公布日：2024.06.21
申请日：2024.02.27
分类号：C02F9/00(2023.01)I;B01F27/95(2022.01)I;B01F35/12(2022.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N
摘要
本发明提供一种循环结晶造粒固液分离流化床系统，涉及水处理技术领域。流化床系统包括：流化床；凝絮装置，用于搅动高悬浮物来水和污泥颗粒运动，形成具有结晶颗粒和液体的泥水混合物，泥水混合物进入悬浮区形成污泥悬浮层和悬浮区产水；负压装置，用于产生负压以使得污泥区的污泥颗粒进入凝絮腔、使得泥水混合物进入悬浮区以及使得悬浮区产水进入所述过滤区；来水供应装置，用于向凝絮腔内输送高悬浮物来水；调节装置，用于调节进入凝絮腔的污泥颗粒量；过滤装置，用于过滤悬浮区产水以生成净水；流体控制装置，用于将悬浮区产水送入过滤区以及导出净水。解决了现有技术中在结晶造粒过程中因添加微砂造成后续污泥输送动力设备磨损严重的问题。
权利要求书
1.一种循环结晶造粒固液分离流化床系统，其特征在于，所述循环结晶造粒固液分离流化床系统包括：流化床(1)，具有自上而下依次设置的过滤区、悬浮区、凝絮区和污泥区，过滤区和悬浮区之间通过隔板(11)隔开，悬浮区、凝絮区和污泥区连通，污泥区用于收集作为晶种的污泥颗粒；凝絮装置(2)，具有凝絮腔(20)，设置在凝絮区，凝絮装置(2)的外筒壁与所述流化床(1)的内筒壁之间形成有过泥通道，所述凝絮装置(2)用于搅动进入所述凝絮腔(20)的高悬浮物来水和污泥颗粒运动，形成具有结晶颗粒和液体的泥水混合物，其中，泥水混合物进入悬浮区汇聚形成污泥悬浮层和悬浮区产水，污泥悬浮层中的大重量污泥颗粒经过泥通道再次落入污泥区；负压装置(3)，设置在污泥区，用于产生负压，在负压作用下使得污泥区的污泥颗粒经所述负压装置(3)进入所述凝絮腔(20)、使得所述泥水混合物进入悬浮区以及使得所述悬浮区产水进入所述过滤区；来水供应装置，与所述负压装置(3)连接，用于通过所述负压装置(3)向所述凝絮腔(20)内输送高悬浮物来水；调节装置(6)，活动设置在所述负压装置(3)上，用于调节经所述负压装置(3)进入所述凝絮腔(20)的污泥颗粒量；过滤装置(5)，设置在过滤区，用于过滤进入过滤区的悬浮区产水以生成净水；流体控制装置(4)，用于将悬浮区产水送入过滤区，从而通过过滤装置(5)进一步过滤悬浮区产水以生成并导出净水。
2.根据权利要求1所述的循环结晶造粒固液分离流化床系统，其特征在于，所述循环结晶造粒固液分离流化床系统还包括：上布水环(8)，具有一个上布水出口和多个上布水进口，多个上布水进口与所述悬浮区连通，所述流体控制装置(4)通过与所述上布水环(8)的上布水出口连接而与所述悬浮区连通。
3.根据权利要求1所述的循环结晶造粒固液分离流化床系统，其特征在于，所述过滤装置(5)包括：滤材、布水组件(51)、集水盘(52)和排水管(53)；所述滤材分层铺设在所述过滤区，通过所述滤材过滤进入所述过滤区的悬浮区产水以生成净水；所述布水组件(51)埋设于所述滤材中，位于所述隔板(11)的上方，与所述流体控制装置(4)连通，用于均匀分配进入所述过滤区的悬浮区产水；所述集水盘(52)，设置在所述过滤区位于所述滤材的上方，用于收集净水；所述排水管(53)一端与所述集水盘(52)连接，另一端与所述流体控制装置(4)连接，所述集水盘(52)收集的净水通过所述排水管(53)进入所述流体控制装置(4)。
4.根据权利要求3所述的循环结晶造粒固液分离流化床系统，其特征在于，所述布水组件(51)包括：导流盘(511)、导流管(512)、布水盘(513)和多个布水喷头(514)；所述导流盘(511)固定在所述隔板(11)上，所述导流管(512)一端与所述流体控制装置(4)连接，另一端伸入所述导流盘(511)与所述隔板(11)之间，所述悬浮区产水经所述导流管(512)进入所述过滤区；所述布水盘(513)设置在所述导流盘(511)的上方，所述布水盘(513)上开设有多个布水孔，每一布水孔处设置有一个布水喷头(514)；每一布水喷头(514)具有多个进水口和多个出水口，多个进水口位于所述布水盘(513)与所述导流盘(511)之间，多个出水口位于所述布水盘(513)的上方。
5.根据权利要求3所述的循环结晶造粒固液分离流化床系统，其特征在于，所述循环结晶造粒固液分离流化床系统还包括：送气装置；所述送气装置包括送气管(9)，所述送气管(9)一端伸入至所述导流盘(511)和所述布水盘(513)之间，所述送气装置通过所述送气管(9)向所述过滤区输送压缩空气。
6.根据权利要求1所述的循环结晶造粒固液分离流化床系统，其特征在于，所述凝絮装置(2)包括：凝絮外筒(21)、凝絮内筒(22)、和搅拌组件(23)；所述凝絮外筒(21)一端开口，设置在凝絮区，所述凝絮外筒(21)的开口端朝向悬浮区设置，所述凝絮外筒(21)的外筒壁与所述流化床(1)的内筒壁之间形成有过泥通道；所述凝絮内筒(22)套装在所述凝絮外筒(21)内，所述凝絮外筒(21)与所述凝絮内筒(22)之间形成有环状的循环区，所述凝絮内筒(22)的内腔作为凝絮腔(20)，所述凝絮腔(20)与所述循环区连通，在负压作用下进入所述凝絮腔(20)的高悬浮物来水和污泥颗粒能够在所述凝絮腔(20)和所述循环区之间循环流动以进行结晶造粒；所述搅拌组件(23)设置在所述凝絮内筒(22)内，用于搅动进入所述凝絮腔(20)内的高悬浮物来水和污泥颗粒运动，形成具有结晶颗粒和液体的泥水混合物。
7.根据权利要求6所述的循环结晶造粒固液分离流化床系统，其特征在于，所述搅拌组件(23)包括：搅拌轴(231)和搅拌驱动器(232)；所述搅拌轴(231)具有搅拌端和安装端，安装端可转动设置在所述流化床(1)外，搅拌端进入所述流化床(1)内穿过所述污泥区后伸入到所述凝絮腔(20)，通过所述搅拌轴(231)转动能够搅动高悬浮物来水和污泥颗粒运动；所述搅拌驱动器(232)设置在所述流化床(1)上，用于驱动所述搅拌轴(231)转动。
8.根据权利要求7所述的循环结晶造粒固液分离流化床系统，其特征在于，所述搅拌组件(23)还包括：搅拌主动轮(233)和搅拌从动轮(234)；所述搅拌主动轮(233)套装在所述搅拌驱动器(232)的驱动轴上，所述搅拌从动轮(234)套装在所述搅拌轴(231)的安装端，所述搅拌主动轮(233)和所述搅拌从动轮(234)啮合，通过所述搅拌驱动器(232)驱动所述搅拌主动轮(233)转动以带动所述搅拌从动轮(234)和所述搅拌轴(231)转动。
9.根据权利要求8所述的循环结晶造粒固液分离流化床系统，其特征在于，所述负压装置(3)包括：下布水环(31)和多个自吸器(32)；下布水环(31)上开设有下布水进口和与自吸器(32)数量相同的下布水出口，所述下布水进口与所述来水供应装置连接；多个自吸器(32)沿所述搅拌轴(231)的周向均布，自吸器(32)用于产生负压，每一自吸器(32)具有自吸入口、自吸出口和多个自吸颗粒进口，每一自吸器(32)的自吸入口与对应下布水出口连通，每一自吸器(32)的自吸出口与所述凝絮腔(20)连通，高悬浮物来水从所述自吸入口进入，自所述自吸出口排出进入所述凝絮腔(20)，污泥颗粒自所述自吸颗粒进口进入，自所述自吸出口排出进入所述凝絮腔(20)。
10.根据权利要求9所述的循环结晶造粒固液分离流化床系统，其特征在于，所述调节装置(6)包括：主套筒(61)、调节驱动机构(62)和与自吸器(32)数量相同的调节套筒(63)；所述主套筒(61)套装在所述搅拌轴(231)上，能够沿所述搅拌轴(231)的轴向移动；多个调节套筒(63)均与所述主套筒(61)连接且沿所述主套筒(61)的周向均布套装在对应的自吸器(32)上，调节套筒(63)能够在所述主套筒(61)沿所述搅拌轴(231)的轴向移动的过程中调节对应自吸器(32)上的自吸颗粒进口的开度；所述调节传动机构(62)设置在所述流化床(1)上，用于驱动所述主套筒(61)沿所述搅拌轴(231)的轴向移动。
11.根据权利要求10所述的循环结晶造粒固液分离流化床系统，其特征在于，所述调节传动机构(62)包括：调节驱动器(621)、调节齿轮(622)和调节齿条(623)；所述调节齿条(623)沿所述主套筒(61)的轴向固定在所述主套筒(61)上；所述调节齿轮(622)安装在所述调节驱动器(621)的驱动轴上且与调节齿条(623)啮合，通过所述调节齿轮(622)转动能够带动所述调节齿条(623)以及所述主套筒(61)沿所述搅拌轴(231)的轴向移动；所述调节驱动器(621)设置在在所述流化床(1)上，用于驱动所述调节齿轮(622)转动。
12.根据权利要求11所述的循环结晶造粒固液分离流化床系统，其特征在于，所述循环结晶造粒固液分离流化床系统还包括：刮板组件(7)，设置在所述污泥区；所述搅拌驱动器(232)还用于驱动所述刮板组件(6)转动以刮起所述污泥区的污泥颗粒运动。
13.根据权利要求12所述的循环结晶造粒固液分离流化床系统，其特征在于，所述刮板组件(7)包括：刮泥套筒(71)、刮泥板(72)、刮泥主动轮(73)和刮泥从动轮(74)；所述刮泥套筒(71)可转动套装在所述搅拌轴(231)位于所述污泥区的轴身上；所述刮泥板(72)设置在所述刮泥套筒(71)上，用于刮起污泥颗粒运动；所述刮泥从动轮(74)套装在所述刮泥套筒(71)上；所述刮泥主动轮(73)套装在所述搅拌驱动器(232)的驱动轴上，所述刮泥主动轮(73)与所述刮泥从动轮(74)啮合，通过所述刮泥主动轮(73)转动带动所述刮泥从动轮(74)、所述刮泥套筒(71)以及所述刮泥板(72)转动以刮起污泥颗粒运动；所述搅拌驱动器(232)还用于驱动所述刮泥主动轮(73)转动。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种循环结晶造粒固液分离流化床系统，用于解决现有技术中在结晶造粒过程中因添加微砂造成后续污泥输送动力设备部件磨损严重的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种循环结晶造粒固液分离流化床系统，所述循环结晶造粒固液分离流化床系统包括：
流化床，具有自上而下依次设置的过滤区、悬浮区、凝絮区和污泥区，过滤区和悬浮区之间通过隔板隔开，悬浮区、凝絮区和污泥区连通，污泥区用于收集作为晶种的污泥颗粒；
凝絮装置，具有凝絮腔，设置在凝絮区，凝絮装置的外筒壁与所述流化床的内筒壁之间形成有过泥通道，所述凝絮装置用于搅动进入所述凝絮腔的高悬浮物来水和污泥颗粒运动，形成具有结晶颗粒和液体的泥水混合物，其中，泥水混合物进入悬浮区汇聚形成污泥悬浮层和悬浮区产水，污泥悬浮层中的大重量污泥颗粒经过泥通道再次落入污泥区；
负压装置，设置在污泥区，用于产生负压，在负压作用下使得污泥区的污泥颗粒经所述负压装置进入所述凝絮腔、使得所述泥水混合物进入悬浮区以及使得悬浮区产水进入所述过滤区；
来水供应装置，与所述负压装置连接，用于通过所述负压装置向所述凝絮腔内输送高悬浮物来水；
调节装置，活动设置在所述负压装置上，用于调节经所述负压装置进入所述凝絮腔的污泥颗粒量；
过滤装置，设置在过滤区，用于过滤进入过滤区的悬浮区产水以生成净水；
流体控制装置，用于将悬浮区产水送入过滤区，从而通过过滤装置(5)进一步过滤悬浮区产水以生成并导出净水。
具体地，所述循环结晶造粒固液分离流化床系统还包括：上布水环，具有一个上布水出口和多个上布水进口，多个上布水进口与所述悬浮区连通，所述流体控制装置通过与所述上布水环的上布水出口连接而与所述悬浮区连通。
具体地，所述过滤装置包括：滤材、布水组件、集水盘和排水管；
所述滤材分层铺设在所述过滤区，通过所述滤材过滤进入所述过滤区的悬浮区产水以生成净水；
所述布水组件埋设于所述滤材中，位于所述隔板的上方，与所述流体控制装置连通，用于均匀分配进入所述过滤区的悬浮区产水；
所述集水盘，设置在所述过滤区位于所述滤材的上方，用于收集净水；
所述排水管一端与所述集水盘连接，另一端与所述流体控制装置连接，所述集水盘收集的净水通过所述排水管进入所述流体控制装置。
具体地，所述布水组件包括：导流盘、导流管、布水盘和多个布水喷头；
所述导流盘设置固定在所述隔板上，所述导流管一端与所述流体控制装置连接，另一端伸入所述导流盘与所述隔板之间，所述悬浮区产水经所述导流管进入所述过滤区；
所述布水盘设置在所述导流盘的上方，所述布水盘上开设有多个布水孔，每一布水孔处设置有一个布水喷头；
每一布水喷头具有多个进水口和多个出水口，多个进水口布置在所述布水盘与所述导流盘之间，多个出水口布置在所述布水盘的上方。
具体地，所述循环结晶造粒固液分离流化床系统还包括：送气装置；
所述送气装置包括送气管，所述送气管一端伸入至所述过滤区内位于所述导流盘和所述布水盘之间，所述送气装置通过所述送气管向所述过滤区输送压缩空气。
具体地，凝絮装置包括：凝絮外筒、凝絮内筒、和搅拌组件；
所述凝絮外筒一端开口，设置在所述流化床的凝絮区，所述凝絮外筒的开口端朝向悬浮区设置，所述凝絮外筒的外筒壁与所述流化床的内筒壁之间形成有环状的过泥通道；
所述凝絮内筒套装在所述凝絮外筒内，所述凝絮外筒与所述凝絮内筒之间形成有环状的循环区，所述凝絮内筒的内腔作为凝絮腔，所述凝絮腔与所述循环区连通，在负压作用下进入所述凝絮腔的高悬浮物来水和污泥颗粒能够在所述凝絮腔和所述循环区之间循环流动以进行结晶造粒；
所述搅拌组件设置在所述凝絮内筒内，用于搅动进入所述凝絮腔内的高悬浮物来水和污泥颗粒运动形成具有结晶颗粒和液体的泥水混合物。
具体地，所述搅拌组件包括：搅拌轴和搅拌驱动器；
所述搅拌轴具有搅拌端和安装端，安装端可转动设置在所述流化床外，搅拌端进入所述流化床内穿过所述污泥区后伸入到所述凝絮腔，通过所述搅拌轴转动能够搅动高悬浮物来水和污泥颗粒运动；
所述搅拌驱动器设置在所述流化床上，用于驱动所述搅拌轴转动。
具体地，所述搅拌组件还包括：搅拌主动轮和搅拌从动轮；
所述搅拌主动轮套装在所述搅拌驱动器的驱动轴上，所述搅拌从动轮套装在所述搅拌轴的安装端，所述搅拌主动轮和所述搅拌从动轮啮合，通过所述搅拌驱动器驱动所述搅拌主动轮转动以带动所述搅拌从动轮和所述搅拌轴转动。
具体地，所述负压装置包括：下布水环和多个自吸器；
下布水环上开设有下布水进口和与自吸器数量相同的下布水出口，所述下布水进口与所述来水供应装置连接；
多个自吸器沿所述搅拌轴的周向均布，自吸器用于产生负压，每一自吸器具有自吸入口、自吸出口和多个自吸颗粒进口，每一自吸器的自吸入口与对应下布水出口连通，每一自吸器的自吸出口与所述凝絮腔连通，高悬浮物来水从所述自吸入口进入，自所述自吸出口排出进入所述凝絮腔，污泥颗粒自所述自吸颗粒进口进入，自所述自吸出口排出进入所述凝絮腔。
具体地，所述调节装置包括：主套筒、调节驱动机构和与自吸器数量相同的调节套筒；
所述主套筒套装在所述搅拌轴上，能够沿所述搅拌轴的轴向移动；
多个调节套筒均与所述主套筒连接且沿所述主套筒的周向均布套装在对应的自吸器上，调节套筒能够在所述主套筒沿所述搅拌轴的轴向移动的过程中调节对应自吸器上的自吸颗粒进口的开度；
所述调节传动机构设置在所述流化床上，用于驱动所述主套筒沿所述搅拌轴的轴向移动。
具体地，所述调节传动机构包括：调节驱动器、调节齿轮和调节齿条；
所述调节齿条沿所述主套筒的轴向固定在所述主套筒上；
所述调节齿轮安装在所述调节驱动器的驱动轴上且与调节齿条啮合，通过所述调节齿轮转动能够带动所述调节齿条以及所述主套筒沿所述搅拌轴的轴向移动；
所述调节驱动器设置在在所述流化床上，用于驱动所述调节齿轮转动。
具体地，所述循环结晶造粒固液分离流化床系统还包括：刮板组件，设置在所述污泥区；
所述搅拌驱动器还用于驱动所述刮板组件转动以刮起所述污泥区的污泥颗粒运动。
具体地，所述刮板组件包括：刮泥套筒、刮泥板、刮泥主动轮和刮泥从动轮；
所述刮泥套筒可转动套装在所述搅拌轴位于所述污泥区的轴身上；
所述刮泥板设置在所述刮泥套筒上，用于刮起污泥颗粒运动；
所述刮泥从动轮套装在所述刮泥套筒上；
所述刮泥主动轮套装在所述搅拌驱动器的驱动轴上，所述刮泥主动轮与所述刮泥从动轮啮合，通过所述刮泥主动轮转动带动所述刮泥从动轮、所述刮泥套筒以及所述刮泥板转动以刮起污泥颗粒运动；
所述搅拌驱动器还用于驱动所述刮泥主动轮转动。
本发明提供的循环结晶造粒固液分离流化床系统，在流化床内自上而下依次设置过滤区、悬浮区、凝絮区和污泥区、在过滤区和悬浮区之间设置隔板以将过滤区和悬浮区隔开，而悬浮区、凝絮区和污泥区则连通，凝絮装置设置在凝絮区，在污泥区设置负压装置能够产生负压，通过产生的负压使得收集在污泥区的污泥颗粒经负压装置进入凝絮腔，设置在负压装置上的调节装置能够调节经负压装置进入凝絮腔的污泥颗粒量，来水供应装置输送的高悬浮物来水也经负压装置进入凝絮腔，进入凝絮腔的高悬浮物来水和污泥颗粒在凝絮装置的搅动下凝絮形成具有结晶颗粒和液体的泥水混合物，经过絮凝反应，凝絮腔内的泥水混合物进入到悬浮区，进入悬浮区的泥水混合物逐渐汇聚形成悬浮污泥层和悬浮区产水，悬浮污泥层内重量较大的污泥颗粒则在自身重力作用下经过泥通道落入污泥区，悬浮区产水经流体控制装置进入到设置在过滤区的过滤装置，通过过滤装置将悬浮区产水中的结晶颗粒和其它杂质进一步滤除以形成净水，净水经流体控制装置导出。
本发明提供的循环结晶造粒固液分离流化床系统，将落入污泥区的污泥颗粒作为结晶造粒的晶种送入凝絮腔与高悬浮物来水充分混合形成结晶颗粒，避免了结晶造粒过程中额外添加微砂，解决了现有技术中在结晶造粒过程中因添加微砂造成后续污泥输送动力设备磨损严重的问题，实现了流化床内部的自结晶。
（发明人：梁超;马跃华;陈雪;李泽;王恺）