全文摘要
本实用新型公开一种实现污泥悬浮和避免污泥流失的装置，包括反应器本体、出水控制部分和多回路气体利用部分，反应器本体包括进水廊道、反应器、三相分离器和出水口，进水口与进水廊道相连，进水廊道的底端与反应器相连通，三相分离器位于反应器内反应区的上部，反应器的顶部与出水口相连通；出水控制部分设置于反应器的顶部并与出水口相串联；多回路气体利用部分包括气体搅拌系统、气提回流系统和气体扰动系统，三个系统分别与进水廊道和反应器相连通实现气体扰动。该装置创造出的环境不仅有利于污泥的颗粒化，同时有效避免污泥的流失，加快了微生物的颗粒化富集，实现了微生物的有效截留，缩短反应器的启动时间。
主设计要求
1.一种实现污泥悬浮和避免污泥流失的装置，其特征在于：包括反应器本体、出水控制部分和多回路气体利用部分，所述反应器本体包括进水廊道、反应器、三相分离器和出水口，进水口与所述进水廊道相连，所述进水廊道的底端与所述反应器相连通，所述三相分离器位于所述反应器内反应区的上部，所述反应器的顶部与所述出水口相连通；所述出水控制部分设置于所述反应器的顶部并与所述出水口相串联；所述多回路气体利用部分包括气体搅拌系统、气提回流系统和气体扰动系统，三个系统分别与所述反应器和进水廊道相连通实现污泥悬浮和避免污泥流失。
设计方案
1.一种实现污泥悬浮和避免污泥流失的装置，其特征在于：包括反应器本体、出水控制部分和多回路气体利用部分，
所述反应器本体包括进水廊道、反应器、三相分离器和出水口，进水口与所述进水廊道相连，所述进水廊道的底端与所述反应器相连通，所述三相分离器位于所述反应器内反应区的上部，所述反应器的顶部与所述出水口相连通；
所述出水控制部分设置于所述反应器的顶部并与所述出水口相串联；
所述多回路气体利用部分包括气体搅拌系统、气提回流系统和气体扰动系统，三个系统分别与所述反应器和进水廊道相连通实现污泥悬浮和避免污泥流失。
2.根据权利要求1所述的实现污泥悬浮和避免污泥流失的装置，其特征在于：所述反应器本体为圆柱形或方形，所述进水廊道位于所述反应器的外周身或者一侧，所述进水廊道顶部设置有盖板，底部与所述反应区连通。
3.根据权利要求1所述的实现污泥悬浮和避免污泥流失的装置，其特征在于：所述三相分离器包括喇叭形的气体收集罩和位于所述气体收集罩底端两侧的导流板。
4.根据权利要求3所述的实现污泥悬浮和避免污泥流失的装置，其特征在于：所述反应器的上方位于所述气体收集罩的顶部外侧设置有淹没式出水堰，所述淹没式出水堰的周身含有等高的出水孔。
5.根据权利要求3所述的实现污泥悬浮和避免污泥流失的装置，其特征在于：所述出水控制系统包括液位浮球和出水阀，所述喇叭形的气体收集罩的喇叭口处设置有上下穿孔挡板，所述液位浮球位于上下两个穿孔挡板之间并通过牵引绳与设置于所述出水口处的所述出水阀相连。
6.根据权利要求3所述的实现污泥悬浮和避免污泥流失的装置，其特征在于：所述气体搅拌系统包括第一导气管、气体回流泵和曝气盘，所述曝气盘设置于所述反应器的内侧底部，所述第一导气管的一端以及所述曝气盘均与所述气体回流泵相连，所述第一导气管的另一端与所述气体收集罩的顶部相连。
7.根据权利要求6所述的实现污泥悬浮和避免污泥流失的装置，其特征在于：所述气提回流系统包括出水回流管和第二导气管，所述出水回流管的一端与位于所述反应器顶部的沉淀区连接，另一端与所述进水廊道相连；所述第二导气管的一端与所述气体收集罩的顶部以及所述气体回流泵的前端相连，另一端与所述进水廊道内的所述出水回流管相连。
8.根据权利要求7所述的实现污泥悬浮和避免污泥流失的装置，其特征在于：所述气体扰动系统包括第三导气管和穿孔管，所述第三导气管的一端与所述进水廊道的顶部相连，另一端与位于所述沉淀区中的所述穿孔管相连。
9.根据权利要求8所述的实现污泥悬浮和避免污泥流失的装置，其特征在于：所述穿孔管均布于所述沉淀区的表面。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及废水处理技术领域，特别是涉及一种实现污泥悬浮和避免污泥流失的装置。
背景技术
污水的生化处理一直被认为是最为经济的处理方式。实现污水中污染物高效处理的关键就是在特定的环境下实现反应器单位体积中相关功能微生物的高效富集。污泥颗粒化一直被认为是实现污泥高效富集的方法之一。近年来，围绕污泥颗粒化形成过程和机理的研究从未间断。然而很多研究者发现，在促使产气微生物污泥颗粒化和富集培养的反应器中，常常发生污泥颗粒化不规则而导致固气不能有效分离，进而促使污泥在沉淀区上浮的问题十分严重。相对于生长缓慢的自养微生物，污泥的流失量常常大于系统的产生量，常常导致反应器内微生物难以富集，甚至启动失败，例如自养反硝化污泥，厌氧氨氧化污泥的颗粒化和富集培养。因此如何实现污泥颗粒化，促使固气分离，增强反应器的截留能力一直是研究者及工程应用过程中迫切需要解决的问题。
在促使污泥颗粒化的过程中，当前所开发的反应器主要是依赖机械搅拌或者通过机械回流液体，促使反应器区污泥处于悬浮状态并与营养液充分混合。很少有研究者通过气体促使污泥悬浮并与营养液混合，即使有也大多采用额外的气体，例如空气，氮气等实现，很少有利用微生物自身产生的气体作为介质。关于反应器内污泥截留问题，当前多采用多次沉淀、膜分离或者在反应器顶部设置旋转分离器的方式进行颗粒污泥截留，尚未发现采用微生物自身产生的气体作为动力和介质，使沉淀区发生扰动，促使固气分离而实现污泥截留。针对进水质浓度高和波动大易导致污泥不规则颗粒化的问题，采用回流泵将出水回流稀释进水一直是研究者及工程应用者的首选，很少有利用微生物自身产生的气体作为动力实现出水回流稀释进水的反应器开发。因此在污泥颗粒化培养过程中，如何简化装置，减少设备需求和额外的动力消耗，同时还能够实现污泥高效截留的新型装置还需要进一步的研发。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种实现污泥悬浮和避免污泥流失的装置，以解决上述现有技术存在的问题，具有结构简单、设备少，动力需求低，易于控制和有效截留颗粒污泥的特点。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种实现污泥悬浮和避免污泥流失的装置，包括反应器本体、出水控制部分和多回路气体利用部分，
所述反应器本体包括进水廊道、反应器、三相分离器和出水口，进水口与所述进水廊道相连，所述进水廊道的底端与所述反应器相连通，所述三相分离器位于所述反应器内反应区的上部，所述反应器的顶部与所述出水口相连通；
所述出水控制部分设置于所述反应器的顶部并与所述出水口相串联；
所述多回路气体利用部分包括气体搅拌系统、气提回流系统和气体扰动系统，三个系统分别与所述反应器和进水廊道相连通实现污泥悬浮和避免污泥流失。
优选的，所述反应器本体为圆柱形或方形，所述进水廊道位于所述反应器的外周身或者一侧，所述进水廊道顶部设置有盖板，底部与所述反应区连通。
优选的，所述三相分离器包括喇叭形的气体收集罩和位于所述气体收集罩底端两侧的导流板。
优选的，所述反应器的上方位于所述气体收集罩的顶部外侧设置有淹没式出水堰，所述淹没式出水堰的周身含有等高的出水孔。
优选的，所述出水控制系统包括液位浮球和出水阀，所述喇叭形的气体收集罩的喇叭口处设置有上下穿孔挡板，所述液位浮球位于上下两个穿孔挡板之间并通过牵引绳与设置于所述出水口处的所述出水阀相连。
优选的，所述气体搅拌系统包括第一导气管、气体回流泵和曝气盘，所述曝气盘设置于所述反应器的内侧底部，所述第一导气管的一端以及所述曝气盘均与所述气体回流泵相连，所述第一导气管的另一端与所述气体收集罩的顶部相连。
优选的，所述气提回流系统包括出水回流管和第二导气管，所述出水回流管的一端与位于所述反应器顶部的沉淀区连接，另一端与所述进水廊道相连；所述第二导气管的一端与所述气体收集罩的顶部以及所述气体回流泵的前端相连，另一端与所述进水廊道内的所述出水回流管相连。
优选的，所述气体扰动系统包括第三导气管和穿孔管，所述第三导气管的一端与所述进水廊道的顶部相连，另一端与位于所述沉淀区中的所述穿孔管相连。
优选的，所述穿孔管均布于所述沉淀区的表面。
实现污泥悬浮和避免污泥流失的方法，应用于上述的实现污泥悬浮和避免污泥流失的装置，包括以下步骤：
将含有微生物的活性污泥接种于反应器内，从进水廊道进入营养液，给与微生物生长所需要的温度，DO，pH等环境，微生物在反应区产生的气体收集于三相分离器的喇叭口内；
通过气体搅拌系统的气体回流泵将所述三相分离器内收集的气体通过曝气盘再次鼓进好氧区，实现污泥的悬浮生长；
同时气提回流系统利用所述三项分离器喇叭口内的气提将出水回流管内的液体气提入所述进水廊道，实现进水廊道内水质的稀释；
进水廊道上方收集气提后的气体，并且通过气体扰动系统，实现反应器沉淀区悬浮污泥的固气分离，最终气体在沉淀区上方排放；
与此同时，所述三相分离器的喇叭口内因气体的不断收集和通过气提回流系统、气体扰动系统的排放，液位不断在上下挡板内上下浮动，使得出水阀的液位浮球也会出现上下浮动，通过牵引绳实现出水口开关的闭合，即当所述液位浮球靠近上档，出水阀打开，浮球靠近下档，出水阀关闭。
本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
本实用新型中的实现污泥悬浮和避免污泥流失的装置，实际上是一种基于气体扰动来实现污泥悬浮、颗粒化和避免其流失的装置和方法，利用微生物自身产生的气体作为泥水扰动的介质，实现底部泥水混合，同时利用多余的尾气作为动力，实现出水自回流稀释进水，同时将气体再次收集，对沉淀区漂浮污泥扰动，促使漂浮污泥固气分离后沉淀，增强三相分离器的分离效果，无需额外物质和动力消耗。创造出的环境不仅有利于污泥的颗粒化，同时有效避免污泥的流失，对以生长缓慢的自养微生物培养而言，加快了微生物的颗粒化富集，实现了微生物的有效截留，缩短反应器的启动时间。与现有具有机械搅拌、出水泵回流和膜截留的装置相比，减化了反应器构造，减少了设备的需求，更易于控制。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实现污泥悬浮和避免污泥流失的装置的整体结构示意图；
其中，1反应器；2进水廊道；3进水口；4出水口；5三相分离器；6淹没式出水堰；7上下穿孔挡板；8液位浮球；9出水阀；10第一导气管；11气体回流泵；12曝气盘；13第二导气管；14出水回流管；15第三导气管；16穿孔管。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的目的是提供一种实现污泥悬浮和避免污泥流失的装置，以解决上述现有技术存在的问题，具有结构简单、设备少，动力需求低，易于控制和有效截留颗粒污泥的特点。
基于此，本实用新型提供的实现污泥悬浮和避免污泥流失的装置，包括反应器本体、出水控制部分和多回路气体利用部分，反应器本体包括进水廊道、反应器、三相分离器和出水口，进水口与进水廊道相连，进水廊道的底端与反应器相连通，三相分离器位于反应器内反应区的上部，反应器的顶部与出水口相连通；出水控制部分设置于反应器的顶部并与出水口相串联；多回路气体利用部分包括气体搅拌系统、气提回流系统和气体扰动系统，三个系统分别与反应器和进水廊道相连通实现污泥悬浮和避免流失。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
请参考图1，其中，图1为实现污泥悬浮和避免污泥流失的装置的整体结构示意图。
如图1所示，本实用新型提供一种基于气体扰动实现颗粒污泥悬浮和避免流失的装置，包括反应器本体、出水控制系统和多回路气体利用系统，反应器本体包括进水廊道2、反应器1、三相分离器5、淹没式出水堰6和出水口4，出水控制部分包括液位浮球8和出水阀9，多回路气体利用部分包括气体搅拌系统，气提回流系统和气体扰动系统，进一步气体搅拌系统包括第一导气管10、气体回流泵11和曝气盘12，气提回流系统包括出水回流管14和第二导气管13，气体扰动系统包括第三导气管15和穿孔管16。
进一步地，反应器本体可以为圆柱形或方形；进水廊道2位于反应器1外周身或者一侧，进水廊道2为一个密闭空间，顶部有盖板，底部与反应区连通。
三相分离器5包括喇叭形的气体收集罩和导流板，导流板位于气体收集罩喇叭开口的底部两侧，导流板使得气体进入三项分离器的喇叭口里面。
淹没式出水堰6位于反应器1上方，周身含有等高的出水孔，水孔位于水面以下10～20cm。
进一步地，出水控制部分的出水阀9位于出水口4，并用牵引绳与液位浮球8相连。液位浮球8位于气体收集罩内的上下穿孔挡板7之间，液位浮球8靠近上档，出水阀9打开，液位浮球8靠近下档，出水阀9关闭。
进一步地，气体搅拌系统的曝气盘12位于反应器1底部，曝气数量依据反应器1底部大小而定。第一导气管10一端与气体收集罩顶端相连，另一端一端与气体回流泵11相连。
气提回流系统的出水回流管14一端与沉淀区连接，另一端一端与进水廊道2相连接(气提回流系统是专业技术人员常用的一种方法，气体方向向上，将回流管的水也会带出，水从管内出来后，会因重力落在进水廊道2，而气提收集在进水廊道2顶部收集)。第二导气管13一端与气体收集罩相连接，亦可与气体回流泵11前端相连，另一端与进水廊道2内出水回流管14相连接
气体扰动系统中，第三导气管15一端与进水廊道2顶部相连，另一端与沉淀区中的穿孔管16相连；第三导气管15是将第二导气管13使用后，收集于进水廊道2的气体再次利用，气体经第三导气管15进入穿孔管16，然后出气。穿孔管16位于水面以下3～5cm或穿孔管16均匀布至于沉淀区表面。
基于气体扰动实现颗粒污泥悬浮和避免流失的方法，具体地为：
将含有微生物的活性污泥接种于反应器1内，从进水廊道2的进水口3进入营养液，给与微生物生长所需要的温度，DO，Ph等环境，微生物在反应区产生的气体收集于三相分离器5的喇叭口内；
通过气体搅拌系统的气体回流泵11将三相分离器5内收集的气体通过曝气盘12再次鼓进好氧区，实现污泥的悬浮生长；
同时气提回流系统利用三项分离器喇叭口内的气提将出水回流管14内的液体气提入进水廊道2，实现进水廊道2内水质的稀释；
进水廊道2上方收集气提后的气体，并且通过气体扰动系统，实现反应器1沉淀区悬浮污泥的固气分离，最终气体在沉淀区上方排放；
与此同时，三相分离器5的喇叭口内因气体的不断收集和通过气提回流系统、气体扰动系统的排放，液位不断在上下挡板内上下浮动，使得出水阀9的液位浮球8也会出现上下浮动，通过牵引绳实现出水口4开关的闭合，即当液位浮球8靠近上档，出水阀9打开，浮球靠近下档，出水阀9关闭。
该方法，将微生物自身产生的气体收集在气体收集罩内，利用气体搅拌系统中的气体回流泵11将集气罩内收集的气体回流至反应区，保证微生物与营养液的混合，促使污泥颗粒化，同时利用剩余尾气作为动力，通过气提回流系统将沉淀区出水回流至进水廊道2，实现对廊道内进水物质浓度的稀释。将气提后的尾气收集在进水廊道2上方，再次通过气提搅拌系统，对沉淀区的浮泥进行固气分离，促使污泥沉淀，强化三项分离器的三项分离功能。
本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920298342.4
申请日:2019-03-08
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:32(江苏)
授权编号:CN209721697U
授权时间:20191203
主分类号:C02F3/12
专利分类号:C02F3/12
范畴分类:申请人:苏州科技大学
第一申请人:苏州科技大学
申请人地址:215000 江苏省苏州市高新区科锐路1号
发明人:李祥;黄勇;袁怡;袁砚;顾晓丹;姚凤根;仇庆春;夏雨
第一发明人:李祥
当前权利人:苏州科技大学
代理人:张德才
代理机构:11569
代理机构编号:北京高沃律师事务所 11569
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计