CN116803919A - 一种小水量封闭式一体化循环结团造粒流化床水处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种小水量封闭式一体化循环结团造粒流化床水处理设备，其中，罐体的底端封闭且顶端封闭，外筒的顶端封闭，罐体位于外筒的顶端以上的内部腔体为集水区，外筒的底端以下且位于封闭的混合筒外部的罐体的内部腔体为污泥浓缩区；外筒的底端开放，形成分离入水口，外筒和罐体之间为分离区；分离区的顶部与集水区相连通；分离区的底部与污泥浓缩区相连通。本发明用于处理污染物含量低的水质，采取封闭式顶端，采用顶部出水管出水。采用了内筒、中筒、外筒和罐体同轴设置的四层结构，将分离区设置在外筒和罐体之间，解决了现有技术中位于顶部的分离区内的构造复杂，水质水量适应性较差等问题，进一步提升系统经济性。

Description

一种小水量封闭式一体化循环结团造粒流化床水处理设备

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及低污染物含量的循环结团造粒流化床，具体涉及一种小水量封闭式一体化循环结团造粒流化床水处理设备。

背景技术

水中悬浮物的分离是水处理领域的热点问题之一，随着经济社会的不断发展，人们生活水平的不断提高，无论是工业水处理领域还是居民生活用、排水处理领域，水中悬浮物去除要求不断提升，同时随着水环境的不断变化，各级各类水中悬浮物含量也在不断增加，固液分离水处理系统的升级研发是该领域必然的发展趋势。现阶段以悬浮层固液分离为理论基础的水处理技术与装备被广泛应用。包括法国威立雅Actiflo澄清池、法国Degremont公司DensaDeg高密度澄清池等典型装置。上述水处理系统在实际运行中水质净化效果明显，但同时也存在占地面积较大、附属设备较多等诸多问题。目前国内水厂多采用沉淀+浓缩工艺，固液分离后上清液排放或回收，污泥经脱水后排放。这种方法效率低，投资大，占地面积大，运行费用高等问题。

申请公布号为CN112239257A的中国发明专利中公开了一种高效固液分离、高效一体化泥水分离设备。该系统具备反应区、分离区和污泥浓缩区，其中分离区内设置有悬浮层过滤固液分离装置；悬浮层过滤固液分离装置分为上下两部分，上部为静止悬浮层，下部为搅动悬浮层，静止悬浮层内充满漂浮着的轻质悬浮珠，搅动悬浮层内设置有滤层搅拌叶片。反应区中设有内筒和中筒，罐体、中筒和内筒从外向内依次同轴设置。内筒的底端开放，中筒的底端靠近内筒的底端的位置向内收缩，使得内筒的底端和中筒的收缩内壁之间形成回流出水狭缝，用于形成局部负压，提供回流动力从而实现循环造粒。该系统具有处理高浓度悬浮物和一般浓度废水的能力。在实际运行中，在小水量条件下，该设备的悬浮层过滤固液分离装置具有良好的运行效果，但由于其结构复杂性，分离区中的悬浮珠需要定期进行跟换清洗，此外分离区的搅拌装置增加了系统能耗，提高了系统运行成本。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种小水量封闭式一体化循环结团造粒流化床水处理设备，解决现有技术中的封闭式系统在小水量条件下的运行经济性差的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种小水量封闭式一体化循环结团造粒流化床水处理设备，包括罐体，所述的罐体内从内至外依次套装有内筒、中筒和外筒，内筒、中筒、外筒和罐体均同轴固定设置；所述的中筒的底端开放，所述的中筒的底端连通有底端封闭的混合筒。

所述的罐体的底端封闭且顶端封闭，所述的外筒的顶端封闭，罐体的顶端高于外筒的顶端，罐体位于外筒的顶端以上的内部腔体为集水区，所述的外筒的底端以下且位于封闭的混合筒外部的罐体的内部腔体为污泥浓缩区。

所述的外筒的底端开放，形成分离入水口，所述的外筒和罐体之间为分离区；所述的分离区的顶部与集水区相连通；所述的分离区的底部与污泥浓缩区相连通。

所述的集水区上方的罐体的顶部设置有出水管。

所述的罐体外壁上设置有连通罐体内的污泥浓缩区的排泥管。

所述的混合筒的底端与进水管相连通，进水管穿过罐体的侧壁伸出至罐体的外部。

本发明还具有如下技术特征：

所述的内筒的底端开放，所述的内筒内为造粒流化区；所述的内筒的顶端开放，所述的中筒的顶端高于内筒的顶端，形成回流入水口，所述的内筒和中筒之间为循环区；所述的中筒的顶端开放，所述的外筒的顶端高于中筒的顶端，形成污泥沉降口，所述的中筒和外筒之间为污泥沉降区，污泥沉降区的底部与所述的污泥浓缩区相连通；所述的混合筒内为混合区，混合区的顶部与造粒流化区和循环区相连通。

所述的中筒的底端靠近内筒的底端的位置向内收缩形成收缩内壁，内筒的底端和中筒的收缩内壁之间形成回流出水狭缝，用于形成局部负压，提供回流动力；所述的中筒的收缩内壁的底端连接有混合筒，回流出水狭缝与混合区的顶端连通。

罐体封闭的顶端安装有搅拌驱动电机，搅拌驱动电机驱动搅拌轴；所述的搅拌轴依次穿过集水区、外筒封闭的顶端、内筒和混合筒且伸入至罐体的底部；所述的内筒中的搅拌轴上安装有搅拌桨叶，所述的搅拌轴以混合筒内固定安装的布水器作为转动支撑座，所述的搅拌轴的底端与安装在罐体的底部的刮泥板相连，搅拌轴的转动带动搅拌桨叶和刮泥板转动。

所述的进水管的底部与搅拌轴之间设置有滑动密封套。

所述的罐体的底部为弧形底，混合筒的底部为锥形斗底。

所述的罐体采用钢材料制成。

所述的罐体安装在基架上。

所述的混合筒的内径小于或等于内筒的内径。

本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

(Ⅰ)本发明用于处理污染物含量低的水质，采取封闭式顶端，采用顶部出水管出水。本发明的设备采用了内筒、中筒、外筒和罐体同轴设置的四层结构，将分离区设置在外筒和罐体之间，罐体的顶部封闭，解决了现有技术中位于顶部的分离区内的构造复杂，水质水量适应性较差等问题，进一步提升系统经济性。

(Ⅱ)本发明中的多筒体结构，提升了系统水力停留时间，有效优化了微小颗粒沉降效果，使得分离区中的水浊度和悬浮物明显降低，在小水量条件下获得良好的去除效果。

(Ⅲ)本发明取消了现有技术中的系统的分离区中的悬浮层过滤固液分离装置，降低了设备整体高度，减少了设备安装高度。同时避免了悬浮珠的定期更换，减少了设备安装与后期维护工作量，运行更加简单便捷，设备造价降低。

(Ⅳ)本发明很好地利用了颗粒的高密度性能。原水中的细小颗粒经过在造粒区的结团絮凝过程，逐渐形成了具有较大有效密度的球形体。较大的球体颗粒经过内筒后直接翻入污泥浓缩区，底部无法去除的微小颗粒通过污泥沉降区和分离区后得到有效去除。由于将现有技术中的分离区中的搅拌叶片的去除，有效降低了转动电机的能量消耗，进一步提升了系统的经济效益。

(Ⅴ)本发明对各种小水量条件下的各类水质都有很好的处理效果。基于现有技术的运行经验，在处理有机质含量较高的水质，悬浮物密度较低时，本发明装置的运行以加砂循环造粒为主；在处理溶解性有机物含量较高水质时，本装置运行以粉碳循环造粒为主。

附图说明

图1是小水量封闭式一体化循环结团造粒流化床水处理设备的结构示意图。

图2是图1中的A-A截面的结构示意图。

图中各个标号的含义为：1-内筒，2-中筒，3-外筒，4-罐体，5-混合筒，6-集水区，7-污泥浓缩区，8-分离入水口，9-分离区，10-出水管，11-排泥管，12-造粒流化区，13-回流入水口，14-循环区，15-污泥沉降口，16-污泥沉降区，17-混合区，18-收缩内壁，19-回流出水狭缝，20-搅拌驱动电机，21-搅拌轴，22-搅拌桨叶，23-布水器，24-刮泥板，25-进水管，26-滑动密封套，27-基架。

以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

需要说明的是，本发明中的所有设备和部件，如无特殊说明，全部均采用现有技术中已知的设备和部件。

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

实施例：

本实施例给出一种小水量封闭式一体化循环结团造粒流化床水处理设备，如图1和图2所示，包括罐体4，罐体4内从内至外依次套装有内筒1、中筒2和外筒3，内筒1、中筒2、外筒3和罐体4均同轴固定设置；中筒2的底端开放，中筒2的底端连通有底端封闭的混合筒5。

如图1所示，罐体4的底端封闭且顶端封闭，外筒3的顶端封闭，罐体4的顶端高于外筒3的顶端，罐体4位于外筒3的顶端以上的内部腔体为集水区6，外筒3的底端以下且位于封闭的混合筒5外部的罐体4的内部腔体为污泥浓缩区7。

外筒3的底端开放，形成分离入水口8，外筒3和罐体4之间为分离区9；分离区9的顶部与集水区6相连通；分离区9的底部与污泥浓缩区7相连通。

集水区6上方的罐体4的顶部设置有出水管10。

罐体4外壁上设置有连通罐体4内的污泥浓缩区7的排泥管11。

混合筒5的底端与进水管25相连通，进水管25穿过罐体4的侧壁伸出至罐体2的外部。

本实施例中优选的，内筒1、中筒2、外筒3和罐体4之间分别通过连接环或肋板固定。

本实施例中，污泥浓缩区7中的污泥累积到一定高度时，由排泥管11排出。

作为本实施例的一种具体方案，内筒1的底端开放，内筒1内为造粒流化区12；内筒1的顶端开放，中筒2的顶端高于内筒1的顶端，形成回流入水口13，内筒1和中筒2之间为循环区14；中筒2的顶端开放，外筒3的顶端高于中筒2的顶端，形成污泥沉降口15，中筒2和外筒3之间为污泥沉降区16，污泥沉降区16的底部与污泥浓缩区7相连通；混合筒5内为混合区17，混合区17的顶部与造粒流化区12和循环区14相连通。

作为本实施例的一种具体方案，中筒2的底端靠近内筒1的底端的位置向内收缩形成收缩内壁18，内筒1的底端和中筒2的收缩内壁18之间形成回流出水狭缝19，用于形成局部负压，提供回流动力；中筒2的收缩内壁18的底端连接有混合筒5，回流出水狭缝19与混合区17的顶端连通。

本实施例中，内筒1中的造粒流化区12内的污泥颗粒在进水水流动力和自身重力的作用下达到动态平衡，形成的部分污泥颗粒随水流上升至内筒1的筒顶，并在到达中筒2的筒顶之前循环回流至循环区14。

本实施例中，内筒1、中筒2以及外筒3内的污泥颗粒在达到动态平衡后，部分污泥颗粒翻落至污泥沉降区16，大颗粒污泥由污泥沉降区16直接下沉至污泥浓缩区7，小颗粒污泥在分离区9中粒径变大后沉降至污泥浓缩区7。

作为本实施例的一种具体方案，罐体4封闭的顶端安装有搅拌驱动电机20，搅拌驱动电机20驱动搅拌轴21；搅拌轴21依次穿过集水区6、外筒3封闭的顶端、内筒1和混合筒5且伸入至罐体4的底部；内筒1中的搅拌轴21上安装有搅拌桨叶22，搅拌轴21以混合筒5内固定安装的布水器23作为转动支撑座，搅拌轴21的底端与安装在罐体4的底部的刮泥板24相连，搅拌轴21的转动带动搅拌桨叶22和刮泥板24转动。

本实施例中，搅拌桨叶22相互隔一定间距安装，最上面的搅拌桨叶22不超出内筒1的顶端，最下面的搅拌桨叶22刚好布置在回流出水狭缝19位置，起到增强边壁作用，泥水分离的效果。

本实施例中优选的，布水器23采用现有技术中已知的常用布水器即可。

作为本实施例的一种优选方案，进水管25的底部与搅拌轴21之间设置有滑动密封套26。

作为本实施例的一种优选方案，罐体4的底部为弧形底，混合筒5的底部为锥形斗底。

作为本实施例的一种优选方案，罐体4采用钢材料制成。本实施例中优选的，罐体4的高度为4m左右，直径不超过2m，

作为本实施例的一种优选方案，罐体4安装在基架27上。

作为本实施例的一种优选方案，混合筒5的内径小于或等于内筒1的内径。

本发明的设备在使用时，原水中可根据需要加入微砂/粉碳等药剂，原水通过进水管25进至罐体4内的混合筒5内的混合区17，再进入内筒1内的造粒流化区12中，在搅拌桨叶22的搅拌下不断上升，颗粒逐渐变大，到达内筒1的顶端时颗粒翻下去，进入内筒1和中筒2之间的循环区14中。

泥水循环回流至回流出水狭缝19时，局部形成负压，通过边壁强化搅拌作用，微砂/粉碳与污泥核体分离，污泥颗粒则再次回流至内筒1内的造粒流化区12中，如此循环直至悬浮层高度达到中筒2的顶端时大颗粒翻落下去，从污泥沉降区16中进入污泥浓缩区7直至沉降至罐体4的底部。

部分微小颗粒污泥在经过污泥沉降口15时不随着水流直接进入污泥浓缩区7，在污泥沉降区16中继续成长为大颗粒后进入污泥浓缩区7。少量无效颗粒污泥随水流经过污泥沉降区16后进入分离区9继续成长至一定粒径后下沉至污泥浓缩区7。而若还有未沉降的污泥颗粒，则上升通过集水区6后通过出水管10排出。

在整个过程中，单个搅拌驱动电机20通过搅拌轴21同时带动滤层的搅拌桨叶22和刮泥板24一起转动。

Claims (9)

1.一种小水量封闭式一体化循环结团造粒流化床水处理设备，包括罐体(4)，其特征在于，所述的罐体(4)内从内至外依次套装有内筒(1)、中筒(2)和外筒(3)，内筒(1)、中筒(2)、外筒(3)和罐体(4)均同轴固定设置；所述的中筒(2)的底端开放，所述的中筒(2)的底端连通有底端封闭的混合筒(5)；

所述的罐体(4)的底端封闭且顶端封闭，所述的外筒(3)的顶端封闭，罐体(4)的顶端高于外筒(3)的顶端，罐体(4)位于外筒(3)的顶端以上的内部腔体为集水区(6)，所述的外筒(3)的底端以下且位于封闭的混合筒(5)外部的罐体(4)的内部腔体为污泥浓缩区(7)；

所述的外筒(3)的底端开放，形成分离入水口(8)，所述的外筒(3)和罐体(4)之间为分离区(9)；所述的分离区(9)的顶部与集水区(6)相连通；所述的分离区(9)的底部与污泥浓缩区(7)相连通；

所述的集水区(6)上方的罐体(4)的顶部设置有出水管(10)；

所述的罐体(4)外壁上设置有连通罐体(4)内的污泥浓缩区(7)的排泥管(11)；

所述的混合筒(5)的底端与进水管(25)相连通，进水管(25)穿过罐体(4)的侧壁伸出至罐体(2)的外部。

2.如权利要求1所述的小水量封闭式一体化循环结团造粒流化床水处理设备，其特征在于，所述的内筒(1)的底端开放，所述的内筒(1)内为造粒流化区(12)；所述的内筒(1)的顶端开放，所述的中筒(2)的顶端高于内筒(1)的顶端，形成回流入水口(13)，所述的内筒(1)和中筒(2)之间为循环区(14)；所述的中筒(2)的顶端开放，所述的外筒(3)的顶端高于中筒(2)的顶端，形成污泥沉降口(15)，所述的中筒(2)和外筒(3)之间为污泥沉降区(16)，污泥沉降区(16)的底部与所述的污泥浓缩区(7)相连通；所述的混合筒(5)内为混合区(17)，混合区(17)的顶部与造粒流化区(12)和循环区(14)相连通。

3.如权利要求2所述的小水量封闭式一体化循环结团造粒流化床水处理设备，其特征在于，所述的中筒(2)的底端靠近内筒(1)的底端的位置向内收缩形成收缩内壁(18)，内筒(1)的底端和中筒(2)的收缩内壁(18)之间形成回流出水狭缝(19)，用于形成局部负压，提供回流动力；所述的中筒(2)的收缩内壁(18)的底端连接有混合筒(5)，回流出水狭缝(19)与混合区(17)的顶端连通。

4.如权利要求1所述的小水量封闭式一体化循环结团造粒流化床水处理设备，其特征在于，罐体(4)封闭的顶端安装有搅拌驱动电机(20)，搅拌驱动电机(20)驱动搅拌轴(21)；所述的搅拌轴(21)依次穿过集水区(6)、外筒(3)封闭的顶端、内筒(1)和混合筒(5)且伸入至罐体(4)的底部；所述的内筒(1)中的搅拌轴(21)上安装有搅拌桨叶(22)，所述的搅拌轴(21)以混合筒(5)内固定安装的布水器(23)作为转动支撑座，所述的搅拌轴(21)的底端与安装在罐体(4)的底部的刮泥板(24)相连，搅拌轴(21)的转动带动搅拌桨叶(22)和刮泥板(24)转动。

5.如权利要求4所述的小水量封闭式一体化循环结团造粒流化床水处理设备，其特征在于，所述的进水管(25)的底部与搅拌轴(21)之间设置有滑动密封套(26)。

6.如权利要求1所述的小水量封闭式一体化循环结团造粒流化床水处理设备，其特征在于，所述的罐体(4)的底部为弧形底，混合筒(5)的底部为锥形斗底。

7.如权利要求1所述的小水量封闭式一体化循环结团造粒流化床水处理设备，其特征在于，所述的罐体(4)采用钢材料制成。

8.如权利要求1所述的小水量封闭式一体化循环结团造粒流化床水处理设备，其特征在于，罐体(4)安装在基架(27)上。

9.如权利要求1所述的小水量封闭式一体化循环结团造粒流化床水处理设备，其特征在于，所述的混合筒(5)的内径小于或等于内筒(1)的内径。