CN208327492U - 一种高效固液分离的循环造粒流化床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效固液分离的循环造粒流化床，包括基架，基架上固定安装有罐体，所述的罐体从底部到顶部依次为污泥浓缩区、循环造粒区、分离区和集水区，所述的分离区内安装有垂向涡流强化分离装置，所述的垂向涡流强化分离装置能够使得分离区中的水产生垂向的涡流；所述的循环造粒区内安装有内筒和锥形筒，内筒通过肋板固结在罐体内，内筒与罐体同中心轴设置；锥形筒的底端与水平设置的进水管相连通，进水管穿过罐体侧壁伸出至罐体外部。本实用新型的循环造粒区进入的原水中的细小颗粒经过在循环造粒区的结团絮凝过程，绝大部分逐渐形成了具有较大有效密度的球形体，即悬浮层，悬浮层位于内筒上部，拦截底部上升来的细小颗粒。

Description

一种高效固液分离的循环造粒流化床

技术领域

本实用新型属于水处理领域，涉及造粒流化床，具体涉及一种高效固液分离的循环造粒流化床。

背景技术

随着国家对环境保护工作的关注和水资源短缺的加剧，水质净化和废水回收利用越来越受到重视。以悬浮层固液分离为理论基础的水处理技术与装备大量被研制开发，并广泛应用于实际工程，典型设备包括法国威立雅Actiflo澄清池、法国Degremont公司DensaDeg高密度澄清池和Philip等人研制的高效载体絮凝装置等。上述设备均成功实现了水处理技术的集成与设备化，水质净化效果明显，但同时也存在一定的技术缺陷。如Actiflo澄清池通过在斜管区下部形成高密度、大颗粒絮体悬浮层，大幅缩短了絮凝时间，表面负荷可达80m/h以上，但絮凝区占地面积较大、附属设备较多；DensaDeg高密度澄清池工艺，将混凝、澄清、斜管沉淀、污泥回流等工艺有机组合，表面负荷能达到20-50m/h，但絮凝区占地面积较大；载体絮凝装置也能实现较高的表面负荷，但附属设备过于繁杂。国内部分水厂还采用沉淀和浓缩，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，管理麻烦，效果也不够理想。

现有技术中公开了一种垂向涡流强化分离装置及高效固液分离的造粒流化床，其中提出了一种高效固液分离器和一种高效一体化泥水分离设备，具备反应区、分离区和污泥浓缩区，具有高浓度SS和一般浓度废水处理的固液分离作用。该技术虽然解决了部分细小颗粒在上升过程中通过涡流高效去除的问题，但是另有部分小颗粒在内筒与外筒之间的环形区域下降至污泥浓缩区。该部分小颗粒没有充分长大形成大颗粒，降低了处理效率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供本实用新型提供一种高效固液分离的循环造粒流化床，解决现有的造粒流化床小颗粒流失，大颗粒形成率低，导致处理效率降低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种高效固液分离的循环造粒流化床，包括基架，基架上固定安装有罐体，所述的罐体从底部到顶部依次为污泥浓缩区、循环造粒区、分离区和集水区，所述的分离区内安装有垂向涡流强化分离装置，所述的垂向涡流强化分离装置能够使得分离区中的水产生垂向的涡流；

所述的循环造粒区内安装有内筒和锥形筒，内筒通过肋板固结在罐体内，内筒与罐体同中心轴设置；锥形筒的底端与水平设置的进水管相连通，进水管穿过罐体侧壁伸出至罐体外部；

所述的内筒的顶端开放，内筒中安装有搅拌装置，搅拌装置的搅拌轴伸出内筒的顶端，穿过分离区和集水区，伸出罐体顶端，搅拌轴通过安装在罐体顶端的搅拌驱动电机带动旋转；

所述的循环造粒区的锥形筒位于内筒下部，锥形筒与内筒之间存在缝隙且同轴心设置，所述的锥形筒分为缓坡区和陡坡区；

所述的缓坡区与罐体连接，所述的陡坡区的上端与缓坡区相连接，陡坡区的下端与进水管相互连接，陡坡区的上部开有环形排泥口；所述的缓坡区和陡坡区同时通过肋板固定在罐体；所述锥形筒上部为循环造粒区，下部为污泥浓缩区，所述循环造粒区和污泥浓缩区通过环形排泥口连通。

本实用新型还具有如下区别技术特征：

所述的污泥浓缩区内安装有刮泥装置，罐体外壁上设置有连通罐体内污泥浓缩区的排泥管。

所述的集水区顶部的罐体顶盖上设置有出水管。

所述的罐体的底部和所述的锥形筒均为锥形斗底。

所述的垂向涡流强化分离装置包括设置在中心的搅拌轴套筒，搅拌轴套筒周围设置有多根竖向固定在一起的波纹管，波纹管的两端夹在一对十字交叉架之间，十字交叉架的中心安装在搅拌轴套筒的两端，十字交叉架的端部固定在分离区的罐体内壁上。

所述的垂向涡流强化分离装置中心设置有搅拌轴套筒，搅拌轴穿过搅拌轴套筒。

所述的进水管上还布置有进水浓度计、混凝剂投加管和助凝剂投加管，混凝剂投加管布设在进水浓度计之前，助凝剂投加管布设在进水浓度计之后。

所述的刮泥装置包括设置在罐体底部内侧的刮泥板，刮泥板通过设置在罐体外的刮泥驱动电机带动旋转。

本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：

(Ⅰ)本实用新型的循环造粒区进入的原水中的细小颗粒经过在循环造粒区的结团絮凝过程，绝大部分逐渐形成了具有较大有效密度的球形体，即悬浮层，悬浮层位于内筒上部，拦截底部上升来的细小颗粒。拦截住的细小颗粒将继续增大球体体积，未拦截住的细小颗粒一部分随着水流上升到垂向涡流区强化分离区而去除，另外一部分密度稍大的直接翻进内筒与罐体直接的环形空间，落入到锥形筒上部的缓坡区，随后滑落到陡坡区。陡坡区上升流速较高，水流将颗粒冲起，继续结团絮凝，体积继续增大。如此循环，实现小颗粒的循环增长。

(Ⅱ)本实用新型的循环造粒过程可以有效的提高结团絮凝的效率和设备的处理效率及处理效果。循环造粒过程不仅可以解决随悬浮层翻入内筒和罐体之间环形区域小颗粒的循环增长问题，还可以解决进入垂向涡流强化分离区经过涡流作用而增大后落入底部的小颗粒的循环增长问题，大大提高了设备结团絮凝的效率。同时，由于悬浮层内颗粒整体粒径和有效密度的提高，将会提高上升流速，增大小颗粒拦截效率，进而提高设备处理效率和处理效果。

(Ⅲ)本实用新型的循环造粒过程可以有效的提高污泥浓度，降低污泥含水率。循环增大后的颗粒大到一定程度后，上升流速不足以将其悬浮，随后落入到锥形筒，通过锥形筒上的环形排泥口落入到污泥浓缩区。由于颗粒经过了循环增长，粒径和有效密度都有所提高，落入污泥浓缩区以后经过短暂时间的浓缩，即可通过排泥管排出。

(Ⅳ)本实用新型的锥形筒的设计很好的结合了水力学原理。首先，锥形的结构和格栅布水结合，锥形底部流速大，越往上流速越小，保证了沉入底部的大颗粒会被大流速搅碎，不会沉积在最底部；其次，环形排泥口布置在陡坡区的上部分有效的利用了底部污泥浓缩区的体积，减少了无效体积，也保证了在停水时，悬浮层不会全部漏入到污泥浓缩区，同时底部进水搅碎的大颗粒会随着陡坡冲到环形排泥口排出；然后，锥形筒分为了缓坡区和陡坡区，就是为了保证陡坡区冲上来的水流到了陡坡区速度减小，大大降低了内筒和罐体之间的环形空间的上升流速，保证小颗粒顺利沉降到陡坡区。最后，污泥浓缩区体积大小需要通过进水浓度、悬浮层体积浓度等进行设计计算，

(Ⅴ)本实用新型的污泥浓缩区体积需要通过进水SS浓度、悬浮层体积浓度、出水SS浓度进行设计计算，设计合理的排泥时间间隔，保证在停水时污泥浓缩区内充满污泥，防止悬浮层内污泥颗粒漏入污泥浓缩区。

附图说明

图1是高效固液分离的循环造粒流化床的整体结构示意图。

图2是图3中A-A截面的结构示意图。

图3是垂向涡流强化分离装置的正视剖面图。

图4是垂向涡流强化分离装置的俯视图。

图中各个标号的含义为：1-基架，2-罐体，3-污泥浓缩区，4-循环造粒区，5-分离区，6-集水区，7-垂向涡流强化分离装置，8-刮泥装置，9-排泥管，10-进水管，11-进水浓度计，12-混凝剂投加管，13-助凝剂投加管，14- 出水管；

(4-1)-内筒，(4-2)-连接环，(4-3)-搅拌装置，(4-4)-搅拌轴， (4-5)-搅拌驱动电机，(4-6)-锥形筒，(4-7)-环形排泥口，(4-8)-肋板，(4-6-1)-缓坡区，(4-6-2)-陡坡区；

(7-1)-搅拌轴套筒，(7-2)-波纹管，(7-3)-十字交叉架；

(8-1)-刮泥板，(8-2)-刮泥驱动电机。

以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型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实用新型的保护范围。

实施例1：

遵从上述技术方案，如图1至图4所示，本实施例给出一种高效固液分离的循环造粒流化床，包括基架1，基架1上固定安装有罐体2，所述的罐体2 从底部到顶部依次为污泥浓缩区3、循环造粒区4、分离区5和集水区6，其特征在于：所述的分离区5内安装有垂向涡流强化分离装置7，所述的垂向涡流强化分离装置7能够使得分离区5中的水产生垂向的涡流；

所述的循环造粒区4内安装有内筒4-1和锥形筒4-6，内筒4-1通过肋板4-2 固结在罐体2内，内筒4-1与罐体2同中心轴设置；锥形筒4-6的底端与水平设置的进水管10相连通，进水管10穿过罐体2侧壁伸出至罐体2外部；

所述的内筒4-1的顶端开放，内筒4-1中安装有搅拌装置4-3，搅拌装置4-3 的搅拌轴4-4伸出内筒4-1的顶端，穿过分离区5和集水区6，伸出罐体2顶端，搅拌轴4-4通过安装在罐体2顶端的搅拌驱动电机4-5带动旋转；

所述的循环造粒区4的锥形筒4-6位于内筒4-1下部，锥形筒4-6与内筒4-1 之间存在缝隙且同轴心设置，所述的锥形筒4-6分为缓坡区4-6-1和陡坡区 4-6-2；

所述的缓坡区4-6-1与罐体2连接，所述的陡坡区4-6-2的上端与缓坡区 4-6-1相连接，陡坡区4-6-2的下端与进水管10相互连接，陡坡区4-6-2的上部开有环形排泥口4-7；所述的缓坡区4-6-1和陡坡区4-6-2同时通过肋板4-8固定在罐体2；所述锥形筒4-6上部为循环造粒区4，下部为污泥浓缩区3，所述循环造粒区4和污泥浓缩区3通过环形排泥口4-7连通。

污泥浓缩区3内安装有刮泥装置8，罐体2外壁上设置有连通罐体2内污泥浓缩区3的排泥管9。

集水区6顶部的罐体2顶盖上设置有出水管14。

罐体2的底部和所述的锥形筒4-6均为锥形斗底。

垂向涡流强化分离装置7包括设置在中心的搅拌轴套筒7-1，搅拌轴套筒 7-1周围设置有多根竖向固定在一起的波纹管7-2，波纹管7-2的两端夹在一对十字交叉架7-3之间，十字交叉架7-3的中心安装在搅拌轴套筒7-1的两端，十字交叉架7-3的端部固定在分离区5的罐体2内壁上。

垂向涡流强化分离装置7中心设置有搅拌轴套筒7-1，搅拌轴4-4穿过搅拌轴套筒7-1。

所述的进水管10上还布置有进水浓度计11、混凝剂投加管12和助凝剂投加管13，混凝剂投加管12布设在进水浓度计11之前，助凝剂投加管13布设在进水浓度计11之后。

刮泥装置8包括设置在罐体2底部内侧的刮泥板8-1，刮泥板8-1通过设置在罐体2外的刮泥驱动电机8-2带动旋转。

原水在造粒区4内，经过搅拌装置4-3的搅拌不断上升，在循环造粒区4 的结团絮凝作用下颗粒逐渐变大，到达内筒4-1顶端时绝大部分逐渐形成了具有较大有效密度的球形体，即悬浮层，悬浮层位于内筒上部，拦截底部上升来的细小颗粒。拦截住的细小颗粒将继续增大球体体积，未拦截住的细小颗粒一部分随着水流上升到垂向涡流区强化分离区7而去除，另外一部分密度稍大的直接翻进内筒4-1与罐体2直接的环形空间，落入到锥形筒4-6上部的缓坡区4-6-4，随后滑落到陡坡区4-6-2。陡坡区4-6-2上升流速较高，水流将颗粒冲起，继续结团絮凝，体积继续增大。如此循环，实现小颗粒的循环增长。

随水流上升的小颗粒进入分离区5的垂向涡流强化分离装置7中，在垂向涡流强化分离装置7的作用下，水流在波纹管7-2的波纹处形成涡，对小颗粒的二次生长起到促进作用，小颗粒逐渐长大，长到一定程度后由于重力作用自动掉落，然后进入循环增长的过程，大大提高了设备结团絮凝的效率。同时，由于悬浮层内颗粒整体粒径和有效密度的提高，将会提高上升流速，增大小颗粒拦截效率，进而提高设备处理效率和处理效果。

当颗粒增大到一定程度后，通过环形排泥口4-7落入到污泥浓缩区3，清水在集水区6经过出水管14排出。

如图3所示，本实例给出一种循环造粒过程，循环造粒区包括由上部圆柱形内筒和底部锥形筒组成。循环造粒区的锥形筒位于内筒下部，二者之间存在一定距离的缝隙，且二者同轴心设置，锥形筒分为缓坡区和陡坡区；缓坡区与罐体连接，陡坡区上端与缓坡区相连接，下端与进水管相互连接，陡坡区上部开有环形排泥口，缓坡区和陡坡区同时通过肋板固定在罐体。锥形筒上部为循环造粒区，下部为污泥浓缩区，循环造粒区和污泥浓缩区通过环形排泥口连通。

Claims (8)

1.一种高效固液分离的循环造粒流化床，包括基架(1)，基架(1)上固定安装有罐体(2)，所述的罐体(2)从底部到顶部依次为污泥浓缩区(3)、循环造粒区(4)、分离区(5)和集水区(6)，其特征在于：所述的分离区(5)内安装有垂向涡流强化分离装置(7)，所述的垂向涡流强化分离装置(7)能够使得分离区(5)中的水产生垂向的涡流；

所述的循环造粒区(4)内安装有内筒(4-1)和锥形筒(4-6)，内筒(4-1)通过肋板(4-2)固结在罐体(2)内，内筒(4-1)与罐体(2)同中心轴设置；锥形筒(4-6)的底端与水平设置的进水管(10)相连通，进水管(10)穿过罐体(2)侧壁伸出至罐体(2)外部；

所述的内筒(4-1)的顶端开放，内筒(4-1)中安装有搅拌装置(4-3)，搅拌装置(4-3)的搅拌轴(4-4)伸出内筒(4-1)的顶端，穿过分离区(5)和集水区(6)，伸出罐体(2)顶端，搅拌轴(4-4)通过安装在罐体(2)顶端的搅拌驱动电机(4-5)带动旋转；

所述的循环造粒区(4)的锥形筒(4-6)位于内筒(4-1)下部，锥形筒(4-6)与内筒(4-1)之间存在缝隙且同轴心设置，所述的锥形筒(4-6)分为缓坡区(4-6-1)和陡坡区(4-6-2)；

所述的缓坡区(4-6-1)与罐体(2)连接，所述的陡坡区(4-6-2)的上端与缓坡区(4-6-1)相连接，陡坡区(4-6-2)的下端与进水管(10)相互连接，陡坡区(4-6-2)的上部开有环形排泥口(4-7)；所述的缓坡区(4-6-1)和陡坡区(4-6-2)同时通过肋板(4-8)固定在罐体(2)；所述锥形筒(4-6)上部为循环造粒区(4)，下部为污泥浓缩区(3)，所述循环造粒区(4)和污泥浓缩区(3)通过环形排泥口(4-7)连通。

2.如权利要求1所述的高效固液分离的循环造粒流化床，其特征在于，所述的污泥浓缩区(3)内安装有刮泥装置(8)，罐体(2)外壁上设置有连通罐体(2)内污泥浓缩区(3)的排泥管(9)。

3.如权利要求1所述的高效固液分离的循环造粒流化床，其特征在于，所述的集水区(6)顶部的罐体(2)顶盖上设置有出水管(14)。

4.如权利要求1所述的高效固液分离的循环造粒流化床，其特征在于，所述的罐体(2)的底部和所述的锥形筒(4-6)均为锥形斗底。

5.如权利要求1所述的高效固液分离的循环造粒流化床，其特征在于，所述的垂向涡流强化分离装置(7)包括设置在中心的搅拌轴套筒(7-1)，搅拌轴套筒(7-1)周围设置有多根竖向固定在一起的波纹管(7-2)，波纹管(7-2)的两端夹在一对十字交叉架(7-3)之间，十字交叉架(7-3)的中心安装在搅拌轴套筒(7-1)的两端，十字交叉架(7-3)的端部固定在分离区(5)的罐体(2)内壁上。

6.如权利要求5所述的高效固液分离的循环造粒流化床，其特征在于，所述的垂向涡流强化分离装置(7)中心设置有搅拌轴套筒(7-1)，搅拌轴(4-4)穿过搅拌轴套筒(7-1)。

7.如权利要求1所述的高效固液分离的循环造粒流化床，其特征在于，所述的进水管(10)上还布置有进水浓度计(11)、混凝剂投加管(12)和助凝剂投加管(13)，混凝剂投加管(12)布设在进水浓度计(11)之前，助凝剂投加管(13)布设在进水浓度计(11)之后。

8.如权利要求2所述的高效固液分离的循环造粒流化床，其特征在于，所述的刮泥装置(8)包括设置在罐体(2)底部内侧的刮泥板(8-1)，刮泥板(8-1)通过设置在罐体(2)外的刮泥驱动电机(8-2)带动旋转。