CN119461757A - 一种污泥颗粒化筛分装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污泥颗粒化筛分装置，属于污泥处理技术领域，包括外壳以及外壳内由上至下依次设置且相互连通的泥水分离模块和污泥浓缩模块，所述泥水分离模块的两侧形成有污泥循环通道，所述污泥循环通道包括若干上升通道和若干回流通道，所述污泥浓缩模块在泥水分离模块下方形成有污泥滑落通道，所述污泥滑落通道由上至下收束；还包括曝气模块，所述曝气模块包括若干曝气阀门，若干曝气阀门分别设置于若干上升通道下方和外壳底部，所述曝气模块用于向上方的污泥循环通道吹气；所述泥水分离模块用于分离水和污泥并将污泥传输至外壳地板，所述曝气模块用于将外壳底部的污泥通过上升通道送入泥水分离模块顶部；其可适配连续流工艺，筛分效果好。

Description

一种污泥颗粒化筛分装置

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种污泥颗粒化筛分装置。

背景技术

在污水处理中，由于其中的液体和固体性质不同，需要分别采取不同的处理手段，因此需要对其中的液体和固体进行分离，收集污水中的固体污泥。

一般的分散式收集方案较为困难，废水处理不达标，对此，通常采用好氧颗粒污泥反应器对污水进行处理，然后，传统的好氧颗粒污泥反应器具有启动困难、能耗高、占地大、制造困难等缺陷，从而限制和影响了其在污水处理中的应用，为此，中国专利CN213623450U公开了一种聚合氯化铝强化型好氧颗粒污泥斜管反应器，包括好氧颗粒污泥主反应区、泥斗和聚合氯化铝储液池。所述好氧颗粒污泥主反应区为空心圆柱体，其底部设有穿孔板，穿孔板下板面连接有泥斗。所述好氧颗粒污泥主反应区内放置有两组蜂窝状斜管，斜管反方向放置。该实用新型的反应器采用SBR的运行模式，一个反应周期内污水从上部进入好氧颗粒污泥主反应区的同时，将聚合氯化铝储液池内的聚合氯化铝溶液排入，经过缺氧和曝气过程，静置沉淀后排放污水；其本装置启动周期短，对生活污水处理能力强并且稳定性高，可广泛应用于各类型的分散式污水处理，可以等比例缩放制造生产，具有良好的推广意义。

然而，上述结构中，其实现颗粒化的步骤中存在污水在所述好氧颗粒污泥主反应区1内静置0.5～2.5h，而现有污水处理厂的以连续流为主流的工艺中，污水持续灌入，产物持续产出，因此上述涉及长时间静置的结构及使用方法难以适配现有污水处理厂的以连续流为主流的工艺，为此，需要一种可适配连续流工艺，筛分效果好的一种污泥颗粒化筛分装置。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种污泥颗粒化筛分装置，具有可适配连续流工艺，筛分效果好的特点。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种污泥颗粒化筛分装置，包括外壳以及外壳内由上至下依次设置且相互连通的泥水分离模块和污泥浓缩模块，所述泥水分离模块的两侧形成有污泥循环通道，所述污泥循环通道包括若干上升通道和若干回流通道，所述污泥浓缩模块在泥水分离模块下方形成有污泥滑落通道，所述污泥滑落通道由上至下收束；

还包括曝气模块，所述曝气模块包括若干曝气阀门，若干所述曝气阀门分别设置于若干上升通道下方和外壳底部，所述曝气模块用于向上方的污泥循环通道吹气；

所述泥水分离模块用于分离水和污泥并将污泥传输至污泥浓缩模块，所述污泥浓缩模块用于将污泥集中至外壳底部，所述曝气模块用于将外壳底部的污泥通过上升通道送入泥水分离模块顶部。

作为本发明的一种优选技术方案，所述泥水分离模块包括填料组件，所述填料组件包括若干异形四边形复合板，任一所述异形四边形复合板中形成有若干管道，所述填料组件由若干异形四边形复合板组合构成，所述填料组件两侧设置有异形四边形复合板，所述填料组件两侧的异形四边形复合板构成污泥循环通道，所述填料组件和污泥循环通道中异形四边形复合板中的若干管道垂直于地面设置。

作为本发明的一种优选技术方案，任一所述异形四边形复合板包括一相对两侧带有折边的矩形钢板，所述矩形钢板及两侧折边构成一门字形空间，所述门字形空间中设置有蜂窝板，所述蜂窝板的轴向与折边平行。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括控制模块，所述控制模块与曝气模块电连接，所述控制模块用于调整若干曝气阀门的曝气功率。

作为本发明的一种优选技术方案，所述控制模块电连接有污泥重量传感器，所述污泥重量传感器用于检测外壳内污泥量并上传至控制模块，所述控制模块判断污泥量是否超过阈值，并在超过阈值时提高曝气功率，在低于阈值时降低曝气功率。

作为本发明的一种优选技术方案，所述污泥重量传感器用于检测外壳内污泥量m并上传至控制模块，所述控制模块将曝气阀门的曝气功率调整至P，其中P=m/m0×c，其中m0和c为预先输入的常数。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括控制面板，所述控制面板用于输入c和m0的值。

本发明的有益效果为：

（1）通过将污泥循环通道设置在泥水分离模块两侧，将污泥浓缩模块设置在泥水分离模块底部，并在外壳底部和污泥循环通道中上升通道下方设置曝气阀门，使得污水不断流入泥水分离模块，其中的絮状污泥不断下沉并不断地被送入往复循环打磨，打磨完毕的污泥脱离往复循环打磨过程沉入池底，中间任意步骤均无需停顿，实现实时输入与输出，完成污泥颗粒化打磨的连续流作业；

（2）通过设置异形四边形复合板，并使异形四边形复合板构成泥水分离模块和污泥循环通道，使得泥水分离模块和污泥循环通道实现了模块化，进而使得泥水分离模块和污泥循环通道可根据在加工厂进行标准化预制，降低了安装难度，整体成本和结构复杂性；

（3）通过设置污泥重量传感器检测外壳内污泥量并上传至控制模块，并使控制模块在污泥量超过阈值时提高曝气功率，在污泥量低于阈值时降低曝气功率，完成在较多污泥时提高曝气功率，保证打磨效果，在较少污泥时降低曝气功率，降低功耗。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为单个矩形钢板及折边的示意图；

图2为单个异形四边形复合板的俯视结构示意图；

图3为单个填料组件的俯视结构示意图；

图4为泥水分离模块及污泥循环通道的俯视结构示意图；

图5本发明整体结构的侧式剖面示意图。

主要元件符号说明：

图中：1、外壳；2、泥水分离模块；21、填料组件；3、污泥浓缩模块；4、污泥循环通道；41、上升通道；42、回流通道；5、异形四边形复合板；51、矩形钢板；52、折边；53、蜂窝板；54、螺接口；6、曝气阀门。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

请参阅图1-5，一种污泥颗粒化筛分装置，包括外壳1以及外壳1内由上至下依次设置且相互连通的泥水分离模块2和污泥浓缩模块3，泥水分离模块2的两侧形成有污泥循环通道4，污泥循环通道4包括若干上升通道41和若干回流通道42，污泥浓缩模块3在泥水分离模块2下方形成有污泥滑落通道，污泥滑落通道由上至下收束；

具体地，外壳1为上方设置敞开且长边垂直于地面的中空四棱柱结构，中控四棱柱内设置有泥水分离模块2，泥水分离模块2下方设置有污泥浓缩模块3，泥水分离模块2及两侧的污泥循环通道4将外壳1内空间分为两部分，两部分外壳1内空间仅通过泥水分离模块2和污泥循环通道4连通，泥水分离模块2整体呈四棱柱形，泥水分离模块2底面为矩形；

泥水分离模块2内包括若干蜂窝管，若干蜂窝管的被设置为轴向垂直于地面；

污泥循环通道4包括若干上升通道41和若干回流通道42，上升通道41和回流通道42交替设置；

此时外壳1上部空间中的物体，可在重力作用下，穿过泥水分离模块2中的蜂窝管，以及污泥循环通道4中的蜂窝管进入外壳1下部空间；

对于污泥浓缩模块3，包括两个挡板，两个挡板上沿分别与泥水分离模块2矩形底面两侧连接，两个挡板的下沿相比上沿更靠近外壳1轴心线，此时两个挡板在泥水分离模块2底部形成有上宽下窄的通道；

使用时，泥水混合物进入外壳1上方，其中的污泥在重力作用下，穿过泥水分离模块2中的蜂窝管，以及污泥循环通道4中的蜂窝管进入泥水分离模块2下部的污泥浓缩模块3，被上宽下窄的通道聚集后进入外壳1底部，完成污泥和污水的分离；

上述过程对于污泥的处理过程中，自然状态下的污泥多为絮状结构，其相对比较松散，密度小，沉淀速度慢，需要将污泥打磨，而一般的打磨方案为，通入一批次的污泥污水混合物，停止通入，进行打磨，排出污泥并通入下一批次的污水，无法适应连续流的污水处理模式，为此，还包括曝气模块，曝气模块包括若干曝气阀门6，若干曝气阀门6分别设置于若干上升通道41下方和外壳1底部，曝气模块用于向上方的污泥循环通道4吹气；

具体的，位于泥水分离模块2两侧的两组污泥循环通道4包括若干上升通道41和若干回流通道42，由于每一组污泥循环通道4处于泥水分离模块2两侧以及外壳1两侧内壁之间形成的容纳空间，且容纳空间为四棱柱形，四棱柱形容纳空间横向截面矩形长边较长，短边较短，对于同一组污泥循环通道4中，若干上升通道41和回流通道42沿四棱柱形容纳空间横向截面长边交替设置，且通道与相邻通道紧贴，此时对于泥水分离模块2两侧，各自形成有若干横向阵列设置的若干通道，构成两组污泥循环通道4；

同时还包括曝气模块，曝气模块包括若干曝气阀门6，若干曝气阀门6分别设置于若干上升通道41下方和外壳1底部，曝气模块用于向上方的污泥循环通道4吹气；

当污泥进入外壳1底部后，在设置于外壳1底部的曝气阀门6的吹动下，絮状污泥向上运动，由于污泥浓缩模块3的结构为两块倾斜挡板，且两个挡板上沿分别与泥水分离模块2矩形底面两侧连接，因此两个挡板上沿靠近位于泥水分离模块2两侧的污泥循环通道4的底部，因此污泥向上运动后，大部分污泥与污泥浓缩模块3的挡板撞击，随后沿倾斜设置的挡板向上运动，进入污泥循环通道4的底部，随后在污泥循环通道4中上升通道41底部设置的若干曝气阀门6的喷出气泡的作用下，持续上升，一直上升到位于污泥循环通道4上端的液面处；

当污泥上升到位于污泥循环通道4上端的液面处后，气泡离开液面进入空气，污泥会向周围溢出，而由于若干上升通道41和回流通道42交替设置，且与相邻的通道紧贴，因此溢出的污泥会进入周围的回流通道42中，在重力作用下回流至外壳1底部或者上升通道41底部，随后在外壳1底部或者上升通道41底部的曝气阀门6的作用下，重新进入上升通道41，往复循环流动；

在往复循环流动的过程中，絮状污泥在气泡的力的作用下被往复循环打磨，打磨完毕的颗粒状污泥相比絮状污泥密度较大，不再被气泡吹起，完成絮状污泥和颗粒状污泥的筛分；

同时，根据上述结构，带有絮状污泥的污水可实时流入泥水分离模块2，其中的污泥可实时地与水分离下沉，并在任意时刻曝气阀门6的作用下被送入污泥循环通道4被往复循环打磨，且往复循环打磨区域与泥水分离模块2互不干涉；

因此，实际使用时，污水不断流入泥水分离模块2，其中的絮状污泥不断下沉并不断地被送入往复循环打磨，打磨完毕的污泥脱离往复循环打磨过程沉入池底，中间任意步骤均无需停顿，实现实时输入与输出，完成污泥颗粒化打磨的连续流作业；

通过将污泥循环通道4设置在泥水分离模块2两侧，将污泥浓缩模块3设置在泥水分离模块2底部，并在外壳1底部和污泥循环通道4中上升通道41下方设置曝气阀门6，使得污水不断流入泥水分离模块2，其中的絮状污泥不断下沉并不断地被送入往复循环打磨，打磨完毕的污泥脱离往复循环打磨过程沉入池底，中间任意步骤均无需停顿，实现实时输入与输出，完成污泥颗粒化打磨的连续流作业。

对于泥水分离模块2，具体地，泥水分离模块2包括填料组件21，填料组件21包括若干异形四边形复合板5，任一异形四边形复合板5中形成有若干管道，填料组件21由若干异形四边形复合板5组合构成，填料组件21两侧设置有异形四边形复合板5，填料组件21两侧的异形四边形复合板5构成污泥循环通道4，填料组件21和污泥循环通道4中异形四边形复合板5中的若干管道垂直于地面设置；

对于每一个异形四边形复合板5，异形四边形复合板5包括一相对两侧带有折边52的矩形钢板51，矩形钢板51及两侧折边52构成一门字形空间，门字形空间中设置有蜂窝板53，蜂窝板53的轴向与折边52平行，折边52上设置有螺接口54，螺接口54用于拧入螺栓，若干异形四边形复合板5通过螺接口54可拆卸连接；

本实施例中，对于每一个异形四边形复合板5，矩形钢板51为长宽接近的矩形，两个折边52设置在矩形钢板51的长边，两个折边52的长边与矩形钢板51的长边等长，两个折边52的短边长度为长边长度的1/10~1/5，两个折边52的长边与矩形钢板51对应长边连接后，矩形钢板51及两侧折边52构成一门字形空间，随后在门字形空间中设置蜂窝板53，蜂窝板53由若干钢板构成的若干相互嵌合的正六棱柱管构成，蜂窝板53与矩形钢板51及两侧折边52共同构成若干通道，且每一个异形四边形复合板5构成一个整体上呈截面较扁的四棱柱形，或者厚度较厚的板形结构，因此若干个板形结构的异形四边形复合板5可沿折边52的短边堆叠，类似若干个板形结构堆叠；

当若干个异形四边形复合板5沿折边52的短边堆叠后，形成立方体结构的填料组件21，立方体填料组件21中每一个异形四边形复合板5中的若干个蜂窝板53，构成了立方体结构中的若干个管道，当填料组件21以管道垂直于地面的方式布置于外壳1中时，完成在外壳1中设置蜂窝管，完成泥水分离的功能；

本实施例中，泥水分离模块2包括两个填料组件21，两个填料组件21构成结构分别额外设置有一个异形四边形复合板5作为污泥循环通道4，构成污泥循环通道4的异形四边形复合板5的矩形钢板51，与构成填料组件21的异形四边形复合板5的矩形钢板51相互垂直，填料组件21和污泥循环通道4组合完毕后，垂直于地面方向的截面与外壳1的截面形状一致；

通过设置异形四边形复合板5，并使异形四边形复合板5构成泥水分离模块2和污泥循环通道4，使得泥水分离模块2和污泥循环通道4实现了模块化，进而使得泥水分离模块2和污泥循环通道4可根据在加工厂进行标准化预制，降低了安装难度，整体成本和结构复杂性。

上述过程中，如果采用焊接的方式连接若干异形四边形复合板5，安装难度和工时消耗较大，为此，任一异形四边形复合板5上设置有螺接口54，螺接口54用于拧入螺栓，若干异形四边形复合板5通过螺接口54可拆卸连接；

上述结构中，为了提高对曝气阀门6的控制便利程度，还包括控制模块，控制模块与曝气模块电连接，控制模块用于调整若干曝气阀门6的曝气功率；具体地，控制模块分别控制若干气阀，若干气阀与若干曝气阀门6一一对应连接，控制模块通过控制气阀的出气功率进而控制若干曝气阀门6的曝气功率；

在外壳1中含有不同分量的污泥时，需要的曝气功率不同，当污泥较多时，需要较大的曝气功率进而使较多的污泥沿上升通道41运动，保证打磨效果，当污泥较少时，无需较大功率避免消耗过多能源，为此，控制模块电连接有污泥重量传感器，污泥重量传感器用于检测外壳1内污泥量并上传至控制模块，控制模块判断污泥量是否超过阈值，并在超过阈值时提高曝气功率，在低于阈值时降低曝气功率；

具体地，污泥重量传感器用于检测外壳1内污泥量m并上传至控制模块，控制模块将曝气阀门6的曝气功率调整至P，其中P=m/m0×c，其中m0和c为预先输入的常数；

当污泥重量m较大时，代表需要提高曝气功率，此时P=m/m0×c的值较大，当控制模块指令曝气阀门6的曝气功率调整至P时，完成在较多污泥时提高曝气功率，保证打磨效果；

当污泥重量m较小时，代表需要降低曝气功率，此时P=m/m0×c的值较小，当控制模块指令曝气阀门6的曝气功率调整至P时，完成在较少污泥时降低曝气功率，降低功耗；

通过设置污泥重量传感器检测外壳1内污泥量并上传至控制模块，并使控制模块在污泥量超过阈值时提高曝气功率，在污泥量低于阈值时降低曝气功率，完成在较多污泥时提高曝气功率，保证打磨效果，在较少污泥时降低曝气功率，降低功耗。

为方便c和m0的值的输入，还包括控制面板，控制面板用于输入c和m0的值。

部分情况下，进入壳体的絮状污泥分布不均匀，设想一种情况，当絮状污泥绝大多数集中于壳体一侧时，集中有污泥的一侧曝气功率有概率发生不足的情况，为此，包括与控制模块电连接重量分布传感器，重量分布传感器用于检测外壳1内左侧和右侧的污泥重量差值并上传控制模块，控制模块在差值高于阈值时提高污泥重量较高一侧的曝气功率；

具体地，控制模块将若干曝气阀门6沿外壳1轴向矩形截面其中一条边，将若干曝气阀门6记为左侧曝气阀门6和右侧曝气阀门6，重量分布传感器包括若干与控制模块电连接的污泥重量传感器，若干污泥重量传感器每秒同步检测一次污泥重量并将若干污泥数据上传至控制模块，控制模块预先对重量分布传感器中的若干重量传感器分组，分为与左侧曝气阀门6同侧的记为左侧，与右侧曝气阀门6同侧的记为右侧，控制模块计算左侧的若干重量传感器上传的重量均值，记为左侧重量，和右侧的若干重量传感器上传的重量均值，记为右侧重量，随后判断两侧重量的差值是否超过阈值，当超过阈值时，控制模块指令左侧重量和右侧重量中相对较高的一侧对应的曝气阀门6提高功率；

可选地，控制模块指令污泥重量较高一侧的曝气功率提高A1倍，其中A1=(1+(|ML-MR|))，ML为左侧重量，MR为右侧重量。

本发明的工作原理及使用流程：

使用时，泥水混合物进入外壳1上方，其中的污泥在重力作用下，穿过泥水分离模块2中的蜂窝管，以及污泥循环通道4中的蜂窝管进入泥水分离模块2下部的污泥浓缩模块3，被上宽下窄的通道聚集后进入外壳1底部，完成污泥和污水的分离；

当污泥进入外壳1底部后，在设置于外壳1底部的曝气阀门6的吹动下，絮状污泥向上运动，由于污泥浓缩模块3的结构为两块倾斜挡板，且两个挡板上沿分别与泥水分离模块2矩形底面两侧连接，因此两个挡板上沿靠近位于泥水分离模块2两侧的污泥循环通道4的底部，因此污泥向上运动后，大部分污泥与污泥浓缩模块3的挡板撞击，随后沿倾斜设置的挡板向上运动，进入污泥循环通道4的底部，随后在污泥循环通道4中上升通道41底部设置的若干曝气阀门6喷出的气泡的作用下，持续上升，一直上升到位于污泥循环通道4上端的液面处；

当污泥上升到位于污泥循环通道4上端的液面处后，气泡离开液面进入空气，污泥会向周围溢出，而由于若干上升通道41和回流通道42交替设置，且与相邻的通道紧贴，因此溢出的污泥会进入周围的回流通道42中，在重力作用下回流至外壳1底部或者上升通道41底部，随后在外壳1底部或者上升通道41底部的曝气阀门6的作用下，重新进入上升通道41，往复循环流动。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种污泥颗粒化筛分装置，其特征在于：包括外壳以及外壳内由上至下依次设置且相互连通的泥水分离模块和污泥浓缩模块，所述泥水分离模块的两侧形成有污泥循环通道，所述污泥循环通道包括若干上升通道和若干回流通道，所述污泥浓缩模块在泥水分离模块下方形成有污泥滑落通道，所述污泥滑落通道由上至下收束；

还包括曝气模块，所述曝气模块包括若干曝气阀门，若干所述曝气阀门分别设置于若干上升通道下方和外壳底部，所述曝气模块用于向上方的污泥循环通道吹气；

所述泥水分离模块用于分离水和污泥并将污泥传输至污泥浓缩模块，所述泥水分离模块包括若干蜂窝管，所述污泥浓缩模块用于通过重力使得污泥穿过泥水分离模块中的蜂窝管，将污泥集中于进入泥水分离模块下部的污泥浓缩模块，所述污泥浓缩模块包括两挡板，两所述挡板在泥水分离模块底部形成有上宽下窄的通道，所述污泥浓缩模块用于将污泥集中后排入外壳底部，所述曝气模块用于将外壳底部的污泥通过上升通道送入泥水分离模块顶部，使得未颗粒化污泥在若干上升通道上升后重新进入回流通道，进而重新进入若干上升通道，所述污泥循环通道与曝气模块配合使未颗粒化污泥在污泥循环通道中持续运动。

2.根据权利要求1所述的一种污泥颗粒化筛分装置，其特征在于：所述泥水分离模块包括填料组件，所述填料组件包括若干异形四边形复合板，任一所述异形四边形复合板中形成有若干管道，所述填料组件由若干异形四边形复合板组合构成，所述填料组件两侧设置有异形四边形复合板，所述填料组件两侧的异形四边形复合板构成污泥循环通道，所述填料组件和污泥循环通道中异形四边形复合板中的若干管道垂直于地面设置。

3.根据权利要求2所述的一种污泥颗粒化筛分装置，其特征在于：任一所述异形四边形复合板包括一个相对两侧边缘带有折边的矩形钢板，所述矩形钢板及两侧折边构成一门字形空间，所述门字形空间中设置有蜂窝板，所述蜂窝板的轴向与折边平行。

4.根据权利要求1所述的一种污泥颗粒化筛分装置，其特征在于：还包括控制模块，所述控制模块与曝气模块电连接，所述控制模块用于调整若干曝气阀门的曝气功率。

5.根据权利要求4所述的一种污泥颗粒化筛分装置，其特征在于：所述控制模块电连接有污泥重量传感器，所述污泥重量传感器用于检测外壳内污泥量并上传至控制模块，所述控制模块判断污泥量是否超过阈值，并在超过阈值时提高曝气功率，在低于阈值时降低曝气功率。

6.根据权利要求5所述的一种污泥颗粒化筛分装置，其特征在于：所述污泥重量传感器用于检测外壳内污泥量m并上传至控制模块，所述控制模块将曝气阀门的曝气功率调整至P，其中P=m/m0×c，其中m0和c为预先输入的常数。

7.根据权利要求4所述的一种污泥颗粒化筛分装置，其特征在于：还包括与控制模块电连接的控制面板，所述控制面板用于输入c和m0的值。

8.根据权利要求4所述的一种污泥颗粒化筛分装置，其特征在于：还包括与控制模块电连接的重量分布传感器，所述重量分布传感器用于检测外壳内左侧和右侧的污泥重量差值并上传控制模块，所述控制模块在差值高于阈值时提高污泥重量较高一侧的曝气功率。