用于固液分離的重力沉降裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及用于固液分離的重力沉降裝置和方法，特別是用于污水生物處理中泥水分離的重力沉降裝置和方法。本實(shí)用新型還涉及應(yīng)用該重力沉降裝置和方法的污水生物處理裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]重力沉降法是利用液體介質(zhì)中懸浮顆粒的可沉降性能(即懸浮顆粒的密度大于液體介質(zhì)密度的特點(diǎn))，在重力作用下產(chǎn)生下沉作用，以達(dá)到固液分離的一種過(guò)程。重力沉降廣泛用于各種需要固液分離的場(chǎng)合。在污水生物處理中，重力沉降常用于:沉砂池，用以去除污水中的無(wú)機(jī)性易沉物；初次沉降池，用來(lái)以較經(jīng)濟(jì)的方式去除懸浮有機(jī)物，減輕后續(xù)生物處理構(gòu)筑物的有機(jī)負(fù)荷；二次沉降池(或稱二沉池)，用來(lái)分離生物處理工藝中產(chǎn)生的生物膜、活性污泥等，使處理后的水得以澄清，常用的二沉池有平流式、輻流式和豎流式二沉池(參見(jiàn)圖1);污泥濃縮池，將來(lái)自初沉池及二沉池的污泥進(jìn)一步濃縮，以減小體積，降低后續(xù)構(gòu)筑物的尺寸及處理費(fèi)用等。
[0003]高濃度活性污泥法是盡可能保持曝氣槽內(nèi)活性污泥在高濃度水平的處理方法，其能夠處理難分解物質(zhì)，降低單位活性污泥基質(zhì)的負(fù)荷量，促使有機(jī)性的剩余污泥減少甚至幾乎不能產(chǎn)出。高濃度活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)還包括:a)提高處理工藝各單元的的反應(yīng)速率，減小所需的反應(yīng)時(shí)間山)菌膠團(tuán)直徑相對(duì)較高，其菌膠團(tuán)內(nèi)更容易形成缺氧反硝化，可發(fā)生同程反硝化；c)有效降低回流中溶解氧含量，提高厭氧有效釋磷、反硝化脫氮的有機(jī)物利用率；d)具有較高的泥齡，生物系統(tǒng)內(nèi)的優(yōu)勢(shì)菌種一般不受泥齡限制，因此在脫氮除磷工藝中各類主要功能細(xì)菌在適應(yīng)脫氮除磷環(huán)境時(shí)形成優(yōu)勢(shì)菌種；e)在厭氧階段的水解酸化作用有利于后續(xù)反硝化作用時(shí)有機(jī)物的更好吸收利用。但是，隨著系統(tǒng)污泥濃度的增加，污泥沉降性能會(huì)迅速下降，通常的二沉池往往不能實(shí)現(xiàn)具有高濃度污泥的曝氣混合液的固液分離，使得高濃度活性污泥法難以實(shí)際應(yīng)用。
[0004]目前，實(shí)現(xiàn)高濃度活性污泥法的途徑包括:膜-生物反應(yīng)器(MembraneB1-Reactor, MBR)、人工添加泥沙、磁粉等增強(qiáng)污泥沉降性能的物質(zhì)等。此外，也有報(bào)道通過(guò)序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor activated sludge process，SBR)和低表面負(fù)荷高污泥回流比的二沉池等來(lái)實(shí)現(xiàn)高濃度活性污泥法。然而這些途徑大都具有分離效率低、處理能力有限、不適于大規(guī)模和長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用等問(wèn)題。
[0005]因此仍然需要改進(jìn)的用于固液分離的重力沉降裝置和方法，例如改進(jìn)的二沉池等，以用于進(jìn)一步改善固液混合液的固液分離效果，特別是污水生物處理中的泥水混合液的泥水分離效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種用于固液分離的重力沉降裝置、一種用于固液分離的重力沉降方法以及利用本實(shí)用新型的重力沉降裝置或方法的污水生物處理裝置和方法。為此本實(shí)用新型提供以下技術(shù)方案。
[0007]1、一種重力沉降裝置，其用于由顆粒和液體介質(zhì)形成的混合液的連續(xù)固液分離，其中所述顆粒的密度大于所述液體介質(zhì)的密度，所述重力沉降裝置包括沉降池和從上到下依次設(shè)置在所述沉降池中的以下機(jī)構(gòu):在第一水平截面上設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)上清液出口、第二水平截面上設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)第一混合液入口、在第三水平截面上設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)第二混合液入口、和第四水平截面上設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)濃縮混合液出口，在所述第一水平截面和第二水平截面之間的區(qū)域設(shè)為澄清區(qū)，在所述第二水平截面和第三水平截面之間的區(qū)域設(shè)為快速沉降區(qū)，在所述第三水平截面和第四水平截面之間的區(qū)域設(shè)為洗出區(qū)，
[0008]其中所述快速沉降區(qū)中不設(shè)混合液入口，并且所述快速沉降區(qū)的高度占所述澄清區(qū)、快速沉降區(qū)和洗出區(qū)的總高度的比例為20% -95%，30% -95%，35% -95%,30 % -90%,35% -90 % ,40 % -90 % , 45 % -90 % , 35 % -85 %,40 % -80 %,40 % -70 %,40% -60%，約 45%，約 50%，約 55%，約 60%，約 65%，約 70%，約 75%。
[0009]在一些實(shí)施方式中，所述重力沉降裝置經(jīng)設(shè)置使得由第一混合液入口進(jìn)入沉降池的混合液的流量大于或等于由上清液出口排出沉降池的上清液的流量。在一些實(shí)施方式中，所述重力沉降裝置經(jīng)設(shè)置使得由濃縮混合液出口排出沉降池的濃縮混合液的流量大于或等于由第二混合液入口進(jìn)入沉降池的混合液的流量。
[0010]2、根據(jù)以上技術(shù)方案中任一項(xiàng)的重力沉降裝置，其中由濃縮混合液出口排出的濃縮混合液與由上清液出口排出的上清液的流量比為20% -1000%，例如20% -500%,20% -300%, 20% -200%, 20% -150%, 30% -120%, 50% -100%。
[0011]3、根據(jù)以上技術(shù)方案中任一項(xiàng)的重力沉降裝置，其中所述澄清區(qū)的高度占所述澄清區(qū)、快速沉降區(qū)和洗出區(qū)的總高度的比例為5% -40%，例如5% -35%,8% -30%,10% -25%，15% -20%，約 6%，約 7%，約 8%，約 10%，約 15%，約 20%，約 30%，約 35%。
[0012]4、根據(jù)以上技術(shù)方案中任一項(xiàng)的重力沉降裝置，其中所述洗出區(qū)的高度占所述澄清區(qū)、快速沉降區(qū)和洗出區(qū)的總高度的比例為1% _40%，例如5% -35%,8% -30%,10% -25%，15% -20%，約 3%，約 4%，約 5%，約 12%，約 15%，約 20%，約 30%，約 35%。
[0013]5、根據(jù)以上技術(shù)方案中任一項(xiàng)的重力沉降裝置，其中所述顆粒是污水生物處理中的活性污泥，所述液體介質(zhì)是水，例如污水、凈水、廢水等，所述混合液是由活性污泥和水形成的混合液(或稱泥水混合液)，特別是經(jīng)過(guò)曝氣處理的混合液，例如來(lái)自曝氣池的混合液。所述混合液的固體懸浮物濃度(SS)，也即顆粒濃度，大于等于500mg/L，例如大于等于 600mg/L，700mg/L，800mg/L，900mg/L，1000mg/L，1500mg/L，2000mg/L，2500mg/L，3000mg/L,3500mg/L，4000mg/L，4500mg/L,5000mg/L，5500mg/L，6000mg/L，6500mg/L，7000mg/L，7500mg/L，8000mg/L，9000mg/L，10000mg/L。
[0014]6、根據(jù)以上技術(shù)方案中任一項(xiàng)的重力沉降裝置，其中所述重力沉降裝置是豎流式、平流式或輻流式沉降池，優(yōu)選豎流式沉降池。
[0015]7、根據(jù)以上技術(shù)方案中任一項(xiàng)的重力沉降裝置，其中所述重力沉降裝置是污水生物處理中的二次沉降池(或稱二次沉淀池、二沉池)。
[0016]8、根據(jù)以上技術(shù)方案中任一項(xiàng)的重力沉降裝置，其中所述第一混合液入口和第二混合液入口分別是用于向所述豎流式沉降池提供混合液的豎管的上端口和下端口。
[0017]在一些實(shí)施方式中，所述一個(gè)或多個(gè)第一混合液入口可以設(shè)置于任意合適的位置，優(yōu)選設(shè)置于豎流式或輻流式沉降池的中央，或者平流式沉降池的一端；或者在有多個(gè)第一混合液入口時(shí)，均勻地設(shè)置于豎流式或輻流式沉降池的周邊或整個(gè)區(qū)域，或者平流式沉降池的一端。
[0018]在一些實(shí)施方式中，所述豎管的上端口和下端口之間設(shè)有混合液入口，所述豎管經(jīng)設(shè)置使得由混合液入口進(jìn)入的混合液經(jīng)上端口流出的流體阻力小于等于經(jīng)下端口流出的流體阻力。這樣的設(shè)計(jì)可以有利地使得只有從上端口流出的混合液能夠進(jìn)入澄清區(qū)，而經(jīng)下端口流出的混合液不會(huì)進(jìn)入澄清區(qū)。通常，所述豎管可以是內(nèi)徑上下一致的圓管或多邊形管。
[0019]9、根據(jù)以上技術(shù)方案中任一項(xiàng)的重力沉降裝置，其中所述第一混合液入口處設(shè)有混合液分布機(jī)構(gòu)和/或消能機(jī)構(gòu)。所述混合液分布機(jī)構(gòu)和/或效能機(jī)構(gòu)可以是柵格、篩板、穿孔擋板、穿孔墻、反射板、潛孔等。所述一個(gè)或多個(gè)第一混合液入口通常是朝上或基本水平的方向的開(kāi)口，一般應(yīng)避免朝下開(kāi)口以盡量減少對(duì)快速沉降區(qū)的干擾。所述一個(gè)或多個(gè)第二混合液入口通常是朝下或基本水平的方向的開(kāi)口，一般應(yīng)避免朝上開(kāi)口以盡量減少對(duì)快速沉降區(qū)的干擾。
[0020]在一些實(shí)施方式中，所述一個(gè)或多個(gè)第二混合液入口可以具有任意合適的布置，優(yōu)選的布置應(yīng)盡量使來(lái)自快速沉降區(qū)的濃縮混合液快速?gòu)臐饪s混合液出口排出。例如，所述一個(gè)或多個(gè)第二混合液入口可以設(shè)置在沉降池下部的一個(gè)或多個(gè)集泥槽中。
[0021]10、根據(jù)以上技術(shù)方案中任一項(xiàng)的重力沉降裝置，其中所述沉降池具有錐形底部，所述濃縮混合液出口和所述第二混合液入口處設(shè)在所述錐形底部中。