[發明專利]高濃度低密度差復合粉末生物載體顆粒二級水力篩分裝置

在審

• 申請號: 202211136293.7
• 申請日: 2022-09-19
• 公開（公告）號: CN115569746A
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 鐘言;張健;易境;李小陽;侯丹
• 申請（專利權）人: 湖南三友環保科技有限公司
• 主分類號: B04C5/103
• 分類號: B04C5/103;B04C5/12;B04C5/14;B04C5/26
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 李崢嶸

本發明公開了一種高濃度低密度差復合粉末生物載體顆粒二級水力篩分裝置，包括一級水力篩分器和二級水力篩分器，兩級水力篩分器的進料管系，圓柱段，半橢球段，溢流段，插入管深度，被動葉輪，圓錐曲面段等內腔構造形式相似，其關鍵在于圓錐曲面段長度、底流口與收縮角等參數皆不同。其中，一級水力篩分器圓錐曲面段長度相對二級水力篩分器圓錐曲面段加長1.2倍，第一底流口的直徑第二底流口直徑的0.55倍，底流口收縮角為2°～8°；一級水力篩分器溢流作為二級水力篩分器進水，進水濃度低于21g/L。高濃度低密度差復合粉末生物載體顆粒濃度范圍為15～25g/L，經二級篩分后的整體篩分效率可達90％～95％或以上。

技術領域

本發明涉及污水處理技術領域，特別涉及一種高濃度低密度差復合粉末生物載體顆粒二級水力篩分裝置。

背景技術

水力旋分器是一種應用非常廣泛的液體非均相混合物的分離設備，其基本原理是將具有一定密度差的液～液、液～固、液～氣等兩相或多相混合物在離心作用下進行分離。設備主體一般由進料管、圓柱段、圓錐段、溢流段和底流管五部分組成。旋流分離技術具有分離效率高、操作方便、工藝簡單、結構緊湊、設備體積小、占地少、易于實現連續化操作及自動控制等優點。基于以上優勢，旋流分離技術從最初的僅用于選礦，發展到目前在國內外的化工、石油、粉末工程、金屬加工、食品、水處理等領域廣泛應用。在水處理領域，水力旋流器在活性污泥旋流釋碳、污水處理廠細無機砂的分離以及好氧顆粒污泥回收等方面得到一定的應用。

城鎮污水處理過程中，通過在活性污泥系統中投加當量粒徑在10～75μm的硅藻土、沸石、活性炭、凹凸棒土、膨潤土、珍珠巖、鐵碳粉末、火山巖、生物炭、蛭石等粉末載體，誘導形成以粉末載體為核心、被黏附力較大的微生物包裹的復合粉末生物載體顆粒，分離目標粒徑分布在25～100μm，與懸浮生長微生物在粘液、胞外聚合物作用下形成的結合力較弱的生物絮體，構成“雙泥”共生的污水生化處理微生物系統。為實現該生化系統的雙泥齡，達到同步脫氮除磷效果，必須將復合粉末生物載體顆粒與生物絮體分離，其中被分離出來的復合粉末生物載體顆粒循環利用，生物絮體作剩余污泥排放。目前，最可行的分離方案是采用水力旋流方法，實現該目標存在以下技術難點：

(1)復合粉末生物載體顆粒的當量粒徑小，僅為25～100μm，提高篩分效率是采用水力旋流法的主要難點之一。

(2)復合粉末生物載體顆粒實測密度范圍為1.14～1.19g/cm³，生物絮體實測密度范圍為1.04～1.07g/cm³，兩者之間密度差僅為0.07～0.15g/cm³，小于油水密度差0.2g/cm³，是采用水力旋流將兩者分離的主要難點之二。

(3)與目前分離微小無機質顆粒及單一物料不同，復合粉末生物載體顆粒與生物絮體之間存在作用力的結合，不是簡單的混合，在分離過程中需要將復合粉末生物載體顆粒與生物絮體分離，必須克服這些作用力，是采用水力旋流將兩者分離的主要難點之三。

(4)高濃度與低濃度復合粉末生物載體顆粒與生物絮體顆粒的旋流分離過程孑然不同，水力旋流器單位體積內顆粒擁擠效應尤為突出，由于部分復合粉末生物載體顆粒與生物絮體不能得到充分分離，導致從溢流管逸出的生物絮體及雜質中夾帶的這部分復合粉末生物載體顆粒，篩分效率降低。

發明內容

本發明旨在采用二級水力篩分方法解決現有上述技術問題。高濃度復合粉末生物載體顆粒與生物絮體顆粒混合液濃度為15～25g/L，一級和二級分別采用不同特征的水力篩分器串聯組合。首先通過一級水力篩分器，從底流篩分出高質量濃度復合粉末生物載體顆粒，使上溢流管出口混合液在最高進流濃度下低于21g/L；針對一級水力篩分器上溢流管出流，再通過二級水力篩分器實現復合粉末生物載體顆粒整體篩分效率達到90％～95％或以上。

為此，本發明提出一種高濃度低密度差復合粉末生物載體顆粒二級水力篩分裝置。