申请日2018.03.14
公开(公告)日2018.08.10
IPC分类号B01D21/02; B01D21/00; C02F1/52
摘要
本发明属于一种污水沉淀池及其复合流自清的方法,由池体、斜管或斜板填料层和出水槽所组成，出水槽和出水堰的下方为斜管或斜板填料层，斜管或斜板填料层下方的池体内呈间隔并排设有三根反洗风管，每根反洗风管的进口端分别设有进气控制阀。方法分常规清理污泥浓缩区的污泥、对斜管或斜板填料层进行初步气‑水联合洗和进行反向水洗。本发明能有效对斜管或斜板填料层的表面污泥进行复合流式自清理,具有结构设计合理,清理成本低，速度快，方法简单实用和过流均匀泥水分离效果好的优点。
权利要求书
1.一种污水沉淀池,由池体、斜管或斜板填料层和出水槽所组成，其特征在于：池体的下端侧壁上设带有排泥控制阀的排泥管，分流板分隔池体内上部空间，分流板的外侧池体内空间由配水堰分割形成配水渠和配水区，带有进水控制阀的进水管相通配水渠的内下端，分流板的内侧池体空间的上部为出水槽和出水堰，出水斗相通出水槽，出水总管的一端相通出水斗的内下端，出水总管的另一端并联带有排渣管阀的排渣管和带有出水管阀的出水管，出水槽和出水堰的下方为斜管或斜板填料层，分流板的下端延伸至池体的中部，分流板的下端与池体之间的间隙为分离区入口，分离区入口相通斜管或斜板填料层下方的池体内空间，斜管或斜板填料层下方的池体内呈间隔并排设有三根反洗风管，每根反洗风管的进口端分别设有进气控制阀，各反洗风管通过各自的进气控制阀相通气泵，反洗风管上呈间隔距离设有出气孔。
2.按权利要求1所述的一种污水沉淀池, 其特征在于：所述的反洗风管上呈间隔距离设有与反洗风管相通的数根翅管，翅管与反洗风管垂直设置，翅管上呈间隔距离设有出气孔。
3.按权利要求1所述的一种污水沉淀池, 其特征在于：所述的池体的下端呈倒梯形。
4.按权利要求1所述的一种污水沉淀池, 其特征在于：所述的池体上端面高于配水堰上端面。
5.按权利要求1所述的一种污水沉淀池, 其特征在于：所述的池体的出水槽、出水堰及出水斗的上端面低于配水堰的上端面。
6.按权利要求1所述的一种污水沉淀池, 其特征在于：所述的斜管或斜板填料层下方的池体内空间的水流从上至下依次分的竖流区、平流区和污泥浓缩区。
7.按权利要求1所述的一种污水沉淀池, 其特征在于：所述的三根反洗风管水平并排位于斜管或斜板填料层下方的池体内，第一反洗风管的进口端由第一进气控制阀控制，位于第一分区;第二反洗风管的进口端由第二进气控制阀控制，位于第二分区;第三反洗风管的进口端由第三进气控制阀控制，位于第三分区，各分区位于斜管或斜板填料层下方的池体内空间同一平面上。
8.一种对权利要求1所述的污水沉淀池进行复合流自清的方法, 其特征在于，包括如下步骤：
(1)常规清理污泥浓缩区的污泥，使含泥污水从进水管进入配水渠，再通过进水堰进入配水区，在配水区含泥污水竖流缓慢下降到分离区入口处，然后从分离区入口水平流入污泥浓缩区上方的平流区，含泥污水在缓慢的水平流动下进行第一次泥水分离，分离的污泥在此阶段下沉到池体下端的污泥浓缩区中;
上升水流向上进入竖流区，在竖流区，经由斜管或斜板填料层内下部的斜板滑落下降的污泥和污水中顺流上升的残余污泥形成悬浮污泥层，水流中所含污泥絮体与悬浮污泥层发生接触絮凝作用，悬浮污泥下沉至污泥浓缩区，进行第二次泥水分离;
经过悬浮污泥层的污水携带少量絮体继续上升进入斜管或斜板填料层，进行第三次泥水分离;
进入下部污泥浓缩区的污泥进入压缩沉淀过程，经过沉淀挤压作用，污泥层的浓度大于设定值时，启动抽泥泵，打开排泥控制阀将污泥从排泥管排出池体;
(2)监测污水沉淀池的出水斗的过水量及出水质量，若出水质量低于设定值时，进行复合流自清洗，所述的复合流自清洗包括如下步骤：
(a)关闭进水控制阀，停止沉淀池进水，打开排泥控制阀，保持排泥管抽水，待污水沉淀池的池体内水位下降至距斜管或斜板填料层上端面0.25～0.31m时，关闭排泥管上的排泥控制阀;
(b)启动气泵，同时将控制三根反洗风管的各进气控制阀开启，气流从各反洗风管及其翅管上的出气孔进入斜管或斜板填料层下方的池体内的水中，形成带气泡沸腾状水流，对斜管或斜板填料层进行初步气-水联合洗，持续3～4min;
(c)关闭第一分区的第一反洗风管上的进气控制阀，第一分区为静水区，第二、第三分区的反洗风管继续运行，继续对第二、第三分区的斜管或斜板填料层进行气-水联合洗，位于第二、第三分区的沸腾状水流会经第一分区由上到下返回斜管或斜板填料层下方，实现对第一分区内的斜管或斜板填料层进行反向水洗，持续3～5min;
(d)开启第一分区进气控制阀，保持第三分区的进气控制阀为开启状态，对第一、第三分区的斜管或斜板填料层进行气-水联合洗，关闭第二分区的进气进气阀，第二分区为静水区，位于第一、第三分区的沸腾状水流会经第二分区由上到下返回斜管或斜板填料层下方，实现对第二分区的斜管或斜板填料层进行反向水洗，持续3～5 min;
(E)开启第二分区的进气控制阀，保持第一分区的进气控制阀为开启状态，对第一、第二分区的斜管或斜板填料层进行气-水联合洗，关闭第三分区的进气进气阀，第三分区为静水区，位于第一、第二分区的沸腾状水流会经第三分区由上到下返回斜管或斜板填料层下方，实现对第三分区的斜管或斜板填料层进行反向水洗，持续3～5min;
(F)开启排泥控制阀，启动抽泥泵，将污泥从排泥管排出池体，同时关闭全部进气控制阀和气泵，直到池体内水面下降到反洗风管之下0.04～0.06m时，关闭排泥控制阀，静置12～17min，使池体内泥水界面下降到竖流区的下部时，再开启进水控制阀和出水管阀，使沉淀池重新开始运行;
(3)当池体内水面上富集浮渣需要去除时，进入水面排渣模式：
首先关闭出水管阀，使池体内水面上升至高出出水堰0.054～0.1m的水平;
然后打开排渣管阀，使排渣管处于开启状态，开启全部进气控制阀和气泵，对各反洗风管内注气，使浮渣进入汇集出水斗后再经出水总管、排渣管和排渣管阀，送出池体。
9.按权利要求1所述的方法, 其特征在于：所述的沸腾状水流面的高度高于静水区水流面的高度。
10.按权利要求1所述的方法, 其特征在于：所述的斜管或斜板填料层的下端面的水平空间面积是依每根反洗风管喷气面积分为并排的数个分区。
说明书
一种污水沉淀池及其复合流自清的方法
技术领域
本发明属于一种污水沉淀池及其复合流自清的方法。
背景技术
现水处理行业广为使用的沉淀池为斜管或斜板沉淀池，这种沉淀池利用哈真浅池原理进行污水的泥水分离处理。在实际应用中，由于污泥经常在斜管或斜板填料层的表面附着沉积下来，从而使填料层的过水断面减小，进而导致填料层的出水质量大幅度降低。
特别是用这种沉淀池作为污水处理流程中的二次沉淀池使用时，污泥堵塞填料层的影响尤其明显，堵塞填料层会造成因人工清洗工作量巨大而无法使整个污水处理系统平稳运行。尤其是当生化系统受到冲击导致污泥沉降性能不佳时，不但过滤出水水质会严重超标，还造成大量跑泥(堵塞的污泥随过滤水流出沉淀池)而使生化处理系统崩溃，甚至还会造成斜管或斜板填料层填料垮塌的事故，严重影响整个水系统的安全稳定运行，从而严重影响了该种沉淀池作为污水生化处理后二次沉淀池的使用。
现在斜管或斜板沉淀池在实际运行过程中必须定期人工清洗，清洗的方式是定期将沉淀池停运，将其内水放掉，然后由工人用高压水枪进行仔细清洗，将污泥与过滤层分离，清洗废水需按污水进行处理。这种清理方法速度慢、清洗过程至少一周，对持续处理污水影响大，费工费力、成本高。解决斜管或斜板填料层的积泥及其冲洗问题一直是困扰着斜管或斜板沉淀池应用的最大问题之一。
另一方面，斜管或斜板沉淀池存在另一问题是，进入沉淀池中的污水，难于均匀流经斜管或斜板填料层，造成出水水质差。
发明内容
本发明的目的是提供一种污水沉淀池及其复合流自清的方法,能有效对斜管或斜板填料层的表面污泥进行复合流式自清理,具有结构设计合理, 清理成本低，速度快，方法简单实用和过流均匀泥水分离效果好的优点。
为此,本发明由池体、斜管或斜板填料层和出水槽所组成，池体的下端侧壁上设带有排泥控制阀的排泥管，分流板分隔池体内上部空间，分流板的外侧池体内空间由配水堰分割形成配水渠和配水区，带有进水控制阀的进水管相通配水渠的内下端，分流板的内侧池体空间的上部为出水槽和出水堰，出水斗相通出水槽，出水总管的一端相通出水斗的内下端，出水总管的另一端并联带有排渣管阀的排渣管和带有出水管阀的出水管，出水槽和出水堰的下方为斜管或斜板填料层，分流板的下端延伸至池体的中部，分流板的下端与池体之间的间隙为分离区入口，分离区入口相通斜管或斜板填料层下方的池体内空间，斜管或斜板填料层下方的池体内呈间隔并排设有三根反洗风管，每根反洗风管的进口端分别设有进气控制阀，各反洗风管通过各自的进气控制阀相通气泵，反洗风管上呈间隔距离设有出气孔。
所述的反洗风管上呈间隔距离设有与反洗风管相通的数根翅管，翅管与反洗风管垂直设置，翅管上呈间隔距离设有出气孔。
所述的池体的下端呈倒梯形。
所述的池体上端面高于配水堰上端面。
所述的池体的出水槽、出水堰及出水斗的上端面低于配水堰的上端面。
所述的斜管或斜板填料层下方的池体内空间的水流从上至下依次分的竖流区、平流区和污泥浓缩区。
所述的三根反洗风管水平并排位于斜管或斜板填料层下方的池体内，第一反洗风管的进口端由第一进气控制阀控制，位于第一分区;第二反洗风管的进口端由第二进气控制阀控制，位于第二分区;第三反洗风管的进口端由第三进气控制阀控制，位于第三分区，各分区位于斜管或斜板填料层下方的池体内空间同一平面上。
一种对本发明的污水沉淀池进行复合流自清的方法,包括如下步骤：
(1)常规清理污泥浓缩区的污泥：使含泥污水从进水管进入配水渠，再通过进水堰进入配水区。在配水区含泥污水竖流缓慢下降到分离区入口处，然后从分离区入口水平流入污泥浓缩区上方的平流区，含泥污水在缓慢的水平流动下进行第一次泥水分离。分离的污泥在此阶段下沉到池体下端的污泥浓缩区中。
上升水流向上进入竖流区，在竖流区，经由斜管或斜板填料层内下部的斜板滑落下降的污泥和污水中顺流上升的残余污泥形成悬浮污泥层，水流中所含污泥絮体与悬浮污泥层发生接触絮凝作用，悬浮污泥下沉至污泥浓缩区，进行第二次泥水分离。
经过悬浮污泥层的污水携带少量絮体继续上升进入斜管或斜板填料层，进行第三次泥水分离。
进入下部污泥浓缩区的污泥进入压缩沉淀过程，经过沉淀挤压作用，污泥层的浓度大于设定值时，启动抽泥泵，打开排泥控制阀将污泥从排泥管排出池体。
(2)监测污水沉淀池的出水斗的过水量及出水质量，若出水质量低于设定值时，进行复合流自清洗。所述的复合流自清洗包括如下步骤：
(a)关闭进水控制阀，停止沉淀池进水。打开排泥控制阀，保持排泥管抽水。待污水沉淀池的池体内水位下降至距斜管或斜板填料层上端面0.25～0.31m时，关闭排泥管上的排泥控制阀。
(b)启动气泵，同时将控制三根反洗风管的各进气控制阀开启。气流从各反洗风管及其翅管上的出气孔进入斜管或斜板填料层下方的池体内的水中，形成带气泡沸腾状水流，对斜管或斜板填料层进行初步气-水联合洗。持续3～4min。
(c)关闭第一分区的第一反洗风管上的进气控制阀，第一分区为静水区。第二、第三分区的反洗风管继续运行，继续对第二、第三分区的斜管或斜板填料层进行气-水联合洗，位于第二、第三分区的沸腾状水流会经第一分区由上到下返回斜管或斜板填料层下方，实现对第一分区内的斜管或斜板填料层进行反向水洗，持续3～5min。
(d)开启第一分区进气控制阀，保持第三分区的进气控制阀为开启状态，对第一、第三分区的斜管或斜板填料层进行气-水联合洗，关闭第二分区的进气进气阀。第二分区为静水区。位于第一、第三分区的沸腾状水流会经第二分区由上到下返回斜管或斜板填料层下方。实现对第二分区的斜管或斜板填料层进行反向水洗，持续3～5 min。
(E)开启第二分区的进气控制阀，保持第一分区的进气控制阀为开启状态，对第一、第二分区的斜管或斜板填料层进行气-水联合洗，关闭第三分区的进气进气阀，第三分区为静水区。位于第一、第二分区的沸腾状水流会经第三分区由上到下返回斜管或斜板填料层下方，实现对第三分区的斜管或斜板填料层进行反向水洗，持续3～5min。
(F)开启排泥控制阀，启动抽泥泵，将污泥从排泥管排出池体，同时关闭全部进气控制阀和气泵，直到池体内水面下降到反洗风管之下0.04～0.06m时，关闭排泥控制阀。静置12～17min，使池体内泥水界面下降到竖流区的下部时，再开启进水控制阀和出水管阀，使沉淀池重新开始运行;
(3)当池体内水面上富集浮渣需要去除时，进入水面排渣模式：
首先关闭出水管阀，使池体内水面上升至高出出水堰0.054～0.1m的水平。
然后打开排渣管阀，使排渣管处于开启状态，开启全部进气控制阀和气泵，对各反洗风管内注气，使浮渣进入汇集出水斗后再经出水总管、排渣管和排渣管阀，送出池体。
所述的沸腾状水流面的高度高于静水区水流面的高度。
所述的斜管或斜板填料层的下端面的水平空间面积是依每根反洗风管喷气面积分为并排的数个分区。
上述结构达到了本发明的目的。
本发明能有效对斜管或斜板填料层的表面污泥进行复合流式自清理,具有结构设计合理, 清理成本低，速度快，方法简单实用和过流均匀泥水分离效果好的优点。
本发明的有益效果是：
(1)含有与活性污泥性质相近污泥的污水经过本发明的处理，出水悬浮物，也就是经常说的SS，不超过5mg/L，远远优于传统辐流式二沉淀池的25mg/L。由于充分发挥了斜管或斜板沉淀池高效率的特点，与辐流式二沉淀池相比，使二沉淀池占地缩减到原来的1/4左右。
(2)本发明与普通斜管或斜板沉淀池相比，在分离无机污泥方面，由于增加了竖流段，也就是增加了接触絮凝的过程，使进入斜管或斜板填料层的污泥浓度大幅度减小，从而可大幅度增加斜管或斜板填料层的表面负荷，最高可达25m/h，在同等处理效果情况下，可使池体占地节省50%以上。在同等占地面积和处理量的条件下，确保出水SS不超过3mg/L，结合污泥回流技术，可确保出水浊度不超过1NTU。
(3)本发明彻底解决了填料清洗问题，且清洗速度快，清洗效果好，省工省力，整个反洗过程大约45min，对持续处理污水基本无影响，而且在清洗过程中不产生污水，消除了清洗废水的再处理问题。
(4)由于本发明彻底解决了斜管或斜板填料层清洗问题，使得更小管径的斜管或更小板距的斜板使用在泥水分离领域成为可能，进一步提升泥水分离的效率，使出水净化水质得到提高。