CN2600432Y - 高效一体化泥水分离设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效一体化泥水分离设备。它主要由外筒(18)、内筒(17)、搅拌轴(20)、搅拌桨(16)、减速机(31)和电机(32)组成。本实用新型的内筒(17)通过连接环(14)与外筒(18)相连，在外筒(18)的底部设有刮泥板(6)，搅拌轴(20)的下端通过轴套(12)固定在支架(11)上，搅拌轴(20)上安装的搅拌桨(16)，其断面形状为沿径向自内向外逐渐减小；搅拌轴(20)的上端通过轴套(24)固定有旋转滤网(25)，旋转滤网(25)单侧的上端、下端分别设有固定在外筒内壁上冲洗进水管(27)和冲洗排水管(23)；本实用新型采用自动控制运行方式。采用这种结构后使该分离设备反应更均匀、沉淀分离更迅速、系统运行更稳定。

Description

高效一体化泥水分离设备

技术领域

本实用新型涉及一种水处理设备，特别涉及一种高效一体化泥水分离设备。

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。水厂在生产过程中需要定期排泥和冲洗滤料，产生大量的生产废水(约占总处理水量的5％左右)，这部分废水浓度较高，一般为2％-0.1％，其中所含杂质主要是粘土颗粒、水处理药剂和少量有机质。以往，水厂生产废水都是直接排放，造成水资源的大量浪费。目前，国内部分新建大型水厂对生产废水进行了处理，其处理方法主要是沉淀和浓缩，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。

现有技术工艺效率不高的主要原因是：废水中杂质颗粒细小，靠重力自然沉降速度缓慢。尽管投加了药剂，能够促使小的颗粒结合成大颗粒，但颗粒在结合成长过程中随机结合，空隙大，因而密度小，沉降速度慢。因此需要较长的沉淀时间和较大体积的沉淀池，而且沉淀后的泥渣内部含有大的空隙，不利于污泥的进一步脱水处理。

中国发明专利公开号为：CN1278453A，公开日是：2001年1月3日，名称为“高效固液分离器”中公开了一种既能满足高浓度SS固液分离装置，又能适用一般浓度水处理的固液分离装置，该装置结构示意图如图1所示：主要由外筒18、内筒17、拉氏环50、滤网25、搅拌桨16、电机32和搅拌轴20、进水管7、出水管30、排泥管4组成。该装置的反应区15、分离区21、污泥浓缩区13均设在同一个筒体内，可以有效提高固液分离效率。

发明内容

本实用新型的目的是在现有相关设备的基础上发明一种反应更均匀、沉淀分离更迅速、系统运行更稳定且自动控制的高效一体化泥水分离设备。

为了达到上述目的，本实用新型解决的技术方案是这样的：它主要由外筒(18)、内筒(17)、搅拌轴(20)、搅拌桨(16)电机(32)组成；外筒(18)和内筒(17)同轴，内筒(17)中心位置安装有垂直搅拌轴(20)，其上端伸出外筒顶部与安装在外筒顶板上的减速机(31)相连，减速机(31)上部安装有搅拌电机(32)，搅拌轴(20)的下端通过轴套(12)固定在支架(11)上，搅拌轴(20)上安装有搅拌桨(16)，外筒(18)的顶部和底部分别设有出水管(30)和排泥管(4)，内筒(17)的底部设有进水管(7)，外筒(18)的底部为锥形斗底(3)。

本实用新型的改进之处是：内筒(17)通过连接环(14)与外筒(18)相连；外筒(18)的底部设有刮泥板(6)，刮泥板(6)通过转轴(5)与安装在外筒(18)底部的减速机(2)相连，减速机(2)的下端安装有驱动电机(1)；搅拌桨(16)的断面形状沿径向自内向外逐渐减小；搅拌轴(20)的上端通过轴套(24)固定有旋转滤网(25)，在旋转滤网(25)单侧的上、下端分别设有固定在外筒内壁上的冲洗进水管(27)和冲洗排水管(23)，靠近外筒顶部设有穿孔出水板(26)，在外筒顶板(28)上设有出水管(30)。

为了获得良好的沉降性能，确保一体化设备运行稳定，本实用新型采用自动控制运行方式，控制内容有：自控投加混凝剂、助凝剂；自控排泥；自控进、出水量。自动控制装置主要由控制器(44)、进水流量计(35)、进水浓度计(8)、出水流量计(42)和泥水界面仪(22)组成；泥水界面仪(22)设在外筒上端的内壁上，出水流量计(42)和电磁控制阀(43)安装在出水管(30)上；进水流量计(35)一端通过电磁控制阀(36)与进水泵(37)相连，进水泵(37)通过吸水管与集水池(38)相连，进水流量计(35)的另一端连接进水浓度计(8)；进水浓度计(8)与进水流量计(35)相连的一端还连接有混凝剂加药管(9)，混凝剂加药管(9)通过控制阀(45)与混凝剂加药泵(39)相连，混凝剂加药泵(39)连接混凝剂药箱(47)；助凝剂加药管(10)通过控制阀(48)与加药泵(40)相连，助凝剂加药泵(40)连接助凝剂药箱(46)；排泥管(4)通过排泥控制阀(34)与污泥脱水机(33)相连。

搅拌桨(16)的个数为4～6组。旋转滤网(25)距穿孔出水板(26)为200-300毫米，旋转滤网冲洗进水管(27)和冲洗排水管(23)设在旋转滤网(25)上下20-40毫米处。泥水界面仪(22)安装在外筒(18)的内壁上，置于分离区(21)内，距离内筒顶部300-400毫米。本实用新型的有益效果是：

本实用新型与目前正在开发的同类设备相比，有如下多方面的改进和创新。(1)外筒体最下端增设了泥渣浓缩区

这样既保证了泥渣浓缩区体积，提高了浓缩效果，增加了对泥渣负荷变化的抗冲击能力，使运行更加稳定，也可以减小原内外筒之间用于存泥的空间，减小外筒直径，从而在处理相同水量的条件下减小了整个设备的体积。(2)改变了排泥方式

本实用新型从泥渣浓缩区锥底排泥，避免了同类设备多点排泥带来的排泥死区和排泥不畅问题。(3)增加了刮泥装置

采用低速桨板刮泥，有效避免了泥渣在设备中的板结和堆积问题，保证排泥顺畅。(4)改变了反应区搅拌桨板的断面形式

改变了反应区搅拌桨板的断面形式，将桨板迎水截面沿径向自内向外逐渐减小，使内筒反应区各点搅拌强度基本相同，从而保证了均匀一致的反应条件；因为桨板向水体输入的能量与半径的四次方成正比，若桨板径向截面尺寸不变，随半径的增加，周边搅拌强度就会急剧增大，无法保证均匀的反应条件。(5)设置了旋转滤网及反冲洗管

采用20-30目孔径的不锈钢旋转滤网固定在搅拌轴上，用于拦截水中大而轻的漂浮物或偶然上浮的少量泥渣颗粒。当旋转滤网堵塞时，用穿孔高压冲洗进水管自上向下冲洗，并用冲洗排水管收集排除。(6)设备顶部设计为倒锥形

设备顶部设计为倒锥形，并在锥顶附近设出水管，便于随时排除由于水中夹气或设备间歇运行产生的积气，保证系统的稳定运行。(7)安装穿孔出水板

采用中阻力出水，提高了出水的均匀性。(8)采用了自动控制系统

设备进水、出水、加药和排泥实现了全自动控制，运行更为稳定可靠。通过以上改进设计，提高了处理效果和分离效率，在处理水量相同的条件下，降低了工程投资、占地面积和运行成本，实现了泥水分离设备的高效一体化。

附图说明图1为同类设备结构示意图图2为本实用新型的主体设备结构示理图图3为图2的A-A剖面示意图图4为本实用新型的实施工艺流程图

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

参见图2、图3、图4。本实用新型主要由主体装置、搅拌装置、过滤装置、刮泥装置和进水自动控制装置组成。(1)主体装置

主体装置由圆柱形外筒18和内筒17组成，外筒18与内筒17同轴，外筒18的底部为圆锥体3，外筒上部为倒锥形顶板28；内筒17通过连接环14与外筒18相连，内筒17底部也为锥体，锥底设有进水管7。内筒将主体装置分隔，形成反应区15、分离区21和泥渣浓缩区13，在穿孔出水板和外筒顶板之间形成集水区29。整个泥水分离过程就这四个区内完成。主体装置由支架49支撑。(2)搅拌装置

搅拌轴20位于内筒17中心，搅拌轴20伸出外筒顶部通过减速机31与电机32相连，电机32驱动搅拌轴20工作。搅拌轴20通过轴套12固定在内筒锥底3的支架11上，搅拌轴20的下半部(置于内筒体内的部分)设有搅拌桨16(如图3所示)，搅拌桨16采用变截面的形式设计，即将桨板迎水截面沿径向自内向外逐渐减小。(3)过滤装置

过滤装置由旋转滤网25、冲洗进水管27、冲洗排水管23、穿孔出水板26组成。旋转滤网25通过轴套24固定在搅拌轴20上，在旋转滤网25单侧的上端、下端各20-40毫米处分别设有固定在外筒内壁上的冲洗进水管27和排水管23，靠近外筒顶部设有穿孔出水板26。(4)刮泥装置

在外筒底部锥体3内设有刮泥板6，刮泥板6通过转轴5与减速机2和电机1相连，电机1驱动刮泥板6工作。(5)自动控制装置

自动控制装置主要由控制器44、进水流量计35、进水浓度计8、出水流量计42和泥水界面仪22组成。在工作过程中，控制器连续采集各相关仪表与设备的检测数据，自动计算并控制投药量、排泥量和最大进水量。本实用新型的工作过程如下：(如图4所示)(1)进水与投药过程

起动进水水泵37，由进水管7将待处理水从集水池38送入设备41中，在进水管路上，控制器44根据检测的进水流量和进水浓度数据自动计算出药液投加量，计算公式如下：药液投加流量用(1)式计算： $q=\frac{\mathrm{Qca}}{10b}---\left(1\right)$ 式中，q为药液流量(L/h)，Q为进水流量(m3/h)，c为进水浓度(kg/m3)，a为药剂投加量(kg干药/吨干泥)，b为药液浓度(％)。药剂投加量a经实验确定。

由自控仪表采集Q、c数值，人工输入a、b数值，系统自动计算得到q值，并指令混凝剂加药泵39和助凝剂加药泵40投加药剂。(2)结团絮凝过程

在进水管路7中，混凝剂(聚合氯化铝)与原水充分混合后，再加入助凝剂(聚丙烯酰胺)。与药剂充分混合的待处理水进入泥水分离设备41的反应区15，通过搅拌桨16搅动，形成一定的搅拌强度，在水流的联合搅拌下发生结团絮凝作用，促使颗粒长大、密实，小颗粒吸附在大颗粒上，大颗粒被水流向上带入外筒上端分离区21。(3)分离过程

水流进入分离区21后，由于端面加大，上升流速减小，浓度减小，颗粒在重力作用下沉降，经内外筒间的环形通道到达底部泥渣浓缩区13。清水自分离区21上升，水中较轻而难以下沉的漂浮物或偶然上浮的少量泥渣颗粒被旋转滤网25拦截，积累到一定程度，开启高压冲冼进水管27冲洗旋转滤网25，冲下的污物由冲冼排水管23收集排走，经过过滤的清水，经穿孔出水板26均匀配水，进入集水区29，由设在顶板28上的排水管30排出。(4)排泥过程

到达底部泥渣浓缩区13的颗粒，由排泥管4排出。刮泥桨板6以低转速(设计刮泥转速为0.5-1转/分)转动，以防止泥渣沉积板结。本实用新型采用自动控制排泥，排泥流量用(2)式计算：

式中，Q_泥为排泥流量(m³/h)，e为排泥浓度(％)，其余符号意义同上。排泥浓度e可根据需要设定(一般小于或等于5％)。自控系统根据检测数据，自动计算排泥流量，调节排泥控制阀门，使Q_进-Q_出＝Q_泥(Q出为自动采集的出水流量)。

若按(2)式计算的Q_泥进行自动运行时，泥渣浓缩区13的泥面仍然上升并超过警戒高度时，控制系统会根据泥水界面仪22的传输数据自动加大排泥流量，从而确保设备的安全稳定运行。

Claims (5)

1.一种高效一体化泥水分离设备，它主要由外筒(18)、内筒(17)、搅拌轴(20)、搅拌桨(16)、减速机(31)和电机(32)组成，外筒(18)和内筒(17)处于同轴线，内筒(17)中心位置安装有垂直搅拌轴(20)，搅拌轴伸出外筒顶部与安装在外筒顶板上的减速机(31)相连，减速机(31)上部安装有驱动电机(32)，搅拌轴(20)下半部安装有搅拌桨(16)；外筒(18)的顶部和底部分别设有出水管(30)和排泥管(4)，底部为锥形斗底(3)，内筒(17)的底部设有进水管(7)；其特征是：内筒(17)通过连接环(14)与外筒(18)相连，外筒(18)的底部设有刮泥板(6)，刮泥板(6)通过转轴(5)与设置在外筒(18)外部的减速机(2)相连，减速机(2)的下端安装有驱动电机(1)；搅拌轴(20)的下端通过轴套(12)固定在支架(11)上，搅拌轴(20)上安装的搅拌桨(16)，其断面形状为沿径向自内向外逐渐减小；搅拌轴(20)的上端通过轴套(24)固定有旋转滤网(25)，旋转滤网(25)单侧的上端、下端分别设有固定在外筒内壁上冲洗进水管(27)和排水管(23)，靠近外筒顶部设有穿孔出水板(26)，在外筒锥形顶板(28)上设有出水管(30)。

2.根据权利要求1所述高效一体化泥水分离设备，其特征是：所述进水管(7)连接有进水自动控制装置，该进水自动控制装置主要由自动控制器(44)、进水流量计(35)、进水浓度计(8)、出水流量计(42)、泥水界面仪(22)组成；泥水界面仪设在外筒上端的内壁上，出水流量计(42)和电磁控制阀(43)安装在出水管(30)上；进水流量计(35)一端通过电磁控制阀(36)与进水泵(37)相连，进水泵(37)通过吸水管与集水池(38)相连，进水流量计(35)的另一端连接进水浓度计(8)和混凝剂加药管(9)，混凝剂加药管(9)通过控制阀(45)与加药泵(39)相连，加药泵(39)连接混凝剂药箱(47)；助凝剂加药管(10)通过控制阀(48)与加药泵(40)相连，加药泵(40)连接助凝剂药箱(46)；排泥管(4)通过排泥控制阀(34)与污泥脱水机(33)相连。

3.根据权利要求1所述高效一体化泥水分离设备，其特征是：搅拌桨的个数为4～6组。

4.根据权利要求1所述高效一体化泥水分离设备，其特征是：旋转滤网(25)距穿孔出水板(26)为200-400毫米，冲洗进水管(27)和冲洗排水管(23)设在旋转滤网(25)上下20-40毫米处；旋转滤网(25)采用20-30目孔径的不锈钢。

5.根据权利要求2所述高效一体化泥水分离设备，其特征是：泥水界面仪(22)安装在外筒(18)的内壁上，置于分离区(21)内，距离内筒顶部300-400毫米。

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