一种通沟污泥水力分离装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种通沟污泥水力分离装置及方法，其特征在于所述分离装置包括接料分离装置和旋流除砂装置；所述接料分离装置包括箱体以及位于所述箱体中的网孔链板捞渣机、曝气管和V形喷嘴，其中，所述箱体底部具有呈锥形的集沙室，所述曝气管水平设置于所述集沙室上方，所述网孔链板捞渣机由位于所述曝气管上方的平直段传送带以及斜向上延伸至箱体顶端的提升段传送带构成，所述V形槽位于所述平直段传送带上方的所述箱体壁面上；所述旋流除砂装置的砂水输入口与所述集沙室出口相连接，所述旋流除砂装置的污水输出口与所述V形槽相连接。本发明的优点是，可自动化分离通沟污泥中的大块物料，且水耗较低。
【专利说明】一种通沟污泥水力分离装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于通沟污泥处理【技术领域】，具体涉及一种通沟污泥水力分离装置及方法。
【背景技术】
[0002]通沟污泥是雨水和污水中部分易沉降物质在管道输送过程中沉积下来，并逐渐在管道中积累，主要由砂石、渣土、以及少量的有机物等组成，可作为建筑材料的辅助原料进行废物利用，但同时通沟污泥还积累了大量的重金属、病原微生物等，如不进行妥善处理，不仅造成环境的二次污染，而且给人类健康带来极大的威胁。
[0003]与西方发达国家通沟污泥固体物质基本为无机物相比，我国通沟污泥的特点是污泥以无机物为主，夹杂着大量的生活垃圾、树皮、砖石等杂物，这给通沟污泥的处理带来极大的困难。污泥淘洗预处理的目的，就是将通沟污泥中的各组成分离，以便进一步分开处理。然而，通沟污泥淘洗处理需要大量的淘洗水，通常污泥与淘洗水体积比通常在1:10以上。此外，由于通沟污泥中往往夹杂大量砖头、块石等物料，传统通沟污泥接受装置顶部往往设置格栅将其分离，但格栅在阻挡大块物料的同时，由于拥挤效应，也往往导致污泥无法通过格栅，需人工干预使污泥通过格栅，格栅上的大块物料人工清除。这一方面降低了处理效率，另一方面使人工接触通沟污泥，存在极大的卫生及安全隐患。总之，由于巨大的用水量及大块物料清除的尚不成熟导致这一技术的推广应用受到极大限制。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种通沟污泥水力分离装置及方法，该分离装置通过采用网孔链板捞渣机以实现自动化分离大块物料，同时通过将旋流除砂装置与接料分离装置连接，以实现沙水分离及水力循环使用。
[0005]本发明目的实现由以下技术方案完成:
一种通沟污泥水力分离装置，其特征在于所述分离装置包括接料分离装置和旋流除砂装置；所述接料分离装置包括箱体以及位于所述箱体中的网孔链板捞渣机、曝气管和V形喷嘴，其中，所述箱体底部具有呈锥形的集沙室，所述曝气管水平设置于所述集沙室上方，所述网孔链板捞渣机由位于所述曝气管上方的平直段传送带以及斜向上延伸至箱体顶端的提升段传送带构成；所述V形喷嘴位于所述平直段传送带上方的所述箱体侧壁面上；所述旋流除砂装置的砂水输入口与所述集沙室出口相连通，所述旋流除砂装置的污水输出口与所述V形喷嘴相连通。
[0006]所述接料分离装置还包括进水管和出水管，所述进水管位于所述平直段传送带上方的所述箱体顶部，所述出水管位于所述提升段传送带下方的所述箱体壁面上。
[0007]所述旋流除砂装置包括循环泵、旋流除砂器以及沙桶，位于所述旋流除砂器上的所述砂水输入口经所述循环泵与所述集沙室出口相连接，所述旋流除砂器的沙输出口与所述沙桶连接，位于所述旋流除砂器上的所述污水输出口与所述V形喷嘴连通。
[0008]所述V形喷嘴的侧壁上均布有若干扫洗喷水孔。
[0009]所述平直段传送带和所述提升段传送带上具有网孔。
[0010]一种涉及任一上述通沟污泥水力分离装置的工作方法，其特征在于所述工作方法包括如下步骤:开启所述进水管的阀门使所述接料分离装置的箱体内水位高于所述平直段传送带，将通沟污泥卸入所述平直段传送带上方水体中；向所述曝气管中鼓气以在水体中产生气泡，所述气泡自下而上穿过所述平直段传送带进入上方水体，以将所述通沟污泥打散，被打散的所述通沟污泥在所述网孔链板捞渣机的带动下进入所述提升段传送带下方沉淀；所述通沟污泥中粒径大于所述网孔的物料沉至所述网孔链板捞渣机上并输出至所述箱体外部，所述通沟污泥中粒径小于所述网孔的物料顺所述箱体壁面进入所述集沙室；进入所述集沙室的沙粒和污水通过所述循环泵泵送至所述旋流除砂器进行沙水分离，沙粒从所述旋流除砂器的沙输出口进入所述沙桶，污水从所述旋流除砂器的污水输出口进入所述V形喷嘴中；进入所述V形喷嘴中的污水从所述扫洗孔中扫射出来，将所述平直段传送带上方水体中的轻飘杂质推向所述提升段传送带处并输出至所述箱体外部。
[0011]一种通沟污泥水力分离方法，涉及任一上述通沟污泥水力分离装置，其特征在于所述分离方法为:将通沟污泥卸入箱体水体中，通沟污泥经曝气分离后打散，被打散的通沟污泥顺物流向流动并沉淀，通沟污泥中粒径大于网孔的物料沉至网孔链板捞渣机上并向外输出，通沟污泥中粒径小于网孔的物料穿过网孔链板捞渣机并沉入箱体底部的集沙室中，对集沙室中的沙粒和污水进行沙水分离，将分离后的污水回流至箱体中进行扫射，以将水体中轻飘杂质推向网孔链板捞渣机上并向外输出。
[0012]本发明的优点是，采用曝气方式大大增加了粘性通沟污泥相互碰撞与摩擦作用的机会，对含油量高的通沟污泥预处理效果更为显著，大大降低了洗后沉砂的有机物含量；由于砂水分离后的污水循环利用，比传统推流式节水30%?50% ;由于接受装置上方无需设置格栅分离大块物料，大大降低了操作的复杂性，其淘洗时间缩短1/3以上，且无需人工干预，大大降低了人泥接触带来的卫生及安全隐患；无论从水耗、效率及卫生安全方面来看，该装置较传统水力淘洗装置都得到了极大改进。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明中通沟污泥水力分离装置示意图。
【具体实施方式】
[0014]以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解:
如图1，图中标记1-15分别为:旋流除砂装置1、接料分离装置2、进水管3、箱体4、V形喷嘴5、提升段传送带6、出水管7、曝气风机8、曝气管9、集沙室10、平直段传送带11、循环泵12、旋流除砂器13、沙桶14、捞渣板15。
[0015]实施例:本实施例具体涉及一种通沟污泥水力分离装置及方法，该通沟污泥水力分离装置按照下述水力分离方法(即原理)进行设计:将通沟污泥直接卸入箱体水体中，通沟污泥经曝气分离后打散，被打散的通沟污泥顺物流向流动并沉淀，通沟污泥中粒径大于网孔的物料沉至网孔链板捞渣机上并向外输出，通沟污泥中粒径小于网孔的物料穿过网孔链板捞渣机并沉入箱体底部的集沙室中，对集沙室中的沙粒和污水进行沙水分离，将分离后的污水回流至箱体中进行扫射，以将水体中轻飘杂质推向网孔链板捞渣机上并向外输出。该方法可以解决通沟污泥淘洗预处理过程中用水量过大，需设置格栅人工分离大块物料，且效率低的问题。
[0016]如图1所示，本实施例中的通沟污泥水力分离装置包括接料分离装置2和旋流除砂装置I。
[0017]如图1所示，接料分离装置2的主体为呈倒梯形状的箱体4，箱体4内设置有曝气管9、网孔链板捞渣机以及V形喷嘴5 ;曝气管9横向水平设置于箱体4底部并与位于箱体4外部的曝气风机8相连用于供气，曝气风机8采用离心风机，风压3000Pa，在曝气管9上均布有若干气孔，孔洞尺寸为10mm，孔洞呈正方形布置，间距为200mm ;网孔链板捞渣机位于箱体4靠近底部位置，其上均布有孔径为5mmX5mm的网孔，网孔链板捞渣机的表面上设置有与其相垂直的捞渣板15，捞渣板15的高度为50_，用于强化捞渣效率，大块物料及浮渣由网孔链板捞渣机捞出并予以处置，该网孔链板捞渣机具体是由平直段传送带11和提升段传送带6两部分构成的，平直段传送带11位于曝气管9的上方位置，提升段传送带6与平直段传送带11相互连接并沿箱体4的斜壁方向延伸至箱体4的顶端，提升段传送带6的下方不设曝气装置，其中，平直段传送带上方空间作为接料区和曝气分离区同时使用，曝气分离区的下流方向为沉淀分离区(即提升段传送带11的上下方);V形喷嘴5位于靠近平直段传送带11的箱体4侧壁上，V形喷嘴5的一侧槽壁与箱体4侧壁贴紧固定，另一侧槽壁与箱体4的竖直方向呈30°夹角，前述的另一侧槽壁上均布有扫洗孔，扫洗孔的孔径为20mm,沿长度方向间距为150mm,孔洞中心高度应位于液面以下10mm ;此外,在箱体4的底部连接有呈锥形的集沙室10，锥形集沙室10与水平方向之间的夹角不小于55°，在平直段传送带11上方的箱体4顶部设置有进水管3，且在提升段传送带6下方的箱体壁面上设置有出水管7。
[0018]如图1所示，旋流除砂装置I包括循环泵12、旋流除砂器13以及沙桶14，旋流除砂器13的砂水输入口经循环泵12与集沙室10的出口相连接，旋流除砂器13的沙输出口与沙桶14相连接，而旋流除砂器13的污水输出口则与V形喷嘴5相连接。
[0019]如图1所示，本实施例中的通沟污泥水力分离装置的工作方法如下:
首先，开启进水管3中的阀门使箱体4内水位超过网孔链板捞渣机中平直段传送带11，将通沟污泥直接卸入接料区(即曝气区)；打开曝气风机8向曝气管9中鼓气以在水体中产生气泡，气泡自下而上穿过平直段传送带11进入上方水体，也即曝气分离区中，使该区内的水形成强烈的气水紊流状态，借助气水紊流的剪切力及通沟污泥间的摩擦力，将粘稠的通沟污泥充分打散；通沟污泥中的大块物料(如砖头、块石等)迅速沉至网孔链板捞渣机的平直段传送带，并随平直段传送带输送至箱体外回收，大块物料上粘附的污泥被强烈的紊流气水打散，被打散的通沟污泥在底部网孔链板捞渣机及表面扫洗水(来自V形槽V )的带动下，进入沉淀分离区，该区内不设曝气装置，其水流紊流作用大大减弱，重质砂石沉淀至网孔链板捞渣机的提升段传送带6上，粒径大于网孔的砂石被网孔链板捞渣机输出，粒径小于网孔的沙粒顺锥形侧壁进入集沙室10，被曝气分离的轻飘杂质在此区内形成漂浮杂质，被网孔链板捞渣机一同捞出予以清除；进入集沙室10的沙粒通过循环泵12 (压力
0.3MPa)泵至砂水分离器13中，重质沙粒从砂水分离器13底部被分离出来，定期外运并可作为路基进行循环利用，污水则从顶部进入V形喷嘴5 ;回流至V形喷嘴5的污水从扫洗孔射出后，将曝气分离区内的轻飘杂质推向沉淀分离区，轻飘杂质随沉淀分离区底部的网孔链板捞渣机被向外输出。
[0020]本实施例的有益效果在于:采用曝气方式大大增加了粘性通沟污泥相互碰撞与摩擦作用的机会，对含油量高的通沟污泥预处理效果更为显著，大大降低了洗后沉砂的有机物含量；由于砂水分离后的污水循环利用，比传统推流式节水30%?50% ;由于接受装置上方无需设置格栅分离大块物料，大大降低了操作的复杂性，其淘洗时间缩短1/3以上，且无需人工干预，大大降低了人泥接触带来的卫生及安全隐患。因此，无论从水耗、效率及卫生安全方面来看，本装置较传统水力淘洗装置都得到了极大改进。
【权利要求】
1.一种通沟污泥水力分离装置，其特征在于所述分离装置包括接料分离装置和旋流除砂装置；所述接料分离装置包括箱体以及位于所述箱体中的网孔链板捞渣机、曝气管和V形喷嘴，其中，所述箱体底部具有呈锥形的集沙室，所述曝气管水平设置于所述集沙室上方，所述网孔链板捞渣机由位于所述曝气管上方的平直段传送带以及斜向上延伸至箱体顶端的提升段传送带构成；所述V形喷嘴位于所述平直段传送带上方的所述箱体侧壁面上；所述旋流除砂装置的砂水输入口与所述集沙室出口相连通，所述旋流除砂装置的污水输出口与所述V形喷嘴相连通。
2.根据权利要求1所述的一种通沟污泥水力分离装置，其特征在于所述接料分离装置还包括进水管和出水管，所述进水管位于所述平直段传送带上方的所述箱体顶部，所述出水管位于所述提升段传送带下方的所述箱体壁面上。
3.根据权利要求1所述的一种通沟污泥水力分离装置，其特征在于所述旋流除砂装置包括循环泵、旋流除砂器以及沙桶，位于所述旋流除砂器上的所述砂水输入口经所述循环泵与所述集沙室出口相连接，所述旋流除砂器的沙输出口与所述沙桶连接，位于所述旋流除砂器上的所述污水输出口与所述V形喷嘴连通。
4.根据权利要求1或3所述的一种通沟污泥水力分离装置，其特征在于所述V形喷嘴的侧壁上均布有若干扫洗喷水孔。
5.根据权利要求1所述的一种通沟污泥水力分离装置，其特征在于所述平直段传送带和所述提升段传送带上具有网孔。
6.一种涉及权利要求1-5任一所述通沟污泥水力分离装置的工作方法，其特征在于所述工作方法包括如下步骤:开启所述进水管的阀门使所述接料分离装置的箱体内水位高于所述平直段传送带，将通沟污泥卸入所述平直段传送带上方水体中；向所述曝气管中鼓气以在水体中产生气泡，所述气泡自下而上穿过所述平直段传送带进入上方水体，以将所述通沟污泥打散，被打散的所述通沟污泥在所述网孔链板捞渣机的带动下进入所述提升段传送带下方沉淀；所述通沟污泥中粒径大于所述网孔的物料沉至所述网孔链板捞渣机上并输出至所述箱体外部，所述通沟污泥中粒径小于所述网孔的物料顺所述箱体壁面进入所述集沙室；进入所述集沙室的沙粒和污水通过所述循环泵泵送至所述旋流除砂器进行沙水分离，沙粒从所述旋流除砂器的沙输出口进入所述沙桶，污水从所述旋流除砂器的污水输出口进入所述V形喷嘴中；进入所述V形喷嘴中的污水从所述扫洗孔中扫射出来，将所述平直段传送带上方水体中的轻飘杂质推向所述提升段传送带处并输出至所述箱体外部。
7.—种通沟污泥水力分离方法，涉及权利要求1-5任一所述通沟污泥水力分离装置，其特征在于所述分离方法为:将通沟污泥卸入箱体水体中，通沟污泥经曝气分离后打散，被打散的通沟污泥顺物流向流动并沉淀，通沟污泥中粒径大于网孔的物料沉至网孔链板捞渣机上并向外输出，通沟污泥中粒径小于网孔的物料穿过网孔链板捞渣机并沉入箱体底部的集沙室中，对集沙室中的沙粒和污水进行沙水分离，将分离后的污水回流至箱体中进行扫射，以将水体中轻飘杂质推向网孔链板捞渣机上并向外输出。
【文档编号】C02F11/00GK104355513SQ201410599561
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】邹锦林 申请人:上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司