申请日2019.07.04
公开(公告)日2019.09.13
IPC分类号C02F9/14; C02F101/10
摘要
一种城市污水厂浓缩污泥水磷类污染物的源分离脱除装置，将浓缩污泥水注入厌氧释磷单元，并在单元外侧设置污泥均质化单元，将脱出水中生物絮体混匀后回流至厌氧释磷单元，持续循环多次实现厌氧条件下水中磷元素从微生物相转移至水相;随后污泥水从厌氧释磷单元顶部进入气浮单元进行固液分离，降低水中的悬浊质含量，以提高水中磷元素回收产物的品质;经气浮除浊后的处理水自气浮区底部穿孔收集管进入磷回收单元的反应区，与此同时磷回收所需药剂同步投加至反应区，借助反应区底部设置的曝气装置进行混匀、反应，并在导流管的作用下反复循环反应;反应所形成的磷酸铵镁颗粒在回收单元的底部沉淀并通过管道排出，处理水经过上部澄清区后收集排放。
权利要求书
1.一种城市污水厂浓缩污泥水磷类污染物的源分离脱除装置，包括污泥均质单元、厌氧释磷单元、气浮单元以及磷回收单元，其特征在于，所述厌氧释磷单元的顶部为浓缩污泥水进口，厌氧释磷单元的底部设置有回流口，回流口上方设置有倒置污泥斗(8)，环绕倒置污泥斗(8)设置有倒锥形的导流板一(9)，所述回流口通过回流管路连接污泥均质单元的底部，所述污泥均质单元中通过支架(3)安装有竖向的上下悬空的导流筒一(1)，导流筒一(1)中设置有带有切削叶片(5)的搅拌轴(4)，切削叶片(5)的形状使得搅拌轴(4)转动时在导流筒一(1)内形成上向流，并在导流筒一(1)底部形成负压抽吸作用，使得导流筒一(1)内外实现反向流动，形成内循环;所述污泥均质单元上部的出水口与厌氧释磷单元上部的入水口连通，厌氧释磷单元上部的污泥水出口与气浮单元上部的污泥水进口连通，气浮单元下部通过输水管(19)与磷回收单元连通。
2.根据权利要求1所述城市污水厂浓缩污泥水磷类污染物的源分离脱除装置，其特征在于，所述厌氧释磷单元的回流口位于其底部中心，与倒置污泥斗(8)、导流板一(9)同轴;所述回流管路分为两路，一路连接污泥均质单元，且该路上设置有回流控制阀(11)和管道加压泵(12)，另一路连接污泥脱水装置，且该路上设置有污泥排放阀(13)。
3.根据权利要求1所述城市污水厂浓缩污泥水磷类污染物的源分离脱除装置，其特征在于，所述污泥均质单元的底部与所述回流管路连接，且连接口与导流筒一(1)对应，环绕连接口设置有倒锥形的导流板二(2)，所述搅拌轴(4)一端安装于导流筒一(1)底部的轴承座(6)上，另一端与驱动电机(7)相连接。
4.根据权利要求3所述城市污水厂浓缩污泥水磷类污染物的源分离脱除装置，其特征在于，所述导流筒一(1)总长度为池深的二分之一，直径不大于300mm，底部安装高度与导流板二(2)顶部平齐，，所述倒置污泥斗(8)悬空设置或者其边沿开有过流孔，过流孔孔径30mm，开孔率为20～30%，并与导流板一(9)合围形成污泥收集区。
5.根据权利要求1所述城市污水厂浓缩污泥水磷类污染物的源分离脱除装置，其特征在于，所述切削叶片(5)的形状为一字刀，刀两端分别翘起30°，并且刀刃与刀面沿轴向扭转15°，切削叶片(5)的直径较导流筒一(1)的直径小40mm，转速为10000～15000rad/min，驱动功率为50～100W/L，叶片间距为2～3倍的叶片直径，L为导流筒一(1)的体积。
6.根据权利要求1所述城市污水厂浓缩污泥水磷类污染物的源分离脱除装置，其特征在于，所述厌氧释磷单元的污泥水出口之前设置有竖直的连接于单元顶部的底部悬空的导流板三(10)，导流板三(10)的底部低于污泥水出口。
7.根据权利要求1所述城市污水厂浓缩污泥水磷类污染物的源分离脱除装置，其特征在于，所述气浮单元底部设置微孔扩散器(17)，微孔扩散器(17)与鼓风机(28)连接，气浮单元上部设置刮渣机(14)、集渣槽(15)和排渣管(16)，处理后的污泥水经底部的穿孔集水管(18)汇集至输水管(19)排出，所述刮渣机(14)间歇运行，每10min工作2min，所述穿孔集水管(18)的长度与气浮单元的宽度相同，底部成90°夹角开两排集水孔，孔径20mm，孔间距50mm。
8.根据权利要求1所述城市污水厂浓缩污泥水磷类污染物的源分离脱除装置，其特征在于，所述磷回收单元内设置有上下悬空的导流筒二(20)，导流筒二(20)内为反应区，所述输水管(19)与导流筒二(20)连接，加药装置一(25)和加药装置二(26)投加药剂至导流筒二(20)内，导流筒二(20)底部设置用于进行反应区混合搅拌和提供水流动力的空气扩散器(21)，所述磷回收单元底部设置有与导流筒二(20)对应的磷回收产物排出口，环绕磷回收产物排出口设置有倒锥形的导流板四(22)，所述导流筒二(20)上部外侧环绕设置有澄清区隔板(23)，澄清区隔板(23)包括圆筒部和锥形部，圆筒部的顶部悬空，底部与锥形部的顶部连接，锥形部的底部悬空，导流筒二(20)的上部伸入至圆筒部，所述磷回收单元顶部设置有出水堰(24)。
9.根据权利要求8所述城市污水厂浓缩污泥水磷类污染物的源分离脱除装置，其特征在于，所述导流筒二(20)长度为磷回收单元池深的五分之三，安装高度较导流板四(22)的上沿高200～300mm，所述空气扩散器(21)设置于导流筒二(20)底部向上100mm的位置，输水管(19)、加药装置一(25)和加药装置二(26)的加入点分别位于空气扩散器(21)以上100～200mm内的位置，加药装置一(25)和加药装置二(26)投加的药剂分别为氯化镁和氨水，或分别为氯化镁和氢氧化钠;所述澄清区隔板(23)与导流筒二(20)所形成的过流断面流速小于0.1m/min，与磷回收单元壳体所形成的过流断面流速小于0.03m/min，澄清区隔板(23)锥形部与水平方向的夹角不大于45°，所述出水堰(24)采用三角出水堰，堰负荷不大于2L/m·s。
10.根据权利要求1所述城市污水厂浓缩污泥水磷类污染物的源分离脱除装置，其特征在于，所述污泥均质单元的水力停留时间为5～10min，从厌氧释磷单元底部回流的污泥水量为300～500%的进水量;所述厌氧释磷单元的水力停留时间为3～4h，表面负荷为0.6～0.9m3/m2·h，所述磷回收单元反应区内上升流速为0.2～0.3m/s，气水比3:1～5:1，反应区过流量取400%～600%的处理水量。
说明书
城市污水厂浓缩污泥水磷类污染物的源分离脱除装置
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，特别涉及一种城市污水厂浓缩污泥水磷类污染物的源分离脱除装置。
背景技术
目前，城市污水普遍采用具有脱氮除磷作用的生物处理工艺，其除磷效果均是通过聚磷菌的噬磷作用以及增殖污泥(剩余污泥)的排放来实现的。目前，常用的剩余污泥处理方式包括两种：1)污泥浓缩-污泥消化-污泥脱水，2)污泥浓缩脱水一体化。其中第一种方式适用于大中型污水处理厂，其处理过程会产生浓缩污泥水和污泥脱出水;第二种方式适用于小型污水处理厂，其处理过程仅产生污泥脱出水。剩余污泥经过浓缩、脱水后外运，进行卫生填埋或者堆肥等资源化利用。由于浓缩污泥水和污泥脱出水中含有大量的悬浊质及磷元素，其现阶段的处置方式为排入污水处理厂进水井进行二次处理。
目前，全国范围内城市污水处理厂污染物排放标准大都执行一级A标准，TP的排放浓度为0.5mg/l。一般而言，浓缩污泥水以及污泥脱出水排放量较大(占污水量的2～5%)，TP浓度大(50～150mg/l)。现阶段，将浓缩污泥水以及污泥脱出水直接排入污水处理系统的做法，给生物处理工艺带来了很大冲击(城市污水处理厂设计进水TP浓度一般小于10mg/l)，并进而影响到处理水中TP的排放指标。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种城市污水厂浓缩污泥水磷类污染物的源分离脱除装置，尤其适合高浓度含磷污泥水的处理，能够妥善处置浓缩污泥水及污泥脱出水，保障污水处理厂稳定达到污染物排放一级A标准。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种城市污水厂浓缩污泥水磷类污染物的源分离脱除装置，包括污泥均质单元、厌氧释磷单元、气浮单元以及磷回收单元，其特征在于，所述厌氧释磷单元的顶部为浓缩污泥水进口，厌氧释磷单元的底部设置有回流口，回流口上方设置有倒置污泥斗8，环绕倒置污泥斗8设置有倒锥形的导流板一9，所述回流口通过回流管路连接污泥均质单元的底部，所述污泥均质单元中通过支架3安装有竖向的上下悬空的导流筒一1，导流筒一1中设置有带有切削叶片5的搅拌轴4，切削叶片5的形状使得搅拌轴4转动时在导流筒一1内形成上向流，并在导流筒一1底部形成负压抽吸作用，使得导流筒一1内外实现反向流动，形成内循环;所述污泥均质单元上部的出水口与厌氧释磷单元上部的入水口连通，厌氧释磷单元上部的污泥水出口与气浮单元上部的污泥水进口连通，气浮单元下部通过输水管19与磷回收单元连通。
所述厌氧释磷单元的回流口位于其底部中心，与倒置污泥斗8、导流板一9同轴;所述回流管路分为两路，一路连接污泥均质单元，且该路上设置有回流控制阀11和管道加压泵12，另一路连接污泥脱水装置，且该路上设置有污泥排放阀13。
所述污泥均质单元的底部与所述回流管路连接，且连接口与导流筒一1对应，环绕连接口设置有倒锥形的导流板二2，所述搅拌轴4一端安装于导流筒一1底部的轴承座6上，另一端与驱动电机7相连接。
所述导流筒一1总长度为池深的二分之一，直径不大于300mm，底部安装高度与导流板二2顶部平齐，，所述倒置污泥斗8悬空设置或者其边沿开有过流孔，过流孔孔径30mm，开孔率为20～30%，并与导流板一9合围形成污泥收集区。
所述切削叶片5的形状为一字刀，刀两端分别翘起30°，并且刀刃与刀面沿轴向扭转15°。切削叶片5的直径较导流筒一1的直径小40mm，转速为10000～15000rad/min，驱动功率为50～100W/L，叶片间距为2～3倍的叶片直径，L为导流筒一1的体积。
所述厌氧释磷单元的污泥水出口之前设置有竖直的连接于单元顶部的底部悬空的导流板三10，导流板三10的底部低于污泥水出口。
所述气浮单元底部设置微孔扩散器17，微孔扩散器17与鼓风机28连接，气浮单元上部设置刮渣机14、集渣槽15和排渣管16，处理后的污泥水经底部的穿孔集水管18汇集至输水管19排出，所述刮渣机14间歇运行，每10min工作2min，所述穿孔集水管18的长度与气浮单元的宽度相同，底部成90°夹角开两排集水孔，孔径20mm，孔间距50mm。
所述磷回收单元内设置有上下悬空的导流筒二20，导流筒二20内为反应区，所述输水管19与导流筒二20连接，加药装置一25和加药装置二26投加药剂至导流筒二20内，导流筒二20底部设置用于进行反应区混合搅拌和提供水流动力的空气扩散器21，所述磷回收单元底部设置有与导流筒二20对应的磷回收产物排出口，环绕磷回收产物排出口设置有倒锥形的导流板四22，所述导流筒二20上部外侧环绕设置有澄清区隔板23，澄清区隔板23包括圆筒部和锥形部，圆筒部的顶部悬空，底部与锥形部的顶部连接，锥形部的底部悬空，导流筒二20的上部伸入至圆筒部，所述磷回收单元顶部设置有出水堰24。
所述导流筒二20长度为磷回收单元池深的五分之三，安装高度较导流板四22的上沿高200～300mm，所述空气扩散器21设置于导流筒二20底部向上100mm的位置，输水管19、加药装置一25和加药装置二26的加入点分别位于空气扩散器21以上100～200mm内的位置，加药装置一25和加药装置二26投加的药剂分别为氯化镁和氨水，或分别为氯化镁和氢氧化钠;所述澄清区隔板23与导流筒二20所形成的过流断面流速小于0.1m/min，与磷回收单元壳体所形成的过流断面流速小于0.03m/min，澄清区隔板23锥形部与水平方向的夹角不大于45°，所述出水堰24采用三角出水堰，堰负荷不大于2L/m·s。
所述污泥均质单元的水力停留时间为5～10min，从厌氧释磷单元底部回流的污泥水量为300～500%的进水量;所述厌氧释磷单元的水力停留时间为3～4h，表面负荷为0.6～0.9m3/m2·h，所述磷回收单元反应区内上升流速为0.2～0.3m/s，气水比3:1～5:1，反应区过流量取400%～600%的处理水量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本方法实现了浓缩污泥水中磷元素的源分离与资源回收。
2、本装置可设置于污泥处理系统旁路，在不影响污泥处理流程的条件下实施磷资源的回收处理。