CN203866080U - 一种循环高效沉淀装置 - Google Patents
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Abstract
一种循环高效沉淀装置，由外循环泵及内循环搅拌提升装置组成的集反应、絮凝、沉淀于一体的高效沉淀装置，包括反应区、加速澄清区和外循环污泥系统，反应区与加速澄清区连体分隔，反应区与加速澄清区均设有机械搅拌装置。搅拌反应区设有两种药剂加药点，反应区一和反应区二，适用于两种不同药剂的反应搅拌，在反应区一设有进水口和回流污泥进口；加速澄清区分为絮凝区和澄清区，絮凝区设有提升搅拌的搅拌机和折返回流导流筒，澄清区沉淀部分设刮泥机和集泥斗、污泥回流口、斜板；污泥循环泵设在集泥斗与反应区一的污泥回流之间。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种工业废水回用、城镇再生水回用处理装置，尤其涉及一种循环高效沉淀装置。
背景技术
我国是一个水资源紧缺的国家，人均水资源占有量仅为世界人均占有量的1/4，水资源紧缺已成为制约我国城市可持续发展的重要因素。而另一方面，随着我国工业的发展，工业废水排放量不断增大，对生态环境造成了严重的威胁。因此，迫切需要对工业废水、城镇排水进行资源化处理，变废为宝，这将为我国的缓解水资源不足、节约制水成本、保护生态环境带来三重利好。
国际上，日本、美国等发达国家早已开展污水回用工作，日本上世纪60年代就开始使用中水。上世纪80年代初，我国北京、西安等缺水的大城市开始开展污水回用于工业和民用的试验研究。目前，“混凝-沉淀-过滤”是国内外众多工程经常采用的回用工艺，其中，混凝和沉淀是去除水中溶解性半溶解性极性分子类杂质、胶溶物及钙、镁离子硬度、磷有机物等污染物的重要手段，是回用工艺的核心。
传统的混凝、沉淀工艺是分别采用混合池、絮凝池、沉淀池进行逐级处理，这种方法占地面积大、土建投资成本高、操作繁琐。因此，人们更倾向于采用混凝、沉淀一体化装置。
高效沉淀池是近年来新出现的高效率净水设备。“高效”体现在两个方面：一是集混合、絮凝、沉淀、泥渣浓缩于一体，占地面积小，水头损失小，系统效率高；二是采用斜管沉淀、泥渣回流、投加微砂等措施大幅度提高沉淀区表面负荷，沉淀效率高。高效沉淀池虽类型众多，但工作原理基本相同，反应、絮凝是其中最关键的部分。对反应、絮凝起主要作用的是原有的絮凝颗粒和新生微絮凝颗粒之间的碰撞。絮凝颗粒的形成速度受原有大絮凝颗粒的体积浓度、搅拌强度和搅拌时间的影响。由此可见，若想进一步提高高效沉淀池的处理效果，大絮凝颗粒体积浓度和搅拌是两大关键因素。
研究表明提高絮凝颗粒体积浓度的有效途径是进行泥渣回流。国内常用的机械搅拌澄清池是一种泥渣内部循环型澄清池，它利用机械搅拌机的提升作用来完成内部泥渣回流和接触絮凝。由法国德利满公司研发的高密度沉淀池（Densadeg）是以体外泥渣循环回流为主要特征的一项沉淀澄清技术，它用浓缩后具有活性的泥渣作为“催化剂”，借助高浓度优质絮体群的作用，大大改善和提高絮凝、沉淀效果。在以上两种技术的基础上，现改变池体构造，将内循环与外循环进行巧妙结合，把机械混合凝聚、机械强化絮凝、斜板沉淀分离三个过程进行优化组合，从而获得适合两种药剂加药、充分反应、絮凝，且占地面积较少的常规技术所无法比拟的优良性能。
实用新型内容
本实用新型目的是：提出一种节约加药药剂，提高反应、絮凝、沉淀工艺的效率、抗冲击能力及运行效果好且占地面积少的循环高效沉淀装置。
本实用新型的技术方案是：
一种循环高效沉淀装置，由外循环泵及内循环搅拌提升装置组成的集反应、絮凝、沉淀于一体的高效沉淀装置，其特征包括反应区、加速澄清区和外循环污泥系统，反应区与加速澄清区连体分隔，反应区与加速澄清区均设有机械搅拌装置。搅拌反应区设有两种药剂加药点，反应区一和反应区二，适用于两种不同药剂的反应搅拌，在反应区一设有进水口和回流污泥进口；加速澄清区分为絮凝区和澄清区，絮凝区设有提升搅拌的搅拌机和折返回流导流筒，澄清区沉淀部分设刮泥机和集泥斗、污泥回流口、斜板，；污泥循环泵设在集泥斗与反应区一的污泥回流之间。
进一步，搅拌反应区和加速澄清区采用连体分隔结构，集反应、絮凝、沉淀于一体。
进一步，加速澄清区分为絮凝区和澄清区，絮凝区设有提升搅拌的搅拌机和折返回流导流筒，澄清区沉淀部分设刮泥机和集泥斗、污泥回流口、斜板，实现了内循环，延长了絮凝时间，增加了内部泥渣回流和接触絮凝，加速澄清区下部为悬浮泥渣层，下沉的泥渣一部分通过机械搅拌提升回流至导流筒内，另一部分从集泥斗排出，通过污泥循环泵回流至搅拌反应区一。内外循环与内循环的结合，促进接触絮凝、沉淀，提高装置中泥渣浓度。内外循环的巧妙结合，有助于加大反应、絮凝时间，降低药剂投加量，增大沉降性能，提高系统效率，减少占地面积。
进一步，适用于两种不同药剂的两个反应区，反应区一和反应区二，适用于石灰和纯碱的加药搅拌反应，独立于加速澄清区，有利于增加药剂反应时间，避免药剂间的相互反应干扰，减少加药量，提高药剂利用效率，增加去除效果。
进一步，搅拌反应区和加速澄清区紧密相连，不设过渡区，絮凝剂直接加到加速澄清区，不设单独的絮凝剂加药搅拌反应区，装置整体占地面积相对于同等处理能力的其他类型一体化沉淀池减少10%。
进一步，加速澄清区的一反区内设有内回流搅拌机，搅拌机设有变频电机驱动，节能、适应各种工况，有利于废水与投加的絮凝剂、助凝剂、内回流污泥均匀混合，并且能耗相对于市场上已有类似产品的絮凝搅拌机降低20%。
导流筒下端设置的变流扩散板设置更为合理，一方面加大了扩散板的面积，提高了过水面积，提高了污泥沉降性能，降低了内回流对已沉降污泥的扰动，另一方面污泥能沿着扩散板沉降。
本实用新型的有益效果是：该循环高效沉淀装置是基于加速混合反应原理、接触絮凝原理和浅池沉淀原理等理论而提出的，在常规沉淀装置的基础上，改变构造，将泥渣内、外循环巧妙结合，更有效地提高絮凝沉淀效率、抗冲击能力及运行效果，节省投资和降低制水成本。
（1）该装置为一体化构造，集混合、反应、澄清于一体，节省占地。
（2）设置专门的石灰搅拌反应区、纯碱搅拌反应区，可增大反应时间，同时可依据需要，针对来水水质，对暂时硬度和永久硬度同时进行有效去除。
（3）采用内部混合液循环，加大反应、絮凝时间，提高去除效率。同时采用外部泥渣循环，提高系统效率，降低药剂投加量，增大沉降性能，出水水质稳定。
（4）石灰、纯碱加药搅拌反应区与加速澄清区直接连接，省去过渡段及絮凝剂加药搅拌反应区，节省占地面积。
（5）导流筒下端设置的变流扩散板设置更为合理，加大了扩散板的面积，提高了过水面积，提高了污泥沉降性能，降低了内回流对已沉降污泥的扰动。
（6）该装置在除磷、除硬、除硅、除浊方面均有优异的效果。
附图说明
图1为循环高效沉淀装置平面图；
图2为循环高效沉淀装置1-1剖面图；
图3为循环高效沉淀装置工艺流程图。
具体实施方式
本实用新型（循环高效沉淀装置）的结构如图1、2所示。
图1中，本实用新型为一体化装置，主要由搅拌反应区一1、搅拌反应区二2、导流区3、絮凝区4、澄清区5构成，各区域紧密相连，并设有搅拌机一8、搅拌机二9、进水口14、出水口15、排污口16、回流污泥进口17。图中其它标志：10-搅拌机三，11-管道，12-变流扩散板，13-刮泥机，18-导流筒1，19-导流筒2，20-斜板。
图2中，搅拌反应区二2内设有搅拌机二9，使投加的纯碱与水中的硬度离子充分混合反应。搅拌反应区二2侧下方设有管道11与导流区3直接相连。导流区3内设有搅拌机三10。18导流筒1将导流区3和絮凝区4隔开，导流筒18下边缘连接有向外折的变流扩散板12。19导流筒2置于18导流筒1外，将絮凝区4和澄清区5隔开。导流筒之间的间隙及导流筒内容积空间为进水与药剂（絮凝剂、助凝剂）及回流絮凝污泥反应的主要场所。澄清区5上部设有小间距斜板20和出水口15，澄清区底部设有刮泥机13和倒锥形集泥斗6。
本实用新型装置主体材质碳钢防腐，内部环氧煤沥青漆防腐三道，外部环氧煤沥青漆两遍，面漆两遍或外墙混凝土防腐，内部钢结构。
进水口采用侧向进水结构，原水沿进水管从池体侧下方流入搅拌反应区。搅拌反应区设有排污口和回流污泥进口。
搅拌反应区分为两个分区，每个分区均设有机械搅拌装置和药剂投加点，分别投加石灰和纯碱。
加速澄清区分为絮凝区和澄清区，平面上三者由内而外呈环形排列，导流区设有机械搅拌装置，导流区和絮凝区通过导流筒1隔开，絮凝区和澄清区通过导流筒2隔开，澄清区设有小间距斜板，斜板间距小于2.5cm，可完全消除传统沉淀设备矾花在沉淀过程中所造成的脉动，明显提高沉淀效率。
本实用新型（循环高效沉淀装置）除磷、除硬、除硅、除浊的工艺流程图如图3所示。原水经进水管道进入循环高效沉淀装置的搅拌反应区，依次流经搅拌反应区一1、搅拌反应区二2。通过加药箱装置向搅拌反应区一1投加石灰，向搅拌反应区二2投加纯碱，石灰、纯碱与钙、镁离子反应生成沉淀，去除水中暂时硬度、永久硬度及溶解性硅化合物，絮凝剂的投加促进沉淀物凝聚。经充分混合絮凝后，废水通过管道切向进入导流区3。在导流区3内，废水与加药装置投加的絮凝剂、助凝剂、内回流污泥均匀混合，通过内回流污泥的加强絮凝作用可减少加药量，且充分利用污泥絮凝活性提高絮凝去除磷、胶溶物及其它杂质的效果。水流在搅拌机三10的顺流旋动提升作用下升流到导流区3上部，随后进入絮凝区4。在絮凝区4内，水流转为向下流，同时流速减慢，延长加药反应停留时间，絮凝污泥结聚反应，产生较大矾花，便于沉淀分离。结大加重的污泥沉降到加速澄清区5下部，并进行压缩沉降到池底部，在刮泥机13的作用下浓缩污泥积聚滑入倒锥形集泥斗6，部分污泥通过污泥循环泵7输送至搅拌反应区一1，以促进接触絮凝，并提高装置中泥渣浓度。去除各类杂质后的清水通过变流扩散板后转向升流，同时由于此时升流断面的扩大，流速减缓，有利于清水流中所含的部分污泥杂质在重力作用下继续下沉脱离出清水流。清水通过出水管排出。
Claims (3)
1.一种循环高效沉淀装置，由外循环泵及内循环搅拌提升装置组成的集反应、絮凝、沉淀于一体的高效沉淀装置，其特征包括反应区、加速澄清区和外循环污泥系统，反应区与加速澄清区连体分隔，反应区与加速澄清区均设有机械搅拌装置；搅拌反应区设有两种药剂加药点，反应区一和反应区二，适用于两种不同药剂的反应搅拌，在反应区一设有进水口和回流污泥进口；加速澄清区分为絮凝区和澄清区，絮凝区设有提升搅拌的搅拌机和折返回流导流筒，澄清区沉淀部分设刮泥机和集泥斗、污泥回流口、斜板；污泥循环泵设在集泥斗与反应区一的污泥回流之间。
2.根据权利要求1所述的循环高效沉淀装置，其特征在于：提升搅拌的搅拌机设有变频电机驱动。
3.根据权利要求1所述的循环高效沉淀装置，其特征在于：导流筒下端设置变流扩散板。
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