CN114249511B - 一种污泥减量浓缩一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种污泥减量浓缩一体化装置，包括池体、固定板、捕食生物附着板、附着板驱动机构；捕食生物附着板设置于池体内且内部接种有用于捕食污泥的微型生物，污泥经过所述捕食生物附着板流至下方池体内，附着板驱动机构设置于固定板上，用于驱动所述捕食生物附着板在池体内沉淀的污泥与清水的界面之间升降。本发明将污泥浓缩池与污泥生物捕食技术结合，构建一种污泥减量浓缩一体化装置，在一体化装置中投加颤蚓科蠕虫，其栖息于污泥中，经过生物捕食降低污泥浓度，实现污泥减量化；同时利用颤蚓科蠕虫排泄物的无机生物扰动行为，改善了污泥沉降性能，使污泥更易沉降浓缩，减少污泥停留时间，提高污泥脱水效率，降低运行成本。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种污泥减量浓缩一体化装置。
背景技术
随着大幅增长的污水处理能力和日益严格的污水处理厂出水排放标准，剩余污泥的产量也不断增加。对剩余污泥的研究方向主要有：剩余污泥的处理处置和剩余污泥的产量减少。人们将研究方向从对剩余污泥的处理处置技术的研究转向对剩余污泥产量减少的研究。与仅通过降低污泥含水率来缩减污泥体积的减容减量(末端减量)有着本质区别的污泥原位减量(过程减量)，其从源头上减少剩余污泥的产生，可有效降低剩余污泥所带来的环境与经济负担。
目前污泥减量技术可分为四类：(1)溶胞—隐性生长；(2)内源呼吸；(3)解耦联代谢。(4)生物捕食。其中，污泥生物捕食技术是通过定向延长污水生态系统中的食物链，创造微型动物，如原生动物和一些体型较小的后生动物的生长环境，由微型动物充当该食物链中的高级消费者，捕食污泥细菌。由于能量在食物链传递过程中会产生能量损耗，食物链越长，能量损失越多，所以人为定向延长食物链可以有效减少污泥产量。同前三项技术相比，生物捕食法不仅具有“纯生态”的处理机理、较低的处理成本和良好的污泥减量效果；而且经过生物捕食后，污泥的沉降性能得到了良好的改善，污泥更易于沉降，基于此，污泥生物捕食技术获得了广泛的关注。
污水厂生化池产生的剩余污泥浓缩是污泥处理的第一步，浓缩是将污泥颗粒中一部分水从污泥中分离出来，从而降低后续污泥处理的规模及运行费用，但传统污泥浓缩池不具有污泥减量功能。
发明内容
本发明的目的就在于针对目前污泥浓缩池污泥沉降浓缩停留时间长、含水率降低比较困难等问题，结合污泥减量考量，提出一种污泥减量浓缩一体化装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种污泥减量浓缩一体化装置，包括：
池体及设置于池体上的固定板，所述池体上设置有出水口、排泥口和进泥管，所述进泥管上设有出泥口；
捕食生物附着板，其设置于出泥口下方的池体内，所述捕食生物附着板内部接种有用于捕食污泥的微型生物；
附着板驱动机构，其设置于固定板上，用于驱动所述捕食生物附着板于池体内沉淀的污泥与清水的界面之间升降。
作为本发明的进一步优化方案，所述池体的内腔为圆形。
作为本发明的进一步优化方案，所述附着板驱动机构包括升降电机、立柱、链轮、链条、配重导向轮和捕食生物附着板卡槽板；
所述立柱固定在固定板与池体底部之间，且在池体内腔两侧各设置一个；
每个立柱上均通过转轴和轴承上下安装两个链轮，且两个链轮分别安装于立柱顶部和立柱底部四分之一处，每个立柱上的两个链轮之间通过链条传动连接，位于外侧链条上安装配重导向轮，链轮由升降电机动力驱动，且升降电机安装在固定板上；
所述捕食生物附着板卡槽板固定于内侧链条上。
作为本发明的进一步优化方案，所述捕食生物附着板通过榫卯结构与捕食生物附着板卡槽板镶嵌。
作为本发明的进一步优化方案，所述捕食生物附着板内均匀布设多层穿孔板，所述穿孔板内填充有与颤蚯蚓穴居、钻洞等生理特性相适应的填料。
作为本发明的进一步优化方案，所述填料为聚丙烯纤维束或聚乙烯纤维束交错轧制而成，聚丙烯纤维束或聚乙烯纤维束之间留有直径或宽度为0.8～1.5mm的孔或缝隙。
作为本发明的进一步优化方案，所述进泥管由池体底部向上竖直分布并贯穿捕食生物附着板，所述出泥口分布在捕食生物附着板上方的进泥管外壁上。
作为本发明的进一步优化方案，所述捕食生物附着板上接种的微型生物为颤蚓科蠕虫，所述颤蚓科蠕虫选自正颤蚓、霍夫水丝蚓或苏氏尾腮蚓中的一种或多种。
作为本发明的进一步优化方案，所述颤蚓科蠕虫的培养接种方法为：颤蚓科蠕虫筛选后置于盛有清水的培养装置内，并使用曝气管进行氧气供给，培养过程中逐渐加入待处理污泥，定期置换污泥，并且逐渐加大污泥与清水的配比，经过不断的驯化和培养后，将已经完全适应污泥生长环境的颤蚓科蠕虫投加至一体化装置中的捕食生物附着板上。
作为本发明的进一步优化方案，所述颤蚓科蠕虫使用微孔曝气管进行氧气供给，保持溶解氧在0.5～2mg/L，培养装置中水深维持在3～5cm。
本发明的有益效果在于：
本发明将污泥浓缩池与污泥生物捕食技术结合，构建一种污泥减量浓缩一体化装置，在一体化装置中投加颤蚓科蠕虫，其栖息于污泥中，经过生物捕食降低污泥浓度，实现污泥减量化；同时利用颤蚓科蠕虫排泄物的无机生物扰动行为，改善了污泥沉降性能，使污泥更易沉降浓缩，减少污泥停留时间，提高污泥脱水效率，降低运行成本。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的捕食生物附着板结构示意图。
图3是本发明的榫卯结构框架结构示意图。
图中：1、池体；11、出水口；12、排泥口；13、进泥管；2、捕食生物附着板；3、附着板驱动机构；31、升降电机；32、立柱；33、链轮；34、链条；35、配重导向轮；36、捕食生物附着板卡槽板；4、固定板；5、穿孔板；6、填料；7、出泥口。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
如图1-3所示，一种污泥减量浓缩一体化装置，包括池体1、固定板4、捕食生物附着板2、附着板驱动机构3。其中，
池体1；其上设置有出水口11、排泥口12和进泥管13；所述池体1内腔设置为圆形腔体，排泥口12设置在池体1底部一侧、出水口11设置在池体1近顶部一侧，所述进泥管13由池体1底部向上竖直分布并贯穿捕食生物附着板2，位于捕食生物附着板2顶部的进泥管4外壁设置若干出泥口7；
捕食生物附着板2；其设置于出泥口7下方的池体1内，所述捕食生物附着板2内部接种有用于捕食污泥的微型生物，经所述微型生物捕食改性后的减量浓缩污泥通过捕食生物附着板2的孔或缝隙流至下方池体1内；其中，
所述捕食生物附着板2内均匀布设多层穿孔板5，所述穿孔板5内填充有与颤蚯蚓穴居、钻洞等生理特性相适应的填料6，所述填料6为聚丙烯纤维束或聚乙烯纤维束交错轧制而成，聚丙烯纤维束或聚乙烯纤维束之间留有直径或宽度为0.8～1.5mm的孔或缝隙，填料6填充于多层穿孔板5内，提高了颤蚓科蠕虫的负载面积，填料6是颤蚓科蠕虫附着及捕食污泥的主要场所；
进一步地，所述捕食生物附着板2上接种的微型生物为混种颤蚓科蠕虫，购自某花鸟市场，包括正颤蚓、霍夫水丝蚓和苏氏尾腮蚓，优势种为正颤蚓；所述混种颤蚓科蠕虫的培养接种方法为：混种颤蚓科蠕虫筛选后置于盛有清水的培养装置内，并使用微孔曝气管进行氧气供给，保持溶解氧在0.5～2mg/L，培养装置中水深维持在3～5cm；培养过程中逐渐加入待处理污泥，定期置换污泥，并且逐渐加大污泥与清水的配比，经过不断的驯化和培养后，将已经完全适应污泥生长环境的混种颤蚓科蠕虫投加至一体化装置中的捕食生物附着板2上就可以进入连续运行阶段。
附着板驱动机构3；其设置于固定板4上，用于驱动所述捕食生物附着板2于池体1内的污泥、清水界面之间升降；其中，
所述附着板驱动机构3包括升降电机31、立柱32、链轮33、链条34、配重导向轮35和捕食生物附着板卡槽板36；
所述立柱32固定在固定板4与池体1底部之间，且在池体1内腔两侧各设置一个；
每个立柱32上均通过转轴和轴承上下安装两个链轮33，且两个链轮33分别安装于立柱32顶部和立柱32底部四分之一处，每个立柱32上的两个链轮33之间通过链条34传动连接，位于外侧链条34上安装配重导向轮35，链轮33由升降电机31动力驱动，且升降电机31安装在固定板4上；
所述捕食生物附着板卡槽板36固定于内侧链条34上，一侧断面结点具有榫卯结构，所述捕食生物附着板2两端断面结点有与捕食生物附着板卡槽板36一侧断面结点相吻合的榫卯结构，捕食生物附着板2通过榫卯结构与捕食生物附着板卡槽板36镶嵌，构成易于捕食生物附着板2安装拆卸的榫卯结构框架，便于捕食生物附着板2更换。
需要说明的是，在污泥处理时，将混种颤蚓科蠕虫接种在捕食生物附着板2上，再将捕食生物附着板2安装在附着板驱动机构3上，污泥样通过进泥管13上的若干个出泥口7输送至装置中上部，污泥经过捕食生物附着板2，被附着于附着板上的颤蚯蚓等生物捕食改性后，通过捕食生物附着板2上的孔或缝隙流至下方，最终经排泥口12排出，而沉淀上清液能够通过出水口11排出；
污泥在一体化装置中经过颤蚓科蠕虫捕食后，即可以达到降低污泥量，又可以改善污泥性能，使污泥更易沉降，减少污泥停留时间，提高污泥脱水效率、降低运行成本，是实现环境友好的一种技术。
在需要对捕食生物附着板2进行清理时，启动升降电机31，通过链轮33的转轴带动链轮33正向或反向转动，链轮33带动链条34转动，链条34带动内侧的捕食生物附着板2上下移动，即可实现捕食生物附着板2于池体1内的污泥、清水界面之间上下移动，能够防止捕食生物附着板2上的孔或缝隙堵塞。
对照例1
本对比例提供了一种有效体积12L污泥浓缩装置，其结构与实施例1相同，不同之处在于，所述捕食生物附着板2内不设有填料。
对照例2
本对比例提供一种有效体积12L污泥浓缩装置，包括与实施例1结构相同的圆形池体、进泥管13和排泥口12。圆形池体1内套有传统污泥浓缩内桶，污泥样通过进泥管41被输送至装置中上部，经过内桶内壁进行聚集后直接沉降至装置下方，最终经排泥口12排出。
为验证本装置的污泥减量性能，取有效体积与对比例1、2相同的装置进行试验，将实施例1和对比例1的捕食生物附着板2内填充等量混种颤蚓科蠕虫，同时向实施例1和对照例1、2进污泥样，污泥样通过进泥管13输送至装置中上部，经过捕食生物附着板2进行处理后沉降至装置下方，最终经排泥口12排出。所述污泥样取自某生活污水处理厂，二沉池回流污泥MLSS为9.49g/L，MLVSS为6.35g/L，含水率为99.0％，运行24h，测定污泥样的含水率、MLSS和MLVSS指标，结果见下表：
表中可以看出：从污泥减量浓缩一体化装置目标达成看，实施例1各个停留时间段的含水率、MLVSS/MLSS、污泥重量(有效体积12L)、污泥减量等指标均优于对照例1、对照例2，说明本发明将污泥浓缩池与污泥生物捕食技术结合是可行的，污泥在一体化装置中经过颤蚓科蠕虫捕食后，可以达到降低污泥量实现污泥减量化，同时利用颤蚓科蠕虫排泄物的无机生物扰动行为，改善了污泥沉降性能，提高污泥脱水效率、降低运行成本，是实现环境友好的一种技术，填料的加入更加符合颤蚓科蠕虫的生理特性，增强生物捕食能力。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种污泥减量浓缩一体化装置，其特征在于，包括：
池体(1)及设置于池体(1)上的固定板(4)，所述池体(1)上设置有出水口(11)、排泥口(12)和进泥管(13)，所述进泥管(13)上设有出泥口(7)；
捕食生物附着板(2)，其设置于出泥口(7)下方的池体(1)内，所述捕食生物附着板(2)内部接种有用于捕食污泥的微型生物；
附着板驱动机构(3)，其设置于固定板(4)上，用于驱动所述捕食生物附着板(2)在池体(1)内沉淀的污泥与清水的界面之间升降；
所述附着板驱动机构(3)包括升降电机(31)、立柱(32)、链轮(33)、链条(34)、配重导向轮(35)和捕食生物附着板卡槽板(36)；所述立柱(32)固定在固定板(4)与池体(1)底部之间，且在池体(1)内腔两侧各设置一个；每个立柱(32)上均通过转轴和轴承上下安装两个链轮(33)，且两个链轮(33)分别安装于立柱(32)顶部和立柱(32)底部四分之一处，每个立柱(32)上的两个链轮(33)之间通过链条(34)传动连接，位于外侧链条(34)上安装配重导向轮(35)，链轮(33)由升降电机(31)动力驱动，且升降电机(31)安装在固定板(4)上；所述捕食生物附着板卡槽板(36)固定于内侧链条(34)上；
在需要对捕食生物附着板(2)进行清理时，启动升降电机(31)，通过链轮(33)的转轴带动链轮(33)正向或反向转动，链轮(33)带动链条(34)转动，链条(34)带动内侧的捕食生物附着板(2)上下移动，进而带动捕食生物附着板(2)于池体(1)内的污泥、清水界面之间上下移动，能够防止捕食生物附着板(2)上的孔或缝隙堵塞。
2.根据权利要求1所述的一种污泥减量浓缩一体化装置，其特征在于：所述池体(1)内腔为圆形。
3.根据权利要求1所述的一种污泥减量浓缩一体化装置，其特征在于：所述捕食生物附着板(2)通过榫卯结构与捕食生物附着板卡槽板(36)镶嵌。
4.根据权利要求1所述的一种污泥减量浓缩一体化装置，其特征在于：所述捕食生物附着板(2)内均匀布设多层穿孔板(5)，所述穿孔板(5)内填充有与颤蚯蚓生理特性相适应的填料(6)。
5.根据权利要求4所述的一种污泥减量浓缩一体化装置，其特征在于：所述填料(6)为聚丙烯纤维束或聚乙烯纤维束交错轧制而成，聚丙烯纤维束或聚乙烯纤维束之间留有直径或宽度为0.8～1.5mm的孔或缝隙。
6.根据权利要求1所述的一种污泥减量浓缩一体化装置，其特征在于：所述进泥管(13)由池体(1)底部向上竖直设置并贯穿捕食生物附着板(2)，所述出泥口(7)分布在捕食生物附着板(2)上方的进泥管(13)外壁上。
7.根据权利要求1所述的一种污泥减量浓缩一体化装置，其特征在于：所述捕食生物附着板(2)上接种的微型生物为颤蚓科蠕虫，所述颤蚓科蠕虫选自正颤蚓、霍夫水丝蚓或苏氏尾腮蚓中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的一种污泥减量浓缩一体化装置，其特征在于：所述颤蚓科蠕虫的培养接种方法为：颤蚓科蠕虫筛选后置于盛有清水的培养装置内，并使用曝气管进行氧气供给，培养过程中逐渐加入待处理污泥，定期置换污泥，并且逐渐加大污泥与清水的配比，经过不断的驯化和培养后，将已经完全适应污泥生长环境的颤蚓科蠕虫投加至一体化装置中的捕食生物附着板(2)上。
9.根据权利要求8所述的一种污泥减量浓缩一体化装置，其特征在于：所述颤蚓科蠕虫使用微孔曝气管进行氧气供给，保持溶解氧在0.5～2mg/L，培养装置中水深维持在3～5cm。
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