申请日2020.12.29
公开（公告）日2021.05.07
IPC分类号C02F9/14; B01D19/04
摘要
本发明涉及一种用于污水生化处理的消泡装置，包括好氧池、沉淀池、消泡剂存储器和喷淋管路，所述好氧池与沉淀池相连，其特征在于，所述消泡装置还包括过滤器和与消泡剂存储器相连的水射器，所述沉淀池依次通过循环泵、过滤器和水射器连接喷淋管路，循环泵将沉淀池的上清液输入水射器，水射器吸入消泡剂并与上清液混合后输入喷淋管路；所述喷淋管路包括主管及与其并联的若干个支管，所述主管的进水端连接水射器的出水端，所述支管垂直于好氧池内的水流方向，且分布在好氧池的内部空间，每个支管上间隔设有若干个喷嘴，用于喷撒消泡剂和上清液的混合液。
权利要求书
1.一种用于污水生化处理的消泡装置，包括好氧池、沉淀池、消泡剂存储器和喷淋管路，所述好氧池与沉淀池相连，其特征在于，所述消泡装置还包括过滤器和与消泡剂存储器相连的水射器，所述沉淀池依次通过循环泵、过滤器和水射器连接喷淋管路，循环泵将沉淀池的上清液输入水射器，水射器吸入消泡剂并与上清液混合后输入喷淋管路；
所述喷淋管路包括主管及与其并联的若干个支管，所述主管的进水端连接水射器的出水端，所述支管垂直于好氧池内的水流方向，且分布在好氧池的内部空间，每个支管上间隔设有若干个喷嘴，用于喷撒消泡剂和上清液的混合液。
2.根据权利要求1所述的消泡装置，其特征在于，所述消泡装置包括第一液位计和第二液位计，若干个第一液位计分布在好氧池内的喷淋管路附近，监测泡沫产生位置以指导喷淋管路的喷撒位置；第二液位计设在所述沉淀池内部，防止沉淀池低水位时循环泵吸入污泥。
3.根据权利要求2所述的消泡装置，其特征在于，所述喷嘴为可调球形螺旋喷嘴，每个支管的进水端设置一个支管阀门，控制所对应支管的进水；每个喷嘴均可单独控制是否启用。
4.根据权利要求3所述的消泡装置，其特征在于，所有所述喷嘴的射程半径相同，同一支管上相邻的两个喷嘴之间的距离为两个喷嘴的射程半径之和，相邻的两个支管之间的距离为两个喷嘴的射程半径之和，两个支管上的四个相临的喷嘴形成一个正方形，所述第一液位计设在所述正方形的中心。
5.根据权利要求4所述的消泡装置，其特征在于，每个所述支管的下方设置与之平行的曝气管，曝气管的上表面均匀设置若干个曝气孔，所述曝气管设在好氧池的底部；每个曝气管设置一个气体阀门，每个曝气管均可单独控制是否启动曝气。
6.根据权利要求4所述的消泡装置，其特征在于，所述第一液位计为射频导纳料位开关，所述射频导纳料位开关安装在液面上方1.5-3米的高度，所述喷嘴的安装高度不高于射频导纳料位开关的安装高度。
7.根据权利要求1所述的消泡装置，其特征在于，所述沉淀池的上部连接出水管道，出水管道依次连接所述循环泵、过滤器、水射器和喷淋管路；所述过滤器为Y型过滤器。
8.根据权利要求6所述的消泡装置，其特征在于，所述射频导纳料位开关处设有压力计，增加所述射频导纳料位开关对于泡沫检测的准确性；
所述消泡装置还包括刮泡板，刮泡板设在第一液位计的上方，用于机械去除大面积泡沫，刮泡板设在第一液位计的上方的0.1-1米。
9.根据权利要求8所述的消泡装置，其特征在于，所述消泡装置还包括清水池和第三液位计，清水池设在沉淀池的下游侧，并通过管道连接沉淀池，清水池的出水管道连接所述循环泵，第三液位计设置在清水池内并监测其液位高度。
10.根据权利要求9所述的消泡装置，其特征在于，所述消泡装置还包括控制系统，控制系统包括PLC控制器，PLC控制器通讯连接所述第一液位计、压力计、刮泡板、支管阀门、喷嘴、水射器、循环泵、第二液位计和第三液位计，并设有内置程序，接收第一液位计、压力计的信号，启动或停止刮泡板、支管阀门、喷嘴、水射器、循环泵的工作，并通过第二液位计和第三液位计的信号，保护循环泵及时停止工作。
说明书
一种用于污水生化处理的消泡装置
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种用于污水生化处理的消泡装置。
背景技术
随着城市化进程的加快，城市及城市圈的人民生活水平不断提高，生活或产业产生的污水量也逐年提高，对于污水处理及能源再利用系统造成了更大的压力和更高的要求。生物法污水技术利用好氧或厌氧微生物对污水中的有机污染物进行降解处理，节能环保，然而有机污染物较多的污水，尤其是垃圾渗滤液，在采用生物法处理过程中总会有泡沫产生，若不及时对这些泡沫进行处理，这些泡沫就会溢出生化池，造成二次污染。
传统的用于污水处理的消泡装置是抽取好氧池内的废水作为喷淋循环水使用，循环水经过沿池壁布置的布水主管道及用于喷淋的支管，直接经末端喷嘴喷淋，并与好氧池内的泡沫接触并击碎泡沫，消泡后废水进入好氧池内，再次循环使用。同时，也会使用消泡剂，进行化学消泡。
然而，传统的消泡装置存在如下问题：(1)抽取好氧池或其它工艺步骤的废水，如果未经过滤，则是泥水混合物进入末端喷嘴，由于含有大量污泥或沉渣，经常堵塞喷嘴，而且喷嘴自身在长时间运行时，也容易被循环废水中的污泥附着、堵塞；(2)对于大型好氧生化处理池或装置，目前通常采用单点式液位计或大型刮泡板，分别存在检测泡沫不及时或仅有少数泡沫就启用大型刮泡板的情况，不能做到多点探测并及时的开启消泡装置，导致泡沫外溢，影响消泡效果，能耗也较大；(3)传统的消泡装置不论是喷淋式消泡、喷撒消泡剂或物理刮泡，通常采用多个液体泵输送不同水体，运动部件较多，不但能耗大，而且容易出现故障。(4)对于大型污水生化处理池，投加的消泡剂用量较大，处理成本较高。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了包括好氧池、沉淀池、消泡剂存储器和喷淋管路，所述好氧池与沉淀池相连，所述消泡装置还包括过滤器和与消泡剂存储器相连的水射器，所述沉淀池依次通过循环泵、过滤器和水射器连接喷淋管路，循环泵将沉淀池的上清液输入水射器，水射器吸入消泡剂并与上清液混合后输入喷淋管路；
所述喷淋管路包括主管及与其并联的若干个支管，所述主管的进水端连接水射器的出水端，所述支管垂直于好氧池内的水流方向，且分布在好氧池的内部空间，每个支管上间隔设有若干个喷嘴，用于喷撒消泡剂和上清液的混合液。
可选的，所述液位计包括第一液位计和第二液位计，若干个第一液位计分布在好氧池内的喷淋管路附近，监测泡沫产生位置以指导喷淋管路的喷撒位置；第二液位计设在所述沉淀池内部，防止沉淀池低水位时循环泵吸入污泥。
本发明所述的消泡装置利用好氧池出水后的沉淀池的上清液作为消泡喷淋水，节约了大量用水，为了进一步解决喷淋管路的喷嘴易堵塞的问题，加设过滤器，提高消泡喷淋水的水质；所述若干个第一液位计分布在好氧池内的喷淋管路附近，能够分散监测好氧池内的泡沫产生情况，实现定点或定位消泡，节约消泡剂和消泡喷淋水用量，从而降低循环泵、过滤器和水射器的能耗。
所述好氧池通过管道与沉淀池相连，生物处理后的污水进入沉淀池，进行泥水分离，沉淀池的上部为上清液，所含固体物质较少，这也是对所述消泡喷淋水的初步处理。
可选的，所述沉淀池的上部连接出水管道，出水管道依次连接所述循环泵、过滤器、水射器和喷淋管路，沉淀池的上清液经过过滤器完成第二次处理，有效避免喷淋管路的喷头堵塞。
优选的，所述过滤器为Y型过滤器，Y型过滤器的过滤网为50-60目，能够有效截留绝大部分固体物质。
所述水射器通过管道连接消泡剂存储器，当需要投加消泡剂时，水射器产生一定的负压，将一定量的消泡剂抽吸进入水射器，与从过滤器输送来的消泡喷淋水混合均匀，再输送至喷淋管路。本发明使用水射器代替传统的药剂投加泵，避免使用含有运动部件的设备，降低了维修几率。
可选的，所述喷淋管路包括主管及与其并联的若干个支管，所述主管的进水端连接水射器的出水端，所述支管垂直于好氧池内的水流方向，即所有支管沿着好氧池内的水流方向相互平行地分布，每个支管上间隔设有若干个喷嘴，用于喷撒消泡剂和消泡喷淋水的混合液。
可选的，所述喷嘴为可调球形螺旋喷嘴，能够根据需要灵活灵活调整喷撒方向，减少液体阻塞，且喷撒的液滴细密，能够达到较好的分散效果。
可选的，每个支管的进水端设置一个支管阀门，控制所对应支管的进水；每个喷嘴均可单独控制是否启用。
可选的，所述若干个第一液位计分布在好氧池内的喷嘴的附近，监测泡沫产生位置以指导消泡剂用量和喷淋管路的喷撒位置。具体的，所有喷嘴的射程半径相同，同一支管上相邻的两个喷嘴之间的距离为两个喷嘴的射程半径之和，相邻的两个支管之间的距离为两个喷嘴的射程半径之和，即两个支管上的四个相临的喷嘴形成一个正方形，所述第一液位计设在所述正方形的中心。本发明所述的消毒装置以每个喷嘴为圆心、喷嘴的射程半径为半径形成一个圆形的喷射范围，两个支管上的四个相临的喷嘴形成彼此相切的四个圆形的喷射范围，这四个圆形的喷射范围所夹的空间的中心设置一个第一液位计，每个喷嘴的射程范围彼此不重叠，并且彼此相切，这样设计能够最大限度地利用喷嘴的射程范围，节约消泡剂和消泡喷淋水，然而，所述四个圆形的喷射范围所夹的空间处于喷射范围之外，即第一液位计处于喷射范围之外。
可选的，每个所述支管的下方设置与之平行的曝气管，曝气管的上表面均匀设置若干个曝气孔，所述曝气管设在好氧池的底部，提供氧气或空气，促进活性污泥和污水扰动。每个曝气管设置一个气体阀门，每个曝气管均可单独控制是否启动曝气。
本发明将所述支管、喷嘴、第一液位计和曝气管配合设置，保证喷嘴的射程范围彼此不重叠的基础上，消泡剂也能作用到第一液位计所在的四个圆形的喷射范围所夹的空间，具体的，消泡剂的直接作用范围为喷嘴的射程范围，每个支管的下方设置曝气管，即所述四个圆形的喷射范围所夹的空间也处于两根曝气管之间，每个曝气管曝气时，能够将污水和活性污泥向曝气管两边推动，因此，两根相邻的曝气管曝气时，将污水向两根曝气管之间推动，也就是将污水向所述四个圆形的喷射范围所夹的空间推动，从而创造了消泡剂的间接作用范围，使得消泡剂的间接作用范围扩展到所述四个圆形的喷射范围所夹的空间。通过上述设计，利用原有的曝气管，拓展了消泡剂的作用范围。
可选的，所述第一液位计为射频导纳料位开关，当产生泡沫时，液位发生变化，射频导纳料位开关周围的导纳值相应变化，射频导纳料位开关即可感应泡沫的产生，射频导纳料位开关能够防挂料，是一种更可靠、更准确的新型物位控制技术，使得本发明所述的消泡装置在泡沫探测方面，灵敏度更高，定位更加精准。
可选的，所述射频导纳料位开关安装在液面上方1.5-3米的高度，采用角钢或槽钢制作三角形支架，在好氧池内按照上述设计多点式安装，监测整个好氧池内的泡沫高度。
可选的，所述喷嘴的安装高度不高于射频导纳料位开关的安装高度。
当某个射频导纳料位开关检测到泡沫时，反馈到控制系统，控制系统启动循环泵和水射器，沉淀池的上清液经过Y型过滤器，并在水射器中与被吸入的消泡剂混合，通过喷淋管路的主管，输送至支管；控制系统开启泡沫处对应的左右两根支管的支管阀门，并开启泡沫处四周的四个可调球形螺旋喷嘴，根据检测到的泡沫的位点个数，控制可调球形螺旋喷嘴采用半圆周喷洒或者圆周喷洒；控制系统启动对应工作支管的两根曝气管的气体阀门，开始曝气，配合将喷洒的消泡剂推送至泡沫位点。
可选的，所述水射器连接控制系统，能够根据检测到泡沫的射频导纳料位开关的数量，控制产生的负压的大小，从而控制吸入消泡剂的用量。
可选的，为了增加所述射频导纳料位开关对于泡沫检测的准确性，在射频导纳料位开关处加设压力计，不管是处于液面之上的空气压力，还是处于液面之下的污水的压力，在产生泡沫后，压力都会发生变化，配合压力计检测压力变化，从而判断是否产生泡沫，作为对射频导纳料位开关的补充。
可选的，所述消泡装置还包括刮泡板，刮泡板设在第一液位计的上方，用于机械去除大面积泡沫，优选的，刮泡板设在第一液位计的上方的0.1-1米。为了降低能耗，当较大面积产生泡沫时，启动刮泡板，优选的，当1/3-1/2数量的第一液位计均检测到泡沫时，启动刮泡板。
所述第二液位计设在所述沉淀池的内部，用于监测其液位高度，并连接控制系统，所述控制系统接收到第一液位计和/压力计的信号后，启动循环泵和水射器，并向好氧池内喷洒消泡剂，泡沫消除后，循环泵延时关闭，停止工作；当延时装置出现问题时，循环泵可能一直运转，沉淀池的液位持续降低，当降低到第二液位计设定的低液位时，控制系统发出停止命令，循环泵停止，防止污泥进入循环泵，以达到保护循环泵的目的。
可选的，所述消泡装置还包括清水池和第三液位计，清水池设在沉淀池的下游侧，并通过管道连接沉淀池，清水池的出水管道连接所述循环泵，第三液位计设置在清水池内并监测其液位高度，第三液位计连接控制系统。所述沉淀池内的上清液输入清水池，进行二次沉降，同时储存上清液，第三液位计的作用与第二液位计相同，当循环泵的进水来自清水池时，第三液位计配合控制系统，防止循环泵干转。
可选的，所述第二液位计和第三液位计均为超声液位计，采用非接触式测量，可避免液体粘度、密度等带来的影响。
可选的，所述消泡装置还包括控制系统，控制系统包括PLC控制器，PLC控制器通讯连接所述第一液位计、压力计、刮泡板、支管阀门、喷嘴、水射器、循环泵、第二液位计和第三液位计，并设有内置程序，接收第一液位计、压力计的信号，启动或停止刮泡板、支管阀门、喷嘴、水射器、循环泵的工作，并通过第二液位计和第三液位计的信号，保护循环泵及时停止工作。
本发明所述的消泡装置具有如下优点：
1、消泡采用的水源为好氧池出水沉淀后的上清液，悬浮物少，喷嘴不易堵塞；
2、所述喷淋管路的支管分布在好氧池的内部空间，以及喷嘴的布置，使得消泡剂能够直接喷撒在好氧池内部的泡沫处，消泡效率高；
3、所述水射器代替原有消泡剂投加泵，整个所述消泡装置仅循环泵为运动部件，减少运动部件，功耗少，减小系统运行故障率；
4、检测泡沫的射频导纳料位开关采用多点式布置，可在池体较大时有效检测好氧池内部不同区域的泡沫，避免泡沫液位监测受到干扰以及好氧池池体过大使得监测不准和不均匀，导致消泡不及时、泡沫溢出的问题；
5、本发明提供的射频导纳料位开关、喷嘴与曝气管的位置关系的独特化设计，不仅能够全面、准确地监测好氧池内部的气泡情况，而且使得消泡剂的喷撒覆盖面合理化，节约消泡剂，提高消泡效率；
6、所述消泡装置自动化程度高，循环泵和水射器根据第一液位计的检测泡沫情况而自动启动和关闭，水射器提供不同负压从而投加适量的消泡剂，无需人工管理，仅需定期补充或更换消泡剂即可。
（发明人：张传兵;孙振洲;赵曙光;陈长松;王慧芳;徐亚萍;王杰;王天杰;王强强;侯亚平;张冰;代攀;翟瑞锋;乔丙林）
