CN112587968B - 一种污泥分离用旋流分离器及其使用方法 - Google Patents

一种污泥分离用旋流分离器及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种污泥分离用旋流分离器及其使用方法,所述旋流分离器包括上部的筒体段,下部的锥体段和顶部的溢流段;锥体段包括上部锥体段和下部锥体段,所述锥体段内部包括凸起颗粒;所述溢流段顶部设置有溢流口,所述筒体段侧壁上设置有进料口;所述溢流段***所述筒体段;所述下部锥体段下部设置有底流口;所述旋流器的直径为40mm~200mm、锥角为2°~6°,所述溢流段、筒体段和锥体段的直径和锥角依次变小,角锥比为0.4~0.6;旋分后溢流污泥和底流污泥的排放和回流,形成了双污泥和双泥龄,满足了生物除磷的短泥龄和生物除氮的长泥龄,同时通过回流可以保持生化单元高的污泥浓度和微生物活性,强化生物除氮和除磷过程。

Description

一种污泥分离用旋流分离器及其使用方法
技术领域
本发明属于污水生物处理技术领域,具体涉及一种污泥分离用旋流分离器及其使用方法,所述污泥为低密度差粘性生物颗粒。
背景技术
随着我国经济发展过程中人们对环境保护意识的不断加强,城镇污水处理行业在过去的二十年里迅速发展,如我国城镇污水处理率从1998年的不足16.2%飙升至2017年底的95.0%,环境效益显著。在我国污水事业发展过程中,“重水轻泥”问题突出,对污泥处理处置设施的建设重视不够、投资不足,造成大量的城镇污泥未得到有效处置,污泥问题凸显;据统计,我国2018年上半年(1 月-6月)城镇污泥年产量约为1800万吨(80%含水率)。因此,提高污水处理效率,特别是提高污水处理厂的脱氮除磷效率,从源头上减少产生富营养化问题的污染物变得至关重要。
城镇污水处理过程中,在活性污泥***中投加活性炭,硅藻土,沸石等粉末载体,构建悬浮生长和附着粉末载体生长“双泥”共生的微生物***;可以大幅增加生化单元的微生物量和微生物活性,提高污水生物脱氮除磷能力,是一种高效的污水处理技术。由于附着粉末载体形成的生物颗粒污泥粒径在0.05mm~ 0.1mm,与传统活性污泥粒径(-0.03mm~0.06mm)接近,假密度为1.1g/cm3~ 1.2g/cm3,略重于传统活性污泥,密度差异小于10%,导致生物颗粒污泥很难分离回收利用。
发明内容
本发明针对上述缺陷,提供一种通过旋分实现脱氮、除磷双污泥及双泥龄,并且双泥龄的调控简单方便的低密度差粘性生物颗粒污泥分离用旋流分离器。
本发明提供如下技术方案:一种污泥分离用旋流分离器,包括上部的筒体段,下部的锥体段和顶部的溢流段;所述锥体段包括上部锥体段和下部锥体段,所述锥体段内部包括凸起颗粒;所述溢流段顶部设置有溢流口,所述筒体段侧壁上设置有进料口;所述溢流段***所述筒体段;所述下部锥体段下部设置有底流口;
所述旋流器的直径为40mm~200mm、锥角为2°~6°,所述溢流段、筒体段和锥体段的直径和锥角依次变小,角锥比为0.4~0.6;
所述溢流段***所述筒体段的深度为所述旋流器直径的0.3倍~0.55倍;
所述溢流口的直径为所述旋流器直径的0.3倍~0.5倍;
所述进料口为长方形,所述长方形面积为A,所述长方形的长边同旋流器器壁相平行进入旋流器,所述进料口的尺寸用等效直径d表述,所述
Figure BDA0002794422370000021
所述进料口的等效直径d为所述旋流器直径的0.2倍~0.4倍,以渐开线的方式与所述旋流器连接;
所述底流口的直径为所述旋流器直径的0.15倍~0.25倍;
所述凸起颗粒按从所述溢流口至所述底流口方向逐段变小,布置逐段变密,布置密度为20万个/m2~40万个/m2
进一步地,所述凸起颗粒为硬质塑料材料或金属材料制成的,以内衬方式贴入所述下部的锥体段内表面;所述凸起颗粒为半球形,直径为2mm~4mm。
进一步地,所述筒体段的直径为120mm,高度为220mm。
进一步地,所述进料口的尺寸为20mm×40mm。
进一步地,所述溢流口的直径为50mm。
进一步地,所述溢流段***筒体段的深度为100mm。
进一步地,所述底流口的直径为20mm。
进一步地,所述上部锥体段的高度为200mm,锥角为5°,所述上部锥体段 (7)内表面设置的所述硬质颗粒的直径为3mm,高度为3mm,布置密度为20 万个/m2
进一步地,所述下部锥体段的高度为620mm,锥角为3°所述下部锥体段内表面设置的所述硬质颗粒的直径为2mm,高度为2mm,布置密度为35万个/m2
本发明还提供上述粘性生物颗粒污泥分离用旋流分离器的使用方法,将污泥浓度为6g/L~12g/L的含有粉末载体的混合污泥,以10m3/h~30m3/h的进料流量、 0.15MPa~0.25MPa的进料压力送入所述旋流分离器后,开启所述旋流分离器,进行分离,在所述溢流口和所述底流口得到性质差异显著的污泥,分别进行排放或回流,所述溢流口得到总磷含量和有机质含量较高的污泥,主要以老化脱落的污泥为主,微生物活性和沉降性能较差,作为剩余污泥排出,可以强化生物除磷效率和有机物去除效率;所述底流口得到的污泥主要富集了具有粉末载体生物颗粒,比表面积大,沉降性能较好,回流至生化单元,可以保持生化单元高的污泥浓度和微生物活性。
本发明的有益效果为:
1、本发明利用多段、小锥角、小直径长锥体、内表面粗糙的旋流分离器,对低密度差混合粘性生物颗粒进行了旋分分离,以旋流分离器的高离心力、高剪切力及锥体内表面硬质凸起颗粒切割粘性生物颗粒污泥,把污泥分成总磷含量和有机质含量较高,污泥活性较低的污泥和总磷含量和有机质含量较低,污泥活性较高的污泥,分选出性质差异显著的污泥。
2、溢流污泥总磷含量高、有机物含量高,以剩余污泥排放可以提高生物除磷效率和有机污染物去除效率。底流污泥比表面积大、沉降性能较好、微生物活性高,回流至生化单元可以保持生化单元高的污泥浓度和微生物活性。
3、本发明通过旋分实现脱氮、除磷双污泥及双泥龄,并且双泥龄的调控简单方便。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
图1为本发明提供的低密度差粘性生物颗粒污泥分离用旋流分离器整体示意图;
图2为本发明提供的旋流分离器的凸起颗粒正面结构示意图;
图3为本发明提供的旋流分离器的凸起颗粒侧面结构示意图。
具体实施例方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-3所示,为本发明提供的一种污泥分离用旋流分离器,用于低密度差粘性生物颗粒污泥的分离处理,包括上部的筒体段1,下部的锥体段2和顶部的溢流段3;锥体段2包括上部锥体段7和下部锥体段8,锥体段2内部包括凸起颗粒9;溢流段3顶部设置有溢流口5,筒体段1侧壁上设置有进料口4;溢流段3***筒体段1;下部锥体段8下部设置有底流口6;
旋流器的直径为40mm~200mm、锥角为2°~6°,溢流段3、筒体段1和锥体段2的直径和锥角依次变小,各段角锥比为0.4~0.6;
溢流段3***筒体段1的深度为旋流器直径的0.3倍~0.55倍;
溢流口5的直径为旋流器直径的0.3倍~0.5倍;
进料口4为长方形,长方形面积为A,长方形的长边同旋流器器壁相平行进入旋流器,所述进料口4的尺寸用等效直径d表述,
Figure BDA0002794422370000041
进料口的等效直径d为旋流器直径的0.2倍~0.4倍,以渐开线的方式与旋流器连接;
底流口6的直径为旋流器直径的0.15倍~0.25倍;
凸起颗粒9按从溢流口5至底流口6方向逐段变小,布置逐段变密,布置密度为20万个m2~40万个m2
如图2所示,凸起颗粒9为硬质塑料材料或金属材料制成的,以内衬方式贴入下部的锥体段2内表面;凸起颗粒9为半球形,直径为2mm~4mm。
本实施例提供的旋流器直径、锥角,溢流段3、筒体段1和锥体段2的直径和锥角,溢流段3***筒体段1的深度,溢流口5、进料口4和底流口6的直径以及凸起颗粒的材质、布置密度以及直径和高度的具体尺寸大小可以根据所处理的污泥的量、上部锥体段和下部锥体段所需要的促紊效果,以及旋流分离器所需要的离心力、剪切力的不同而进行设置。
实施例2
本实施例提供的旋流分离器与实施例1的不同之处在于,筒体段1的直径为120mm,高度为220mm,进料口4的尺寸为20mm×40mm,溢流口5的直径为 50mm,溢流段3***筒体段1的深度为100mm,底流口6的直径为20mm;
上部锥体段7的高度为200mm,锥角为5°,上部锥体段7内表面设置的硬质颗粒9的直径为3mm,高度为3mm,布置密度为20万个/m2
下部锥体段8的高度为620mm,锥角为3°下部锥体段(8)内表面设置的硬质颗粒9的直径为2mm,高度为2mm,布置密度为35万个/m2
实施例3
本实施例提供采用上述实施例提供的粘性生物颗粒污泥分离用旋流分离器的使用方法,将污泥浓度为6g L~12g L的含有粉末载体的混合污泥,以10m3 /h~30m3/h的进料流量、0.15-0.25MPa的进料压力送入旋流分离器后,开启旋流分离器,进行分离,在溢流口5和底流口6得到性质差异显著的污泥,分别进行排放或回流,溢流口5得到总磷含量和有机质含量较高的污泥,主要以老化脱落的污泥为主,微生物活性和沉降性能较差,作为剩余污泥排出,可以强化生物除磷效率和有机物去除效率;底流口6得到的污泥主要富集了具有粉末载体生物颗粒,比表面积大,沉降性能较好,回流至生化单元,可以保持生化单元高的污泥浓度和微生物活性。
通过本发明提供的旋流分离器的旋分分离和回流,在投加粉末载体的活性污泥***中保持生化单元的高污泥浓度和微生物活性,保持高的脱氮除磷和有机物去除效率。该方法利用多段、小锥角、小直径长锥体、内表面分布凸起颗粒的旋流分离器对含有粉末载体生物颗粒污泥的混合污泥进行分选。通过锥体内表面分布的硬质凸起颗粒的促紊作用,对溶解性微生物产物引起粘结的生物颗粒污泥进行分离;同时利用旋流分离器的从上到下逐渐减小锥角的筒体段和锥体段所形成的高离心力、高剪切力切割污泥,剥离活性污泥菌胶团和粉末载体表面附着的老化污泥,从溢流段3的溢流口5和下部锥体段8下部的底流口6分离出两种不同性质的污泥。溢流段3的溢流口5分离得到的溢流污泥总磷含量和有机质含量较高,主要以老化脱落的污泥为主,微生物活性和沉降性能较差,作为剩余污泥排出,可以强化生物除磷效率和有机物去除效率;下部锥体段8下部的底流口6 分离得到的底流污泥富集了更多的粉末载体生物颗粒,比表面积大,沉降性能较好,通过回流至生化单元,可以保持生化单元高的污泥浓度和微生物活性。
旋分后溢流污泥和底流污泥的排放和回流,形成了双污泥和双泥龄,满足了生物除磷的短泥龄和生物除氮的长泥龄,同时通过回流可以保持生化单元高的污泥浓度和微生物活性,强化生物除氮和除磷过程。旋分后的污泥也可以根据污水脱氮除磷要求,分别控制两种污泥的泥龄,实现对生物脱氮除磷过程的有效控制。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述,但在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种污泥分离用旋流分离器,其特征在于,包括上部的筒体段(1),下部的锥体段(2)和顶部的溢流段(3);所述锥体段(2)包括上部锥体段(7)和下部锥体段(8),所述锥体段(2)内部包括凸起颗粒(9);所述溢流段(3)顶部设置有溢流口(5),所述筒体段(1)侧壁上设置有进料口(4);所述溢流段(3)***所述筒体段(1);所述下部锥体段(8)下部设置有底流口(6);
所述旋流分离器的直径为40mm~200mm、锥角为2°~6°,所述溢流段(3)、筒体段(1)和锥体段(2)的直径和锥角依次变小,角锥比为0.4~0.6;
所述溢流段(3)***所述筒体段(1)的深度为所述旋流分离器直径的0.3倍~0.55倍;
所述溢流口(5)的直径为所述旋流分离器直径的0.3倍~0.5倍;
所述进料口(4)为长方形,所述长方形面积为A,所述长方形的长边同旋流分离器器壁相平行进入旋流分离器,所述进料口(4)的尺寸用等效直径d表述,所述
Figure FDA0003145489540000011
所述进料口的等效直径d为所述旋流分离器直径的0.2倍~0.4倍,以渐开线的方式与所述旋流分离器连接;
所述底流口(6)的直径为所述旋流分离器直径的0.15倍~0.25倍;
所述凸起颗粒(9)按从所述溢流口(5)至所述底流口(6)方向逐段变小,布置逐段变密,布置密度为20万个/m2~40万个/m2
2.根据权利要求1所述的一种污泥分离用旋流分离器,其特征在于,所述凸起颗粒(9)为硬质塑料材料或金属材料制成的,以内衬方式贴入所述下部的锥体段(2)内表面;所述凸起颗粒(9)为半球形,直径为2mm~4mm。
3.根据权利要求1所述的一种污泥分离用旋流分离器,其特征在于,所述筒体段(1)的直径为120mm,高度为220mm。
4.根据权利要求1所述的一种污泥分离用旋流分离器,其特征在于,所述进料口(4)的尺寸为20mm×40mm。
5.根据权利要求1所述的一种污泥分离用旋流分离器,其特征在于,所述溢流口(5)的直径为50mm。
6.根据权利要求1所述的一种污泥分离用旋流分离器,其特征在于,所述溢流段(3)***筒体段(1)的深度为100mm。
7.根据权利要求1所述的一种污泥分离用旋流分离器,其特征在于,所述底流口(6)的直径为20mm。
8.根据权利要求1所述的一种污泥分离用旋流分离器,其特征在于,所述上部锥体段(7)的高度为200mm,锥角为5°,所述上部锥体段(7)内表面设置的所述凸起颗粒(9)的直径为3mm,高度为3mm,布置密度为20万个/m2
9.根据权利要求1所述的一种污泥分离用旋流分离器,其特征在于,所述下部锥体段(8)的高度为620mm,锥角为3°所述下部锥体段(8)内表面设置的所述凸起颗粒(9)的直径为2mm,高度为2mm,布置密度为35万个/m2
10.根据权利要求1-9任一所述的一种污泥分离用旋流分离器的使用方法,其特征在于,将污泥浓度为6g/L~12g/L的含有粉末载体的混合污泥,以10m3/h~30m3/h的进料流量、0.15MPa~0.25MPa的进料压力送入所述旋流分离器后,开启所述旋流分离器,进行分离,在所述溢流口(5)和所述底流口(6)得到性质差异显著的污泥,分别进行排放或回流,所述溢流口(5)得到的污泥,以老化脱落的污泥为主,作为剩余污泥排出;所述底流口(6)得到的污泥主要富集了具有粉末载体生物颗粒,回流至生化单元。
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Patentee after: SHANGHAI BOSAITONG ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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Patentee after: Hunan Sanyou Environmental Protection Technology Co.,Ltd.

Address before: 201207 Pudong New Area, Shanghai, China (Shanghai) free trade trial area, No. 3, 1 1, Fang Chun road.

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