公布日：2024.12.27
申请日：2024.09.23
分类号：B01D21/02(2006.01)I;B01D21/24(2006.01)I;B01D21/32(2006.01)I;B01D21/34(2006.01)I
摘要
本发明涉及水处理技术领域，公开了一种高效的污泥重力浓缩装置，包括储存池和设置于储存池上的排水管，排水管的一端与储存池连通，另一端位于储存池之外，排水管与储存池连通的一端上可拆卸连接有引流机构，引流机构包括大径管、小径管和连通管，大径管连通于排水管和小径管之间，大径管的直径大于小径管的直径，连通管的底端与大径管连通、连通管的顶端向上延伸与大气连通，小径管上连接有控制小径管通断的开关机构。本解决了现有技术中储存池在泥水分离时效果差且分离效率低的问题。
权利要求书
1.一种高效的污泥重力浓缩装置，包括储存池和设置于储存池上的排水管，排水管的一端与储存池连通，另一端位于储存池之外，其特征在于：所述排水管与储存池连通的一端上可拆卸连接有引流机构，所述引流机构包括大径管、小径管和连通管，大径管连通于排水管和小径管之间，大径管的直径大于小径管的直径，连通管的底端与大径管连通、连通管的顶端向上延伸与大气连通，所述小径管上连接有控制小径管通断的开关机构。
2.根据权利要求1所述的一种高效的污泥重力浓缩装置，其特征在于：所述连通管的顶端距离储存池顶面之间的距离大于等于5cm。
3.根据权利要求1所述的一种高效的污泥重力浓缩装置，其特征在于：所述开关机构包括封堵头，所述封堵头可拆卸连接于小径管上远离大径管的一端。
4.根据权利要求3所述的一种高效的污泥重力浓缩装置，其特征在于：所述开关机构还包括驱动器，驱动器连接于小径管的外壁上，所述封堵头与驱动器固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种高效的污泥重力浓缩装置，其特征在于：所述封堵头呈圆锥形，小径管上设有与圆锥形封堵头配合的圆锥面。
6.根据权利要求4所述的一种高效的污泥重力浓缩装置，其特征在于：所述驱动器的数量至少为两个，所有驱动器沿着小径管的外侧周向均匀排布。
7.根据权利要求4所述的一种高效的污泥重力浓缩装置，其特征在于：所述小径管转动连接于大径管上，所述小径管远离大径管的一端固定连接有悬浮部，在悬浮部的浮力作用下，小径管远离大径管的一端位于上清液的液面下方。
8.根据权利要求7所述的一种高效的污泥重力浓缩装置，其特征在于：所述驱动器位于悬浮部内。
9.根据权利要求8所述的一种高效的污泥重力浓缩装置，其特征在于：所述储存池上固定连接有用于检测储存池内液面高度的液位检测器，以及用于检测污泥高度的泥位检测器，且储存池之外设置有控制单元，所述驱动器、液位检测器和泥位检测器均与控制单元信号连接。
10.根据权利要求1所述的一种高效的污泥重力浓缩装置，其特征在于：所述引流机构的数量为多个，多个引流机构在竖直方向上间距排列。
发明内容
本发明意在提供一种高效的污泥重力浓缩装置，以解决现有技术中储存池在泥水分离时效果差且分离效率低的问题。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种高效的污泥重力浓缩装置，包括储存池和设置于储存池上的排水管，排水管的一端与储存池连通，另一端位于储存池之外，排水管与储存池连通的一端上可拆卸连接有引流机构，引流机构包括大径管、小径管和连通管，大径管连通于排水管和小径管之间，大径管的直径大于小径管的直径，连通管的底端与大径管连通、连通管的顶端向上延伸与大气连通，小径管上连接有控制小径管通断的开关机构。
本方案的原理是：排水管的一端与储存池内部连通，另一端位于储存池之外，使得储存池内分离出的上清液可以由排水管排出储存池之外；同时，本申请中在排水管与储存池连通的一端可拆卸连接有引流机构，当连接引流机构后，在完成一次泥水分离后，打开开关机构，使得小径管处于连通状态，此时储存池内的上清液首先进入小径管，然后再由小径管流入到直径更大的大径管内，最终由大径管流入到排水管而排出储存池之外。
本申请中，由于上清液在排出储存池时是首先由直径小的小径管流入直径更大的大径管的，能够实现水跃消能，而且在流入大径管时，在大径管上还连通有与大气连通的连通管，从而有效降低上清液在流动过程中的雷诺数，使得上清液在流出过程中尽量保持层流，以减小上清液排出过程中对污泥的扰动，有效提升泥水分离的效果。
本方案的有益效果是：1.有效提升泥水分离的效果：相比于现有技术中上清液在排出储存池之外时，由于上清液在排水管内流动容易形成紊流而扰动已经分离的污泥，从而造成上清液排出时内含有污泥而影响泥水分离效果。本申请中，由于设置引流机构，利用引流机构使得上清液在排出过程中尽量保持层流，从而有效减少排出过程中对污泥的扰动，使得排出的上清液中污泥含量十分低，有效提升泥水分离的效果。
2.能够有效提升泥水分离的效率：本申请中，由于设置引流机构后上清液在排出过程中的雷诺数更低，对于储存池内已经分离的污泥产生的扰动更小，因此在向储存池内新加入泥水混合液时，在排水管位置不发生改变且泥水分离效果与现有技术相同的情况下，储存池内可以储存污泥的高度上极限值可以向上提升，从而使储存池每次排出所有污泥之前能够更多次数地新注入泥水混合液，有效提升泥水分离的效率。更重要的是，根据储存池内泥水分离过程中的重力浓缩过程，循环多次注入新的泥水混合液后，储存池污泥的浓度会越来越大，泥水混合液内颗粒与颗粒物质之间会产生更多的碰撞，增强了絮凝作用，从而使沉降速度大幅提升，相较于一般的浓缩能够明显缩短沉降时间，进一步提升泥水分离的效率。
3.拆装方便、方便应用：本申请中，引流机构是可拆卸连接于排水管上的，因此采用本申请中的一种高效的污泥重力浓缩装置，不仅能够在新建的储存池上很好地应用本装置，从而提升泥水分离效率；同时，可以将本申请中的引流机构连接于现有已经建成储存池内的排水管上，从而在不改变或者重新修建储存池的情况下，也能有效提升整个设备的泥水分离效率，经济价值十分大。
4.具有较好的经济效益：本申请中，由于在储存池循环加入泥水混合液的浓缩过程中，随着加入泥水混合液的次数增多，且上清液先后多次被排水管排出后，储存池内污泥的浓度会越来越大，此时污泥浓缩的效率会跟随增大。对于现有技术中某些特殊情况下，原泥水混合液自身难以形成良好的分离效果时，需要在泥水混合液内加入絮凝剂等药剂，在此情况下，采用本申请中的方案，在实际污泥浓缩过程中，随着加入泥水混合液次数的增加，在保证每次浓缩分离效率的情况下，每次浓缩沉淀过程中加入储存池内絮凝剂等药剂的量可以逐渐减少，且由于添加泥水混合液的次数越多，储存池内药剂可以更多次数地发生二次反应，从而减少浓缩过程中药剂的消耗成本，对于在线亚洲精品自拍,精品乱码一区二区三四区视频、化工厂等处理泥水混合液处理量十分大的场合，其经济效益是十分可观的。另外，由于采用本申请的污泥浓缩装置对污泥的浓缩效果更好，在将污泥浓缩后进行机械干化处理等工艺时可以有效节约机械干化处理的设备投资成本以及设备运行成本等，进一步提升其经济效益。
优选的，作为一种改进，所述连通管的顶端距离储存池顶面之间的距离大于等于5cm。
本方案中，连通管顶端位于储存池内，且连通管的顶端距离储存池顶面之间的距离大于等于5cm，此时连通管不仅能够辅助上清液更加平稳地流出储存池之外，连通管还能作为溢流管使用，在向储存池内新注入泥水混合液时，即使未能及时关闭向储存池内注入新的泥水混合液，在储存池内泥水混合液液面不断上升时，可以有效避免泥水混合液满出储存池之外，多余的泥水混合液可以由连通管溢流，防止污水四处随意扩散而污染环境。
优选的，作为一种改进，所述开关机构包括封堵头，所述封堵头可拆卸连接于小径管上远离大径管的一端。
本方案中，利用封堵头控制小径管的通断，结构简单且控制方便。
优选的，作为一种改进，所述开关机构还包括驱动器，驱动器连接于小径管的外壁上，所述封堵头与驱动器固定连接。
本方案中，利用驱动器驱动封堵头相对小径管的连接或者断开，便于自动控制小径管的通断，控制更加方便且精准。
优选的，作为一种改进，所述封堵头呈圆锥形，小径管上设有与圆锥形封堵头配合的圆锥面。
本方案中，将封堵头设置为圆锥形，并在小径管的端部设置圆锥面，使得封堵头能够方便且稳定地与小径管的端部形成连接密封，同时避免封堵头完全进入小径管内而无法方便地取出小径管之外，锥形面的设置，使得封堵头的取出更加省力，从而使得驱动器能够更加方便地驱动封堵头运动；且在储存池内上清液水压的作用下，上清液对封堵头具有一定的压力作用，从而使得封堵头能够更加稳定地起到密封作用。
优选的，作为一种改进，所述驱动器的数量至少为两个，所有驱动器沿着小径管的外侧周向均匀排布。
本方案中，将驱动器的数量设置为多个，能够更加方便且平稳地推动封堵头移动，从而对小径管实现更好的通断控制。
优选的，作为一种改进，所述小径管转动连接于大径管上，所述小径管远离大径管的一端固定连接有悬浮部，在悬浮部的浮力作用下，小径管远离大径管的一端位于上清液的液面下方。
本方案中，小径管是转动连接于大径管上的，而悬浮部是固定连接于小径管远离大径管的一端，当储存池内泥水分离后而在上层形成上清液后，在悬浮部的浮力作用下，小径管远离大径管的一端始终位于上清液的液面下方，确保上清液始终能够顺利经小径管的进液端进入小径管而被排出储存池之外，直至能够经小径管流出的所有上清液均流出储存池之外为止。
本方案中，由于悬浮部的浮力作用，小径管会随着储存池内上清液内液面变化而自动相对大径管转动，从而使得小径管的进液端与上清液的液面距离始终处于较小的距离状态，在上清液整个排出过程中，上清液的液面与小径管进液端之间的距离合适，可以避免小径管的进液端与上清液液面过大而造成上清液进入小径管进液端时压力过大，从而使得上清液进入小径管时的流速处于更加平缓的状态，有利于上清液在小径管以及大径管内流动时处于层流状态，进一步提升泥水分离的效率和效果。同时，由于本方案中的小径管是转动连接于大径管上的，因此在浓缩分离过程中，理论情况下，只要污泥的高度小于小径管的进液端转动至上极限位置下，都可以利用小径管将上清液排出（当然需要在小径管能够转动的前提下），因此将本申请中技术方案直接改进到现有技术中的排水管上时，可以使污泥的高度进一步上升，提升整个装置空间利用率，从而进一步提升污泥浓缩分离的效率以及污泥浓缩分离的质量。
更重要的是，本方案中在上清液排出的初始阶段，小径管的进液端处于上极限位置，随着上清液不断排出而液面降低，小径管在竖直方向的倾斜角度逐渐增大，且随着小径管逐渐转动，小径管以及小径管上开关机构的重力作用于悬浮部上的分力更大，使得小径管顶端局域上清液的液面距离越来越大，从而在上清液的液面不断下降过程中，上清液也能够稳定且顺畅地流入到小径管内，实现对上清液的顺畅排出。
另外，需要说明的是，本方案中，为了使小径管在上清液的液面降低至合适位置时自动相对大径管转动，可以将悬浮部设置于小径管的一侧，从而在上清液的液面降低至小径管能够自动发生转动时自动向未设置悬浮部的一侧倾倒，以保证小径管在上清液的液面下降过程中能够自动转动，使得上清液的排出过程能够顺利进行；当然，更进一步，可以在小径管背离悬浮部的一侧固定连接配重块，使得任何状态小径管都处于倾斜状态，完全保证小径管能够顺利排出上清液。
同时，本方案中由于小径管在上清液的液面下降后处于倾斜状态，且小径管发生转动后小径管的进液端是处于倾斜向上的状态，此状态下有利于高度高于小径管进液端的上清液以层流状态进入到小径管内，同时还能减小上清液进入小径管时对下层上清液产生的扰动，从而最大程度减小上清液排出过程对污泥的扰动，进一步提升泥水分离的效率和效果。
优选的，作为一种改进，所述驱动器位于悬浮部内。
本方案中，悬浮部不仅对小径管提供浮力，还能对驱动器起到保护作用，从而使得整个装置能够更加稳定地排出上清液。
优选的，作为一种改进，所述储存池上固定连接有用于检测储存池内液面高度的液位检测器，以及用于检测污泥高度的泥位检测器，且储存池之外设置有控制单元，所述驱动器、液位检测器和泥位检测器均与控制单元信号连接。
本方案中，液位检测器用于检测储存池内液面的液面高度，其中液面高度可以包括泥水混合液的高度、上清液的液面高度等，泥位检测器用于检测储存池内污泥高度，控制单元用于设置污泥高度阈值、储存池内液面高度极大值和极小值以及控制驱动器打开封堵头。利用液位检测器、泥位检测器对储存池内液面高度以及泥水分离后泥位的实际高度进行检测，从而自动对泥水混合液的进液进行控制，并自动检测泥位高低而在合适时机自动控制上清液的排出，使得整个浓缩装置的浓缩过程更加精准和自动化。
优选的，作为一种改进，所述引流机构的数量为多个，多个引流机构在竖直方向上间距排列。
本方案中，将引流机构的数量设置为多个，多个引流机构在竖直方向上间距排列，即多个引流机构在竖直方向上存在高度差，多个引流机构可以在同一竖直线上，也可以分布在储存池的不同位置（例如不同侧面等），利用多个高度不同的引流机构对储存池内上清液进行排出，可以在沉淀浓缩过程中由上自下依次打开多个引流机构，始终排出顶层已经完全沉淀浓缩后的上清液，且随着污泥与上清液的分界面逐渐下移时，逐渐打开下侧的引流机构，起到更好的排出效果；当然，也可以等待上清液与污泥完成浓缩分离后，同时打开多个引流机构，使得所有上清液被快速排出，提升污泥浓缩的效率。
污泥浓缩池，包括所述的一种高效的污泥重力浓缩装置。
通过在污泥浓缩池内设置所述的一种高效的污泥重力浓缩装置，能够更加高效且高质量地完成泥水分离。
污泥浓缩方法，利用所述的一种高效的污泥重力浓缩装置或者所述的污泥浓缩池进行泥水浓缩分离，泥水浓缩分离的步骤如下，步骤一、泥水分离，首先关闭开关机，向储存池内注入泥水混合液，然后等待泥水混合液在储存池内完成泥水分离，泥水分离产生的污泥位于储存池的下层，泥水分离产生的上清液位于储存池的上层；步骤二、排出上清液，利用开关机构打开小径管，储存池上层的上清液首先进入小径管，然后再进入大径管，当上清液由小径管进入大径管时，在连通管的连通作用下，上清液以层流状态流入排水管，并最终由排水管排出储存池之外；步骤三、新加入泥水混合液，当步骤二中上清液被排出后，关闭开关机构，然后向储存池内新注入泥水混合液，然后等待泥水混合液在储存池内完成泥水分离，泥水分离产生的污泥位于储存池的下层，泥水分离产生的上清液位于储存池的上层；然后再按照步骤二排出产生的上清液；步骤四、重复步骤二至步骤三，直至储存池内产生的污泥高度接近排水口高度而无法继续浓缩时，停止向储存池内新注入泥水混合液，将储存池内所有上清液以及污泥排出储存池之外，再重复步骤一进行下一循环的泥水浓缩分离。
（发明人：李果;孙通;刘升华;杨婷）
