悬浊液澄清处理装置的制作方法

专利名称：悬浊液澄清处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用粒状上浮滤料的悬浊液澄清处理装置，该装置中设有用于去除附着在滤料逆洗机构和装置内壁上污泥的喷射管。
图4所示日本专利公报特公昭51-60675号揭示了一种这样的装置。该装置是由槽体51构成的，通过设在槽体中部的原液供给部件52，将槽体上部和下部分别形成为过滤部B和凝聚沉淀部A。在过滤部B的上端有滤液排出部件70，在过滤部的上部，设有由粒状上浮滤料构成的滤层60。在过滤部内配置着上下端开放的筒状体62，该筒状体62位于悬浊液澄清处理操作时的滤层下方和原液供应部件52上方。该筒状体62内设置着具有向上喷射孔的空气供给管65。该装置中还设有在逆洗操作时使槽体内水位降低、使筒状体的62的上端位于滤层内部的滤层60的定位部件67、68。在与凝聚沉淀部A中的原液供给部件52供给口相接或相近位置处配置着絮凝物形成部件57，在凝聚沉淀部A下端连接着泥浆排出部件59。上述构造是该装置的特征。
该装置在逆洗操作时，使槽内水位降低，使滤层下降，使筒状体的上端部位于滤层内部。然后，将空气从向上喷射孔喷到筒状体内的滤料上，通过空气上升作用，使滤料流动展开，从而清洗滤料。
可是，长期使用上浮滤料及反复清洗滤料，会使滤料颗粒表面污染，渐渐地容易附着上悬浊物质。当较多量的悬浊物附着在滤料上时，其重量增加，结果从上浮滤料层出现沉降滤料颗粒。这种现象在上浮滤料的比重接近1左右时容易产生。废水处理过程中产生的一般悬浊物，例如使用比重为0.7的上浮滤料经2-3个月后，滤料的30-60%沉降消耗掉。而且，沉降的滤料与泥浆一起排出时，有时会造成排泥管或泵的故障。
为了防止上述的上浮滤料的沉降消耗，可以采用比重小的滤料。但是，上浮滤料的比重小时，上述以往装置中空气流的逆洗机构上的滤料的流动展开不能令人满意，从而滤料的清洗很困难。采用与上述以往装置同样的逆洗机构的特公昭53-26861号公报所揭示的过滤装置也存在同样的问题。
在上述处理装置中，如果长时间地持续过滤操作，则在凝聚沉淀部A内，凝聚的絮凝物渐渐地附着、堆积在槽体底部的倾斜壁面上，沉淀物的泥浆区带上升，结果，凝聚沉淀部A的沉淀分离不能进行。这样，使全部絮凝物依赖上浮滤料的过滤，而不能实现沉淀和过滤的同时处理。在这之前，必须决定排泥循环，定期地除去堆积在槽体下部的污泥。可是，该堆积的泥浆其堆积量越增加，密实度越高，泥浆成为浓缩的密实污泥，流动性减少。
其结果，附着、堆积在槽体底部倾斜面上的密实污泥不容易排出，流动性好的泥浆在排泥后，在槽体底部倾斜面上存留大量的密实污泥。该密实污泥已不能排出。
在这样的不完全排泥操作后，再进行过滤操作时，排泥循环时间变得极短，其过滤运转时间也缩短，因此，必须定期地除去附着堆积在槽体底部壁面上的污泥。
本发明的装置进行了改进，即使使用比重小的粒状上浮滤料也能很满意地实施清洗。本发明的装置中，在筒状体62的内部设置例如螺旋浆型搅拌叶片来代替上述以往装置中的空气供给管65，通过其动作对筒状体内的液体进行搅拌、扬水，而实现其目的。
在本发明装置中，在槽体下部的凝聚沉淀部壁面设置喷射管，用该喷射管除去附着在壁面上的污泥，因此具有以下三方面的优点(1)因为在每次排泥时，利用喷射管喷出的射流清洗附着在槽体下部沉淀部壁面上的泥浆，所以污泥不会附着、堆积在壁面上。(2)固着在壁面或底部的污泥被解除，可有效地进行上述的泥浆排放。(3)喷射流是通过泥浆循环形成的，无需清洗水，排泥中的泥浆浓度均匀。
本发明悬浊澄清处理装置的特征是其由(a)通过在中央部设置的原液供给部件而将其上部形成为过滤部、将其下部形成为凝聚沉淀部的槽体，(b)由粒状上浮滤料构成的滤层，(c)在上述过滤部内设置的上下两端面开放的筒状体，该筒状体配置在悬浊液澄清处理操作时上述滤层的下方及原液供给液体的上方位置上和(d)配置在该筒状体内的搅拌、扬水液体用的搅拌、扬水部件组成，在上述凝聚沉淀部上，设有用于除去附着在其壁面上的污泥的喷射管。
下面参照附图，说明本发明的实施例，其中，

图1是概略地说明本发明悬浊液澄清处理装置的正面剖面图。
图2是详细地说说明图1所示本发明处理装置下部泥浆聚集部的说明图;
图3是从下方看的图2所示泥浆聚集部概略图;
图4是概略地说明以往的悬浊液澄清处理装置的正剖面图。
以下，参照图1说细说明本发明装置的一个实施例。槽体1的内部从中间分开，下部为凝聚沉淀部A，上部为过滤部B。凝聚沉淀部A的下部又分出泥浆聚集部C。该槽体1可以是密闭型的，也可以是开放型的。其断面形状可以是圆形、多边形等适宜的形状。在区分凝聚沉淀部A和过滤部B的槽体1内的中间部位，配置着原液供给管2，管2通过阀3与通水泵4相接。在其中途连接带有阀5的管6，用来供给高分子凝聚剂等的辅助剂。在该管6上连接有凝聚剂注入泵10。原液供给管2向槽体1内的供给口上，连接着絮凝物形成部件7。原液往絮凝物形成部件7的流入进入切线方向，设在内部的障碍物(图未示)具有搅拌效果，然后受到均匀的下向流作用，排出到凝聚沉淀部A。本实施例中，使用棒状物作为障碍物。但是，在该部分中，只要被处理液与辅助剂混合即可，因此，可使用各种公知的障碍板、倾斜板等。间隔絮凝物形成部件7周围槽体1的部分，设置着防止逆流时污泥飞散的过流防止板8(例如从絮凝物形成部件7外周向槽体1内侧呈放射状配列的若干有一定宽度的板)。在凝聚沉淀部A的下端即槽体1的底上，连接着带有阀9的排污管41。从本装置凝聚沉淀部A的高度中扣除泥浆聚集部C的高度的距离，即从絮凝物形成部件7下端至图中倒圆锥部上端的距离，最好等于或大于槽体1的直径。另外，如图所示，泥浆聚集部C从其上端到下端有一定的角度，这样使得沉降到槽底的固形物的集泥和压密更容易。其倾斜角相对于水平面一般为60°，但该角度可根据污泥性质而作适当变更。
在过滤部B的上部，设有滤层11和支承板12，滤层11由比重小于原液的粒状上浮滤料(如聚乙烯)构成，支承板上有防止滤料流出的空隙。在过滤部B内，配置着筒状体13，该筒状体13位于悬浊液澄清处理操作时滤层11位置(图中实线所示位置)下方和原液供给管2上方的位置上，该筒状体13上下两端面是开放的，可为圆形或多边形。其个数不限于1个，可以为2个以上。筒状体13的横断面积最好为槽体横断面积的1/10-1/2，其高度最好为滤层11厚度的1.2-2倍。筒状体13在过滤部B内上下方向上的配置位置在上述限定条件下可适当选定。在具有图示所示构造装置中，筒状体13与絮凝物形成部件7空开一定间隔地位于上方，其位置最好这样选定即逆洗时，从筒状体13向下方流动展开的滤料不触及到絮凝物形成部件7。
在筒状体13的内部设有带螺旋浆型搅拌叶片的搅拌机14。该搅拌机搅拌筒状体13内液体，并扬水，将扬水液供到筒状体13处部周围。具有这种筒状体13和搅拌扬水部件14的本发明装置中，还设有在逆洗时使滤层11下降、使筒状体13的上端位于滤层11内部的部件。具体地说，是在槽体1的中央部设有带阀15的排水管16及其虹吸断流器17。由于该部件，槽体1内的水位如果降低，滤层11也下降，停止在图中所示的虚线位置上。这时筒状体13的上端最好位于滤层11内部0-20CM范围内。过滤部B的上端即槽体1的上端设有滤液的溢流口18和管19。另外，还连接着带有逆洗水入口阀20的逆洗水供给管21，该管21通过带有压出水出口阀22的旁通管23与排水管16相连。25表示逆洗泵，24表示搅拌机14的旋转驱动源。
图2是说明表示本发明处理装置的泥浆聚集部C的说明图。在泥浆聚集部C上，配置着喷射管30，利用喷流除去附着在聚集部C壁面上的污泥。在图示的例中，管30是配置在泥浆聚集部C外壁周围的环状循环管35的分支。在其途中设有阀32。带有喷射口31的管30的前端，从泥浆聚集部C的内壁上部和中间突出到槽体内。循环管35通过污泥循环阀36与排污管41连通。
管30的直径并无特别限定，通常为25-40mm，最好为25A(25mm)。管30的配置位置，并不特别限定为如图所示的位置。在图示的例中，管30配置成上下两排，但也可以仅配置1排，或3排以上。
管30的喷射口31的喷出角度相对于垂直面为35°-55°，最好为45°。这样可得到在壁面上呈涡状向下方的流动，可有效地除去污泥。
喷射口31的个数，在泥浆聚集部C内壁上部是沿周壁等间距的8个(见图3)，在中间部，是沿周壁等间距的4个。但这仅仅是一个实施例，最好根据处理液或要除去的物质的性质，进行适当的选择。
喷射口的开口形状，在本实施例中是使上述25A管呈扁平状，使其流出的清净水流速为2.5m/秒。具体地说，可做成9mm×30mm的大致呈圆形的形状。
连接在泥浆聚集部C下方的排污管41通过阀9与排泥泵40连接。泵40的容量例如为30m3/时。排泥泵40上连接着排泥管41，通过排泥阀42到达排泥浓缩器(图未示)。上述循环管35通过阀36连接在排泥管41上。
下面，说明本发明处理装置的操作。
先只打开原入口阀3，从通水泵4供给原液。通过管2将原液供给槽体1的途中，由凝聚剂注入泵10从管6供给必需量的辅助剂(高分子凝聚剂等)，形成混合原液。该混合原液经管2流入位于槽体1的内部中央的絮凝物形成部件7。流入絮凝物形成部件7的混合原液由于上述的切线流入产生的旋流和障碍物的搅拌效果而被促使凝聚。这样，形成的絮凝物变粗大，与液体共同受到下向流的作用，从絮凝物形成部件7往凝聚沉淀部A排出。排出液中的悬浊物质因重力沉降作用往泥浆聚集部C聚集，从而液体得以除浊。聚集的泥浆从排污管41逐渐排出。这样，大部分浊物就从液体中除去了。但是，含有未沉降悬浊物质的液体上升，到达由上浮滤料形成的滤层11。残存的悬浊物质在滤层11被充分地过滤，液体被澄清。澄清后的滤液从溢流口18经管19排到外部，根据需要再利用或排放掉。另外，也可以送到上述泥浆聚集部C的喷射管30，作为除去附着在壁面上的污泥的喷射流使用。
继续上述的操作，由滤层11进行物质的过滤，当产生表示滤层11堵塞状态的压差(例如1.0-1.5kg/cm2)时，进行本装置的滤层11的逆洗操作。
先停止原液的供给，关闭原水入口阀3。接着打开排水阀15，在降低1内水位的同时使滤层11下降。滤层11一旦降到图中虚线位置，则空气从虹吸断流器17流入，停止水位的降低和滤层11的下降。这样，在滤层11的上方，形成逆洗时滤层11流动展开所必需的空间。然后，用驱动源使搅拌机14旋转，由于搅拌机14的搅拌、扬水作用，位于筒体13内部的滤层11的滤料颗粒首先分离、扩散。该分离、扩散扩展到整体滤层11，最后，如图所示，滤料颗粒与槽体1内的液体一起作穿过筒体13的内外流动，引起滤层11的激烈流动扩展。由于滤料间的冲撞而产生的剪力和撞击力，使得固着在滤料上的滤滓满足地分离、相互会合、凝聚、粗大化，作为沉淀物聚集在槽底。其间，打开逆洗水入口阀20，从槽体1上端供给来自逆洗泵25逆洗水。
进行适当时间(5-10分钟左右)的逆洗操作后，停止搅拌机14的运转，静置适当时间(10分钟左右)。然后打开排水阀15，关闭逆洗水入口阀20，打开原水入口阀3运转通水泵14，供给原液。滤层11由于槽体内液位上升而到达支承板12，在滤层11被固定、稳定之前流出液内含有悬浊物质，所以打开阀22返回原液槽(图未示)。之后，滤层11稳定下来，当能得到澄清的滤液时，关闭阀22，进行上述的澄清操作。
本发明的处理装置在槽体下方的泥浆聚集部C有泥浆排出部件。以下说明该机构。
用悬浊液澄清处理装置持续进行处理后，如图2所示污泥就堆积在泥浆聚集部C的内壁。如果任其堆积而又不作处理，则会带来下述问题(1)槽下部的凝聚沉淀不能正常进行，由于滤料的堵塞，逆洗回收的次数增加，不能进行稳定的处理。(2)由于附着、堆积、污泥，不可能清洗凝聚沉淀部。因此，必须将该污泥除去。在图2中，污泥的排出是通过排污管4进行的，这时，由喷射管30的喷射流进行污泥循环。这样，将堆积的污泥清除下来而容易排出。
先打开喷射管30的阀32，例如喷射出流速约为2.5mm/秒的喷射流。关于流速的调整，如前所述是通过管30的喷射口31的调整或阀32的操作来进行的。喷射流喷出约1-5分钟后，打于阀9和42，从排污管42开始排出污泥。这时可以停止管30的流水，也可以一边流水一边排泥。可以利用排泥泵40进行排泥，一次排泥的泵动作时间约1-10分钟。
这样的污泥排出是在处理液的通水中间歇进行的，其间隔在本发明中无特别限定，通常为30-60分钟。并且，最好在上述滤料的逆洗操作之前也进行。
表1表示在逆洗操作前也进行污泥排出的一例操作。
表1中，用横杠线表示各工序中打开着的阀和动作着的泵等各部件。
在通常的通水工序中，使污泥循环阀36、排泥阀42和排泥泵40定时间歇地动作，以一定的时间间隔进行排泥。当产生表示滤层压差时(如1.0-1.5kg/cm2)，进行上述的逆洗操作。该工序是表1的回收工序。回收工序由污泥循环工序、污泥排出工序、排水工序、搅拌工序、逆洗工序、静置工序、压出工序组成。
在污泥循环工序中水泵4动作，进行通常的通水，打开污泥循环阀36，用从喷射管30的喷出的喷流使污泥循环。使排泥泵40动作进行排泥。从该工序中途停止通水泵，只进行污泥的循环。
在接下来的污泥排出工序中，打开排泥阀42，使排泥泵40动作，从排污管41排泥。然后经排水工序和上述的搅拌工序后进行逆洗工序。在逆洗工序中，打开排水阀15和逆洗水入口阀20，搅拌机14和逆洗泵25动作。
逆洗工序后，进行压出的工序之前，进行静置工序。这是为了使滤层稳定和凝聚沉淀部的沉淀澄清，使压出时间缩短。在静置工序中，所有的阀都关闭，所有的清洗机构都停止。
回收工序的最后是进行压出工序。该工序是在下一个通水工序之前预先清洗滤层的工序。打开原水入口阀3和压出水出口阀22，通水泵4和凝聚剂注入泵10动作。为慎重起见，每次排出沉淀的污泥，在本工序初期临时地打开污泥循环阀36和排泥阀42，排泥泵40动作。
在处理液通入水中进行排泥时，排泥速度与处理液供给速度一致，例如当处理液供给速度为30m3/时时，排泥速度也是30m3/时。排泥时间的控制可以采用定时器，也可以手动控制。
如上所述，在原液处理操作中进行适当的排泥可以得到以下效果(1)槽下部的凝聚沉淀可正常进行，槽下部凝聚沉淀壁面上的污泥堆积减少。(2)滤料的污染堵塞减少，可以稳定地进行处理。
为了将由以上构成形成的本发明装置与图4所示以往的装置相比较，采用了高60cm、直径100cm的滤层，用SS浓度200ppm的原液进行处理，其结果如表2所示。
表2中，排泥率是指聚集在泥浆聚集部C的污泥中，从排泥口排出的污泥的比例。从表2可知，用本发明的装置，在逆洗操作时可以使得滤料更加激烈地流动扩展。因此，即使使用比重小的滤料，其逆洗效率也是很好的，这样就得到好的逆洗效果。因此逆洗回收后的澄清处理时间也延长，可降低滤料的消耗。
如上所述，本发明的装置的特征在于滤层的逆洗机构方面。所以，象上述特公昭53-26861号公报揭示的过滤装置，仅以原液的过滤作为对象的装置中，具有该逆洗机构的装置也包含在本发明的范围内。


权利要求
1.一种悬浊液澄清处理装置，其特征在于，由(a)通过设在中间的原液供给部件而将上部作为过滤部和将下部作为凝聚沉淀部的槽体；(b)由粒状上浮滤料构成的滤层；(c)上述过滤部内的悬浊液澄清处理操作时在上述滤层位置下方及原液供给部件上方位置上配置的上下两端面开放的筒状体；(d)配置在上述筒状体内的搅拌、扬水液体的搅拌、扬水部件；组成，在上述凝聚沉淀部上设有用于除去附着在其壁面上污泥的喷射管。
2.如权利要求1所记载的悬浊液澄清处理装置，其特征在于，喷射管的喷射口相对于垂直面成45°角。
3.如权利要求1或2所记载的悬浊液澄清处理装置，其特征在于，上述喷射管等间距地配置在上述凝聚沉淀部内周壁上。
4.如权利要求3所记载的悬浊液澄清处理装置，其特征在于，上述喷射管形成上下2排。
5.如权利要求1、2、3或4中任一个所记载的悬浊液澄清处理装置，其特征在于，上述粒状上浮滤料的比重为0.1-0.8。
6.如权利要求1、2、3、4或5中任一个所记载的悬浊液澄清处理装置，其特征在于，上述搅拌、扬水部件是具有螺旋浆型搅拌叶片的搅拌机。
7.如权利要求1、2、3、4、5或6中任一个所记载的悬浊液澄清处理装置，其特征在于，还包括配置在上述过滤部上端的滤液排出部件;在逆洗操作时，降低槽体内水位、使上述筒状体的上端位于上述滤层内部的部件;配置在上述凝聚沉淀部中原液供给部件供给口附近的絮凝物形成部件;配置在上述凝聚沉淀部下端的泥浆排出部件。
全文摘要
本发明提供一种悬浊液澄清处理装置。该装置为一槽体，设在槽体中间的原液供给部件将槽体分为上下部，上部作为过滤部、下部作为凝聚沉淀部，槽体内有粒状上浮滤料构成的滤层，在过滤部内配置有上下端面开放的筒状体，在筒状体内设有搅拌、扬水部件，在凝聚沉淀部上设有用于除去附着在其壁面上污泥的喷射管。
文档编号B01D24/16GK1098659SQ9310948
公开日1995年2月15日 申请日期1993年8月11日 优先权日1993年8月11日
发明者石井和彦, 上村荣一, 木村正文 申请人:美之贺工业株式会社