公布日：2023.10.13
申請日：2023.07.25
分類號：C02F11/14(2019.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種基于循環(huán)減量的污泥濃縮系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括污泥濃縮裝置、強制污泥外部循環(huán)單元、自動排水裝置和控制單元；控制單元根據(jù)實時監(jiān)測到的污泥濃縮裝置內(nèi)的污泥濃度數(shù)據(jù)，控制強制污泥外部循環(huán)單元和自動排水裝置的啟停，污泥通過強制污泥外部循環(huán)單元以外部循環(huán)回流方式帶壓進(jìn)入污泥濃縮裝置，以外部動力增強污泥顆粒自絮凝能力，增加污泥濃縮裝置內(nèi)的攪拌，提高污泥處理效果。同時通過自動排水裝置，在污泥循環(huán)濃縮的同時將污泥濃縮裝置內(nèi)的上清液收集外排，實現(xiàn)即時性、高效性的濃縮效果，提高濃縮倍率。
權(quán)利要求書
1.一種基于循環(huán)減量的污泥濃縮系統(tǒng)，其特征在于，包括污泥濃縮裝置(1)、強制污泥外部循環(huán)單元(2)、自動排水裝置(3)和控制單元(13)；所述強制污泥外部循環(huán)單元(2)與所述污泥濃縮裝置(1)首尾相接；所述自動排水裝置(3)設(shè)置于污泥濃縮裝置(1)內(nèi)，用于外排污泥濃縮裝置(1)內(nèi)的上清液，反向?qū)崿F(xiàn)污泥濃縮；所述控制單元(13)能夠監(jiān)測污泥濃度，并啟停強制污泥外部循環(huán)單元(2)和自動排水裝置(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于循環(huán)減量的污泥濃縮系統(tǒng)，其特征在于，所述污泥濃縮裝置(1)下部為倒錐體狀的濃縮沉淀區(qū)(5)，濃縮沉淀區(qū)(5)底部設(shè)有排污口；污泥濃縮裝置(1)上部為泥水分離區(qū)(6)；泥水分離區(qū)(6)內(nèi)設(shè)置有碰撞反應(yīng)區(qū)(4)，碰撞反應(yīng)區(qū)(4)為圓筒狀，上部設(shè)有進(jìn)料口，下部帶有折流擋裙。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于循環(huán)減量的污泥濃縮系統(tǒng)，其特征在于，所述強制污泥外部循環(huán)單元(2)包括強制循環(huán)泵(7)；強制循環(huán)泵(7)的入口通過管道與濃縮沉淀區(qū)(5)的排污口連接，出口連接碰撞反應(yīng)區(qū)(4)的進(jìn)料口；強制循環(huán)泵(7)與碰撞反應(yīng)區(qū)(4)的進(jìn)料口之間的管道上安裝有污泥濃度在線監(jiān)測裝置(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于循環(huán)減量的污泥濃縮系統(tǒng)，其特征在于，所述自動排水裝置(3)包括集水槽(9)；集水槽(9)底部通過固定提升桿與升降驅(qū)動裝置(10)連接；升降驅(qū)動裝置(10)安裝于污泥濃縮裝置(1)的頂部，能夠帶動集水槽(3)在污泥濃縮裝置(1)內(nèi)升降；集水槽(9)底部還設(shè)置有排水口，排水口通過出水連接管(11)與污泥濃縮裝置(1)側(cè)壁的出水口(12)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于循環(huán)減量的污泥濃縮系統(tǒng)，其特征在于，所述出水連接管(11)采用硬質(zhì)可拉伸管或收縮軟管。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于循環(huán)減量的污泥濃縮系統(tǒng)，其特征在于，所述集水槽(9)為環(huán)形集水槽。
7.一種采用權(quán)利要求4-6任一項所述系統(tǒng)的基于循環(huán)減量的污泥濃縮方法，其特征在于，包括以下步驟：外循環(huán)強制處理；當(dāng)污泥原液進(jìn)入污泥濃縮裝置(1)，大顆粒污泥在濃縮沉淀區(qū)(5)沉淀后，采用污泥濃度在線監(jiān)測裝置(8)實時監(jiān)測濃縮沉淀區(qū)(5)的污泥質(zhì)量濃度，當(dāng)濃縮沉淀區(qū)(5)污泥質(zhì)量濃度小于設(shè)計污泥質(zhì)量濃度時，通過控制單元(13)啟動強制循環(huán)泵(7)，使污泥進(jìn)行外循環(huán)強制處理；自動集水排水；污泥外循環(huán)過程中，根據(jù)監(jiān)測污泥濃度啟動自動排水裝置(3)，泥水分離水進(jìn)入集水槽(9)并通過出水連接管(11)排出；排水同時，利用自動升降驅(qū)動裝置(10)控制集水槽(9)不斷勻速向下移動，總排水量逐漸加大，污泥濃度不斷提高；當(dāng)濃度滿足要求時，停止外循環(huán)過程，環(huán)形集水槽(9)上升至起點。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于循環(huán)減量的污泥濃縮方法，其特征在于，所述污泥進(jìn)行外循環(huán)強制處理時，強制循環(huán)泵(7)出口流速應(yīng)滿足：v>2300μ/(ρD)其中，v為泵的出口流速；ρ為污泥密度；μ為污泥黏性系數(shù)；D為碰撞反應(yīng)區(qū)(4)的特征長度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中低濃度污泥濃縮效率低、對脫水設(shè)備要求高的技術(shù)問題，提供一種基于循環(huán)減量的污泥濃縮系統(tǒng)及方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
第一方面，本發(fā)明提供一種基于循環(huán)減量的污泥濃縮系統(tǒng)，包括污泥濃縮裝置、強制污泥外部循環(huán)單元、自動排水裝置和控制單元；所述強制污泥外部循環(huán)單元與所述污泥濃縮裝置首尾相接；所述自動排水裝置設(shè)置于污泥濃縮裝置內(nèi)，用于外排污泥濃縮裝置內(nèi)的上清液，反向?qū)崿F(xiàn)污泥濃縮；所述控制單元能夠監(jiān)測污泥濃度，并啟停強制污泥外部循環(huán)單元和自動排水裝置。
上述系統(tǒng)進(jìn)一步的改進(jìn)在于：
所述污泥濃縮裝置下部為倒錐體狀的濃縮沉淀區(qū)，濃縮沉淀區(qū)底部設(shè)有排污口；污泥濃縮裝置上部為泥水分離區(qū)；泥水分離區(qū)內(nèi)設(shè)置有碰撞反應(yīng)區(qū)，碰撞反應(yīng)區(qū)為圓筒狀，上部設(shè)有進(jìn)料口，下部帶有折流擋裙。
所述強制污泥外部循環(huán)單元包括強制循環(huán)泵；強制循環(huán)泵的入口通過管道與濃縮沉淀區(qū)的排污口連接，出口連接碰撞反應(yīng)區(qū)的進(jìn)料口；強制循環(huán)泵與碰撞反應(yīng)區(qū)的進(jìn)料口之間的管道上安裝有污泥濃度在線監(jiān)測裝置。
所述自動排水裝置包括集水槽；集水槽底部通過固定提升桿與升降驅(qū)動裝置連接；升降驅(qū)動裝置安裝于污泥濃縮裝置的頂部，能夠帶動集水槽在污泥濃縮裝置內(nèi)升降；集水槽底部還設(shè)置有排水口，排水口通過出水連接管與污泥濃縮裝置側(cè)壁的出水口連接。
所述出水連接管采用硬質(zhì)可拉伸管或收縮軟管。
所述集水槽為環(huán)形集水槽。
第二方面，本發(fā)明提供一種采用上述系統(tǒng)的基于循環(huán)減量的污泥濃縮方法，包括以下步驟：
外循環(huán)強制處理；當(dāng)污泥原液進(jìn)入污泥濃縮裝置，大顆粒污泥在濃縮沉淀區(qū)沉淀后，采用污泥濃度在線監(jiān)測裝置實時監(jiān)測濃縮沉淀區(qū)的污泥質(zhì)量濃度，當(dāng)濃縮沉淀區(qū)污泥質(zhì)量濃度小于設(shè)計污泥質(zhì)量濃度時，通過控制單元啟動強制循環(huán)泵，使污泥進(jìn)行外循環(huán)強制處理；
自動集水排水；污泥外循環(huán)過程中，根據(jù)監(jiān)測污泥濃度啟動自動排水裝置，泥水分離水進(jìn)入集水槽并通過出水連接管排出；排水同時，利用自動升降驅(qū)動裝置控制集水槽不斷勻速向下移動，總排水量逐漸加大，污泥濃度不斷提高；當(dāng)濃度滿足要求時，停止外循環(huán)過程，環(huán)形集水槽上升至起點。
進(jìn)一步地，所述污泥進(jìn)行外循環(huán)強制處理時，強制循環(huán)泵出口流速應(yīng)滿足：
v>2300μ/(ρD)
其中，v為泵的出口流速；ρ為污泥密度；μ為污泥黏性系數(shù)；D為碰撞反應(yīng)區(qū)的特征長度。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明公開了一種基于循環(huán)減量的污泥濃縮系統(tǒng)及方法，設(shè)置強制污泥外部循環(huán)單元，污泥以外部循環(huán)回流方式帶壓進(jìn)入污泥濃縮裝置，以外部動力增強污泥顆粒自絮凝能力，增加污泥濃縮裝置內(nèi)的攪拌，提高污泥處理效果。同時通過自動排水裝置，在污泥循環(huán)濃縮的同時將污泥濃縮裝置內(nèi)的上清液收集外排；通過控制單元實時監(jiān)測污泥濃度，控制強制污泥外部循環(huán)單元和自動排水裝置的啟停，實現(xiàn)即時性、高效性的濃縮效果，提高濃縮倍率。
進(jìn)一步地，強制污泥外部循環(huán)單元中的強制循環(huán)泵能夠根據(jù)管道上的污泥濃度在線監(jiān)測裝置，控制強制循環(huán)泵出口流速，從而增加碰撞反應(yīng)區(qū)內(nèi)的攪拌，提高污泥處理效果。
進(jìn)一步地，自動排水裝置內(nèi)的升降驅(qū)動裝置能夠帶動集水槽在污泥濃縮裝置內(nèi)升降，在污泥進(jìn)行外循環(huán)強制處理的同時，通過集水槽不斷勻速升降，總排水量逐漸加大，污泥濃度不斷提高，提高了濃縮效率。
（發(fā)明人：劉貴棟;李小軍;陳玉強;陳陽;張凱;胡明睿;高先登）
