CN216296705U

CN216296705U - 一种管道式污泥颗粒水力分离装置和污水处理系统

Info

Publication number: CN216296705U
Application number: CN202122853516.9U
Authority: CN
Inventors: 陈晶; 郭骐铭; 李�杰; 王冠平; 石伟; 陈利军; 杨志宏; 李浙英
Original assignee: Everbright Water Shenzhen Co ltd; Everbright Water Technology Development Nanjing Co ltd
Current assignee: Everbright Water Shenzhen Co ltd; Everbright Water Technology Development Nanjing Co ltd
Priority date: 2021-11-19
Filing date: 2021-11-19
Publication date: 2022-04-15
Anticipated expiration: 2031-11-19

Abstract

本实用新型公开了一种管道式污泥颗粒水力分离装置和污水处理系统，属于污水处理技术领域。它包括第一旋流管和进水管；所述第一旋流管中设有第一旋流腔，第一旋流腔的一端设有轻质污泥出口，其另一端设有重质污泥出口；第一旋流管的侧壁上设有进水口，所述进水管通过进水口与第一旋流管连通，进水管的轴线偏离于第一旋流管中心设置。本实用新型能有效分离混合污泥中的轻质污泥颗粒与重质污泥颗粒，更加便捷的获得粒径大、活性强的污泥颗粒，提高生化池污泥颗粒粒径至0.3mm～3mm。

Description

一种管道式污泥颗粒水力分离装置和污水处理系统

技术领域

本实用新型属于污水处理技术领域，更具体地说，涉及一种管道式污泥颗粒水力分离装置和污水处理系统。

背景技术

颗粒污泥作为一项前沿的污水处理技术技术一直受到研究者的青睐，活性污泥能通过本身的自絮凝作用形成颗粒污泥，与传统絮状污泥相比，颗粒化的污泥具有卓越的快速沉降性能；结构较为密实并具备较高的生物活性，抗冲击负荷强，去除负荷高，颗粒污泥生化过程中易于实现同步硝化反硝化反应，实现污染物的高效去除。

目前颗粒污泥形成的技术手段主要有序批式污泥反应器(SBR)和以及上流式厌氧污泥床反应器来实现(UASB)。序批式污泥反应器一般用于培育好氧颗粒污泥，反应器通过时序变化运行包括进水、曝气、沉降和排水4个时序步骤，根据文献研究，其培育好氧颗粒污泥的手段主要为：1.反应周期时长的控制，2.保持底物浓度充足，3.利用沉降性筛选重质污泥保留在反应器内。而厌氧污泥床反应器一般用于厌氧颗粒污泥的培育，其手段是通过反应器内强大的水力内循环及投加金属离子来促成颗粒污泥的产生，在厌氧条件下颗粒污泥相对较稳定不易破碎。这两种培育颗粒污泥反应器的手段都是生物控制手段，存在明显的缺点，序批式污泥反应器运行稳定性较差，依赖稳定的水质条件，受生化条件影响大，反应底物匮乏等不利条件下难以稳定运行，所以仅适用于侧流的颗粒污泥培育，不适合大水量，水质波动的污水处理厂。而厌氧污泥床反应器需要较高的能耗来维持水力条件，以及投加金属离子等，相对而言运行成本较高，且厌氧条件应用面较窄，不适用于大多数以AO法为主的污水处理厂。

因此，目前亟需设计一种能够从生化池排出污泥中有效分离活性污泥的装置。

实用新型内容

1.要解决的问题

针对现有技术中的活性颗粒污泥培育过程繁杂、稳定性较差，不适用于水质波动大的污水处理的问题，本实用新型提供一种管道式污泥颗粒水力分离装置和污水处理系统；通过设计旋流管结构，将含有混合污泥的污水引入即可分离出粒径大、活性强的污泥颗粒，从而有效解决现有颗粒污泥培育技术过程繁杂、稳定性较差和应用范围窄的问题。

2.技术方案

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

本实用新型的一种管道式污泥颗粒水力分离装置，其包括第一旋流管和进水管；所述第一旋流管中设有第一旋流腔，第一旋流腔的一端设有轻质污泥出口，其另一端设有重质污泥出口；第一旋流管的侧壁上设有进水口，所述进水管通过进水口与第一旋流管连通，进水管的轴线偏离于第一旋流管中心设置。

优选地，所述进水管包括进水管进口和进水管出口，进水管出口设置于第一旋流腔中；所述第一旋流腔包括圆柱形空腔。

优选地，所述进水管的直径为D2，第一旋流管的半径为R1，所述R1≥D2。

优选地，所述第一旋流管和进水管垂直设置，进水管的出水方向与第一旋流管的内壁相切。

优选地，还包括第二旋流管，所述第二旋流管设置于重质污泥出口一端并与其相连通；第二旋流管中设有第二旋流腔，在第一旋流管向第二旋流管的方向上，第二旋流腔的尺寸逐渐减小。

优选地，所述第二旋流腔为圆台形空腔，第二旋流腔与第一旋流腔相连的一端设有第二旋流腔进口，第二旋流腔的另一端设有第二旋流腔出口；第二旋流腔进口直径为D5，第二旋流腔出口直径为D5’，D5/D5’＝3～4。

优选地，所述第二旋流腔出口上还设有第二收集管，第二收集管用于收集包括重质污泥颗粒的混合液。

优选地，还包括第一收集管；所述第一收集管设置于轻质污泥出口一端并与其相连通，第一收集管用于收集包括轻质污泥颗粒的混合液。

优选地，还包括法兰盘，第一收集管通过法兰盘与第一旋流管相连。

本实用新型的一种污水处理系统，其包括污泥泵、污泥分离单元、去污泥处理单元和生化池，所述污泥分离单元为本实用新型中所述的一种管道式污泥颗粒水力分离装置；所述污泥泵的出口与污泥分离单元中的进水管相连，所述去污泥处理单元与污泥分离单元中的轻质污泥出口相连，所述生化池与污泥分离单元中的重质污泥出口相连。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的一种管道式污泥颗粒水力分离装置，其包括第一旋流管和进水管；所述第一旋流管中设有第一旋流腔，第一旋流腔的一端设有轻质污泥出口，其另一端设有重质污泥出口；第一旋流管的侧壁上设有进水口，所述进水管通过进水口与第一旋流管连通，进水管的轴线偏离于第一旋流管中心设置；本实用新型通过设计第一旋流管的结构，将含有混合污泥的污水由进水管引入第一旋流管中，偏心设置的进水管会将污水沿第一旋流腔的侧壁切向流入，进而在第一旋流腔产生高速旋转的流场，由于混合污泥中的重质污泥颗粒组分受离心力和重力作用较大，富集于第一旋流管的外侧旋流，而轻质污泥颗粒组分受离心力作用较小，富集于第一旋流管的水平中心位置，因此两者同时在重力场的作用下，混合物中密度大的组分在旋流场的作用下沿第一旋流腔轴向向下运动，再由重质污泥出口排出，而轻质污泥颗粒则由轻质污泥出口排出，这样就达到了轻质污泥颗粒与重质污泥颗粒分离的目的，可以更加便捷的获得粒径大、活性强的污泥颗粒，提高生化池污泥颗粒粒径至0.3mm～3mm。

(2)本实用新型的一种污水处理系统，其包括污泥泵、污泥分离单元、去污泥处理单元和生化池，所述污泥分离单元为本实用新型中所述的一种管道式污泥颗粒水力分离装置；所述污泥泵的出口与污泥分离单元中的进水管相连，所述去污泥处理单元与污泥分离单元中的轻质污泥出口相连，所述生化池与污泥分离单元中的重质污泥出口相连；通过将本实用新型中的污泥颗粒水力分离装置应用于污水处理系统中，获得的重质污泥颗粒可以再次通入生化池中利用，在重质污泥颗粒的作用下实现同步硝化反硝化反应和污染物的高效去除，提升污水处理效率。

附图说明

图1为本实用新型的一种管道式污泥颗粒水力分离装置主视图；

图2为本实用新型的一种管道式污泥颗粒水力分离装置侧视图；

图3为本实用新型的一种管道式污泥颗粒水力分离装置俯视图；

图4为本实用新型的一种管道式污泥颗粒水力分离装置剖面俯视图；

图5为本实用新型的一种管道式污泥颗粒水力分离装置剖面仰视图；

图6为本实用新型的一种污水处理系统示意图。

图中：

100、第一旋流管；101、轻质污泥出口；102、重质污泥出口；103、进水口；110、第一旋流腔；

200、进水管；210、进水管进口；220、进水管出口；

300、第一收集管；

400、法兰盘；

500、第二旋流管；510、第二旋流腔进口；520、第二旋流腔出口；

600、第二收集管；

700、污泥泵；

800、去污泥处理单元；

900、生化池。

具体实施方式

下文对本实用新型的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本实用新型可实施的示例性实施例，其中本实用新型的元件和特征由附图标记标识。下文对本实用新型的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本实用新型的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本实用新型的特点和特征的描述，以提出执行本实用新型的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本实用新型。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本实用新型的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本实用新型的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本实用新型或本申请和本实用新型的应用领域。

需要说明的是，当元件被称为“设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；本文所使用的术语“第一”、“第二”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。

实施例

本实施例提供一种污水处理系统，如图6所示，其包括污泥泵700、污泥分离单元、去污泥处理单元800和生化池900。所述污泥泵700的出口与污泥分离单元中的进水管200相连，所述去污泥处理单元800与污泥分离单元中的轻质污泥出口101相连，所述生化池900与污泥分离单元中的重质污泥出口102相连。通过将污泥泵700排出的混合污泥经由污泥分离单元，获得重质污泥颗粒后再通入生化池900中进行再利用，相较于未使用本实用新型中的污泥分离单元而言，本实施例的生化系统沉降性能和生物性能有较大提高。

具体地说，所述污泥分离单元是一种管道式污泥颗粒水力分离装置，如图4和图5所示，其包括第一旋流管100和进水管200；所述第一旋流管100中设有第一旋流腔110，第一旋流腔110的一端设有轻质污泥出口101，其另一端设有重质污泥出口102；第一旋流管100的侧壁上设有进水口103，所述进水管200通过进水口103与第一旋流管100连通，进水管200的轴线偏离于第一旋流管100中心设置，本实施例中的第一旋流管100和进水管200垂直设置，且进水管200远离第一旋流管100轴心的边缘与第一旋流管100侧壁相切，这样能够保证进水管200的出水方向与第一旋流管100的内壁相切，避免由排泥泵700进入的污水撞击在第一旋流管100侧壁上导致能量损耗，因此能够使得污水以更高的速度在第一旋流腔110中旋转。

在本实施例中，如图5所示，所述进水管200包括进水管进口210和进水管出口220，进水管出口220设置于第一旋流腔110中，第一旋流腔110为圆柱形空腔。所述进水管200的直径为D2，第一旋流管100的半径为R1，所述R1≥D2。

另外，如图1～4所示，在污泥分离单元中，重质污泥出口102一端设有与其相连通的第二旋流管500，第二旋流管500的另一端还设有第二收集管600，轻质污泥出口101一端设有与其相连通的第一收集管300，第一收集管300通过法兰盘400与第一旋流管100相连。其中第一收集管300和第二收集管600分别用于收集包括轻质污泥颗粒的混合液和包括重质污泥颗粒的混合液，进而分别通入去污泥处理单元800和生化池900。

对于第二旋流管500，如图1和图2所示，其中设有第二旋流腔，在第一旋流管100向第二旋流管500的方向上，第二旋流腔的尺寸逐渐减小。所述第二旋流腔为圆台形空腔，第二旋流腔与第一旋流腔110相连的一端设有第二旋流腔进口510，第二旋流腔的另一端设有第二旋流腔出口520；第二旋流腔进口510直径为D5，第二旋流腔出口520直径为D5’，D5/D5’＝3.2。因此，重质污泥颗粒组分进入第二旋流管500，并在倒圆台形的第二旋流管500内沿径向向外运动，在到达锥体段沿器壁向下运动，并由底流口排出，这样就形成了外旋涡流场，促进重质污泥颗粒的剪切成型，达到有效分离重质污泥颗粒的目的。

综上所述，本实施例中的管道式污泥颗粒水力分离装置是离心力与重力复合力场的设备，通过优化的水力流体设备结构设计，安装于排泥管道上时起到分离颗粒污泥的作用，通过常规剩余污泥排放的物理筛选的方式，长期运行将持续排出颗粒度较小的污泥或絮状污泥，以及部分聚合的大颗粒污泥回流至生化池内，对于大颗粒污泥的聚合提供了水力剪切力，有助于污泥团聚进而加速絮状污泥向颗粒污泥转变，从而使生化系统沉降性能和生物性能有较大提高。

为了检验本实施例的管道式污泥颗粒水力分离装置作用效果，将其应用于某生活污水处理厂的一条生化处理线，处理污水水量约5000m³/d。

在安装本实施例的管道式污泥颗粒水力分离装置前，该污水厂上年度的平均进出水水质如表1所示：

表1、安装管道式污泥颗粒水力分离装置前的平均进出水水质

定期检测其剩余污泥的沉降性能，平均SV30约85ml/L，平均SVI约163.5。经剩余污泥取样微观镜检，其颗粒粒度分布约80％的污泥粒径集中于10μm-100μm之间。

通过安装使用本实用新型的管道式污泥颗粒水力分离装置，剩余污泥泵排泥流量约30m³/h，回流10m³/h重质污泥混合液至生化池厌氧段，排出20m³/h轻质污泥混合液至污泥处理车间。经3个月以上的长期使用，使得生化系统的污泥颗粒度显著提升，生化处理效率也得到显著提升，出水水质得以提升。该使用周期内的水质参数如表2所示：

表2、安装管道式污泥颗粒水力分离装置后的平均进出水水质

定期检测其剩余污泥的沉降性能，平均SV30约26ml/L,平均SVI约86.6，说明污泥沉降性得到明显提升。经剩余污泥取样微观镜检，其颗粒粒度分布约80％集中于200μm-3000μm之间，说明污泥粒径明显增大，能够有效地富集形成颗粒污泥生化系统。

在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本实用新型。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本实用新型的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本实用新型的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本实用新型或本申请和本实用新型的应用领域。

更具体地，尽管在此已经描述了本实用新型的示例性实施例，但是本实用新型并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、例如各个实施例之间的组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本实用新型的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。

Claims

1.一种管道式污泥颗粒水力分离装置，其特征在于，包括第一旋流管(100)和进水管(200)；所述第一旋流管(100)中设有第一旋流腔(110)，第一旋流腔(110)的一端设有轻质污泥出口(101)，其另一端设有重质污泥出口(102)；第一旋流管(100)的侧壁上设有进水口(103)，所述进水管(200)通过进水口(103)与第一旋流管(100)连通，进水管(200)的轴线偏离于第一旋流管(100)中心设置。

2.根据权利要求1所述的一种管道式污泥颗粒水力分离装置，其特征在于，所述进水管(200)包括进水管进口(210)和进水管出口(220)，进水管出口(220)设置于第一旋流腔(110)中；所述第一旋流腔(110)包括圆柱形空腔。

3.根据权利要求1所述的一种管道式污泥颗粒水力分离装置，其特征在于，所述进水管(200)的直径为D2，第一旋流管(100)的半径为R1，所述R1≥D2。

4.根据权利要求1所述的一种管道式污泥颗粒水力分离装置，其特征在于，所述第一旋流管(100)和进水管(200)垂直设置，进水管(200)的出水方向与第一旋流管(100)的内壁相切。

5.根据权利要求1～4任一项所述的一种管道式污泥颗粒水力分离装置，其特征在于，还包括第二旋流管(500)，所述第二旋流管(500)设置于重质污泥出口(102)一端并与其相连通；第二旋流管(500)中设有第二旋流腔，在第一旋流管(100)向第二旋流管(500)的方向上，第二旋流腔的尺寸逐渐减小。

6.根据权利要求5所述的一种管道式污泥颗粒水力分离装置，其特征在于，所述第二旋流腔为圆台形空腔，第二旋流腔与第一旋流腔(110)相连的一端设有第二旋流腔进口(510)，第二旋流腔的另一端设有第二旋流腔出口(520)；第二旋流腔进口(510)直径为D5，第二旋流腔出口(520)直径为D5’，D5/D5’＝3～4。

7.根据权利要求6所述的一种管道式污泥颗粒水力分离装置，其特征在于，所述第二旋流腔出口(520)上还设有第二收集管(600)，第二收集管(600)用于收集包括重质污泥颗粒的混合液。

8.根据权利要求1～4任一项所述的一种管道式污泥颗粒水力分离装置，其特征在于，还包括第一收集管(300)；所述第一收集管(300)设置于轻质污泥出口(101)一端并与其相连通，第一收集管(300)用于收集包括轻质污泥颗粒的混合液。

9.根据权利要求8所述的一种管道式污泥颗粒水力分离装置，其特征在于，还包括法兰盘(400)，第一收集管(300)通过法兰盘(400)与第一旋流管(100)相连。

10.一种污水处理系统，其特征在于，包括污泥泵(700)、污泥分离单元、去污泥处理单元(800)和生化池(900)，所述污泥分离单元为权利要求1～9任一项所述的一种管道式污泥颗粒水力分离装置；所述污泥泵(700)的出口与污泥分离单元中的进水管(200)相连，所述去污泥处理单元(800)与污泥分离单元中的轻质污泥出口(101)相连，所述生化池(900)与污泥分离单元中的重质污泥出口(102)相连。