一种脉冲布水水解酸化石化污水处理系统及其应用方法
【专利摘要】本发明属于水处理【技术领域】，特别涉及一种脉冲布水水解酸化石化污水处理系统及其应用方法。本发明系统包括钟罩式虹吸脉冲布水器及与其配套的水解酸化池，所述的脉冲布水器包括：筒体、可伸缩钟罩及其支架、可调节固定位置的中心出水管、辅助虹吸管、大气连通管、进水管、放空管及盖子，所述的水解酸化池包括：池体、一级布水管、二级布水管及出水孔、溢流堰、集水槽、溢流口、沿程取样口、放空排泥口。本发明系统在应用过程中。废水由脉冲布水器的出水管进入水解酸化池。本发明系统除了提升泵，无需其他动力，易于维护，性能稳定，并且布水均匀，泥水混合效果好。本发明脉冲布水水解酸化装置在石化废水处理中有良好的应用前景。
【专利说明】一种脉冲布水水解酸化石化污水处理系统及其应用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水处理【技术领域】，特别涉及一种脉冲布水水解酸化石化污水处理系统及其应用方法。
【背景技术】
[0002]石化污水具有废水量大、水质复杂、毒害性大、水质波动大、浓度高、难生物降解等特点，属于较难处理的工业废水。因此，有必要对石化废水进行适当的预处理技术，以改变其污染物结构，降低毒物浓度，提高其可生化性。水解酸化是一种厌氧处理工艺(丁雷，祁佩时，赵一先.2012.水解酸化工艺效果评价体系研究.环境工程，30 (6):65-68)。它能够将废水中的悬浮性固体和大分子难降解物质水解为溶解性有机物和易生物降解的小分子物质及挥发性脂肪酸，提高废水可生化性，从而提高后续生物处理工艺的运行效果；同时具有负荷高、产泥少、能耗低、营养物需求量小、抗冲击负荷能力强、对水温和PH变化不敏感、易于控制等特点。因此，水解酸化工艺被广泛应用于处理难降解的石化废水。
[0003]为了保证水解酸化池内污泥和废水的充分接触，一般多采用机械搅拌、水力搅拌等方式加强泥水混合效果，实际应用中存在污泥沉积、动力消耗、设备腐蚀等缺点。
[0004]水解酸化池的进水方式分为连续进水和间歇脉冲进水。连续流进水能够实现较均匀的布水，但是存在水头损失大、出水口容易堵塞的问题。脉冲式进水能够形成高速流体冲击池内底层污泥，使污泥与污水充分混合，且无需消耗动力，是比较好的进水方式。
[0005]脉冲布水器一般可分为电门式和虹吸式。电门式通过自动控制装置根据工况和工艺要求，控制电磁阀或者电动阀，形成脉冲。电门式脉冲布水器控制精确，但是设备成本和运行成本都比较高，而且长时间运行，容易出现故障。
[0006]虹吸式脉冲布水器是利用虹吸管中快速流动的水流将主管道中的空气带走，使主管道内形成一定的真空度，在管道内外大气压的作用下容器中的水进入主管道后排入池中。由于水流速度很快，布水能在短时间内完成，达到脉冲的效果，搅起池底的污泥，使其与池内废水不断充分混合，污泥与污水中的有机物得到充分的接触反应。从而提高水解酸化池的泥水混合效果，提高处理效率。
【发明内容】
[0007]针对现有技术不足，本发明提供了一套水解酸化设备，包括脉冲布水器和水解酸化池。其中，脉冲布水器提供了高效节能、性能稳定可靠的脉冲效果，并可在不同流量条件下，实现单次脉冲体积 、脉冲时间和脉冲周期均可调，中心出水管和钟罩气隙可调。可研究在不同条件下适用于石化废水的脉冲条件，能够适应多种工况下对脉冲布水要求。水解酸化池通过数值模拟计算优化各布水管径及出水孔的大小和位置，配合脉冲器，可实现布水均匀，防止管孔堵塞，强化泥水混合效果，增强生物活性和传质。
[0008]一种脉冲布水水解酸化石化污水处理系统，该系统由脉冲布水器和水解酸化池构成，其中，脉冲布水器由筒体、伸缩式钟罩、支架、中心出水管、辅助虹吸管、大气连通管、进水管、放空管和筒盖构成；水解酸化池由池体、一级布水管、二级布水管、出水孔、溢流堰、集水槽、溢流管、沿程取样口和放空排泥口构成；
[0009]在筒体中设置支架，在支架上设置伸缩式钟罩，所述伸缩式钟罩由公扣段和母扣段相连构成，其中公扣段的一端与支架固定相连(焊接)，母扣段的另一端由盲堵封口 ；所述筒体顶端设置筒盖，筒体下部设置进水管；辅助虹吸管的顶端与筒体的底部固定相连，底端与一级布水管的顶端相连；筒体的底部通过放空管与辅助虹吸管相连；放空管上设置阀门(球阀)；辅助虹吸管与大气连通管相连；在辅助虹吸管内设置可调节固定位置的中心出水管，中心出水管的顶端位于伸缩式钟罩，底端位于一级布水管；
[0010]在筒体下方设置池体，在池体内水平设置二级布水管，二级布水管上设置出水口 ；垂直于二级布水管设置一级布水管，一级布水管的底端与二级布水管相连；池体顶部设置溢流堰，溢流堰顶部设置集水槽，集水槽底部设置溢流管；池体底部设置放空排泥口 ；池体上设置沿程取样口 ；沿程取样口和放空排泥口上分别设置阀门(球阀)。
[0011]所述进水管上设置阀门(球阀)。
[0012]所述中心出水管为顶端具有一定长度公扣的管体。
[0013]所述中心出水管与筒体和支架之间分别通过丝扣相连。
[0014]所述二级布水管以一级布水管底端为中心，呈“米”字型均匀分布。
[0015]一种脉冲布水水解酸化石化污水处理系统的应用方法，其脉冲过程如下: 提升泵流入脉冲器筒体内；当筒体内液位达到伸缩式钟罩底端时，伸缩式钟罩内、中心出水管内以及辅助虹吸管内的空气被密封，随着筒体内液位的继续升高，上述密封空气由于水压经大气连通管被排出；当伸缩式钟罩内液位升高至中心出水管顶端后，中心出水管开始有污水溢流，并进一步排出被密封的空气，同时会使中心出水管内的液位比一级布水管的液位高，这个液位差促使中心出水管内液位降低，造成中心出水管内的空气压力小于一个大气压，呈负压状态，进而形成虹吸，将筒体内的污水通过伸缩式钟罩、中心出水管、一级布水管、二级布水管以及出水孔以高速注入池体中；当筒体内的液位降至伸缩式钟罩底端时，空气进入伸缩式钟罩内，破坏原来的负压状态，虹吸停止。
[0017]上述脉冲布水器可由有机玻璃、不锈钢等材料制成。
[0018]本发明的有益效果为:
[0019]本发明系统中高速污水对水解酸化池底部污泥有较好的搅拌作用。污泥实现了周期性的膨胀、压缩。整套系统除了提升泵，无需其他动力，易于维护，性能稳定，并且布水均匀，泥水混合效果好。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明脉冲布水水解酸化石化污水处理系统的装置结构示意图；
[0021]图2为本发明可伸缩式钟罩的装置结构示意图；
[0022]图3为本发明二级布水管的装置结构示意图；
[0023]图中标号:11_筒体、12-伸缩式钟罩、12A-公扣段、12B-母扣段、13-支架、14-中心出水管、15-辅助虹吸管、16-大气连通管、17-进水管、18-放空管、19-筒盖、21-池体、22- —级布水管、23- 二级布水管、24-出水孔、25-溢流堰、26-集水槽、27-溢流管、28-沿程取样口、29-放空排泥口。
【具体实施方式】
[0024]本发明提供了一种脉冲布水水解酸化石化污水处理系统及其应用方法，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0025]一种脉冲布水水解酸化石化污水处理系统，该系统由脉冲布水器和水解酸化池构成，其中，脉冲布水器由筒体11、伸缩式钟罩12、支架13、中心出水管14、辅助虹吸管15、大气连通管16、进水管17、放空管18和筒盖19构成；水解酸化池由池体21、一级布水管22、二级布水管23、出水孔24、溢流堰25、集水槽26、溢流管27、沿程取样口 28和放空排泥口
29构成；
[0026]在筒体11中设置支架13，在支架13上设置伸缩式钟罩12，所述伸缩式钟罩12由公扣段12A和母扣段12B相连构成，其中公扣段12A的一端与支架13固定相连(焊接)，母扣段12B的另一端由盲堵封口 ；所述筒体11顶端设置筒盖19，筒体11下部设置进水管17 ；辅助虹吸管15的顶端与筒体11的底部固定相连，底端与一级布水管22的顶端相连；筒体11的底部通过放空管18与辅助虹吸管15相连；放空管18上设置阀门(球阀);辅助虹吸管15与大气连通管16相连；在辅助虹吸管15内设置可调节固定位置的中心出水管14，中心出水管14的顶端位于伸缩式钟罩12,底端位于一级布水管22 ；
[0027]在筒体11下设置池体21，在池体21内水平设置二级布水管23，二级布水管23上设置出水口 24 ;垂直于二级布水管23设置一级布水管22，一级布水管22的底端与二级布水管23相连；池体21顶部设置溢流堰25，溢流堰25顶部设置集水槽26，集水槽26底部设置溢流管27 ;池体21底部设置放空排泥口 29 ;池体21上设置沿程取样口 28 ;沿程取样口 28和放空排泥口 29上分别设置阀门(球阀)。
[0028]所述进水管17上设置阀门(球阀)。
[0029]所述中心出水管14为顶端具有一定长度公扣的管体。
[0030]所述中心出水管14与筒体11和支架13之间分别通过丝扣相连。
[0031]所述二级布水管23以一级布水管22底端为中心，呈“米”字型均匀分布。
[0032]实施例1
[0033]本实施例所采用的脉冲布水水解酸化石化污水处理系统结构如图1~图3所示，其中，可通过调节伸缩式钟罩12的长度实现调节单次脉冲体积，并可通过丝扣调节中心出水管14与伸缩式钟罩12顶端的相对距离。
[0034]实验采用的脉冲布水器有效体积可调节范围为IL~5L，脉冲水头为lm，水解酸化池为直径为300mm、高为2500mm的有机玻璃柱，有效体积为150L。
[0035]以某石化工业园区内排放的实际污水(水质指标如表1所示)为处理对象，在进水化学需氧量(COD)为400mg/L~600mg/L，水力停留时间为20h，脉冲频次为10次/h，水温25~28度，采用上述脉冲水解酸化反应器的运行结果表明:C0D的去除率为15%~20%，出水挥发酸所占的比例由进水的18 %~24%增加到32 %~45 %，泥水混合良好，无污泥淤积现象。
[0036]表1石化废水的水质指标(mg/L，挥发酸以乙酸计)数据表
[0037]
【权利要求】
1.一种脉冲布水水解酸化石化污水处理系统，其特征在于:该系统由脉冲布水器和水解酸化池构成，其中，脉冲布水器由筒体(11)、伸缩式钟罩(12)、支架(13)、中心出水管(14)、辅助虹吸管(15)、大气连通管(16)、进水管(17)、放空管(18)和筒盖(19)构成；7欠解酸化池由池体(21)、一级布水管(22)、二级布水管(23)、出水孔(24)、溢流堰(25)、集水槽(26)、溢流管(27)、沿程取样口 (28)和放空排泥口 (29)构成； 在筒体(11)中设置支架(13)，在支架(13)上设置伸缩式钟罩(12)，所述伸缩式钟罩(12)由公扣段(12A)和母扣段(12B)相连构成，其中公扣段(12A)的一端与支架(13)固定相连，母扣段(12B)的另一端由盲堵封口 ；所述筒体(11)顶端设置筒盖(19)，筒体(11)下部设置进水管(17);辅助虹吸管(15)的顶端与筒体(11)的底部固定相连，底端与一级布水管(22)的顶端相连；筒体(11)的底部通过放空管(18)与辅助虹吸管(15)相连；放空管(18)上设置阀门；辅助虹吸管(15)与大气连通管(16)相连；在辅助虹吸管(15)内设置可调节固定位置的中心出水管(14)，中心出水管(14)的顶端位于伸缩式钟罩(12)，底端位于一级布水管(22)； 在筒体(11)下方设置池体(21)，在池体(21)内水平设置二级布水管(23)，二级布水管(23)上设置出水口(24);垂直于二级布水管(23)设置一级布水管(22)，一级布水管(22)的底端与二级布水管(23)相连；池体(21)顶部设置溢流堰(25)，溢流堰(25)顶部设置集水槽(26)，集水槽(26)底部设置溢流管(27);池体(21)底部设置放空排泥口(29)；池体(21)上设置沿程取样口(28);沿程取样口(28)和放空排泥口(29)上分别设置阀门。
2.根据权利要求1所述的一种脉冲布水水解酸化石化污水处理系统，其特征在于:所述进水管(17)上设置阀门。
3.根据权利要求1所述的一种脉冲布水水解酸化石化污水处理系统，其特征在于:所述中心出水管(14)为顶端具有一定长度公扣的管体。
4.根据权利要求1所述的一种脉冲布水水解酸化石化污水处理系统，其特征在于:所述中心出水管(14)与筒体(11)和支架(13)之间分别通过丝扣相连。
5.根据权利要求1所述的一种脉冲布水水解酸化石化污水处理系统，其特征在于:所述二级布水管(23)以一级布水管(22)底端为中心，呈“米”字型均匀分布。
6.如权利要求1~5任意一项权利要求所述的一种脉冲布水水解酸化石化污水处理系统的应用方法，其特征在于，脉冲过程如下: 污水由进水管(17)通过提升泵流入脉冲器筒体(11)内；当筒体(11)内液位达到伸缩式钟罩(12)底端时，伸缩式钟罩(12)内、中心出水管(14)内以及辅助虹吸管(15)内的空气被密封，随着筒体(11)内液位的继续升高，上述密封空气由于水压经大气连通管(16)被排出；当伸缩式钟罩(12)内液位升高至中心出水管(14)顶端后，中心出水管(14)开始有污水溢流，并进一步排出被密封的空气，同时会使中心出水管(14)内的液位比一级布水管(22)的液位高，这个液位差促使中心出水管(14)内液位降低，造成中心出水管(14)内的空气压力小于一个大气压，呈负压状态，进而形成虹吸，将筒体(11)内的污水通过伸缩式钟罩(12)、中心出水管(14)、一级布水管(22)、二级布水管(22)以及出水孔(24)以高速注入池体(21)中；当筒体(11)内的液位降至伸缩式钟罩(12)底端时，空气进入伸缩式钟罩(12)内，破坏原来的负压状态，虹吸停止。
【文档编号】C02F3/28GK104163491SQ201410407531
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月18日 优先权日:2014年8月18日
【发明者】王建龙, 丁鹏元, 初里冰 申请人:清华大学