申请日2013.07.03
公开(公告)日2015.01.14
IPC分类号C02F11/12
摘要
本发明属于环境技术领域，涉及一种强化污泥重力浓缩的实现装置及方法。该强化污泥重力浓缩装置，包括污泥重力浓缩池(1)、文丘里泵(2)和移动式板箱(3)，其中，所述的移动式板箱(3)置于污泥重力浓缩池(1)内，文丘里泵(2)置于污泥重力浓缩池(1)外。利用本发明的装置进行污泥浓缩的处理工艺提高了污泥重力浓缩池的效率，极大的缩短污泥重力浓缩的停留时间，减小了池体的体积，节省了常规负压过滤法需要的大功率真空泵和大容积真空罐，建设和运行费用低，易于实现自动化控制，在城市污水处理厂中，利用本发明的处理工艺，具有良好的经济效益和社会效益。
权利要求书
1.一种强化污泥重力浓缩装置，其特征在于：包括污泥重力浓缩池(1)、文丘里泵(2)和 移动式板箱(3)，其中，所述的移动式板箱(3)置于污泥重力浓缩池(1)内，文丘里泵(2) 置于污泥重力浓缩池(1)外。
2.根据权利要求1所述的强化污泥重力浓缩装置，其特征在于：所述的移动式板箱(3)四 周的板壁(4)上开设有若干穿孔(5)，移动式板箱(3)的外壁包裹有滤布(6)。
3.根据权利要求1所述的强化污泥重力浓缩装置，其特征在于：所述的文丘里泵(2)包括 文丘里管(15)、循环水箱(16)和离心泵(17)。
4.根据权利要求1所述的强化污泥重力浓缩装置，其特征在于：所述的强化污泥重力浓缩 装置包含有2个或2个以上的移动式板箱(3)，所述的移动式板箱(3)等间距固定在顶部平 板(18)上，顶部平板(18)安装在机械支架(19)上，顶部平板(18)随机械支架(19)上 下左右前后移动。
5.根据权利要求1所述的强化污泥重力浓缩装置，其特征在于：所述的移动式板箱(3)为 长方体，其长：高：宽的比值为(5～10)：5：1;
或所述的移动式板箱(3)的内部设有均匀分布的支撑短板(20);
或所述的移动式板箱(3)的底部一端设有滤液排放口(7)，滤液排放口(7)与滤液排放 支管(8)连接，滤液排放支管(8)向上固定在顶部平板(18)上，各移动式板箱(3)的滤 液排放支管(8)汇总到一根滤液排放总管(9)，滤液排放总管(9)连接到文丘里泵(2)的 进水口(10)，滤液排放总管(9)上有液体管道阀门(21);
或所述的移动式板箱(3)的底部的另一端设有压缩空气进气口(11)，通过压缩空气进气 支管(12)和压缩空气进气总管(13)与空压机出口(14)相连。
6.根据权利要求5所述的强化污泥重力浓缩装置，其特征在于：所述的压缩空气进气总管 (13)固定在板箱顶部平板(18)上，由一根压缩空气进气总管(13)分为数根进气支管(12)， 进气支管(12)连接至每一个移动式板箱(3)的进气口(11)处，压缩空气进气总管(13) 上有气体管道阀门(22)。
7.一种利用权利要求1-6中任一所述的装置强化污泥重力浓缩的方法，其特征在于：包括 以下步骤：
(1)将移动式板箱置于污泥重力浓缩池的底部，开启滤液排放总管(9)的液体管道阀门 (21)，关闭压缩空气进气总管(13)的气体管道阀门(22)，注入污泥;
(2)当污泥淹没移动式板箱(3)顶部时，开启文丘里泵(2);
(3)关闭滤液排放总管(9)的液体管道阀门(21)，开启压缩空气进气总管(13)的气 体管道阀门(22)，利用压缩空气逆向吹脱剥离滤布(6)外的泥饼，从滤布上剥离下来的泥饼 因重力作用而下降，浓度较低的污泥重新浸没移动式板箱;
(4)吹脱结束后，关闭压缩空气进气总管(13)的液体管道阀门(21)，开启滤液排放总 管(9)的液体管道阀门(21)，重复步骤(1)-(3)的过程，或者控制机械支架使移动式板 箱移动至未进行污泥强化浓缩的区域，开始新的强化污泥重力浓缩周期。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，注入的污泥的含水 率大于等于99%。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，文丘里泵(2)的 进水口(10)处的真空度为-(0.05～0.10)MPa;文丘里泵(2)一次负压抽吸的时间为60～600s;
或所述的步骤(3)中，当文丘里泵开启60-600s或文丘里泵出水口水量下降了25%时， 关闭滤液排放总管阀门。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，空气压缩机的输 出压力为0.1-0.8MPa，逆向吹脱时间为10-60s。
说明书
一种强化污泥重力浓缩的实现装置及方法
技术领域
本发明属于环境技术领域，涉及一种强化污泥重力浓缩的实现装置及方法。
背景技术
城市生活污水处理厂大多采用活性污泥处理工艺，该工艺每天需要排除大量的剩余污泥。 剩余污泥含水率达99.2%～99.6%，必须经过浓缩，大幅度减小污泥体积，才能够方便污泥后 续的脱水处理。重力浓缩法是最常用的污泥浓缩处理方法，其运行负荷一般为50～90kg/m2·d， 污泥停留时间一般为12～24小时。重力浓缩法工艺流程、设备构造及运行管理简单，但是需 要很大的池容和占地，而且卫生条件差。由于重力浓缩需要较长的停留时间，浓缩池下部可 能产生缺氧或厌氧环境，使污泥发生厌氧消化，导致污泥上浮，影响污泥浓缩效果;情况严 重时，污泥在厌氧环境中还会使已经吸收的磷重新释放到污水中，当上清液污水回流到生物 池时，使活性污泥处理工艺的除磷效率降低。因此需要尽可能的降低污泥浓缩过程的停留时 间，减少磷的释放。尽管已经有带式污泥浓缩机和离心浓缩机等机械浓缩技术来代替重力浓 缩，但是机械浓缩技术成本投资大，设备维修费用高，操作流程复杂，又是还需要加入药剂 调理，增加整体运行成本，总的来说，机械浓缩技术经济性差，没有得到大规模应用。
中国文献专利《平板膜污泥浓缩处理工艺》(公开号CN101054230)采用平板膜法使污泥 浓缩，即剩余污泥中的水分在平板膜的超滤作用下以膜出水的方式排出，其出水水质可达到 中水回用标准。该方法极易发生膜堵塞，工艺运行动力消耗大，膜组件更换费用高。中国文 献专利《多段式平板膜污泥浓缩工艺方法》(公开号CN102643004A)，该发明浓缩方法采用 多个反应器，按照液位差推流运行方式设置，运用超滤(微滤)膜将大粒径污泥絮体截留在 反应器内，而将干净水抽吸出反应器，达到污泥和水分离的目的，在不同污泥浓度下，平板 膜采用不同的运行通量，可防止膜污染过快发生;同时，采用曝气装置对平板膜表面进行冲 刷，控制膜污染。该方法投资成本高，基建工程量大，运行过程需要消耗更多的动力，此外 在污泥浓缩池中的污泥黏度高，采用曝气装置冲刷膜表面，其剪切力效果不明显，污泥浓缩 设备的效率很低。
传统的负压或真空过滤法是利用真空泵把一个容器抽为真空，成为真空罐。真空罐具有 稳压和临时储存过滤出的液体的功能，当罐内液体到达设定高度时，打开底阀排出液体，真 空泵起到维持罐内真空的作用。该方式设备复杂，占地面积大，投资费用高，而且耗电量大， 造成运行费用高。文丘里泵是利用文丘里管效应产生真空的装置，其原理是利用水流高速通 过文丘里管的喉管部位，静压能转化为动能，在局部产生真空。文丘里泵产生的真空度高， 装置内部无运动部件，不易损坏，已经在工业生产中得到广泛应用，但是还没有在污泥处理 中应用的先例。
发明内容
本发明的目的在于为克服上述现有技术的缺陷而提供一种强化污泥重力浓缩的装置及其 处理工艺。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种强化污泥重力浓缩装置，包括污泥重力浓缩池、文丘里泵和移动式板箱，其中，所 述的移动式板箱置于污泥重力浓缩池内，文丘里泵置于污泥重力浓缩池外。
所述的移动式板箱四周的板壁上开设有若干穿孔，移动式板箱的外壁包裹有滤布。
所述的文丘里泵包括一个文丘里管、一个循环水箱和一台离心泵;文丘里泵用于对移动 式板箱进行负压抽吸。
所述的强化污泥重力浓缩装置包含有2个或2个以上的移动式板箱所述的移动式板箱等 间距固定在顶部平板上，顶部平板安装在机械支架上，顶部平板可以随机械支架上下左右前 后移动。
所述的移动式板箱为长方体，其长：高：宽的比值为(5～10)：5：1。
所述的移动式板箱的内部设有均匀分布的支撑短板，防止板壁在负压作用下被吸瘪，同 时支撑短板也不会阻碍水流在板箱内的汇集。
所述的移动式板箱的底部一端设有滤液排放口，滤液排放口与滤液排放支管连接，滤液 排放支管向上固定在顶部平板上，各移动式板箱的滤液排放支管汇总到一根滤液排放总管， 滤液排放总管连接到文丘里泵的进水口，滤液排放总管上有液体管道阀门。
所述的移动式板箱的底部的另一端设有压缩空气进气口，通过压缩空气进气支管和压缩 空气进气总管与空压机出口相连。
所述的压缩空气进气总管固定在板箱顶部平板上，由一根压缩空气进气总管分为数根进 气支管，进气支管连接至每一个移动式板箱的进气口处，压缩空气进气总管上有气体管道阀 门。
一种利用上述装置强化污泥重力浓缩的方法，包括以下步骤：
(1)将移动式板箱置于污泥重力浓缩池的底部，开启滤液排放总管的液体管道阀门，关 闭压缩空气进气总管的气体管道阀门，注入污泥;
(2)当污泥淹没移动式板箱顶部时，开启文丘里泵;
(3)关闭滤液排放总管的液体管道阀门，开启压缩空气进气总管的气体管道阀门，利用 压缩空气逆向吹脱剥离滤布外的泥饼，从滤布上剥离下来的泥饼因重力作用而下降，浓度较 低的污泥重新浸没移动式板箱;
(4)吹脱结束后，关闭压缩空气进气总管的液体管道阀门，开启滤液排放总管的液体管 道阀门，重复步骤(1)-(3)的“负压抽吸-逆向吹脱”过程，或者控制机械支架，使移动 式板箱移动至未进行污泥强化浓缩的区域，开始新的强化污泥重力浓缩周期;
利用文丘里泵和移动式板箱强化污泥重力浓缩时，剩余污泥可以连续注入重力浓缩池， 经过浓缩后的污泥可以从浓缩池池底连续排出，也可以采用间歇运行，即剩余污泥一次性注 满重力浓缩池，然后开始强化重力浓缩过程，在浓缩过程结束时，将浓缩后的污泥排出。
所述的步骤(1)中，注入的污泥的含水率大于等于99%，包括生活污水处理厂二沉池剩 余污泥以及剩余污泥与初沉池混合后的污泥，经过该方法处理后，浓缩后的污泥浓度可以达 到92～97%。
一次负压抽吸不能把移动式板箱周围的水分完全抽出，因此在完成一次逆向吹脱后，移 动式板箱可以继续在原位置开始负压抽吸重复步骤(1)-(3)。当移动式板箱在某一处完成 一次负压抽吸和一次逆向吹脱后，也可以移动至未强化浓缩的区域，重新开始负压抽吸和逆 向吹脱过程。
所述的步骤(2)中，文丘里泵的进水口处的真空度为-(0.05～0.10)MPa;文丘里泵一 次负压抽吸的时间为60～600s。真空度高，则一次负压抽吸的时间就短，确定一次负压抽吸 可以结束的标志是滤液排放总管内的滤液流量下降了25%，滤液没有连续流动。
所述的步骤(3)中，当文丘里泵开启一定时间(60-600s)或文丘里泵出水口水量下降了 25%时，关闭滤液排放总管阀门。
所述的步骤(3)中，空气压缩机的输出压力为0.1-0.8MPa，逆向吹脱时间为10-60s; 空气压缩机的输出压力越大，逆向吹脱的时间就越短，但是空气压缩机的输出压力大，会增 加设备成本和安全隐患，实际运行时的输出压力和逆向吹脱时间可以通过实验确定。
文丘里泵的开启时间，即一次负压抽吸的时间，需要根据污泥中颗粒物和悬浮物含量、 移动式板箱的尺寸、文丘里泵的负压等参数来确定，宏观现象就是滤液排放总管中滤液流量 明显下降，说明移动式板箱的外壁滤布上已经累积了密实的泥饼，增大了滤液进入板箱内的 阻力，这时候就需要进行逆向吹脱泥饼。
空气压缩机的输出压力较大时，逆向吹脱时间可以缩短，但是空气压缩机输出压力大， 将增加设备成本和安全隐患，因此输出压力在0.1～0.8MPa范围内即可。
本发明具有以下有益效果：
本发明适用于对污水处理中产生的剩余活性污泥或者其与初沉池污泥混合后的污泥的浓 缩处理。本发明的处理工艺利用文丘里泵和移动式板箱，提高了污泥重力浓缩池的效率，减 小了池体的体积，节省了常规负压过滤法需要的大功率真空泵的和大容积真空罐，占地面积 小，运行费用低，易于实现自动化控制，在城市污水处理厂中，利用本发明的处理工艺，具 有良好的经济效益和社会效益。
