公布日：2022.08.30
申请日：2022.06.27
分类号：C02F11/06(2006.01)I;C02F11/12(2019.01)I;C02F11/143(2019.01)I
摘要
本发明提供一种利用臭氧实现污泥气浮浓缩和污泥改性的装置及方法，涉及污水处理设备技术领域。该利用臭氧实现污泥气浮浓缩和污泥改性的装置及方法，包括固定台、污水供给机构、分离破乳机构与回收循环机构，所述固定台顶部左侧固定连接污水供给机构，所述污水供给机构的输出端设置有分离破乳机构，所述分离破乳机构的输出端设置有回收循环机构。通过回流U形板倾斜安装，安装角度60度之间，以缩分离时间，提高分离效果，进行收集，并最后通过集气罩底部输出端排出，进入臭氧破坏器，臭氧分子破坏后还原成氧气，重新排入大气中，剩余的经过浓缩后的污泥从分离破乳箱侧壁加装的出泥管排出，从而提高分离出泥效果。
权利要求书
1.一种利用臭氧实现污泥气浮浓缩和污泥改性的装置，包括固定台(1)、污水供给机构(2)、分离破乳机构(3)与回收循环机构(4)，其特征在于：所述固定台(1)顶部左侧固定连接污水供给机构(2)，所述污水供给机构(2)的输出端设置有分离破乳机构(3)，所述分离破乳机构(3)的输出端设置有回收循环机构(4)，所述回收循环机构(4)的输出端连接污水供给机构(2)的输出端；所述分离破乳机构(3)包括分离破乳箱(301)、分隔壁(302)、反应舱(303)、破乳舱(304)、折流板(305)、回流U形板(306)、循环推渣组件(307)、导流板(308)、搅拌机构(309)、集气罩(310)、臭氧破坏器(311)与出泥管(312)，所述分离破乳箱(301)内侧壁中部固定连接分隔壁(302)，所述分隔壁(302)左侧设置有反应舱(303)，所述分隔壁(302)右侧设置有破乳舱(304)，所述反应舱(303)内侧壁中下部固定连接多组横向均匀排列的折流板(305)，所述反应舱(303)内侧壁中上部固定连接有多组横向均匀排列且倾斜60度的回流U形板(306)，所述反应舱(303)内侧壁上部固定连接循环推渣组件(307)，所述破乳舱(304)内侧壁左上部固定连接导流板(308)，所述分离破乳箱(301)顶部固定连接集气罩(310)，所述集气罩(310)顶部固定连接臭氧破坏器(311)，所述臭氧破坏器(311)的输入端固定连接集气罩(310)的输出端，所述破乳舱(304)内侧壁顶部固定连接搅拌机构(309)。
2.根据权利要求1所述的一种利用臭氧实现污泥气浮浓缩和污泥改性的装置，其特征在于：所述污水供给机构(2)包括污泥池(201)、污泥提升泵(202)、供给管(203)、配水管(204)、配水孔(205)、臭氧发生器(206)、氧气供给组件(207)、溶气组件(208)、溶入管(209)与止回阀(210)，所述污泥池(201)固定连接在固定台(1)顶部，所述污泥池(201)内侧壁固定连接污泥提升泵(202)，所述污泥提升泵(202)的输出端固定连接供给管(203)，所述供给管(203)的输入端延与污泥提升泵(202)出口端连接，所述供给管(203)的右侧输出端延伸至反应舱(303)的底部，所述供给管(203)的输出端固定连接配水管(204)，所述配水管(204)侧壁设置有多组均匀横向排列的配水孔(205)，所述臭氧发生器(206)固定连接在固定台(1)顶部中左侧，所述臭氧发生器(206)的右侧端固定连接溶气组件(208)的左侧输入端，所述溶气组件(208)的右侧输出端固定连接溶入管(209)。
3.根据权利要求1所述的一种利用臭氧实现污泥气浮浓缩和污泥改性的装置，其特征在于：所述回收循环机构(4)包括循环水箱(401)、出水管(402)、导向弯管(403)、循环弯管(404)、循环水泵(405)、输出集水管(406)与出水孔(407)，所述循环水箱(401)固定连接在臭氧发生器(206)顶部，所述循环水箱(401)顶部输入端固定连接导向弯管(403)，所述导向弯管(403)的右侧输入端延伸至分离破乳箱(301)内部，所述导向弯管(403)的右侧输入端固定连接输出集水管(406)，所述出水孔(407)设置在回流U形板(306)底部。
4.根据权利要求2所述的一种利用臭氧实现污泥气浮浓缩和污泥改性的装置，其特征在于：所述氧气供给组件(207)固定连接在固定台(1)顶部左侧，所述氧气供给组件(207)的右侧输出端固定连接臭氧发生器(206)的左侧输入端，所述溶入管(209)中部固定连接止回阀(210)的输出端，所述溶入管(209)的右侧输出端固定连接供给管(203)的左侧输入端。
5.根据权利要求2所述的一种利用臭氧实现污泥气浮浓缩和污泥改性的装置，其特征在于：所述配水管(204)设置在反应舱(303)内部且位于多组折流板(305)下方。
6.根据权利要求1所述的一种利用臭氧实现污泥气浮浓缩和污泥改性的装置，其特征在于：所述循环推渣组件(307)右部延伸至破乳舱(304)内，所述分离破乳箱(301)右侧壁中上部固定连接出泥管(312)。
7.根据权利要求3所述的一种利用臭氧实现污泥气浮浓缩和污泥改性的装置，其特征在于：所述循环水箱(401)的左侧输出端固定连接出水管(402)，所述导向弯管(403)的右侧输入端贯穿分离破乳箱(301)侧壁并延伸至反应舱(303)底部，所述输出集水管(406)设置在反应舱(303)上部。
8.一种利用臭氧实现污泥气浮浓缩和污泥改性的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、污泥在污水生化处理系统泥水分离出来前首先进入到污泥池(201)中，然后由污泥提升泵(202)提升并经供给管(203)输送至分离破乳机构(3)，在进入分离破乳机构(3)前，氧气供给组件(207)产生氧气并进入至臭氧发生器(206)内部，由臭氧发生器(206)形成臭氧气泡后，经过溶气组件(208)以及溶入管(209)进入供给管(203)内与污水混合，携带有臭氧气体的气水混合液再次混合后通过配置的配水管(204)以及配水管(204)加装的配水孔(205)将混合液均匀地分布在由分隔壁(302)分隔形成的反应舱(303)底部；S2、混合液中的污泥在气泡的带动下开始在反应舱(303)缓慢上升，为了延长气泡中臭氧与污泥的反应时间，在分离破乳箱(301)内部由加装的分隔壁(302)将分离破乳箱(301)分隔成反应舱(303)与破乳舱(304)，在此臭氧将污泥中部分有机质氧化，从而破坏了污泥菌胶团的结构以及部分细胞结构，使污泥中的部分结合水变成自由水，从而提高污泥的脱水性能，为了提高反应区的反应效率，增加臭氧气体与污泥的接触机会，在反应舱(303)内设置了多组折流板(305)，从而提高混合程度，增加接触机会，延长上升路径，混合液在通过反应舱(303)后，绝大部分的臭氧与污泥进行了反应，反应后的气液泥水混合物继续向上移动，为了提高在向上移动过程中的泥水分离效果，借鉴浅层沉淀理论，在气浮反应舱(303)设置回流U形板(306)，回流U形板(306)倾斜安装，安装角度60度之间，以缩分离时间，提高分离效果，分离的污泥在气泡的带动下继续向上移动，直至反应舱(303)上部，通过表面设置的循环推渣组件(307)，将浮至表面的污泥刮出反应舱(303)，并在导流板(308)的作用下，进入到破乳舱(304)的底部；S3、分离后的清水沿回流U形板(306)向下运动，并通过各个回流U形板(306)底部加装的出水孔(407)排出的经过泥水分离后的出水，输出集水管(406)设置的出水孔(407)以及导向弯管(403)组成的回收循环机构(4)，进入到循环水箱(401)，最后通过循环水箱(401)的侧壁上部加装的出水管(402)排出系统，出水管(402)设置在循环水箱(401)的侧壁上部，是为了保证出水管(402)内一直存有一定量的水，以满足系统循环使用，循环水箱(401)内部储存的水可通过循环水泵(405)驱动，使水沿着循环弯管(404)进入到溶气组件(208)内部与臭氧气泡进行提前混合，加快与后期污水的混合速度；S4、从泥水反应舱(303)表面刮出来的泥渣，由于其中含有大量的气泡，导致污泥不易沉降，需要进行气泡与污泥颗粒的分离，因此进入破乳舱(304)区后，在破乳舱(304)内部加装的多组搅拌机构(309)搅拌的作用下，使气泡与污泥颗粒分离，气泡溢出水体，并与反应舱(303)溢出的气泡一同经过设备上部的集气罩(310)，进行收集，并最后通过集气罩(310)底部输出端排出，进入臭氧破坏器(311)，臭氧分子破坏后还原成氧气，重新排入大气中，剩余的经过浓缩后的污泥从分离破乳箱(301)侧壁加装的出泥管(312)排出。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用臭氧实现污泥气浮浓缩和污泥改性的装置及方法，解决了现有污泥浓缩处理技术臭氧的接触以及融合不均匀都会造成污泥氧化的不充分直接降低分离效果，包括后期污泥提取的难度增加的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种利用臭氧实现污泥气浮浓缩和污泥改性的装置，包括固定台、污水供给机构、分离破乳机构与回收循环机构，所述固定台顶部左侧固定连接污水供给机构，所述污水供给机构的输出端设置有分离破乳机构，所述分离破乳机构的输出端设置有回收循环机构，所述回收循环机构的输出端连接污水供给机构的输出端；
所述分离破乳机构包括分离破乳箱、分隔壁、反应舱、破乳舱、折流板、回流U形板、循环推渣组件、导流板、搅拌机构、集气罩、臭氧破坏器与出泥管，所述分离破乳箱内侧壁中部固定连接分隔壁，所述分隔壁左侧设置有反应舱，所述分隔壁右侧设置有破乳舱，所述反应舱内侧壁中下部固定连接多组横向均匀排列的折流板，所述反应舱内侧壁中上部固定连接有多组横向均匀排列且倾斜60度的回流U形板，所述反应舱内侧壁上部固定连接循环推渣组件，所述破乳舱内侧壁左上部固定连接导流板，所述分离破乳箱顶部固定连接集气罩，所述集气罩顶部固定连接臭氧破坏器，所述臭氧破坏器的输入端固定连接集气罩的输出端，所述破乳舱内侧壁顶部固定连接搅拌机构。
优选的，所述污水供给机构包括污泥池、污泥提升泵、供给管、配水管、配水孔、臭氧发生器、氧气供给组件、溶气组件、溶入管与止回阀，所述污泥池固定连接在固定台顶部，所述污泥池内侧壁固定连接污泥提升泵，所述污泥提升泵的输出端固定连接供给管，所述供给管的输入端延与污泥提升泵出口端连接，所述供给管的右侧输出端延伸至反应舱的底部，所述供给管的输出端固定连接配水管，所述配水管侧壁设置有多组均匀横向排列的配水孔，所述臭氧发生器固定连接在固定台顶部中左侧，所述臭氧发生器的右侧端固定连接溶气组件的左侧输入端，所述溶气组件的右侧输出端固定连接溶入管。
优选的，所述回收循环机构包括循环水箱、出水管、导向弯管、循环弯管、循环水泵、输出集水管与出水孔，所述循环水箱固定连接在臭氧发生器顶部，所述循环水箱顶部输入端固定连接导向弯管，所述导向弯管的右侧输入端延伸至分离破乳箱内部，所述导向弯管的右侧输入端固定连接输出集水管，所述出水孔设置在回流U形板底部。
优选的，所述氧气供给组件固定连接在固定台顶部左侧，所述氧气供给组件的右侧输出端固定连接臭氧发生器的左侧输入端，所述溶入管中部固定连接止回阀的输出端，所述溶入管的右侧输出端固定连接供给管的左侧输入端。
优选的，所述配水管设置在反应舱内部且位于多组折流板下方。
优选的，所述循环推渣组件右部延伸至破乳舱内，所述分离破乳箱右侧壁中上部固定连接出泥管。
优选的，所述循环水箱的左侧输出端固定连接出水管，所述导向弯管的右侧输入端贯穿分离破乳箱侧壁并延伸至反应舱底部，所述输出集水管设置在反应舱上部。
优选的，一种利用臭氧实现污泥气浮浓缩和污泥改性的方法，包括以下步骤：
S1、污泥在污水生化处理系统泥水分离出来前首先进入到污泥池中，然后由污泥提升泵提升并经供给管输送至分离破乳机构，在进入分离破乳机构前，氧气供给组件产生氧气并进入至臭氧发生器内部，由臭氧发生器形成臭氧气泡后，经过溶气组件以及溶入管进入供给管内与污水混合，携带有臭氧气体的气水混合液再次混合后通过装置的配水管以及配水管加装的配水孔将混合液均匀地分布在由分隔壁分隔形成的反应舱底部；
S2、混合液中的污泥在气泡的带动下开始在反应舱缓慢上升，为了延长气泡中臭氧与污泥的反应时间，在分离破乳箱内部由加装的分隔壁将分离破乳箱分隔成反应舱与破乳舱，在此臭氧将污泥中部分有机质氧化，从而破坏了污泥菌胶团的结构以及部分细胞结构，使污泥中的部分结合水变成自由水，从而提高污泥的脱水性能，为了提高反应区的反应效率，增加臭氧气体与污泥的接触机会，在反应舱内设置了多组折流板，从而提高混合程度，增加接触机会，延长上升路径，混合液在通过反应舱后，绝大部分的臭氧与污泥进行了反应，反应后的气液泥水混合物继续向上移动，为了提高在向上移动过程中的泥水分离效果，借鉴浅层沉淀理论，在气浮反应舱设置回流U形板，回流U形板倾斜安装，安装角度60度之间，以缩分离时间，提高分离效果，分离的污泥在气泡的带动下继续向上移动，直至反应舱上部，通过表面设置的循环推渣组件，将浮至表面的污泥刮出反应舱，并在导流板的作用下，进入到破乳舱的底部；
S3、分离后的清水沿回流U形板向下运动，并通过各个回流U形板底部加装的出水孔排出的经过泥水分离后的出水，输出集水管设置的出水孔以及导向弯管组成的回收循环机构，进入到循环水箱，最后通过循环水箱的侧壁上部加装的出水管排出系统，出水管设置在循环水箱的侧壁上部，是为了保证出水管内一直存有一定量的水，以满足系统循环使用，循环水箱内部储存的水可通过循环水泵驱动，使水沿着循环弯管进入到溶气组件内部与臭氧气泡进行提前混合，加快与后期污水的混合速度；
S4、从泥水反应舱表面刮出来的泥渣，由于其中含有大量的气泡，导致污泥不易沉降，需要进行气泡与污泥颗粒的分离，因此进入破乳舱区后，在破乳舱内部加装的多组搅拌机构搅拌的作用下，使气泡与污泥颗粒分离，气泡溢出水体，并与反应舱溢出的气泡一同经过设备上部的集气罩，进行收集，并最后通过集气罩底部输出端排出，进入臭氧破坏器，臭氧分子破坏后还原成氧气，重新排入大气中，剩余的经过浓缩后的污泥从分离破乳箱侧壁加装的出泥管排出。
本发明提供了一种利用臭氧实现污泥气浮浓缩和污泥改性的装置及方法。具备以下有益效果：
1、本发明通过在进入分离破乳机构前，氧气供给组件产生氧气并进入至臭氧发生器内部，由臭氧发生器形成臭氧气泡后，经过溶气组件以及溶入管进入供给管内与污水混合，携带有臭氧气体的气水混合液再次混合后通过装置的配水管以及配水管加装的配水孔将混合液均匀地分布在由分隔壁分隔形成的反应舱底部，增加臭氧气体与污泥的接触机会，在反应舱内设置了多组折流板，从而提高混合程度，增加接触机会，延长上升路径，混合液在通过反应舱后，绝大部分的臭氧与污泥进行了反应，反应后的气液泥水混合物继续向上移动，为了提高在向上移动过程中的泥水分离效果，借鉴浅层沉淀理论，在气浮反应舱设置回流U形板，回流U形板倾斜安装，安装角度60度之间，以缩分离时间，提高分离效果。
2、本发明产生的污泥残渣通过进入破乳舱区后，在破乳舱内部加装的多组搅拌机构搅拌的作用下，使气泡与污泥颗粒分离，气泡溢出水体，并与反应舱溢出的气泡一同经过设备上部的集气罩，进行收集，并最后通过集气罩底部输出端排出，进入臭氧破坏器，臭氧分子破坏后还原成氧气，重新排入大气中，剩余的经过浓缩后的污泥从分离破乳箱侧壁加装的出泥管排出，从而提高分离出泥效果。
（发明人：郑辉;孙彤梅;王文阶;侯量;孙雄飞）
