公布日：2023.10.13
申请日：2023.07.25
分类号：C02F11/14(2019.01)I
摘要
本发明公开了一种基于循环减量的污泥浓缩系统及方法，系统包括污泥浓缩装置、强制污泥外部循环单元、自动排水装置和控制单元；控制单元根据实时监测到的污泥浓缩装置内的污泥浓度数据，控制强制污泥外部循环单元和自动排水装置的启停，污泥通过强制污泥外部循环单元以外部循环回流方式带压进入污泥浓缩装置，以外部动力增强污泥颗粒自絮凝能力，增加污泥浓缩装置内的搅拌，提高污泥处理效果。同时通过自动排水装置，在污泥循环浓缩的同时将污泥浓缩装置内的上清液收集外排，实现即时性、高效性的浓缩效果，提高浓缩倍率。
权利要求书
1.一种基于循环减量的污泥浓缩系统，其特征在于，包括污泥浓缩装置(1)、强制污泥外部循环单元(2)、自动排水装置(3)和控制单元(13)；所述强制污泥外部循环单元(2)与所述污泥浓缩装置(1)首尾相接；所述自动排水装置(3)设置于污泥浓缩装置(1)内，用于外排污泥浓缩装置(1)内的上清液，反向实现污泥浓缩；所述控制单元(13)能够监测污泥浓度，并启停强制污泥外部循环单元(2)和自动排水装置(3)。
2.根据权利要求1所述的一种基于循环减量的污泥浓缩系统，其特征在于，所述污泥浓缩装置(1)下部为倒锥体状的浓缩沉淀区(5)，浓缩沉淀区(5)底部设有排污口；污泥浓缩装置(1)上部为泥水分离区(6)；泥水分离区(6)内设置有碰撞反应区(4)，碰撞反应区(4)为圆筒状，上部设有进料口，下部带有折流挡裙。
3.根据权利要求2所述的一种基于循环减量的污泥浓缩系统，其特征在于，所述强制污泥外部循环单元(2)包括强制循环泵(7)；强制循环泵(7)的入口通过管道与浓缩沉淀区(5)的排污口连接，出口连接碰撞反应区(4)的进料口；强制循环泵(7)与碰撞反应区(4)的进料口之间的管道上安装有污泥浓度在线监测装置(8)。
4.根据权利要求3所述的一种基于循环减量的污泥浓缩系统，其特征在于，所述自动排水装置(3)包括集水槽(9)；集水槽(9)底部通过固定提升杆与升降驱动装置(10)连接；升降驱动装置(10)安装于污泥浓缩装置(1)的顶部，能够带动集水槽(3)在污泥浓缩装置(1)内升降；集水槽(9)底部还设置有排水口，排水口通过出水连接管(11)与污泥浓缩装置(1)侧壁的出水口(12)连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于循环减量的污泥浓缩系统，其特征在于，所述出水连接管(11)采用硬质可拉伸管或收缩软管。
6.根据权利要求4所述的一种基于循环减量的污泥浓缩系统，其特征在于，所述集水槽(9)为环形集水槽。
7.一种采用权利要求4-6任一项所述系统的基于循环减量的污泥浓缩方法，其特征在于，包括以下步骤：外循环强制处理；当污泥原液进入污泥浓缩装置(1)，大颗粒污泥在浓缩沉淀区(5)沉淀后，采用污泥浓度在线监测装置(8)实时监测浓缩沉淀区(5)的污泥质量浓度，当浓缩沉淀区(5)污泥质量浓度小于设计污泥质量浓度时，通过控制单元(13)启动强制循环泵(7)，使污泥进行外循环强制处理；自动集水排水；污泥外循环过程中，根据监测污泥浓度启动自动排水装置(3)，泥水分离水进入集水槽(9)并通过出水连接管(11)排出；排水同时，利用自动升降驱动装置(10)控制集水槽(9)不断匀速向下移动，总排水量逐渐加大，污泥浓度不断提高；当浓度满足要求时，停止外循环过程，环形集水槽(9)上升至起点。
8.根据权利要求7所述的一种基于循环减量的污泥浓缩方法，其特征在于，所述污泥进行外循环强制处理时，强制循环泵(7)出口流速应满足：v>2300μ/(ρD)其中，v为泵的出口流速；ρ为污泥密度；μ为污泥黏性系数；D为碰撞反应区(4)的特征长度。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中低浓度污泥浓缩效率低、对脱水设备要求高的技术问题，提供一种基于循环减量的污泥浓缩系统及方法。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
第一方面，本发明提供一种基于循环减量的污泥浓缩系统，包括污泥浓缩装置、强制污泥外部循环单元、自动排水装置和控制单元；所述强制污泥外部循环单元与所述污泥浓缩装置首尾相接；所述自动排水装置设置于污泥浓缩装置内，用于外排污泥浓缩装置内的上清液，反向实现污泥浓缩；所述控制单元能够监测污泥浓度，并启停强制污泥外部循环单元和自动排水装置。
上述系统进一步的改进在于：
所述污泥浓缩装置下部为倒锥体状的浓缩沉淀区，浓缩沉淀区底部设有排污口；污泥浓缩装置上部为泥水分离区；泥水分离区内设置有碰撞反应区，碰撞反应区为圆筒状，上部设有进料口，下部带有折流挡裙。
所述强制污泥外部循环单元包括强制循环泵；强制循环泵的入口通过管道与浓缩沉淀区的排污口连接，出口连接碰撞反应区的进料口；强制循环泵与碰撞反应区的进料口之间的管道上安装有污泥浓度在线监测装置。
所述自动排水装置包括集水槽；集水槽底部通过固定提升杆与升降驱动装置连接；升降驱动装置安装于污泥浓缩装置的顶部，能够带动集水槽在污泥浓缩装置内升降；集水槽底部还设置有排水口，排水口通过出水连接管与污泥浓缩装置侧壁的出水口连接。
所述出水连接管采用硬质可拉伸管或收缩软管。
所述集水槽为环形集水槽。
第二方面，本发明提供一种采用上述系统的基于循环减量的污泥浓缩方法，包括以下步骤：
外循环强制处理；当污泥原液进入污泥浓缩装置，大颗粒污泥在浓缩沉淀区沉淀后，采用污泥浓度在线监测装置实时监测浓缩沉淀区的污泥质量浓度，当浓缩沉淀区污泥质量浓度小于设计污泥质量浓度时，通过控制单元启动强制循环泵，使污泥进行外循环强制处理；
自动集水排水；污泥外循环过程中，根据监测污泥浓度启动自动排水装置，泥水分离水进入集水槽并通过出水连接管排出；排水同时，利用自动升降驱动装置控制集水槽不断匀速向下移动，总排水量逐渐加大，污泥浓度不断提高；当浓度满足要求时，停止外循环过程，环形集水槽上升至起点。
进一步地，所述污泥进行外循环强制处理时，强制循环泵出口流速应满足：
v>2300μ/(ρD)
其中，v为泵的出口流速；ρ为污泥密度；μ为污泥黏性系数；D为碰撞反应区的特征长度。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种基于循环减量的污泥浓缩系统及方法，设置强制污泥外部循环单元，污泥以外部循环回流方式带压进入污泥浓缩装置，以外部动力增强污泥颗粒自絮凝能力，增加污泥浓缩装置内的搅拌，提高污泥处理效果。同时通过自动排水装置，在污泥循环浓缩的同时将污泥浓缩装置内的上清液收集外排；通过控制单元实时监测污泥浓度，控制强制污泥外部循环单元和自动排水装置的启停，实现即时性、高效性的浓缩效果，提高浓缩倍率。
进一步地，强制污泥外部循环单元中的强制循环泵能够根据管道上的污泥浓度在线监测装置，控制强制循环泵出口流速，从而增加碰撞反应区内的搅拌，提高污泥处理效果。
进一步地，自动排水装置内的升降驱动装置能够带动集水槽在污泥浓缩装置内升降，在污泥进行外循环强制处理的同时，通过集水槽不断匀速升降，总排水量逐渐加大，污泥浓度不断提高，提高了浓缩效率。
（发明人：刘贵栋;李小军;陈玉强;陈阳;张凯;胡明睿;高先登）