申请日2018.11.02
公开(公告)日2019.01.29
IPC分类号C02F1/52
摘要
本发明提供一种澄清池，包括在澄清池上部的载体颗粒分离回收装置，及用于将污泥输送到载体颗粒分离回收装置的污泥循环装置。载体颗粒分离回收装置包括设置在循环污泥入口和分离载体颗粒出口之间的倾斜底部，倾斜底部的在循环污泥入口处的端部的高度高于在分离载体颗粒出口处的端部的高度，在循环污泥入口处的端部距离载体分离回收装置的液位的高度为H。本发明还提供一种污泥回流和载体颗粒分离回收方法。本发明占地省、动力消耗少、维护和保养费用大大降低，同时还可省去刮泥桥;载体颗粒分离回收装置的长宽比及水深可调，在保证载体分离效果的前提下可与载体加注反应池、絮凝池及沉淀池的布置协调统一。
权利要求书
1.一种澄清池，包括：
原水进口和清水出口;
以及在原水进口和清水出口之间依次连接的：
混凝池，用于加入混凝剂，使其与原水混合;
接触反应池，用于原水与助凝剂混合进行接触反应;
絮凝池，用于继续反应结成絮状颗粒;和
澄清沉淀池，用于使絮状颗粒团聚，形成沉淀，
其中，所述澄清池还包括在澄清池上部的载体颗粒分离回收装置，该载体颗粒分离回收装置包括循环污泥入口和分离载体颗粒出口，循环污泥入口用于接收循环利用的污泥，分离载体颗粒出口用于将分离回收后的载体颗粒重新投入到接触反应池中;以及设置在循环污泥入口和分离载体颗粒出口之间的倾斜底部，倾斜底部的在循环污泥入口处的端部的高度高于在分离载体颗粒出口处的端部的高度，分离载体颗粒出口设置在接触反应池上方，倾斜底部的在循环污泥入口处的端部距离载体分离回收装置的液位的高度为H。
2.根据权利要求1所述的澄清池，其中，所述澄清池还包括污泥回流提升装置，用于将澄清沉淀池内沉积的包含载体的污泥运送到循环污泥入口。
3.根据权利要求2所述的澄清池，其中，澄清沉淀池底部设置有多个泥斗，每个泥斗设置一个污泥回流提升装置，泥斗侧面具有坡度，所述坡度不小于55°。
4.根据权利要求3所述的澄清池，其中，污泥回流提升装置为气提泵，包括污泥提升管，压缩空气进气管，排泥管，鼓风机和压缩空气管道。
5.根据权利要求4所述的澄清池，其中，在分离载体颗粒出口侧还设置有分离泥浆出口以及从分离泥浆出口延伸到分离泥浆排出端口的分离泥浆管道，分离泥浆管道具有水平支管，水平支管处设置有调节阀，用于调节分离泥浆排出端口处的排泥量、排泥液位与载体分离回收装置的液位差ΔH1以及澄清池的液位与载体分离回收装置的液位的液位差ΔH2，ΔH1调节为ΔH2的2～5倍。
6.根据权利要求5所述的澄清池，其中，在调节阀下游设置有虹吸破坏装置或溢流水箱，用于保持稳定的液位差。
7.根据权利要求6所述的澄清池，其中，倾斜底部的斜率为约10%。
8.根据权利要求7所述的澄清池，其中，分离的载体颗粒出口上方设置有淹没堰，其形成分离的载体颗粒出口的上边缘以及分离的污泥出口的下边缘。
9.根据权利要求4-8中任一项所述的澄清池，其中，根据所述澄清池的处理水量确定循环利用载体量，然后确定气提泵的流量为Q，根据载体颗粒的尺寸确定沉积速度为V0，如果载体颗粒分离回收装置的液体水平流速为u，则L大于等于(H/V0)*u。
10.根据权利要求9所述的澄清池，其中，载体颗粒分离回收装置的横截面积为S，S等于Q/V0，在L大于等于(H/V0)*u的前提下，可根据澄清池的尺寸设置载体颗粒分离回收装置的长宽比。
11.一种澄清池污泥回流和颗粒载体回收方法，澄清池包括：
原水进口和清水出口;
以及在原水进口和清水出口之间依次连接的：
混凝池，用于加入混凝剂，使其与原水混合;
接触反应池，用于原水与助凝剂混合进行接触反应;
絮凝池，用于继续反应结成絮状颗粒;和
澄清沉淀池，用于使絮状颗粒团聚，形成沉淀，
其中，所述方法包括：
在所述澄清池上部设置载体颗粒分离回收装置，该载体颗粒分离回收装置包括循环污泥入口和分离载体颗粒出口，循环污泥入口用于接收循环利用的污泥，分离载体颗粒出口用于将分离回收后的载体颗粒重新投入到接触反应池中;以及在循环污泥入口和分离载体颗粒出口之间设置倾斜底部，倾斜底部的在循环污泥入口处的端部的高度高于在分离载体颗粒出口处的端部的高度，分离载体颗粒出口设置在接触反应池上方，倾斜底部的在循环污泥入口处的端部距离载体分离回收装置的液位的高度为H;以及
设置气提泵，通过气提泵将循环污泥输送到载体颗粒分离回收装置的循环污泥入口处。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法还包括在澄清沉淀池底部设置多个泥斗，每个泥斗设置一个用于污泥回流的气提泵，泥斗侧面具有坡度，所述坡度不小于55°，气提泵利用压缩空气将含载体的浓缩污泥提升至循环污泥入口高度处，然后污泥自流至载体颗粒分离回收装置。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，根据澄清池的污水处理量估算所需回收的载体颗粒的量，再根据所需回收的载体颗粒的量确定气提泵的循环污泥的流量Q，根据载体颗粒的尺寸确定沉积速度为V0，如果载体颗粒分离回收装置的液体水平流速为u，则L大于等于(H/V0)*u。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，泥斗的设置数量可根据沉淀池面积及池深要求选择。
15.根据前述权利要求1-14中任一项所述的方法，其中，在分离载体颗粒出口侧还设置有分离泥浆出口以及从分离泥浆出口延伸到分离泥浆排出端口的分离泥浆管道，分离泥浆管道具有水平支管，水平支管处设置有调节阀，用于调节分离泥浆排出端口处的排泥量、排泥液位与载体分离回收装置的液位差ΔH1以及澄清池的液位与载体分离回收装置的液位的液位差ΔH2，ΔH1调节为ΔH2的2～5倍。
说明书
澄清池及其污泥回流和颗粒载体回收方法
技术领域
本发明涉及一种澄清池，更具体地，涉及采用载体絮凝沉淀的澄清池。本发明还涉及该采用载体絮凝沉淀的澄清池中污泥回流和颗粒载体回收的方法。
背景技术
澄清池中，为了使原水与投加的试剂充分混合，并且加速澄清池中颗粒沉淀物的形成，通常采取载体絮凝沉淀。其特点是在混凝阶段利用沉淀浓缩后的回流污泥颗粒，或投加重质高密度的不溶介质颗粒(如细砂、磁粉、高岭土等)，利用介质的重力沉降及载体的吸附作用加快絮体的“生长”及沉淀速度。与传统絮凝工艺相比，该技术具有占地面积小、耐冲击负荷等优点。以苏伊士(SUEZ)的DensaDeg、威立雅(VEOLIA)的Aactiflo及坎布里奇(CAMBRIDGE)的CoMag为代表的载体絮凝沉淀，在水处理领域已得到普遍应用。
载体絮凝沉淀需通过使用不断循环的载体颗粒和各种化学药剂强化絮体吸收，从而改善水中悬浮物沉降性能的物化处理工艺，因此介质颗粒的分离再生并重复利用非常关键。
现有技术通常采用循环泵进行污泥回流,循环泵需要靠泵体(例如叶轮)旋转以机械加压的方式进行污泥循环和载体颗粒的回收。而且澄清池内沉淀的污泥需要在刮泥机的作用下向污泥浓缩区聚集，循环泵从污泥浓缩区抽取含有载体的污泥，然后送入载体颗粒回收装置，例如水力旋流装置等。水力旋流装置利用离心力将载体颗粒分离并回收。由于需要水力旋流装置利用离心力将载体颗粒分离并回收，因此循环泵需要大的功率和高的扬程来满足水力旋流装置的压力要求，而且出于管理和安全考虑，还需要设置单独的泵房。因此现有技术的污泥回流和载体颗粒回收装置占地面积大，动力消耗高。而且由于污泥回流过程中，污泥与循环泵的泵体的相互作用而造成泵体的磨损，因此后续的保养和维护的费用也较高。
因此需要一种简单可靠，占地面积小，使用、保养和维护费用都非常低的能进行污泥回流和载体颗粒回收的澄清池及污泥回流和载体颗粒回收方法。
发明内容
本发明的目的是提供能够缓解上述问题的能进行污泥回流和载体颗粒回收的澄清池及澄清池的污泥回流和载体颗粒回收方法。
根据本发明的一个方面，提供一种澄清池，包括：
原水进口和清水出口;
以及在原水进口和清水出口之间依次连接的：
混凝池，用于加入混凝剂，使其与原水混合;
接触反应池，用于原水与助凝剂混合进行接触反应;
絮凝池，用于继续反应结成絮状颗粒;和
澄清沉淀池，用于使絮状颗粒团聚，形成沉淀，
其中，所述澄清池还包括在澄清池上部的载体颗粒分离回收装置，该载体颗粒分离回收装置包括循环污泥入口和分离载体颗粒出口，循环污泥入口用于接收循环利用的污泥，分离载体颗粒出口用于将分离回收后的载体颗粒重新投入到接触反应池中;以及设置在循环污泥入口和分离载体颗粒出口之间的倾斜底部，倾斜底部的在循环污泥入口处的端部的高度高于在分离载体颗粒出口处的端部的高度，分离载体颗粒出口设置在接触反应池上方，倾斜底部的在循环污泥入口处的端部距离载体分离回收装置的液位的高度为H。
优选地，所述澄清池还包括污泥回流提升装置，用于将澄清沉淀池内沉积的包含载体的污泥运送到循环污泥入口。
优选地，污泥回流提升装置为气提泵，包括污泥提升管，压缩空气进气管，排泥管，鼓风机和压缩空气管道。
优选地，澄清沉淀池底部设置有多个泥斗，每个泥斗设置一个污泥回流提升装置，泥斗侧面具有坡度，所述坡度不小于55o。
优选地，在分离载体颗粒出口侧还设置有分离泥浆出口以及从分离泥浆出口延伸到分离泥浆排出端口的分离泥浆管道，分离泥浆管道具有水平支管，水平支管处设置有调节阀，用于调节分离泥浆排出端口处的排泥量、排泥液位与载体分离回收装置的液位差ΔH1以及澄清池的液位与载体分离回收装置的液位的液位差ΔH2，ΔH1调节为ΔH2的2～5倍。
优选地，在调节阀下游设置有虹吸破坏装置或溢流水箱，用于保持稳定的液位差。
优选地，倾斜底部的斜率为约10%。
优选地，分离的载体颗粒出口上方设置有淹没堰，其形成分离的载体颗粒出口的上边缘以及分离的污泥出口的下边缘。
优选地，根据所述澄清池的处理水量确定循环利用载体量，然后确定气提泵的流量为Q，根据载体颗粒的尺寸确定沉积速度为V0，如果载体颗粒分离回收装置的液体水平流速为u，则L大于等于(H/V0)*u。
优选地，载体颗粒分离回收装置的横截面积为S，S等于Q/V0，在L大于等于(H/V0)*u的前提下，可根据澄清池的尺寸设置载体颗粒分离回收装置的长宽比。
根据本发明的另一方面，提供一种澄清池污泥回流和颗粒载体回收方法，澄清池包括：
原水进口和清水出口;
以及在原水进口和清水出口之间依次连接的：
混凝池，用于加入混凝剂，使其与原水混合;
接触反应池，用于原水与助凝剂混合进行接触反应;
絮凝池，用于继续反应结成絮状颗粒;和
澄清沉淀池，用于使絮状颗粒团聚，形成沉淀，
其中，所述方法包括：
在所述澄清池上部设置载体颗粒分离回收装置，该载体颗粒分离回收装置包括循环污泥入口和分离载体颗粒出口，循环污泥入口用于接收循环利用的污泥，分离载体颗粒出口用于将分离回收后的载体颗粒重新投入到接触反应池中;以及在循环污泥入口和分离载体颗粒出口之间设置倾斜底部，倾斜底部的在循环污泥入口处的端部的高度高于在分离载体颗粒出口处的端部的高度，分离载体颗粒出口设置在接触反应池上方，倾斜底部的在循环污泥入口处的端部距离载体分离回收装置的液位的高度为H;以及
设置气提泵，通过气提泵将循环污泥泵送到载体壳体分离回收装置的循环污泥入口处。
优选地，所述方法还包括在澄清沉淀池底部设置多个泥斗，每个泥斗设置一个用于污泥回流的气提泵，泥斗侧面具有坡度，所述坡度不小于55o，气提泵利用压缩空气将含载体的浓缩污泥提升至循环污泥入口高度处，然后污泥自流至载体颗粒分离回收装置。
优选地，根据澄清池的污水处理量估算所需回收的载体颗粒的量，再根据所需回收的载体颗粒的量确定气提泵的循环污泥的流量Q，根据载体颗粒的尺寸确定沉积速度为V0，如果载体颗粒分离回收装置的液体水平流速为u，则L大于等于(H/V0)*u。
优选地，泥斗的设置数量可根据沉淀池面积及池深要求选择。
优选地，在分离载体颗粒出口侧还设置有分离泥浆出口以及从分离泥浆出口延伸到分离泥浆排出端口的分离泥浆管道，分离泥浆管道具有水平支管，水平支管处设置有调节阀，用于调节分离泥浆排出端口处的排泥量、排泥液位与载体分离回收装置的液位差ΔH1以及澄清池的液位与载体分离回收装置的液位的液位差ΔH2，ΔH1调节为ΔH2的2～5倍。
本发明的澄清池以及污泥回流和载体颗粒分离回收方法利用气提泵提升污泥，含颗粒污泥不通过泵体，没有对泵体的磨损，不需要设置单独的泵房，而且利用平流重力沉砂的原理将重质载体(如石英砂)与回流的轻质污泥絮体进行分离，简单可靠，无需机械设备，维护保养十分简单，且流量、长宽比及水深可调。与目前常用的载体分离技术相比，可靠性高，使用、保养、和维护的费用都非常低;本发明的澄清池载体回收方法利用空气提升泵的原理将沉淀浓缩的污泥提升至上述载体分离回收装置，与目前常用的循环泵相比占地省、动力消耗少、维护和保养费用大大降低，同时还可省去刮泥桥;载体颗粒分离回收装置的长宽比及水深可调，在保证载体分离效果的前提下可与载体加注反应池、絮凝池及沉淀池的布置协调统一。
