方，并与反应器出水口相连接。例如，该清水收集装置可以为U型管15，该U型管15的开口端与絮体沉降室6靠近水力通道5的侧壁相连，U型管15与开口端相对的另一端与反应器出水口相连；U型管15朝向絮体沉降室6的顶壁的管壁上设置有多个通孔。水体从分离管组14的顶部开口流出后，通过U型管15上的通孔渗入到U型管15内，最后经反应器出水口流出。其中，U型管15与反应器出水口相连的一端设置有进气口，适于与外界的进气管路相连。如此设置，可以小阻力进水，保证集水的均匀，避免了虹吸出水影响分离管组14附近的水力条件。

其中，混凝区1、絮凝区2及沉淀区3中的至少一个设置有排泥装置27，用于排泥。

其中，混凝区1、絮凝区2及沉淀区3中的至少一个设置有排气阀28，保证内部水力条件满足工艺要求。

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。

图6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器的结构示意图，如图6所示，又一个实施例中，絮体沉降室6与水力通道5之间的第二絮体通过区12可以由输水管31代替，该输水管31将絮体沉降室6与水力通道5导通，适于使水力通道5内的水体进入絮体沉降室6内。其中，为了提高输水效果，保证各处水压平衡，该输水管31的管径沿水体的输送方向逐渐减小。其中，该输水管31远离水力通道5的一端可以为闭口结构，输水管31的管壁设置喷水孔。

图7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器中第一絮体通过区的示意图；图8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器中第一絮体通过区的示意图；图9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器中第一絮体通过区的示意图；如图7、图8以及图9所示，其中，可以在该第一絮体通过区11布置弯折板以形成不同的水体流动轨迹。图10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器中第一絮体通过区的示意图；如图10所示，第一絮体通过区11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。

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。

本实施例还提供一种水处理系统，包括上述自循环高密度悬浮污泥滤沉器；进水系统，与反应器进水口相连接；水净化系统，与反应器出水口相连接。

一种实施方式中，该水处理系统还包括：污泥处理系统，与排泥装置27相连接。

综上，本实施例提供的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，采用卧式圆柱撬装结构内部受力更均匀，且圆柱状罐体的水力条件较好，整体可做大，有利于提高单座设备的处理量。

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。

本申请中，高密度指的是水体中的悬浮污泥超过4g/L。

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 (31)

1.一种自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，包括：

混凝区(1)，其上设置有反应器进水口；

混凝收水室(16)，设置在所述混凝区(1)内，所述混凝收水室(16)的进水口与所述混凝区(1)相连通；

集水管(10)，一端与所述混凝收水室(16)相连通，适于收集所述混凝收水室(16)中的水体；

絮凝区(2)，设置在所述混凝区(1)下游，所述集水管(10)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(7)，适于连接所述反应器进水口或所述集水管(10)的另一端，沿水体的流动方向，所述喷管(7)的内径的至少一部分发生减小；

喉管(8)，包括喉管(8)进水口以及喉管(8)出水口，所述喉管(8)进水口罩设在所述喷管(7)上方，所述喷管(7)与所述喉管(8)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。

2.根据权利要求1所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

沿水体的流动方向，所述喷管(7)的至少一部分呈锥形设置。

3.根据权利要求2所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

所述喉管(8)与所述喷管(7)相对应的区域，至少一部分呈锥形设置。

4.根据权利要求1所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

所述混凝区(1)的内壁设置有混凝收水板(17)，所述混凝收水板(17)与所述混凝区(1)的内壁形成所述混凝收水室(16)，所述混凝收水室(16)的进水口位于所述混凝收水室(16)的底部，适于使所述混凝区(1)内的水体进入所述混凝收水室(16)。

5.根据权利要求4所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

所述混凝收水板(17)上设置有朝向所述混凝收水室(16)内部延伸的配水板(18)。

6.根据权利要求5所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

所述混凝收水室(16)的外壁设置有水力导片(19)，所述水力导片(19)朝所述喉管(8)方向延伸。

7.根据权利要求6所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

所述配水板(18)呈水平状设置，所述水力导片(19)朝向所述混凝区(1)底部倾斜。

8.根据权利要求1所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

还包括加药管(9)，设置在所述混凝区(1)和所述絮凝区(2)的至少一个上。

9.根据权利要求1所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

所述絮凝区(2)与所述沉淀区(3)之间设置有第一絮体通过区(11)，水体通过所述第一絮体通过区(11)进入到所述沉淀区(3)中，所述沉淀区(3)中设置有至少一个第一絮体收集斗(29)，部分所述水体进入所述第一絮体收集斗(29)中；

至少一个絮体循环装置，一端作用在所述第一絮体收集斗(29)中，另一端与至少一个所述水体加速装置的所述喷管(7)相连。

10.根据权利要求9所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

所述第一絮体通过区(11)为倒V型通道。

11.根据权利要求9所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

所述沉淀区(3)还包括絮体流化床室(4)，位于所述第一絮体收集斗(29)的上游。

12.根据权利要求9所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

还包括第一导流板(23)，所述第一导流板(23)倾斜设置在所述第一絮体收集斗(29)朝向所述絮凝区(2)的一侧，所述第一导流板(23)朝向所述沉淀区(3)的底部方向延伸。

13.根据权利要求9所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

所述沉淀区(3)还包括水力通道(5)，位于所述第一絮体收集斗(29)的下游。

14.根据权利要求13所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

所述沉淀区(3)还包括絮体沉降室(6)，设置在所述水力通道(5)的下游，所述絮体沉降室(6)与所述水力通道(5)之间设置有第二絮体通过区(12)，适于使所述水力通道(5)内的水体进入所述絮体沉降室(6)内。

15.根据权利要求14所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

所述絮体沉降室(6)内设置有分离管组(14)与多个第二絮体收集斗(30)；

所述分离管组(14)设置在所述絮体沉降室(6)的上方，所述分离管组(14)包括若干导流管；

多个所述第二絮体收集斗(30)沿所述絮体沉降室(6)的长度方向依次设置在所述絮体沉降室(6)的下方，且每个所述第二絮体收集斗(30)的开口均朝向所述分离管组(14)设置。

16.根据权利要求15所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，所述导流管呈倾斜状设置。

17.根据权利要求15所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

每个所述第二絮体收集斗(30)均处于沿所述自循环高密度悬浮污泥滤沉器的长度方向的中线上。

18.根据权利要求15所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

还包括若干沿高度方向设置的第二导流板(24)，所述第二导流板(24)设置在所述第二絮体收集斗(30)的外侧，一端与所述第二絮体收集斗(30)的外侧壁相连，另一端朝所述絮体沉降室(6)的底壁延伸；

所述第二导流板(24)与所述絮体沉降室(6)的底壁之间预留间隔以形成第三絮体通过区(13)。

19.根据权利要求15所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

还包括降速板(20)，倾斜设置在所述第二絮体收集斗(30)的顶部，所述降速板(20)的一端与所述第二絮体收集斗(30)的开口边缘相连，另一端朝向所述絮体沉降室(6)的底部方向延伸。

20.根据权利要求18所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

所述第二导流板(24)包括对称设置在所述第二絮体收集斗(30)的两侧的两个。

21.根据权利要求18所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

所述第二絮体通过区(12)位于所述絮体沉降室(6)的下方；

所述第二导流板(24)、所述第二絮体收集斗(30)的外侧壁以及所述絮体沉降室(6)的底部之间的区域形成水体配水区(21)，所述第二絮体通过区(12)与所述水体配水区(21)相连通。

22.根据权利要求15所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

所述絮体沉降室(6)内还设置有抗紊流板(22)，所述抗紊流板(22)竖向设置，所述抗紊流板(22)的长度方向与所述絮体沉降室(6)的长度方向一致。

23.根据权利要求14所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

还包括第三导流板(25)，所述第三导流板(25)设置在所述水力通道(5)靠近所述絮体沉降室(6)的侧壁上，且朝向所述第一絮体收集斗(29)的底部方向倾斜设置。

24.根据权利要求1所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，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。

25.根据权利要求15所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

所述絮体沉降室(6)内还设置有清水收集装置，所述清水收集装置位于所述分离管组(14)上方，并与所述反应器出水口相连接。

26.根据权利要求25所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

所述清水收集装置为U型管(15)，所述U型管(15)的开口端与所述絮体沉降室(6)靠近所述水力通道(5)的侧壁相连，所述U型管(15)与所述开口端相对的另一端与所述反应器出水口相连；

所述U型管(15)朝向所述絮体沉降室(6)的顶壁的管壁上设置有多个通孔。

27.根据权利要求26所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

所述U型管(15)与所述反应器出水口相连的一端设置有进气口，适于与外界的进气管路相连。

28.根据权利要求1所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

所述混凝区(1)、所述絮凝区(2)及所述沉淀区(3)中的至少一个设置有排泥装置(27)。

29.根据权利要求1所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器，其特征在于，

所述混凝区(1)、絮凝区(2)及沉淀区(3)中的至少一个设置有排气阀(28)。

30.一种水处理系统，其特征在于，包括

权利要求1-29中任意一项所述的自循环高密度悬浮污泥滤沉器；

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。

31.根据权利要求30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(27)相连接。

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