一种活性污泥真空脱气强化沉降性能的装置的制作方法

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体涉及一种活性污泥真空脱气强化沉降性能的装置。

背景技术：

随着经济的不断发展和人口数量的增加，环境保护也向广度和深度发展。污水处理厂的数量日益增多，污水处理率上升，但随之而来也带来了很多的问题。特别是随着活性污泥产生量的增加，在保证污水处理效果的前体下，同时强化活性污泥沉降性能并减少活性污泥容积的技术是污水处理领域急需解决的问题，已成为环境领域的研究热点。

在活性污泥法污水处理工艺中，随曝气池出水排出的活性污泥进入二沉池沉淀分离。由于活性污泥经过曝气池曝气后，很多曝气产生的微气泡以及微生物代谢产生的微气泡附着于污泥絮体导致污泥上浮聚集，造成反应器中MLSS浓度快速下降，以及沉降性能变差。同时，在污水厂建设时，为使二沉池出水SS达标，建造二沉池的体积过于庞大，占用了大量的土地。因此，在曝气池泥水混合液进入二沉池前脱除活性污泥表面附着的微气泡，增加活性污泥的沉降性能具有重大的研究意义。同时，在脱气增加污泥沉降性能而使污泥减容后，对减小二沉池容积也具有重要作用。

在不改变工艺的基础上，投加絮凝剂等药物是促进活性污泥沉降最常见的方法，但投加药物不但带来了二次污染增加处理成本，而且并不能减少二沉池的占地面积。目前也有通过抽真空脱气的方法来促进活性污泥沉降的研究，但大多数都是基于真空泵的基础上完成的，但这种研究具有诸多弊端，有些不能连续出水影响水力负荷，还有些能耗过高没有实用价值。

因此，急需更加廉价有效和更高实用价值的活性污泥沉降技术，来解决活性污泥脱气强化沉降性能在污水处理技术领域存在的问题。

技术实现要素：

本实用新型就是为了解决现有方法和装置不能有效解决活性污泥脱气强化沉降性能的技术问题，提供一种可以增强活性污泥真空脱气强化沉降性能的装置。

为此，本实用新型提供一种活性污泥真空脱气强化沉降性能的装置，其设有抽真空器、进样管路和出样管路，抽真空器设有腔体，进样管路和出样管路与腔体连接，抽真空器设有曲轴，进样管路和出样管路上都设有阀门，阀门设有转轮，曲轴与阀门的转轮相连接。

优选的，抽真空器还设有活塞、活塞轴、活塞拉杆和传动轴，活塞与活塞轴相连接，活塞轴与活塞拉杆相连接，活塞拉杆与曲轴相连接，曲轴与传动轴相连接。

优选的，阀门为轮压式弹簧阀门，其设有转轮、撞针和弹簧，转轮上设有转轮平轨和转轮凸轨，曲轴通过传动轴与阀门的转轮相连接。

优选的，活性污泥真空脱气强化沉降性能的装置组合方式可分为并联和串联，串联和并联可以使用多个传动轴或使用同一个传动轴。

本实用新型同时提供一种活性污泥真空脱气强化沉降性能的方法，其包括如下步骤：(1)进样：抽真空器随着传动轴的转动而运行，运行开始前活塞位于下止点；开始后，出样阀门闭合，进样阀门开启，缸体开始进样；(2)抽真空：进样完成后，进样阀门闭合，活塞上升抽真空；(3)出样：随着传动轴继续转动，活塞开始向下移动，当活塞到达所需最小真空压力位置时，出样阀门开启，装置出样。

优选的，阀门的转轮同传动轴连接，当转轮转到平轨时弹簧舒展，阀门关闭；当转轮转到凸轨时弹簧压缩，阀门开启。

优选的，传动轴的转速范围为1～800r/min。

本实用新型为一种活性污泥真空脱气强化沉降性能的装置，其通过抽真空来脱除活性污泥表面微气泡，增加污泥沉降性能，减少活性污泥容积和二沉池的占地面积，节约成本；同时，通过本实用新型处理后的活性污泥因微气泡脱除提前进入厌氧状态，因此用作回流污泥到厌氧段时能减小对工艺的冲击。另外，多个活性污泥真空脱气强化沉降性能的装置组合后，可以实现连续的进出样，在曝气池和二沉池之间添加装置对水力负荷没有影响。

具体地说，本实用新型具有以下有益效果：

(1)有效改善了活性污泥的沉降性能；

(2)缩短了活性污泥沉降时间，减少了污泥容积，降低了二沉池占地面积，节约成本；

(3)经装置处理后的活性污泥用作回流污泥，减少了对工艺系统的冲击；

(4)装置组合可实现连续进出水，不影响工艺水力负荷。

附图说明

图1A和图1B是本实用新型的轮压式弹簧阀门的结构和工作原理示意图；其中，图1A为轮压式弹簧阀门闭合状态，图1B为轮压式弹簧阀门开启状态；

图2是本实用新型的活塞式抽真空器的结构示意图；

图3A、图3B、图3C、图3D、图3E是本实用新型装置的工作原理示意图。

图中：轮压式弹簧阀门1，活塞式抽真空器2，进样管路3，出样管路4，腔体5，转轮11，平轨12，凸轨13，撞针14，撞针上挡片15，撞针下挡片16，弹簧17，阀门孔道18；活塞缸21，曲轴22，传动轴23，传动轮24，活塞拉杆25，活塞轴26，活塞27，橡胶密封圈28，传动轮转动方向指示箭头29，活塞运动方向指示箭头31，活性污泥混合样流动方向指示箭头32，活性污泥混合样33。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2所示，一种活性污泥真空脱气强化沉降性能的装置设有轮压式弹簧阀门1和活塞式抽真空器2，进样管路3和出样管路4，活塞式抽真空器2设有腔体5，进样管路3和出样管路4与腔体5连接，活塞式抽真空器2设有曲轴22，进样管路3和出样管路4上都设有轮压式弹簧阀门1，轮压式弹簧阀门1设有转轮11，曲轴22与轮压式弹簧阀门阀门1的转轮11相连接。

活塞式抽真空器2还设有活塞27、活塞轴26、活塞拉杆25和传动轴23，活塞27与活塞轴26相连接，活塞轴26与活塞拉杆25相连接，活塞拉杆25与曲轴22相连接，曲轴22与传动轴23相连接。

轮压式弹簧阀门1设有转轮11、撞针14和弹簧17，转轮11上设有平轨12和凸轨13，曲轴22通过传动轴23与轮压式弹簧阀门1的转轮11相连接。

通过转轮11边沿的平轨12和凸轨13是否压迫撞针14来控制轮压式弹簧阀门1开闭。当转轮11转到平轨12时，弹簧17舒展，阀门关闭；当转轮11转到凸轨13时，弹簧17压缩，阀门开启。并可通过平轨12和凸轨13的长度来控制轮压式弹簧阀门1的开启和关闭时间，从而实现对进样体积和抽真空时间的控制。

通过传动轴23传动来提供装置的动力来源，转轮11固定在传动轴上23，并跟随传动轴23转动。活塞拉杆25与传动轴23上的曲轴22连接，传动轴23带动曲轴22旋转，曲轴22带动拉杆25来实现活塞27的伸缩。

当装置开始运行时，曲轴22向下，活塞27位于下止点，此时进样管道3和出样管道4上的轮压式弹簧阀门1都处于闭合状态。随着传动轴23转动，曲轴22带动活塞27向上移动，进样管道3上的轮压式弹簧阀门1的转轮11转到凸轨13位置，凸轨13通过压迫阀门撞针14压缩弹簧17使轮压式弹簧阀门1开启，出样管道4上的轮压式弹簧阀门1闭合，缸体开始进样。

随着传动轴23的继续转动，转轮11与撞针14接触点由凸轨13进入平轨12，进样管道3上的轮压式弹簧阀门1闭合。进样完成后，进出样管道4上的轮压式弹簧阀门1闭合，活塞27继续上升并开始抽真空。

在活塞27达到上止点前，缸体内一直在抽真空，且真空压力范围为0到-90KPa。活塞27在达到上止点时，缸体内达到最大真空压力。

随着传动轴23继续转动，活塞27开始向下移动，当活塞27到达合适的出样位置时，转轮11由平轨12到达凸轨13，凸轨13压缩阀门弹簧17，进样管道3上轮压式弹簧阀门1关闭，装置出样。

装置出样完成后，活塞27又到达下止点，出样管道4上的轮压式弹簧阀门1的转轮11由凸轨13进入平轨12，阀门闭合，装置回到起始状态。随着传动轴继续下一周的转动，装置进入下一个循环。

单个装置的进出样并非连续的，通过多个装置的不同组合可以实现连续进出样，并通过改变装置的数量来控制进出样的流量。具体组合方式可分为并联和串联，当装置并联时，并联装置同时进样同时出样，从而通过并联装置的数量实现对流量大小的控制；当装置串联时，串联装置依次进样出样，从而可以通过串联实现工艺的连续进行。装置的串联和并联不但可以使用多个传动轴也可使用同一个传动轴，且传动轴转速范围为1～800r/min。

具体实施参见图3，装置开始运行时，传动轮24转动并带动传动轴23开始转动。

装置进样如图3A，此时进样阀门开启，参见图1B状态；进样阀门的转轮11随转动轴转到凸轨13位置，阀门开启；出样阀门的转轮11随转动轴转到平轨12位置，阀门闭合。传动轴继续转动，曲轴22上升，并通过拉杆25拉伸活塞27上移到达设定体积的进样位置；

参见图3B，此时装置进样完成，进样阀门转轮进入平轨，阀门闭合。

参见图3C，活塞式抽真空器的活塞随着传动轴的继续转动到达上止点，此时活塞缸21内达到最大真空压力。

参见图3D，随着转动轴的继续转动，活塞下移，当活塞到达设定的排样位置时，出样阀门的转轮由平轨进入凸轨，阀门开启，此时进样阀门闭合。

参见图3E，活塞继续下移，挤压活性污泥混合样33，装置完成出样。出样完成后，传动轮开始下一周旋转传动，装置开始下一个循环。

实施例2

装置进行并联组合时，实现流量的控制。单个装置的活性污泥混合样进样为1L，五个装置并联后活性污泥混合样进样为5L。组合可以使用同一个传动轴，也可以使用五个传动轴，但传动轮转速相同且运行同步。当第一个装置进样如图3A状态时，其余四个装置也进入图3A状态，依次同步进行图3B，图3C，图3D，图3E状态，从而完成一个并联组合后流量为5L的循环。

实施例3

装置进行串联组合时，实现对连续的控制。当轮压式弹簧阀门1的凸轨13和平轨12的轨道长度比例为1:4时，五个装置的串联实现连续。对于进样，第一个装置由图3A状态进入图3B状态完成进样时，第二个装置进入图3A状态；当第二个装置进入图3B状态时，第三个装置进入图3A状态；当第三个装置进入图3B状态时，第四个装置进入图3A状态；当第四个装置进入图3B状态时，第五个装置进入图3A状态。当第五个装置进入进入图3B状态完成时传动轮转过一周，五个串联装置组合实现连续进样。

对于出样，同进样方式，第一个装置由图3D状态进入图3E状态完成出样时，第二个装置进入图3D状态；然后其余三个装置按照进样方式依次进行出样，当第五个装置进入图3E状态完成时传动轮转过一周，五个串联装置组合实现连续出样。

组合可以使用同一个传动轴，也可以使用五个传动轴，传动轮转速相同且运行同步，但阀门转轮在传动轴上的固定位置不同且五个凸轨运行时间首尾依次相连完成一个周期。

实施例4

取曝气池污泥1000ml静置30min测其SV，进行多组实验并计算SV平均值为68％。取相同曝气池污泥，用本实用新型装置进行处理，然后取处理样污泥1000ml静置30min测其SV，进行与未处理样相同组数实验并计算SV平均值为47％。本实用新型装置处理后出样同未处理样实验平均值相比，污泥的SV减少21％。且处理样SV最优值达到42％，比未处理样均值减少多达26％。

实施例5

取曝气池污泥1000ml静置测其污泥体积达到80％的时间，进行多组实验并计算时间平均值为20min。用本实用新型装置进行处理，然后取处理样污泥1000ml静置其污泥体积达到80％的时间，进行与未处理样相同组数实验并计算时间平均值为2min。本实用新型装置处理后出样同未处理样实验平均值相比，其污泥体积达到80％的时间比未处理样均值缩短多达90％。未处理样30minSV为68％，而本实用新型装置处理后出样污泥体积达到68％时用时仅为5min，其污泥体积达到68％的时间比未处理样均值缩短多达83％。