CN213294834U - 一种用于污水生物处理的泥水分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于污水生物处理的泥水分离装置，包括浮选‑沉淀池以及设于浮选‑沉淀池的进气管、进气阀、第一出泥管、第一出泥阀、扫吸头、第二出泥管和集泥盘，其中进气管和第一出泥管均与贴近浮选‑沉淀池的池底的扫吸头连通，集泥盘设于浮选‑沉淀池的液面下方临近处并且与第二出泥管连通以便将液面处的第二污泥排出浮选‑沉淀池。本实用新型能够将混合液中的部分污泥浮选至液面并排出浮选‑沉淀池，还能够有效避免污泥在池底上的附着、聚集和结块，具有改善污泥的沉降和活性、提高污水处理能力、减少建造、使用和维护的工作量和成本等有益效果。

Description

一种用于污水生物处理的泥水分离装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于污水生物处理的泥水分离装置。

背景技术

在目前的污水生物处理过程中，沉淀池用于将活性污泥与水分离得到基本不含活性污泥等固体物质的上清出水以及富含活性污泥的浓缩混合液(经常简称为污泥)，分离得到污泥大都回流(例如返回预混合步骤、曝气步骤等)以便维持污水处理过程。然而，由于污水处理工艺自身特点、水质变化、污泥浓度变化、温度变化等因素，经常出现污泥膨胀上浮现象，对此现有技术中通常采用机械搅打破碎等方法进行处理。另一方面，沉降至池底的污泥会发生聚集结块现象，导致部分污泥无法回流，并且积累的污泥可能发生不期望的厌氧反应，对此现有技术中常用刮泥机等机械进行刮除，或者在池底设置集泥槽等用于将污泥集中后抽出。然而这些处理方法往往需要额外的机械或构筑物，一方面会占用空间，另一方面复杂的运动结构会降低可靠性而导致更多的维护工作和成本。

因此仍然需要开发新的用于污水生物处理的泥水分离装置。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种用于污水生物处理的泥水分离装置以便解决前述现有技术中的问题。具体而言，本实用新型提供以下技术方案。

在一个方面，本实用新型提供一种用于污水生物处理的泥水分离装置，包括浮选-沉淀池以及设于浮选-沉淀池的进气管、进气阀、第一出泥管、第一出泥阀、扫吸头、第二出泥管和集泥盘，其中进气管和第一出泥管均与贴近浮选-沉淀池的池底的扫吸头连通，集泥盘设于浮选-沉淀池的液面下方临近处并且与第二出泥管连通以便将液面处的第二污泥排出浮选-沉淀池；当浮选-沉淀池处于第一状态时，设于进气管上的进气阀打开而设于第一出泥管上的第一出泥阀关闭，由此允许气体通过扫吸头进入浮选-沉淀池以便吹扫池底上的污泥沉淀并且产生气泡将混合液中易于结合气泡的污泥浮选至液面处；当浮选-沉淀池处于第二状态时，设于进气管上的进气阀关闭而设于第一出泥管上的第一出泥阀打开，由此允许池底处的第一污泥通过第一出泥管抽吸出浮选-沉淀池。

进一步地，集泥盘有多个并且各自通过集泥管与第二出泥管连通。

进一步地，还包括设于浮选-沉淀池的溢流堰、围挡、上导板和下导板，溢流堰设置于浮选-沉淀池的池壁的上部内侧壁用于收集浮选-沉淀池中的上清液，在溢流堰的下方设有自池壁的内壁向浮选-沉淀池内部由下往上延伸的下导板，在溢流堰的下方和下导板的上方之间设有自池壁的内壁向浮选-沉淀池内壁由上往下延伸的上导板，下导板和上导板各自在浮选-沉淀池内部的边缘相互接合，在上导板的上方设有闭环形式的围挡用于将浮在液面的污泥圈在其内部，围挡与溢流堰的朝向浮选-沉淀池内部的表面以及上导板的上表面共同形成用作清水区的槽，围挡的上缘高于溢流堰的上缘以免浮在液面的污泥翻过围挡进入清水区，围挡的下缘与上导板的上表面之间设有狭缝以允许上清液通过狭缝进入清水区，上导板和下导板的接合的边缘较围挡的下缘更多伸入浮选-沉淀池的内部用于阻挡自浮选-沉淀池下部上浮而来的污泥进入清水区。

进一步地，扫吸头的朝向池底的壁上设有多个与进气管和第一出泥管连通的开孔以便允许气体喷出扫吸头而吹扫池底或者允许池底处的第一污泥进入扫吸头。

进一步地，扫吸头有多个并且各自直接或通过支管与进气管和第一出泥管连通。

进一步地，位于池底中部的扫吸头比围绕池底中部的扫吸头更接近池底。

进一步地，还包括用于将含有污泥的混合液导入浮选-沉淀池下部的进液管。

本实用新型能够将混合液中的部分污泥浮选至液面并排出浮选-沉淀池，还能够有效避免污泥在池底上的附着、聚集和结块，具有改善污泥的沉降和活性、提高污水处理能力、减少建造、使用和维护的工作量和成本等有益效果。

在本文中所用的术语具有其在本领域内公知的含义，然而为清楚起见，仍然给出以下定义。

术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

“基本”或“基本上”并不排除“完全”的意思。如一个成分“基本上不含”Y，也可以是完全不含有Y。在限定具体数值的情况下，是指该具体数值具有以该具体数值为基础的上下浮动的范围，浮动范围可以是该具体数值的+/-5％，+/-4％，+/-3％，+/-2％，+/-1％，+/-0.5％，+/-0.2％，+/-0.1％，+/-0.05％，+/-0.01％等。如果需要，“基本”或“基本上”可以以上浮动范围代替或从本实用新型定义中删除。

“含有”既包括提到的因素，也允许包括附加的、不确定的因素。

“大约”、“约”、“左右”在限定具体数值的情况下，是指该具体数值具有以该具体数值为基础的上下浮动的范围，浮动范围可以是该具体数值的+/-5％，+/-4％，+/-3％，+/-2％，+/-1％，+/-0.5％，+/-0.2％，+/-0.1％，+/-0.05％，+/-0.01％等。

本实用新型中，为简明起见而使用的数值范围不仅包括其端点值，也包括其所有的子范围和此范围内所有的单独的数值。例如，数值范围1-6不仅包括子范围，例如1-3、1-4、1-5、2-4、2-6、3-6等，也包括此范围内单独的数值，例如1、2、3、4、5、6。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施方式浮选-沉淀池的结构示意立体图；

图2是图1所示浮选-沉淀池的A-A截面的结构示意立体图；

图3是图1所示浮选-沉淀池的A-A截面的结构示意图；

图4是图1所示浮选-沉淀池的俯视结构示意图；

图5是图1所示浮选-沉淀池的吸泥头的结构示意立体图；

图6是使用图1所示浮选-沉淀池的一种污水生物处理系统的流程示意图；

其中的附图标记的含义如下：1-池壁；2-池底；3-溢流堰；4-进液管；41-进液阀；42-分布器；5-进气管；51-进气阀；6-扫吸头；60-轴管；601-辐管；602-轮管；603-底孔；604-端孔；61-支管；7-第一出泥管；71-第一出泥阀；8-出水管；81-出水阀；9-第二出泥管；91-第二出泥阀；92-集泥管；93-集泥盘；94-围挡；95-上导板；96-下导板；97-狭缝。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的一些实施方式进行进一步的介绍，但并非意欲限制本实用新型的保护范围。

参见图1-4，根据本实用新型的浮选-沉淀池，包括：池壁1、溢流堰3、池底2、扫吸头6、支管61、进液管4、进液阀41、分布器42、进气管5、进气阀51、第一出泥管7、第一出泥阀71、出水管8、出水阀81，第二出泥管9、第二出泥阀91、集泥管92、集泥盘93、围挡94、上导板95、下导板96、狭缝97，其中进液管4与接近池底2的分布器42连通并且在设于进液管4上的进液阀41打开时可用于将来自外部的含有活性污泥的混合液导入浮选-沉淀池的下部；溢流堰3设置于池壁1的上部内侧壁用于收集浮选-沉淀池中的上清液；出水管8与溢流堰3连通并且在设于出水管8上的出水阀81打开时用于将溢流堰3中的上清液导出浮选-沉淀池；进气管5经支管61与位于池底2上方的扫吸头6连通并且在设于进气管5上的进气阀51打开时用于将来自外部的气体(例如来自曝气鼓风机的空气等)通过扫吸头6导入浮选-沉淀池以便吹扫池底2上的污泥沉淀；第一出泥管7依次通过进气管5的下部和支管61与扫吸头6连通并且在设于第一出泥管7上的第一出泥阀71打开时用于将池底2处的第一污泥抽吸出浮选-沉淀池；第二出泥管9依次通过集泥管92与设于浮选-沉淀池内液面下方临近处的集泥盘93连通并且在设于第二出泥管9上的第二出泥阀91打开时用于将浮在液面处的第二污泥抽排出浮选-沉淀池；在溢流堰3的下方设有自池壁1的内壁向浮选-沉淀池内部由下往上延伸的下导板96，在溢流堰3的下方和下导板95的上方之间设有自池壁1的内壁向浮选-沉淀池内壁由上往下延伸的上导板95，下导板96和上导板95各自在浮选-沉淀池内部的边缘相互接合，在上导板95的上方设有闭环形式的围挡94用于将浮在液面的污泥圈在其内部，围挡94与溢流堰3的朝向浮选-沉淀池内部的表面以及上导板95的上表面共同形成用作清水区的槽，围挡94的上缘高于溢流堰3的上缘以免浮在液面的污泥翻过围挡94进入清水区，围挡94的下缘与上导板95的上表面之间设有狭缝97以允许上清液通过狭缝97进入清水区，上导板95和下导板96的接合的边缘较围挡94的下缘更多伸入浮选-沉淀池的内部用于阻挡自浮选-沉淀池下部上浮而来的污泥进入清水区。

在一些情况下，当浮选-沉淀池的混合液中出现难以沉降甚至上浮的污泥时，进行对污泥的浮选操作，包括：关闭第一出泥阀71，打开进气阀51使得气体经进气管5、支管61和扫吸头6吹入浮选-沉淀池，扫吸头6处的气泡自池底2上浮并与混合液中易于结合气泡的污泥(例如难以沉降甚至上浮的污泥，例如絮状污泥或含有诸如未降解的脂肪或油脂的污泥等)一起浮至液面处，其中上浮的污泥和气泡由下导板96导向围挡94之内；然后进行第二排泥操作，包括：打开第二出泥阀91通过第二出泥管9、集泥管92和集泥盘93将围挡94之内的浮在液面处的第二污泥抽出浮选-沉淀池。

在一些情况下，可在每经过特定的时间间隔之后进行浮选操作，浮选操作每次持续1-30分钟，例如2-25分钟、3-20分钟、4-15分钟、5-10分钟、6-8分钟等，所述时间间隔可以是1小时至20天，例如2小时至15天、3小时至10天、4小时至8天、5小时至6天、6小时至5天、12小时至4天、1-3天、约2天等。

在一些情况下，无论是否正在进行浮选操作，只要浮选-沉淀池的液面处出现漂浮的污泥时，即可进行第二排泥操作以此避免污泥在液面处过度积累以至于从狭缝97进入清水区。

在一些情况下，集泥盘93有多个并各自与位于其下方的集泥管92连通。

在一些情况下，围挡94之内的上清液自狭缝97进入清水区，然后翻过溢流堰3并通过出水管8和打开的出水阀81离开浮选-沉淀池。在一些情况下，上清液中夹带的少量污泥在清水区中沉降并且沿着上导板95的上表面滑落通过狭缝97进入浮选-沉淀池。

在一些情况下，当池底2上出现或即将发生污泥附着、聚集或结块时对池底2进行吹扫操作，包括：关闭第一出泥阀71，打开进气阀51使得气体经进气管5、支管61和扫吸头6吹向池底2，利用气流、气泡以及气流带动的水流冲击池底2上附着、聚集或结块的污泥，使其破碎并混入混合液中；然后进行第一排泥操作，包括：关闭进气阀51，打开第一出泥阀71通过第一出泥管7、支管61和扫吸头6将池底2上的第一污泥抽出浮选-沉淀池。

在一些情况下，可在特定的时间间隔进行吹扫操作，吹扫操作每次持续1-30分钟，例如2-25分钟、3-20分钟、4-15分钟、5-10分钟、6-8分钟等，所述时间间隔可以是1小时至20天，例如2小时至15天、3小时至10天、4小时至8天、5小时至6天、6小时至5天、12小时至4天、1-3天、约2天等。

在一些情况下，当池底2上没有出现或即将发生污泥附着、聚集或结块时，可连续地进行第一排泥操作，此时可保持进液阀41打开并且使得通过进液管4进入浮选-沉淀池的混合液的水量大于通过通过第一出泥管7离开浮选-沉淀池的混合液的水量，二者的差值即为通过出水管8和打开的出水阀81离开浮选-沉淀池的上清液的水量。

在一些情况下，支管61有多个，每个支管61上连接有一个或更多个扫吸头6，并且进气管5上也可直接连接一个或更多个扫吸头6。如图1-4所示，6个支管61各自的一端连接于进气管5的下端，6个支管61各自的另一端连接有一个扫吸头6，在进气管5的下端还直接连接有一个扫吸头6；当进气管5的下端位于池底2的中部时，与支管连接的6个扫吸头6均匀环绕着与进气管5的下端直接连接的扫吸头6，并且相比于与支管连接的6个扫吸头6，位于中部的与进气管5的下端直接连接的扫吸头6更接近池底2(如图3所示)，这样做的好处是：由于气体通过支管61到达扫吸头6时会损失更多压头，而中部扫吸头6虽没有损失压头但却承受了更大的水压，由此使得位于中部和周围的各个扫吸头6喷出的气体量大致相等，可以在整个池底2上产生均匀的吹扫效果。

在一些情况下，如图5所示，扫吸头6可以具有轮辐状结构，包括位于中心的轴管60，与轴管60垂直连通的多个辐管601，与轴管60同心并与多个辐管601连通的轮管602，辐管601和轮管602各自的朝向池底2的管壁上开有多个底孔603，并且任选地，辐管601的远离轴管60的一端开有端孔604。底孔603将气体基本垂直地吹向池底2以此最大程度低破碎池底2上的污泥，而端孔604可产生贴近且基本平行于池底2的气流和被带动的水流以此破碎未被扫吸头6笼罩的部分池底2上的污泥。

在一些情况下，如图6所示，本实用新型的浮选-沉淀池可与曝气池一起构成生物污水处理系统，其中污水原水经调节池和曝气池处理后的混合液进入上述浮选-沉淀池进行泥水分离，得到分离的上清液以及第一污泥和第二污泥，第一污泥作为第一回流污泥返回曝气池，第二污泥作为第二回流污泥返回调节池。在一些情况下，由于第二污泥含有较多易于吸附气泡的杂质(例如絮状物、以及诸如油脂和脂肪等疏水性杂质)，其沉降性能不佳并且处理污水的能力也较差，因此第二污泥的部分或全部可以作为剩余污泥排放。由于气浮污泥含水量通常较低，因此有利于后续的剩余污泥的无害化处理。

一方面，本实用新型具有临近液面的集泥盘93，可以将漂浮在液面处的污泥和其他悬浮杂质排出浮选-沉淀池，而且可利用扫吸头6排出的气体所形成的气泡对混合液中的污泥进行浮选操作，将易于吸附气泡的部分污泥和杂质气浮到液面处并排出浮选-沉淀池，使得浮选-沉淀池中留下的都是沉淀性能较好且杂质含量较低的污泥，这样就显著改善了浮选-沉淀池的泥水分离效率和效果，即可缩短沉降时间以提高处理能力，又可减少上清液中的悬浮物以改善出水水质。同时，当漂浮在液面处的污泥和杂质被额外的步骤加强处理或作为剩余污泥被直接排放时，留在浮选-沉淀池中的污泥的沉降性能和处理污水的能力都将得到进一步的显著改善，这对于采用高浓度污泥和超高浓度污泥因而经常遭遇污泥膨胀上浮的污水生物处理系统尤其有利。

另一方面，本实用新型具有设于贴近池底2的扫吸头6，可以利用气体吹扫池底2，有效避免污泥在池底2上的附着、聚集和结块，并且利用同样的扫吸头6将浮选-沉淀池中的污泥抽出，因此可以带来以下有益效果：(1)可以避免在浮选-沉淀池中设置诸如刮泥机等具有运动机构的装置，减少了建造、使用和维护的工作量和成本；(2)吹扫和抽吸操作对污泥团等有利于保持污泥性能(例如沉降、活性等)的污泥结构的破坏作用较小，有利于污泥保持活性和快速沉降性能；(3)利用空气等含氧气体间歇地对浮选-沉淀池的池底进行吹扫，不但可避免污泥在池底的附着、聚集和结块，还可提高池底附近混合液的氧含量，有利于减少污泥在池底发生厌氧反应等不利影响。

以上通过举例说明的方式描述了本实用新型。但是，应当理解，本实用新型绝不仅仅限于这些具体实施方式。普通技术人员可以对本实用新型进行各种修改或变动，而这些修改和变动都属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于污水生物处理的泥水分离装置，其特征在于，包括浮选-沉淀池以及设于浮选-沉淀池的进气管、进气阀、第一出泥管、第一出泥阀、扫吸头、第二出泥管和集泥盘，其中进气管和第一出泥管均与贴近浮选-沉淀池的池底的扫吸头连通，集泥盘设于浮选-沉淀池的液面下方临近处并且与第二出泥管连通以便将液面处的第二污泥排出浮选-沉淀池；当浮选-沉淀池处于第一状态时，设于进气管上的进气阀打开而设于第一出泥管上的第一出泥阀关闭，由此允许气体通过扫吸头进入浮选-沉淀池以便吹扫池底上的污泥沉淀并且产生气泡将混合液中易于结合气泡的污泥浮选至液面处；当浮选-沉淀池处于第二状态时，设于进气管上的进气阀关闭而设于第一出泥管上的第一出泥阀打开，由此允许池底处的第一污泥通过第一出泥管抽吸出浮选-沉淀池。

2.根据权利要求1所述的用于污水生物处理的泥水分离装置，其特征在于，集泥盘有多个并且各自通过集泥管与第二出泥管连通。

3.根据权利要求1所述的用于污水生物处理的泥水分离装置，其特征在于，还包括设于浮选-沉淀池的溢流堰、围挡、上导板和下导板，溢流堰设置于浮选-沉淀池的池壁的上部内侧壁用于收集浮选-沉淀池中的上清液，在溢流堰的下方设有自池壁的内壁向浮选-沉淀池内部由下往上延伸的下导板，在溢流堰的下方和下导板的上方之间设有自池壁的内壁向浮选-沉淀池内壁由上往下延伸的上导板，下导板和上导板各自在浮选-沉淀池内部的边缘相互接合，在上导板的上方设有闭环形式的围挡用于将浮在液面的污泥圈在其内部，围挡与溢流堰的朝向浮选-沉淀池内部的表面以及上导板的上表面共同形成用作清水区的槽，围挡的上缘高于溢流堰的上缘以免浮在液面的污泥翻过围挡进入清水区，围挡的下缘与上导板的上表面之间设有狭缝以允许上清液通过狭缝进入清水区，上导板和下导板的接合的边缘较围挡的下缘更多伸入浮选-沉淀池的内部用于阻挡自浮选-沉淀池下部上浮而来的污泥进入清水区。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于污水生物处理的泥水分离装置，其特征在于，扫吸头的朝向池底的壁上设有多个与进气管和第一出泥管连通的开孔以便允许气体喷出扫吸头而吹扫池底或者允许池底处的第一污泥进入扫吸头。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的用于污水生物处理的泥水分离装置，其特征在于，扫吸头有多个并且各自直接或通过支管与进气管和第一出泥管连通。

6.根据权利要求5所述的用于污水生物处理的泥水分离装置，其特征在于，位于池底中部的扫吸头比围绕池底中部的扫吸头更接近池底。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的用于污水生物处理的泥水分离装置，其特征在于，还包括用于将含有污泥的混合液导入浮选-沉淀池下部的进液管。

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