公布日：2023.11.14

申請日：2023.10.12

分類號：C02F1/38(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F3/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)I;C02F11/127(2019.01)I

摘要

本發明提供了一種污泥濃縮回流分離裝置及污水處理系統，包括：分離筒具有沿分離筒的軸向相對的第一端和第二端，分離筒內具有內腔。葉輪設置于內腔，葉輪包括第一固定部、第二固定部和多個槳葉。槳葉的外緣與分離筒的內壁面在第一表面具有徑向距離。槳葉包括固定連接在第一固定部、第二固定部之間的葉片。進料管位于分離筒的第一端。第一出料管與內腔靠近分離筒的內壁面區域連通。第二出料管與槳葉的內緣圍繞形成的中心區域連通。混合液中的污泥顆粒在葉輪旋轉的過程中進行了濃縮分離。內回流的物料濃度提高，而降低內回流的流量，降低了內回流的能耗。進入二沉池的混合液濃度相應降低，降低了二沉池固體負荷，提升二沉池的處理能力。

權利要求書

1.一種污泥濃縮回流分離裝置，其特征在于，包括：分離筒，具有沿所述分離筒的軸向相對的第一端和第二端，所述分離筒內具有內腔；葉輪，設置于所述內腔，所述葉輪包括第一固定部、第二固定部和多個槳葉，所述第一固定部和所述第二固定部相對設置；所述槳葉包括外緣和內緣，所述槳葉的外緣與所述分離筒的內壁面在所述分離筒的第一表面具有徑向距離；所述第一表面為所述分離筒的徑向截面；所述槳葉包括固定連接在所述第一固定部、所述第二固定部之間的葉片，所述葉片的寬度方向與所述槳葉的軌跡圓經過外緣的直徑具有夾角；所述軌跡圓為所述槳葉的外緣的轉動軌跡；進料管，位于所述分離筒的第一端，并與所述內腔連通；第一出料管，與所述內腔靠近所述分離筒的內壁面區域連通；第二出料管，與所述槳葉的內緣圍繞形成的中心區域連通；所述第一固定部包括轉盤和環繞所述轉盤的周向設置的多根支撐桿，所述支撐桿與所述槳葉一一對應；在所述槳葉中，所述葉片的數量為多個，所述多個葉片的端部與所述支撐桿連接，并沿所述支撐桿的軸向彼此間隔分布，所述葉片的數量為2~3；所述污泥濃縮回流分離裝置還包括：倒錐體，位于所述內腔，所述倒錐體靠近或固定于所述葉輪的第二固定部；所述倒錐體的直徑在所述第一端至所述第二端的方向上逐漸增大；所述第二出料管穿過所述倒錐體，與所述中心區域連通。

2.根據權利要求1所述的污泥濃縮回流分離裝置，其特征在于，所述支撐桿包括在所述轉盤上間隔設置的第一支撐桿和第二支撐桿，所述葉片與所述第一支撐桿、所述第二支撐桿均固定連接。

3.根據權利要求2所述的污泥濃縮回流分離裝置，其特征在于，所述第一支撐桿和所述第二支撐桿平行設置，所述第一支撐桿的軸向長度大于所述第二支撐桿的軸向長度，所述葉片與所述第一支撐桿的夾角為30~60°。

4.根據權利要求1所述的污泥濃縮回流分離裝置，其特征在于，所述倒錐體的錐角為30~60°，所述倒錐體的最大直徑與所述槳葉的直徑相等。

5.根據權利要求1所述的污泥濃縮回流分離裝置，其特征在于，所述倒錐體與所述葉輪的第二固定部為一體；所述葉片的端部固定連接于所述倒錐體的側面；所述第二出料管與所述倒錐體轉動連接。

6.根據權利要求1所述的污泥濃縮回流分離裝置，其特征在于，所述污泥濃縮回流分離裝置還包括：導流蓋板，延伸至所述分離筒的內腔靠近所述中心區域，且在所述分離筒的軸向上的高度與所述進料管平齊。

7.根據權利要求1所述的污泥濃縮回流分離裝置，其特征在于，1＜所述徑向距離與所述進料管的寬度的比值≤10。

8.根據權利要求1所述的污泥濃縮回流分離裝置，其特征在于，所述污泥濃縮回流分離裝置的驅動裝置為攪拌電機，所述攪拌電機與所述葉輪連接，用于驅動所述葉輪繞自身的中心線旋轉。

9.一種污水處理系統，其特征在于，包括生化池、二沉池、引流裝置、第一輸送管路、第二輸送管路、第三輸送管路、重質水力篩分裝置、第四輸送管路、第五輸送管路、第六輸送管路以及權利要求1~8中任一項所述的污泥濃縮回流分離裝置；所述生化池通過所述第一輸送管路與所述污泥濃縮回流分離裝置的進料管連通；所述污泥濃縮回流分離裝置的第一出料管通過所述第二輸送管路與所述生化池連通；所述污泥濃縮回流分離裝置的第二出料管通過所述第三輸送管路與所述二沉池連通；所述重質水力篩分裝置通過所述第四輸送管路與所述二沉池連通；所述重質水力篩分裝置的下出料口通過所述第五輸送管路與所述生化池連通；所述重質水力篩分裝置的上出料口通過所述第六輸送管路將剩余污泥排出系統。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種污泥濃縮回流分離裝置及污水處理系統，以解決現有的污水處理系統在應對冬季低溫存在的絲狀菌膨脹及二沉池污泥濃度過高處理能力下降的問題。

為實現上述目的，本發明第一方面提供一種污泥濃縮回流分離裝置，包括：

分離筒具有沿分離筒的軸向相對的第一端和第二端，分離筒內具有內腔。

葉輪設置于內腔，葉輪包括第一固定部、第二固定部和多個槳葉，第一固定部和第二固定部相對設置。槳葉包括外緣和內緣，槳葉的外緣與分離筒的內壁面在第一表面具有徑向距離。第一表面為分離筒的徑向截面。槳葉包括固定連接在第一固定部、第二固定部之間的葉片，葉片的寬度方向與槳葉的軌跡圓經過外緣的直徑具有夾角。軌跡圓為槳葉的外緣的轉動軌跡。

進料管位于分離筒的第一端，并與內腔連通。

第一出料管與內腔靠近分離筒的內壁面區域連通。

第二出料管與槳葉的內緣圍繞形成的中心區域連通。

第一固定部包括轉盤和環繞轉盤的周向設置的多根支撐桿，支撐桿與槳葉一一對應。

在槳葉中，葉片的數量為多個，多個葉片的端部與支撐桿連接，并沿支撐桿的軸向彼此間隔分布，葉片的數量為2~3。

根據本申請的一些實施例，支撐桿包括在轉盤上間隔設置的第一支撐桿和第二支撐桿，葉片與第一支撐桿、第二支撐桿均固定連接。

根據本申請的一些實施例，第一支撐桿和第二支撐桿平行設置，第一支撐桿的軸向長度大于第二支撐桿的軸向長度，葉片與第一支撐桿的夾角為30~60°。

根據本申請的一些實施例，污泥濃縮回流分離裝置還包括：

倒錐體，位于內腔，倒錐體靠近或固定于葉輪的第二固定部。倒錐體的直徑在第一端至第二端的方向上逐漸增大。第二出料管穿過倒錐體，與中心區域連通。

根據本申請的一些實施例，倒錐體的錐角為30~60°，倒錐體的最大直徑與槳葉的直徑相等。

根據本申請的一些實施例，倒錐體與葉輪的第二固定部為一體。葉片的端部固定連接于倒錐體的側面。第二出料管與倒錐體轉動連接。

根據本申請的一些實施例，污泥濃縮回流分離裝置還包括：

導流蓋板延伸至分離筒的內腔靠近中心區域，且在分離筒的軸向上的高度與進料管基本平齊。

根據本申請的一些實施例，1＜徑向距離與進料管的寬度的比值≤10。

根據本申請的一些實施例，污泥濃縮回流分離裝置的驅動裝置為攪拌電機，攪拌電機與葉輪連接，用于驅動葉輪繞自身的中心線旋轉。

本發明第二方面提供一種污水處理系統，包括生化池、二沉池、引流裝置、第一輸送管路、第二輸送管路和第三輸送管路以及上述的污泥濃縮回流分離裝置。

生化池通過第一輸送管路與污泥濃縮回流分離裝置的進料管連通。

污泥濃縮回流分離裝置的第一出料管通過第二輸送管路與生化池連通。

污泥濃縮回流分離裝置的第二出料管通過第三輸送管路與二沉池連通。

上述污泥濃縮回流分離裝置，混合液通過進料管進入分離筒的內腔。在葉輪旋轉產生離心力的作用下，混合液中的污泥顆粒大部分移動至槳葉和分離筒的內壁面之間的區域（該區域可以稱為濃縮區），混合液中的活性污泥移動至中心區域。濃縮區的污泥顆粒沉降后經第一出料管排出，如返回至生化池進行內回流，而中心區域的經第二出料管排出，如進入二沉池。混合液中的污泥顆粒在葉輪旋轉的過程中進行了濃縮分離。如此，內回流的物料濃度提高，而降低內回流的流量，降低了內回流的能耗。同時，進入二沉池的混合液濃度相應降低，降低了二沉池固體負荷，提升二沉池的處理能力。此外，經上述污泥濃縮回流裝置分離后，比重較大的污泥顆粒回流至生化池，提升了生化池的處理能力，提高應對冬季的低溫沖擊能力；而比重較輕富集絲狀菌的混合液進入二沉池，經重質水力篩分裝置二次篩分，輕質的絲狀菌從重質水力篩分裝置上口排出系統，而含污泥顆粒的物料以外回流的方式返回生化池，進而有效抑制冬季低溫條件下的絲狀菌膨脹，提高生化系統的穩定性。

混合液經過多個葉片，在多個葉片區域形成了逐步遞減的多級濃度梯度差，從而提升混合液的分離效果。而且葉輪整體在槳葉之間形成槳間進流空間，使得葉輪的總進流空間增大了，提高了混合液的處理效率。因此污泥濃縮回流分離裝置對混合液的處理能力和處理效果得到大幅提升。

（發明人：鐘言;韓紅波;侯起航;顧群;李曦柯;陳思源）