本實用新型涉及一種污泥處理方法，特別涉及一種實現(xiàn)含煤污泥循環(huán)濃縮分離的裝置。

背景技術(shù)：

煤炭是我國的主要一次能源，長期以來不會改變。隨著環(huán)境保護越來越嚴格，煤礦企業(yè)的污廢水處理受到前所未有的重視。尤其是煤礦區(qū)的生活污水，水處理技術(shù)本身已經(jīng)相對成熟完善；但是水處理產(chǎn)生的含煤污泥一直是礦區(qū)生活污水處理的難點和最終污染源。

礦區(qū)的生產(chǎn)組織特點使得大量的煤粉、煤渣進入污水下水道，在生活污水處理系統(tǒng)的初沉池、反應池等沉淀出來，最終排至污泥濃縮池。由于煤粉、煤渣物理性質(zhì)與生活污泥有很大差異，沉降速度較快、流動性差、易板結(jié)，造成大部分污泥濃縮池效果差、污泥板結(jié)、堵塞輸送管路等，降低了污水處理系統(tǒng)的處理效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種實現(xiàn)含煤污泥循環(huán)濃縮分離的裝置，利用氣浮原理一步處理實現(xiàn)重質(zhì)污泥、輕質(zhì)污泥濃縮和清液分離，可以有效解決含煤污泥濃縮處理的難題，提高煤礦污水處理效果。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種實現(xiàn)含煤污泥循環(huán)濃縮分離的裝置，該裝置包括外殼、分離器、渦凹溶氣裝置和刮渣機，外殼的側(cè)面設有物料進口、清液排出口、浮渣排出口和沉渣排出口，外殼為長方形，分離器位于其中心處且將外殼內(nèi)的空間分隔成左右兩部分；分離器具有一個錐形底且設置于外殼的內(nèi)部，該錐形底與沉渣排出口相連，分離器內(nèi)的中心處設有一兩頭呈喇叭狀開口的反應擴散筒，反應擴散筒在分離器內(nèi)部豎直設置，所述渦凹溶氣裝置設于該反應擴散筒內(nèi)，所述物料進口通過管路伸入反應擴散筒的底部。所述分離器用于實現(xiàn)污泥的循環(huán)濃縮分離，其中渦凹溶氣裝置用于將空氣溶解于污泥中；反應擴散筒內(nèi)將含有微氣泡的輕質(zhì)污泥浮起、重質(zhì)污泥初步沉淀；沉降澄清段實現(xiàn)清液與污泥的進一步分離，沉渣壓縮段將重質(zhì)污泥進一步濃縮；出水堰將清液分離；刮渣機及浮渣擋板將浮渣排出。

作為優(yōu)選，反應擴散筒使分離器內(nèi)分隔為反應擴散段、沉降澄清段和沉渣壓縮段三個區(qū)域，反應擴散筒內(nèi)部為反應擴散段，反應擴散筒筒壁外側(cè)的區(qū)域為沉降澄清段，反應擴散筒下方的區(qū)域為沉渣壓縮段。

作為優(yōu)選，刮渣機設于分離器的頂部，通過刮板旋轉(zhuǎn)將浮渣排出。

作為優(yōu)選，反應擴散筒底部為小喇叭口，其頂部為大喇叭口，小喇叭口與大喇叭口的高度比例為1:3-4。

作為優(yōu)選，反應擴散筒的兩個喇叭口的斜角為15°-75°，具體根據(jù)污泥比重與含固率設定。更為優(yōu)選的是，小喇叭口的斜角為43-48°，大喇叭口的斜角為58-62°。上部的大喇叭口的角度主要影響水流的減速，這個與污泥比重和含固率相關(guān)，下部小喇叭口主要起到再循環(huán)的導流作用。

作為優(yōu)選，分離器右側(cè)頂部設有半圓式可調(diào)出水堰、浮渣擋板及旋轉(zhuǎn)式刮渣機，分離器右側(cè)下方與外殼內(nèi)壁之間設有清液擋板，清液擋板將外殼內(nèi)與分離器右側(cè)之間的空間分隔，可調(diào)出水堰與清液擋板之間的空間為清液收集區(qū)，清液排出口與清液擋板相鄰并設于其上方。

作為優(yōu)選，分離器左側(cè)底部下方與外殼內(nèi)壁之間設有向外傾斜的浮渣沉降板，浮渣沉降板將外殼內(nèi)與分離器左側(cè)之間的空間分隔，浮渣排出口與浮渣沉降板相鄰并設于其上方。

整個過程在分離器內(nèi)部通過重力與浮力完成，無需額外動力。該方法利用渦凹氣浮原理，對含煤污泥進行濃縮分離。所述循環(huán)濃縮分離通過分離器中特殊設計的反應擴散筒實現(xiàn)，根據(jù)污泥比重及濃度等，設計不同的反應擴散筒直徑、錐角及高度，實現(xiàn)污泥溶氣過程中自然上升、循環(huán)溶氣及分離過程。

本實用新型的有益效果是：本實用新型的裝置通過分離器內(nèi)部的循環(huán)溶氣、上浮、濃縮分離過程，可以實現(xiàn)煤礦礦井水及生活污水處理過程所產(chǎn)生含煤污泥中的重質(zhì)污泥、輕質(zhì)污泥與清液的有效分離；采用渦凹溶氣避免了傳統(tǒng)溶氣方式結(jié)構(gòu)復雜、易堵塞的弊端；同時由于分離器采用內(nèi)部循環(huán)，無需額外動力，具有設備簡單、能耗低、維護方便等特點。

附圖說明

圖1為本實用新型的工藝流程示意圖；

圖2為本實用新型實現(xiàn)含煤污泥循環(huán)濃縮分離的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實現(xiàn)含煤污泥循環(huán)濃縮分離的裝置的俯視圖；

標號說明：外殼1，分離器2，渦凹溶氣裝置3，刮渣機4，物料進口5，清液排出口6，浮渣排出口7，沉渣排出口8，反應擴散筒9，反應擴散段10，沉降澄清段11，沉渣壓縮段12，浮渣擋板13，出水堰14，清液擋板15，浮渣沉降板16，清液收集區(qū)17。

具體實施方式

下面通過具體實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步的具體說明。應當理解，本實用新型的實施并不局限于下面的實施例，對本實用新型所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本實用新型保護范圍。

實施例：

如圖2和圖3所示的一種實現(xiàn)含煤污泥循環(huán)濃縮分離的裝置，該裝置包括外殼1、分離器2、渦凹溶氣裝置3、刮渣機4，外殼1的側(cè)面設有物料進口5、清液排出口6、浮渣排出口7和沉渣排出口8；分離器具有一個錐形底且設置于外殼的內(nèi)部，該錐形底與沉渣排出口相連，分離器內(nèi)的中心處設有一兩頭呈喇叭狀開口的反應擴散筒9，所述渦凹溶氣裝置設于該反應擴散筒內(nèi)，所述物料進口通過管路伸入反應擴散筒的底部，反應擴散筒使分離器內(nèi)分隔為反應擴散段10、沉降澄清段11和沉渣壓縮段12三個區(qū)域，反應擴散筒內(nèi)部為反應擴散段，反應擴散筒筒壁外側(cè)的區(qū)域為沉降澄清段，反應擴散筒下方的區(qū)域為沉渣壓縮段；刮渣機設于分離器的頂部，通過刮板旋轉(zhuǎn)將浮渣排出。刮渣機4為旋轉(zhuǎn)式。

外殼為長方形，分離器位于其中心處且將外殼內(nèi)的空間分隔成左右兩部分，分離器右側(cè)頂部設有半圓式可調(diào)出水堰14和浮渣擋板13，分離器右側(cè)下方與外殼內(nèi)壁之間設有清液擋板15，清液擋板將外殼內(nèi)與分離器右側(cè)之間的空間分隔，可調(diào)出水堰與清液擋板之間的空間為清液收集區(qū)17，清液排出口6與清液擋板相鄰并設于其上方。分離器左側(cè)底部下方與外殼內(nèi)壁之間設有向外傾斜的浮渣沉降板16，浮渣沉降板將外殼內(nèi)與分離器左側(cè)之間的空間分隔，浮渣排出口7與浮渣沉降板相鄰并設于其上方。

反應擴散筒在分離器內(nèi)部豎直設置，其底部為小喇叭口，其頂部為大喇叭口，小喇叭口與大喇叭口的高度比例為1:3。本實施例中小喇叭口的斜角為45°，大喇叭口的斜角為60°。

如圖1所示，含煤污泥經(jīng)過物理或者化學調(diào)理后，進入實現(xiàn)含煤污泥循環(huán)濃縮分離的裝置，經(jīng)過渦凹溶氣，輕質(zhì)污泥氣浮濃縮、分離；重質(zhì)污泥沉降澄清，壓縮分離；清液回流。處理物料在中間的分離器中，分出的清液在清液擋板15以上的部分，浮渣在浮渣沉降板16以上部分，沉渣在分離器錐底內(nèi)。

一種采用本裝置進行含煤污泥濃縮分離方法是：

含煤污泥通過調(diào)理后由物料進口送入分離器中央，進入渦凹溶氣裝置底部，通過渦凹溶氣裝置溶入微小空氣泡，在氣泡及水流作用下，輕質(zhì)污泥在浮力及渦凹溶氣葉輪的攪拌作用下迅速上浮，在反應擴散段位于上部的大喇叭口處減速，與清液分離，最終上浮的輕質(zhì)污泥由刮渣機刮除，推送至浮渣排出口排出；重質(zhì)污泥一部分在溶氣后脫離混合體系，迅速下沉，進入沉渣壓縮段；初步分離的清液在沉降澄清段直接沉淀澄清，澄清部分經(jīng)過可調(diào)出水堰進入清液收集區(qū)17，由清液排出口6排出；其中含有的污泥顆粒物會因為水流減緩，逐漸下沉在沉降澄清段實現(xiàn)進一步分離，與直接下沉的重質(zhì)污泥一起進一步壓縮脫水，由沉渣排出口8排出；含污泥部分進入沉渣壓縮段，其中位于沉渣壓縮段12上層的較輕的污泥被循環(huán)水流再次帶入反應擴散筒進行溶氣上浮，進而再次分離出輕質(zhì)污泥；如此循環(huán)往復，直至輕質(zhì)污泥全部上浮，重質(zhì)污泥沉降壓縮；整個過程在分離器內(nèi)部只需要一次溶氣，之后通過重力與浮力完成，無需其他動力。本實用新型的方法實現(xiàn)了含煤污泥的循環(huán)濃縮分離，可以有效分離污泥中以煤渣為主的重質(zhì)污泥和以生活污泥為主的輕質(zhì)污泥。

具體的，由物料進口5送入的含煤污泥可以通過物理調(diào)理或者化學調(diào)理；浮渣排出口7排出的輕質(zhì)污泥可以直接泵送到污泥脫水機進行脫水及最終處置；沉渣排出口8排出的重質(zhì)污泥可以根據(jù)流動情況，采用渣漿泵或者螺旋輸送機輸送排出；清液排出口6排出的水分可以送回污水處理系統(tǒng)再次處理，達標排放或回用。

應用本實施例，對于含水率在98%以上的含煤污泥濃縮分離后，浮渣含水率≤93%，沉渣含水率≤90%，污泥處理表面負荷≥1000kg/(m²·d)，水力負荷≥8 m³/(m²·h)，能耗較傳統(tǒng)方法節(jié)約30%以上，具有良好的處理效果。

本實施例較傳統(tǒng)方法大大簡化了含煤污泥的濃縮處理流程；省去了常規(guī)污泥氣浮濃縮必須的空壓機、溶氣罐、回流泵、微氣泡發(fā)生器及配套的外循環(huán)管路等，大大節(jié)省了設備成本及能耗，同時提高了污泥濃縮系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型實施例技術(shù)方案的范圍。