公布日：2023.10.13
申請日：2023.07.25
分類號：C02F11/14(2019.01)I
摘要
本發明公開了一種基于循環減量的污泥濃縮系統及方法，系統包括污泥濃縮裝置、強制污泥外部循環單元、自動排水裝置和控制單元；控制單元根據實時監測到的污泥濃縮裝置內的污泥濃度數據，控制強制污泥外部循環單元和自動排水裝置的啟停，污泥通過強制污泥外部循環單元以外部循環回流方式帶壓進入污泥濃縮裝置，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，在污泥循環濃縮的同時將污泥濃縮裝置內的上清液收集外排，實現即時性、高效性的濃縮效果，提高濃縮倍率。
權利要求書
1.一種基于循環減量的污泥濃縮系統，其特征在于，包括污泥濃縮裝置(1)、強制污泥外部循環單元(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)設置于污泥濃縮裝置(1)內，用于外排污泥濃縮裝置(1)內的上清液，反向實現污泥濃縮；所述控制單元(13)能夠監測污泥濃度，并啟停強制污泥外部循環單元(2)和自動排水裝置(3)。
2.根據權利要求1所述的一種基于循環減量的污泥濃縮系統，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(5)，濃縮沉淀區(5)底部設有排污口；污泥濃縮裝置(1)上部為泥水分離區(6)；泥水分離區(6)內設置有碰撞反應區(4)，碰撞反應區(4)為圓筒狀，上部設有進料口，下部帶有折流擋裙。
3.根據權利要求2所述的一種基于循環減量的污泥濃縮系統，其特征在于，所述強制污泥外部循環單元(2)包括強制循環泵(7)；強制循環泵(7)的入口通過管道與濃縮沉淀區(5)的排污口連接，出口連接碰撞反應區(4)的進料口；強制循環泵(7)與碰撞反應區(4)的進料口之間的管道上安裝有污泥濃度在線監測裝置(8)。
4.根據權利要求3所述的一種基于循環減量的污泥濃縮系統，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動裝置(10)連接；升降驅動裝置(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)內升降；集水槽(9)底部還設置有排水口，排水口通過出水連接管(11)與污泥濃縮裝置(1)側壁的出水口(12)連接。
5.根據權利要求4所述的一種基于循環減量的污泥濃縮系統，其特征在于，所述出水連接管(11)采用硬質可拉伸管或收縮軟管。
6.根據權利要求4所述的一種基于循環減量的污泥濃縮系統，其特征在于，所述集水槽(9)為環形集水槽。
7.一種采用權利要求4-6任一項所述系統的基于循環減量的污泥濃縮方法，其特征在于，包括以下步驟：外循環強制處理；當污泥原液進入污泥濃縮裝置(1)，大顆粒污泥在濃縮沉淀區(5)沉淀后，采用污泥濃度在線監測裝置(8)實時監測濃縮沉淀區(5)的污泥質量濃度，當濃縮沉淀區(5)污泥質量濃度小于設計污泥質量濃度時，通過控制單元(13)啟動強制循環泵(7)，使污泥進行外循環強制處理；自動集水排水；污泥外循環過程中，根據監測污泥濃度啟動自動排水裝置(3)，泥水分離水進入集水槽(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；當濃度滿足要求時，停止外循環過程，環形集水槽(9)上升至起點。
8.根據權利要求7所述的一種基于循環減量的污泥濃縮方法，其特征在于，所述污泥進行外循環強制處理時，強制循環泵(7)出口流速應滿足：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；D為碰撞反應區(4)的特征長度。
發明內容
本發明的目的在于解決現有技術中低濃度污泥濃縮效率低、對脫水設備要求高的技術問題，提供一種基于循環減量的污泥濃縮系統及方法。
為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：
第一方面，本發明提供一種基于循環減量的污泥濃縮系統，包括污泥濃縮裝置、強制污泥外部循環單元、自動排水裝置和控制單元；所述強制污泥外部循環單元與所述污泥濃縮裝置首尾相接；所述自動排水裝置設置于污泥濃縮裝置內，用于外排污泥濃縮裝置內的上清液，反向實現污泥濃縮；所述控制單元能夠監測污泥濃度，并啟停強制污泥外部循環單元和自動排水裝置。
上述系統進一步的改進在于：
所述污泥濃縮裝置下部為倒錐體狀的濃縮沉淀區，濃縮沉淀區底部設有排污口；污泥濃縮裝置上部為泥水分離區；泥水分離區內設置有碰撞反應區，碰撞反應區為圓筒狀，上部設有進料口，下部帶有折流擋裙。
所述強制污泥外部循環單元包括強制循環泵；強制循環泵的入口通過管道與濃縮沉淀區的排污口連接，出口連接碰撞反應區的進料口；強制循環泵與碰撞反應區的進料口之間的管道上安裝有污泥濃度在線監測裝置。
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動裝置連接；升降驅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升降；集水槽底部還設置有排水口，排水口通過出水連接管與污泥濃縮裝置側壁的出水口連接。
所述出水連接管采用硬質可拉伸管或收縮軟管。
所述集水槽為環形集水槽。
第二方面，本發明提供一種采用上述系統的基于循環減量的污泥濃縮方法，包括以下步驟：
外循環強制處理；當污泥原液進入污泥濃縮裝置，大顆粒污泥在濃縮沉淀區沉淀后，采用污泥濃度在線監測裝置實時監測濃縮沉淀區的污泥質量濃度，當濃縮沉淀區污泥質量濃度小于設計污泥質量濃度時，通過控制單元啟動強制循環泵，使污泥進行外循環強制處理；
自動集水排水；污泥外循環過程中，根據監測污泥濃度啟動自動排水裝置，泥水分離水進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；當濃度滿足要求時，停止外循環過程，環形集水槽上升至起點。
進一步地，所述污泥進行外循環強制處理時，強制循環泵出口流速應滿足：
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；D為碰撞反應區的特征長度。
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
本發明公開了一種基于循環減量的污泥濃縮系統及方法，設置強制污泥外部循環單元，污泥以外部循環回流方式帶壓進入污泥濃縮裝置，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，在污泥循環濃縮的同時將污泥濃縮裝置內的上清液收集外排；通過控制單元實時監測污泥濃度，控制強制污泥外部循環單元和自動排水裝置的啟停，實現即時性、高效性的濃縮效果，提高濃縮倍率。
進一步地，強制污泥外部循環單元中的強制循環泵能夠根據管道上的污泥濃度在線監測裝置，控制強制循環泵出口流速，從而增加碰撞反應區內的攪拌，提高污泥處理效果。
進一步地，自動排水裝置內的升降驅動裝置能夠帶動集水槽在污泥濃縮裝置內升降，在污泥進行外循環強制處理的同時，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。
（發明人：劉貴棟;李小軍;陳玉強;陳陽;張凱;胡明睿;高先登）
