一種污泥分離/富集的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種污泥分離或富集的方法，尤其是應(yīng)用于水處理或污水處理的包含填料輔助的澄清單元，其中包括豎直排列安裝、多層疊放的填料，由蜂窩狀，或其它不規(guī)則形狀的管腔通道組成。該方法同樣適用于部分去除污泥，或從混有微小絮體的混合污泥中分離出顆粒污泥。
【專利說明】
_種污泥分禹/富集的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種污泥的分離/富集的方法，尤其應(yīng)用于水處理和污水處理工藝。該方法還能應(yīng)用于部分去除污泥，或者從混有微小絮狀污泥的混合污泥中分離富集顆粒狀污泥?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在水處理廠和污水處理廠，混有污泥的水在經(jīng)過絮凝作用之后流入澄清池或沉淀池。為了節(jié)約空間常規(guī)的方法為，在含有污泥的污水流經(jīng)的澄清池或沉淀池中安裝一種裝置，該裝置為多層填料的疊放，如板式填料、蜂窩狀填料、或不同形狀的管式填料等。歐盟專利EP 0667837曾提出如何在反應(yīng)池回流中安裝類似的澄清裝置。類似的澄清裝置包括:斜板填料、斜管填料、快速澄清填料。該類澄清裝置常用單個的管狀腔或渠道需要以55-60°的角度安裝才算完美。這樣做一方面為了增加污泥沉淀的表面積，另一方面為了確保在管腔 (管腔通道)中沉淀下的污泥能夠朝池底滑落，沉淀在池底的污泥將被機(jī)械方法或水流清除走。
[0003]在上述所知的澄清裝置中，通常都有一種缺陷，尤其是在這類裝置被用于生化處理工藝的污水廠中時經(jīng)常發(fā)生。這些缺陷是由于這類裝置單個傾斜的管腔被部分或全部堵塞造成。根據(jù)我們的研究發(fā)現(xiàn)，這些堵塞的形成主要是因為一種黏菌在填料的內(nèi)壁上生長， 導(dǎo)致沉降污泥下滑性能減弱，隨之帶來填料中單個管腔通道變窄，從而造成傾斜管的部分堵塞。由于上述原因，這些填料設(shè)備必須配置非常復(fù)雜的清理裝置。但是，這些措施并不能為這些填料提供一個零故障運(yùn)行的保證。因為這些缺陷，使得這類填料安全可靠運(yùn)行幾乎是不可能。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了降低填料易被堵塞的方法，該方法能夠快速清潔填料的管腔(通道、 管腔通道)，以便改善使用該類澄清填料的水處理廠和污水處理廠的運(yùn)行。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種污泥分離或富集的方法，在該項方法中，含有污泥的污水通過一個澄清裝置，該裝置為多層填料的層疊，由蜂窩狀或不規(guī)則形狀的管腔通道組成，待處理的污水流經(jīng)填料的各個管腔中到達(dá)位于填料頂部的收集器， 富含污泥的水隔離在填料之下；
[0006]a)與傳統(tǒng)該類別填料不一樣，單個的管腔(腔室)并不以一定角度進(jìn)行排列安裝， 而且豎直排列；
[0007]b)單個豎直管腔(腔室)的直徑的設(shè)計達(dá)到待處理污水在其中的低湍流流速的目的。
[0008]其中，填料層疊時每個單個的管腔的交叉邊緣需與上下層相對。[〇〇〇9]其中，在所述澄清裝置中，在一層豎直排列安裝的填料之上有另一層填料層疊，所述填料可以采用VF-填料層疊方法層疊。
[0010]其中，在所述澄清裝置中，所述VF-填料包括多個平行排列的板塊，每塊板塊的“Z” 形點(diǎn)通過膠水或焊接與兩側(cè)的板塊進(jìn)行連接。[〇〇11]優(yōu)選的，在所述澄清裝置中，一個填料單元的高度為10?200cm，不同板塊間的連接點(diǎn)的水平距離為4?30cm〇[〇〇12]優(yōu)選的，從填料頂部注水進(jìn)行沖洗或刷洗對管腔通道進(jìn)行清洗。[〇〇13]優(yōu)選的，在所述澄清裝置中，VF-填料每層板塊并不是均勻地層疊在一起，而是每層的板塊的邊沿交叉疊放。
[0014]優(yōu)選的，所述管腔通道壁交叉相對，所述管腔通道可為三角形、矩形、蜂窩形、或其它形狀的的管腔通道。
[0015]優(yōu)選的，所述污水循環(huán)往復(fù)的流經(jīng)所述填料底部空間。
[0016]優(yōu)選的，所述填料底部還安裝布?xì)夤堋?br>[0017]本發(fā)明與傳統(tǒng)所知的填料不同之處在于，填料中單個的管腔并不是傾斜排列，而且垂直排列，泥水的上升流速在單個的管腔(通道、管腔通道)中并不造成顯著的紊流，因此富含污泥的污水進(jìn)入的是一個位于填料之中的自由空間?！揪唧w實(shí)施方式】
[0018]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0019]在生化處理工藝的污水處理廠中，一般而言無法避免生物膜(粘液或黏菌)在類似設(shè)備任何表面上生長。但是這種生物膜在厚度超過一定限度后，可以通過生物手段從固體表面上剝落，本發(fā)明就是應(yīng)用了這一原理。但是，根據(jù)我們的研究，如果生物膜長在傾斜的表面，這種剝落通常無法成功。在這種情況下，生物膜將越長越厚，管腔變得越來越窄直至完全堵塞。另外，基于我們的研究發(fā)現(xiàn)，垂直排列管腔，生物膜不會超過2mm厚。因此，如果設(shè)計合適大的管徑，由豎直排列的管腔或管腔通道組成的填料將不會被堵塞。
[0020]傳統(tǒng)填料是為了污泥能夠在傾斜表面上進(jìn)行沉降，本發(fā)明進(jìn)一步避免了傳統(tǒng)填料的缺陷。在傳統(tǒng)填料中，沒有所謂的“泥渣過濾層”或“浮動過濾層”能夠形成，因為一旦當(dāng)單向水流在單個管腔個體中形成，污泥將在管腔的下部內(nèi)壁上沉積，沉降的污泥往下流走，導(dǎo)致在傾斜管腔通道的上部形成一股向上流的泥水，該泥水相對富有微小的絮體，這些微小的絮體沉降性很差。因此，微小絮體去除的局限性約束了傳統(tǒng)帶有傾斜內(nèi)壁的填料的整體性能表現(xiàn)。
[0021]與傳統(tǒng)內(nèi)壁傾斜的填料的該項缺陷不同之處，在本發(fā)明的填料豎直排列的腔道中，將形成一個特別有效的浮動過濾層。經(jīng)我們大量的實(shí)驗表明，我們的發(fā)明在豎直排列的腔道中可以接受更快的上升流速，并且出水比傳統(tǒng)填料的出水更加清澈。
[0022]在本發(fā)明的一個具體實(shí)施案例中，在豎直排列的管腔中上升流速可以調(diào)節(jié)到非常大，以至于小而輕的絮體無法沉降或過濾到疊放填料的下部，而隨著水流到澄清填料的頂部，重一些的絮體被隔離在填料下面的泥水中。通過選擇一個合適的上升流速，本發(fā)明的填料能夠在處理過程或發(fā)酵容器中選擇性富集“顆粒活性污泥”(或具有某些微生物，如絮狀酵母)。
[0023]與傳統(tǒng)填料需要在澄清池內(nèi)達(dá)到最大的傾斜表面積不一樣，本發(fā)明的填料僅需要維持在一個低湍流流速下運(yùn)行，為了在多個豎直排列的管腔中形成浮動過濾層，單個的管腔的直徑可以大大超過傳統(tǒng)填料單個腔體的直徑。管腔通道有了更大的橫截面，這不僅僅是解決了生產(chǎn)所耗的原材料，而且能夠產(chǎn)生本發(fā)明的另一項好處:上述的生物膜同樣也會生產(chǎn)在這些豎直排列的管腔中；但是更大的橫截面顯著降低了管腔被堵的風(fēng)險性。在同樣厚度的黏菌膜的條件下，大管徑的管腔未堵塞的橫截面積相對大于小管徑的管腔未堵塞的橫截面積。因此，在具有同樣的上升流速(相對于澄清區(qū)總表面積)的水流作用下，在傳統(tǒng)填料的傾斜的小管徑(部分原因由于管腔內(nèi)黏菌膜的生成)的管腔中所形成的實(shí)際流速要相對高很多，從而澄清效果隨之惡化。相反，同樣情況下在本發(fā)明中的填料的管腔中所產(chǎn)生的實(shí)際的上升流速要小于傳統(tǒng)填料。
[0024]盡管本發(fā)明的豎直排列安裝的填料沒有可供污泥沉積的沉積面積，然而在實(shí)際應(yīng)用案例中其處理效果高于傳統(tǒng)傾斜安裝的填料處理效果，主要因為上述的各項原因。進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)主要在于本發(fā)明的填料不再被堵塞，因此澄清設(shè)備在水處理、污水處理、市政污水、發(fā)酵裝置的安全使用變得可能。[〇〇25]德國專利DE 16 01 131.7P披露了采用豎直管腔組成填料的方法(如下簡稱VF-填料)，但是本發(fā)明的方法在此之上有更進(jìn)一步的改進(jìn)。VF-填料具有螺旋通道，最初由海因茨?菲戈(Heinz Faigle)為冷凝塔所發(fā)明，該項設(shè)備能夠在填料內(nèi)的管腔中強(qiáng)制產(chǎn)生來回循環(huán)的流動。該VF-填料包括多個平行排列的板塊，通過膠水或焊接在每塊板塊的Z形點(diǎn)與兩側(cè)的板塊進(jìn)行連接。這種VF-填料的結(jié)構(gòu)能夠被用于本發(fā)明的方法中，相對于在冷卻塔中的應(yīng)用，在本方法中單個的波紋的尺寸更大。這些單個波紋的尺寸由污泥的成分和所使用的材料而決定。一個填料單元的高度可以為10?200cm;不同板塊間的連接點(diǎn)的水平距離可以為4?30cm。在本發(fā)明的一個具體實(shí)施案例中，這些VF-填料每層板塊并不是均勻地層疊在一起，而是每層的板塊的邊沿交叉疊放。這種處置方式導(dǎo)致在每一層的填料中產(chǎn)生強(qiáng)制扭轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)向上的水流，其中沉淀的污泥從上層填料回落到低一些的填料層，從而每次由沉淀污泥形成一層新的浮動過濾層。實(shí)驗證明，將VF-填料按照豎直管腔進(jìn)行簡單的疊放能產(chǎn)生特別理想的效果，從而建立多階段的澄清裝置。[〇〇26]明顯的是，本發(fā)明的豎直安裝填料層，無論是三角形、矩形、蜂窩形、或其它形狀的管腔通道，都能夠容易的堆放，讓單個管腔壁交叉相對。甚至比上述更大的管徑的單個管腔也能夠使用。關(guān)于這一點(diǎn)，需注意需要達(dá)到一個較低湍流的流速，以便形成所需要的浮動過濾層。根據(jù)一致的流體力學(xué)規(guī)律，越大管徑的單個管腔造成越大的湍流。另外，傳統(tǒng)的傾斜管腔通道的填料安裝也能夠疊放在豎直管腔通道的填料上，但是其整體的效果反而更差。 [〇〇27] 本發(fā)明的方法能夠在水處理和污水處理廠中應(yīng)用，應(yīng)用于初沉池或者二沉池、或者生化處理池中的污泥富集、或者這些工藝的組合應(yīng)用。進(jìn)一步的應(yīng)用可以是在發(fā)酵工藝中的絮凝微生物的富集。首選的應(yīng)用是，在裝備有本發(fā)明的豎直安裝的填料的澄清池，含有污泥的污水循環(huán)反復(fù)流經(jīng)本填料底部空間，通過提高反應(yīng)池的污泥濃度，在豎直管腔的下部形成一個浮動過濾層，極大提高了細(xì)小絮體的去除，由此提高了出水的質(zhì)量。在此情況下，沒有必要再在澄清填料下面安裝一個復(fù)雜的去除污泥的設(shè)備，只是需要在澄清池以一個相對高的流速循環(huán)泥/水混合物。
[0028]如果有需要，本發(fā)明的填料中如此豎直排列安裝的管腔很容易被清洗，如從填料頂部注水或刷洗。同時經(jīng)實(shí)驗證明，在填料底部安裝布?xì)夤茏屒逑锤尤菀撞僮鳌?br>[0029]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種污泥分離或富集的方法，在該項方法中，含有污泥的污水通過一個澄清裝置，該 裝置為多層填料的層疊，由蜂窩狀或不規(guī)則形狀的管腔通道組成，待處理的污水流經(jīng)填料 的各個管腔中到達(dá)位于填料頂部的收集器，富含污泥的水隔離在填料之下；其特征在于:a)與傳統(tǒng)該類別填料不一樣，單個的管腔(腔室)并不以一定角度進(jìn)行排列安裝，而且 豎直排列；b)單個豎直管腔(腔室)的直徑的設(shè)計達(dá)到待處理污水在其中的低湍流流速的目的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥分離或富集的方法，其特征在于，填料層疊時每個單個的 管腔的交叉邊緣需與上下層相對。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥分離或富集的方法，其特征在于，在所述澄清裝置中，在 一層豎直排列安裝的填料之上有另一層填料層疊，所述填料采用VF-填料層疊方法層疊，或 者其它傾斜填料層疊方法層疊。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的污泥分離或富集的方法，其特征在于，在所述澄清裝置中，所 述VF-填料包括多個平行排列的板塊，每塊板塊的“Z”形點(diǎn)通過膠水或焊接與兩側(cè)的板塊進(jìn) 行連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥分離或富集的方法，其特征在于，在所述澄清裝置中，一 個填料單元的高度為10?200cm，不同板塊間的連接點(diǎn)的水平距離為4?30cm〇6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥分離或富集的方法，其特征在于，從填料頂部注水進(jìn)行沖 洗或刷洗對管腔通道進(jìn)行清洗。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的污泥分離或富集的方法，其特征在于，在所述澄清裝置中，VF-填料每層板塊并不是均勻地層疊在一起，而是每層的板塊的邊沿交叉疊放。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥分離或富集的方法，其特征在于，所述管腔通道壁交叉相 對，所述通道為三角形、矩形、蜂窩形、或其它形狀的通道。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥分離或富集的方法，其特征在于，所述污水循環(huán)往復(fù)的流 經(jīng)所述填料底部空間。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥分離或富集的方法，其特征在于，所述填料底部還安裝布?xì)夤堋?br>【文檔編號】C02F1/00GK106044876SQ201610486954
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】維克·恩格拜, 李明, 克拉斯·恩格拜
【申請人】維克·恩格拜