一種脈沖布水水解酸化石化污水處理系統(tǒng)及其應(yīng)用方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種脈沖布水水解酸化石化污水處理系統(tǒng)及其應(yīng)用方法。本發(fā)明系統(tǒng)包括鐘罩式虹吸脈沖布水器及與其配套的水解酸化池，所述的脈沖布水器包括：筒體、可伸縮鐘罩及其支架、可調(diào)節(jié)固定位置的中心出水管、輔助虹吸管、大氣連通管、進(jìn)水管、放空管及蓋子，所述的水解酸化池包括：池體、一級(jí)布水管、二級(jí)布水管及出水孔、溢流堰、集水槽、溢流口、沿程取樣口、放空排泥口。本發(fā)明系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中。廢水由脈沖布水器的出水管進(jìn)入水解酸化池。本發(fā)明系統(tǒng)除了提升泵，無(wú)需其他動(dòng)力，易于維護(hù)，性能穩(wěn)定，并且布水均勻，泥水混合效果好。本發(fā)明脈沖布水水解酸化裝置在石化廢水處理中有良好的應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種脈沖布水水解酸化石化污水處理系統(tǒng)及其應(yīng)用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種脈沖布水水解酸化石化污水處理系統(tǒng)及其應(yīng)用方法。

【背景技術(shù)】
[0002]石化污水具有廢水量大、水質(zhì)復(fù)雜、毒害性大、水質(zhì)波動(dòng)大、濃度高、難生物降解等特點(diǎn)，屬于較難處理的工業(yè)廢水。因此，有必要對(duì)石化廢水進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理技術(shù)，以改變其污染物結(jié)構(gòu)，降低毒物濃度，提高其可生化性。水解酸化是一種厭氧處理工藝(丁雷，祁佩時(shí)，趙一先.2012.水解酸化工藝效果評(píng)價(jià)體系研究.環(huán)境工程，30 (6):65-68)。它能夠?qū)U水中的懸浮性固體和大分子難降解物質(zhì)水解為溶解性有機(jī)物和易生物降解的小分子物質(zhì)及揮發(fā)性脂肪酸，提高廢水可生化性，從而提高后續(xù)生物處理工藝的運(yùn)行效果；同時(shí)具有負(fù)荷高、產(chǎn)泥少、能耗低、營(yíng)養(yǎng)物需求量小、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、對(duì)水溫和PH變化不敏感、易于控制等特點(diǎn)。因此，水解酸化工藝被廣泛應(yīng)用于處理難降解的石化廢水。
[0003]為了保證水解酸化池內(nèi)污泥和廢水的充分接觸，一般多采用機(jī)械攪拌、水力攪拌等方式加強(qiáng)泥水混合效果，實(shí)際應(yīng)用中存在污泥沉積、動(dòng)力消耗、設(shè)備腐蝕等缺點(diǎn)。
[0004]水解酸化池的進(jìn)水方式分為連續(xù)進(jìn)水和間歇脈沖進(jìn)水。連續(xù)流進(jìn)水能夠?qū)崿F(xiàn)較均勻的布水，但是存在水頭損失大、出水口容易堵塞的問(wèn)題。脈沖式進(jìn)水能夠形成高速流體沖擊池內(nèi)底層污泥，使污泥與污水充分混合，且無(wú)需消耗動(dòng)力，是比較好的進(jìn)水方式。
[0005]脈沖布水器一般可分為電門(mén)式和虹吸式。電門(mén)式通過(guò)自動(dòng)控制裝置根據(jù)工況和工藝要求，控制電磁閥或者電動(dòng)閥，形成脈沖。電門(mén)式脈沖布水器控制精確，但是設(shè)備成本和運(yùn)行成本都比較高，而且長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，容易出現(xiàn)故障。
[0006]虹吸式脈沖布水器是利用虹吸管中快速流動(dòng)的水流將主管道中的空氣帶走，使主管道內(nèi)形成一定的真空度，在管道內(nèi)外大氣壓的作用下容器中的水進(jìn)入主管道后排入池中。由于水流速度很快，布水能在短時(shí)間內(nèi)完成，達(dá)到脈沖的效果，攪起池底的污泥，使其與池內(nèi)廢水不斷充分混合，污泥與污水中的有機(jī)物得到充分的接觸反應(yīng)。從而提高水解酸化池的泥水混合效果，提高處理效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供了一套水解酸化設(shè)備，包括脈沖布水器和水解酸化池。其中，脈沖布水器提供了高效節(jié)能、性能穩(wěn)定可靠的脈沖效果，并可在不同流量條件下，實(shí)現(xiàn)單次脈沖體積 、脈沖時(shí)間和脈沖周期均可調(diào)，中心出水管和鐘罩氣隙可調(diào)?？裳芯吭诓煌瑮l件下適用于石化廢水的脈沖條件，能夠適應(yīng)多種工況下對(duì)脈沖布水要求。水解酸化池通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算優(yōu)化各布水管徑及出水孔的大小和位置，配合脈沖器，可實(shí)現(xiàn)布水均勻，防止管孔堵塞，強(qiáng)化泥水混合效果，增強(qiáng)生物活性和傳質(zhì)。
[0008]一種脈沖布水水解酸化石化污水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)由脈沖布水器和水解酸化池構(gòu)成，其中，脈沖布水器由筒體、伸縮式鐘罩、支架、中心出水管、輔助虹吸管、大氣連通管、進(jìn)水管、放空管和筒蓋構(gòu)成；水解酸化池由池體、一級(jí)布水管、二級(jí)布水管、出水孔、溢流堰、集水槽、溢流管、沿程取樣口和放空排泥口構(gòu)成；
[0009]在筒體中設(shè)置支架，在支架上設(shè)置伸縮式鐘罩，所述伸縮式鐘罩由公扣段和母扣段相連構(gòu)成，其中公扣段的一端與支架固定相連(焊接)，母扣段的另一端由盲堵封口 ；所述筒體頂端設(shè)置筒蓋，筒體下部設(shè)置進(jìn)水管；輔助虹吸管的頂端與筒體的底部固定相連，底端與一級(jí)布水管的頂端相連；筒體的底部通過(guò)放空管與輔助虹吸管相連；放空管上設(shè)置閥門(mén)(球閥)；輔助虹吸管與大氣連通管相連；在輔助虹吸管內(nèi)設(shè)置可調(diào)節(jié)固定位置的中心出水管，中心出水管的頂端位于伸縮式鐘罩，底端位于一級(jí)布水管；
[0010]在筒體下方設(shè)置池體，在池體內(nèi)水平設(shè)置二級(jí)布水管，二級(jí)布水管上設(shè)置出水口 ；垂直于二級(jí)布水管設(shè)置一級(jí)布水管，一級(jí)布水管的底端與二級(jí)布水管相連；池體頂部設(shè)置溢流堰，溢流堰頂部設(shè)置集水槽，集水槽底部設(shè)置溢流管；池體底部設(shè)置放空排泥口 ；池體上設(shè)置沿程取樣口 ；沿程取樣口和放空排泥口上分別設(shè)置閥門(mén)(球閥)。
[0011]所述進(jìn)水管上設(shè)置閥門(mén)(球閥)。
[0012]所述中心出水管為頂端具有一定長(zhǎng)度公扣的管體。
[0013]所述中心出水管與筒體和支架之間分別通過(guò)絲扣相連。
[0014]所述二級(jí)布水管以一級(jí)布水管底端為中心，呈“米”字型均勻分布。
[0015]一種脈沖布水水解酸化石化污水處理系統(tǒng)的應(yīng)用方法，其脈沖過(guò)程如下: 提升泵流入脈沖器筒體內(nèi)；當(dāng)筒體內(nèi)液位達(dá)到伸縮式鐘罩底端時(shí)，伸縮式鐘罩內(nèi)、中心出水管內(nèi)以及輔助虹吸管內(nèi)的空氣被密封，隨著筒體內(nèi)液位的繼續(xù)升高，上述密封空氣由于水壓經(jīng)大氣連通管被排出；當(dāng)伸縮式鐘罩內(nèi)液位升高至中心出水管頂端后，中心出水管開(kāi)始有污水溢流，并進(jìn)一步排出被密封的空氣，同時(shí)會(huì)使中心出水管內(nèi)的液位比一級(jí)布水管的液位高，這個(gè)液位差促使中心出水管內(nèi)液位降低，造成中心出水管內(nèi)的空氣壓力小于一個(gè)大氣壓，呈負(fù)壓狀態(tài)，進(jìn)而形成虹吸，將筒體內(nèi)的污水通過(guò)伸縮式鐘罩、中心出水管、一級(jí)布水管、二級(jí)布水管以及出水孔以高速注入池體中；當(dāng)筒體內(nèi)的液位降至伸縮式鐘罩底端時(shí)，空氣進(jìn)入伸縮式鐘罩內(nèi)，破壞原來(lái)的負(fù)壓狀態(tài)，虹吸停止。
[0017]上述脈沖布水器可由有機(jī)玻璃、不銹鋼等材料制成。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:
[0019]本發(fā)明系統(tǒng)中高速污水對(duì)水解酸化池底部污泥有較好的攪拌作用。污泥實(shí)現(xiàn)了周期性的膨脹、壓縮。整套系統(tǒng)除了提升泵，無(wú)需其他動(dòng)力，易于維護(hù)，性能穩(wěn)定，并且布水均勻，泥水混合效果好。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明脈沖布水水解酸化石化污水處理系統(tǒng)的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明可伸縮式鐘罩的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明二級(jí)布水管的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖中標(biāo)號(hào):11_筒體、12-伸縮式鐘罩、12A-公扣段、12B-母扣段、13-支架、14-中心出水管、15-輔助虹吸管、16-大氣連通管、17-進(jìn)水管、18-放空管、19-筒蓋、21-池體、22- —級(jí)布水管、23- 二級(jí)布水管、24-出水孔、25-溢流堰、26-集水槽、27-溢流管、28-沿程取樣口、29-放空排泥口。

【具體實(shí)施方式】
[0024]本發(fā)明提供了一種脈沖布水水解酸化石化污水處理系統(tǒng)及其應(yīng)用方法，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]一種脈沖布水水解酸化石化污水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)由脈沖布水器和水解酸化池構(gòu)成，其中，脈沖布水器由筒體11、伸縮式鐘罩12、支架13、中心出水管14、輔助虹吸管15、大氣連通管16、進(jìn)水管17、放空管18和筒蓋19構(gòu)成；水解酸化池由池體21、一級(jí)布水管22、二級(jí)布水管23、出水孔24、溢流堰25、集水槽26、溢流管27、沿程取樣口 28和放空排泥口
29構(gòu)成；
[0026]在筒體11中設(shè)置支架13，在支架13上設(shè)置伸縮式鐘罩12，所述伸縮式鐘罩12由公扣段12A和母扣段12B相連構(gòu)成，其中公扣段12A的一端與支架13固定相連(焊接)，母扣段12B的另一端由盲堵封口 ；所述筒體11頂端設(shè)置筒蓋19，筒體11下部設(shè)置進(jìn)水管17 ；輔助虹吸管15的頂端與筒體11的底部固定相連，底端與一級(jí)布水管22的頂端相連；筒體11的底部通過(guò)放空管18與輔助虹吸管15相連；放空管18上設(shè)置閥門(mén)(球閥);輔助虹吸管15與大氣連通管16相連；在輔助虹吸管15內(nèi)設(shè)置可調(diào)節(jié)固定位置的中心出水管14，中心出水管14的頂端位于伸縮式鐘罩12,底端位于一級(jí)布水管22 ；
[0027]在筒體11下設(shè)置池體21，在池體21內(nèi)水平設(shè)置二級(jí)布水管23，二級(jí)布水管23上設(shè)置出水口 24 ;垂直于二級(jí)布水管23設(shè)置一級(jí)布水管22，一級(jí)布水管22的底端與二級(jí)布水管23相連；池體21頂部設(shè)置溢流堰25，溢流堰25頂部設(shè)置集水槽26，集水槽26底部設(shè)置溢流管27 ;池體21底部設(shè)置放空排泥口 29 ;池體21上設(shè)置沿程取樣口 28 ;沿程取樣口 28和放空排泥口 29上分別設(shè)置閥門(mén)(球閥)。
[0028]所述進(jìn)水管17上設(shè)置閥門(mén)(球閥)。
[0029]所述中心出水管14為頂端具有一定長(zhǎng)度公扣的管體。
[0030]所述中心出水管14與筒體11和支架13之間分別通過(guò)絲扣相連。
[0031]所述二級(jí)布水管23以一級(jí)布水管22底端為中心，呈“米”字型均勻分布。
[0032]實(shí)施例1
[0033]本實(shí)施例所采用的脈沖布水水解酸化石化污水處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1~圖3所示，其中，可通過(guò)調(diào)節(jié)伸縮式鐘罩12的長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)單次脈沖體積，并可通過(guò)絲扣調(diào)節(jié)中心出水管14與伸縮式鐘罩12頂端的相對(duì)距離。
[0034]實(shí)驗(yàn)采用的脈沖布水器有效體積可調(diào)節(jié)范圍為IL~5L，脈沖水頭為lm，水解酸化池為直徑為300mm、高為2500mm的有機(jī)玻璃柱，有效體積為150L。
[0035]以某石化工業(yè)園區(qū)內(nèi)排放的實(shí)際污水(水質(zhì)指標(biāo)如表1所示)為處理對(duì)象，在進(jìn)水化學(xué)需氧量(COD)為400mg/L~600mg/L，水力停留時(shí)間為20h，脈沖頻次為10次/h，水溫25~28度，采用上述脈沖水解酸化反應(yīng)器的運(yùn)行結(jié)果表明:C0D的去除率為15%~20%，出水揮發(fā)酸所占的比例由進(jìn)水的18 %~24%增加到32 %~45 %，泥水混合良好，無(wú)污泥淤積現(xiàn)象。
[0036]表1石化廢水的水質(zhì)指標(biāo)(mg/L，揮發(fā)酸以乙酸計(jì))數(shù)據(jù)表
[0037]

【權(quán)利要求】
1.一種脈沖布水水解酸化石化污水處理系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)由脈沖布水器和水解酸化池構(gòu)成，其中，脈沖布水器由筒體(11)、伸縮式鐘罩(12)、支架(13)、中心出水管(14)、輔助虹吸管(15)、大氣連通管(16)、進(jìn)水管(17)、放空管(18)和筒蓋(19)構(gòu)成；7欠解酸化池由池體(21)、一級(jí)布水管(22)、二級(jí)布水管(23)、出水孔(24)、溢流堰(25)、集水槽(26)、溢流管(27)、沿程取樣口 (28)和放空排泥口 (29)構(gòu)成； 在筒體(11)中設(shè)置支架(13)，在支架(13)上設(shè)置伸縮式鐘罩(12)，所述伸縮式鐘罩(12)由公扣段(12A)和母扣段(12B)相連構(gòu)成，其中公扣段(12A)的一端與支架(13)固定相連，母扣段(12B)的另一端由盲堵封口 ；所述筒體(11)頂端設(shè)置筒蓋(19)，筒體(11)下部設(shè)置進(jìn)水管(17);輔助虹吸管(15)的頂端與筒體(11)的底部固定相連，底端與一級(jí)布水管(22)的頂端相連；筒體(11)的底部通過(guò)放空管(18)與輔助虹吸管(15)相連；放空管(18)上設(shè)置閥門(mén)；輔助虹吸管(15)與大氣連通管(16)相連；在輔助虹吸管(15)內(nèi)設(shè)置可調(diào)節(jié)固定位置的中心出水管(14)，中心出水管(14)的頂端位于伸縮式鐘罩(12)，底端位于一級(jí)布水管(22)； 在筒體(11)下方設(shè)置池體(21)，在池體(21)內(nèi)水平設(shè)置二級(jí)布水管(23)，二級(jí)布水管(23)上設(shè)置出水口(24);垂直于二級(jí)布水管(23)設(shè)置一級(jí)布水管(22)，一級(jí)布水管(22)的底端與二級(jí)布水管(23)相連；池體(21)頂部設(shè)置溢流堰(25)，溢流堰(25)頂部設(shè)置集水槽(26)，集水槽(26)底部設(shè)置溢流管(27);池體(21)底部設(shè)置放空排泥口(29)；池體(21)上設(shè)置沿程取樣口(28);沿程取樣口(28)和放空排泥口(29)上分別設(shè)置閥門(mén)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脈沖布水水解酸化石化污水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述進(jìn)水管(17)上設(shè)置閥門(mén)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脈沖布水水解酸化石化污水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述中心出水管(14)為頂端具有一定長(zhǎng)度公扣的管體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脈沖布水水解酸化石化污水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述中心出水管(14)與筒體(11)和支架(13)之間分別通過(guò)絲扣相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脈沖布水水解酸化石化污水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述二級(jí)布水管(23)以一級(jí)布水管(22)底端為中心，呈“米”字型均勻分布。
6.如權(quán)利要求1~5任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種脈沖布水水解酸化石化污水處理系統(tǒng)的應(yīng)用方法，其特征在于，脈沖過(guò)程如下: 污水由進(jìn)水管(17)通過(guò)提升泵流入脈沖器筒體(11)內(nèi)；當(dāng)筒體(11)內(nèi)液位達(dá)到伸縮式鐘罩(12)底端時(shí)，伸縮式鐘罩(12)內(nèi)、中心出水管(14)內(nèi)以及輔助虹吸管(15)內(nèi)的空氣被密封，隨著筒體(11)內(nèi)液位的繼續(xù)升高，上述密封空氣由于水壓經(jīng)大氣連通管(16)被排出；當(dāng)伸縮式鐘罩(12)內(nèi)液位升高至中心出水管(14)頂端后，中心出水管(14)開(kāi)始有污水溢流，并進(jìn)一步排出被密封的空氣，同時(shí)會(huì)使中心出水管(14)內(nèi)的液位比一級(jí)布水管(22)的液位高，這個(gè)液位差促使中心出水管(14)內(nèi)液位降低，造成中心出水管(14)內(nèi)的空氣壓力小于一個(gè)大氣壓，呈負(fù)壓狀態(tài)，進(jìn)而形成虹吸，將筒體(11)內(nèi)的污水通過(guò)伸縮式鐘罩(12)、中心出水管(14)、一級(jí)布水管(22)、二級(jí)布水管(22)以及出水孔(24)以高速注入池體(21)中；當(dāng)筒體(11)內(nèi)的液位降至伸縮式鐘罩(12)底端時(shí)，空氣進(jìn)入伸縮式鐘罩(12)內(nèi)，破壞原來(lái)的負(fù)壓狀態(tài)，虹吸停止。
【文檔編號(hào)】C02F3/28GK104163491SQ201410407531
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】王建龍, 丁鵬元, 初里冰 申請(qǐng)人:清華大學(xué)