具有反洗功能的泥水分离系统的制作方法

1.本实用新型涉及污水处理设备技术领域，具体涉及一种具有反洗功能的泥水分离系统。


背景技术：

2.典型的污水处理通常采用活性污泥或生物膜工艺，后端都需要设置泥水分离系统，以便分离污泥，泥水分离效果通常会影响到整个系统的运行；现有技术中，为了减少占地面积，一般污水处理厂或一体化污水处理设备中用于泥水分离的沉淀池都需要设置斜管（板）或类似填料来提高负荷，但长期运行后，污泥通常会大量附着于填料、池壁，堆积在池底等，导致填料、沉淀池容易堵塞，也会造成污泥回流不畅、污泥上浮等问题，严重影响出水效果和系统稳定运行。
3.为解决这一问题，现有技术公开了一些用于清洗沉淀池的反洗设计方案，但在实际运行过程中，通常都存在一些不足，例如，中国专利cn 212491698u中公开的一种带有气洗泥功能的斜管沉淀装置、以及中国专利cn 206152408u中公开的一种斜管冲洗装置的斜管沉淀池等，都采用气洗功能对沉淀池内的斜板（管）进行反洗，但在气体反洗过程中，沉淀池内的液位会被提升，容易导致泥水混合液进入下一工艺段，如直接进入清水池或消毒池等，影响出水水质；又如，中国专利cn 111514621 a公开的一种污水斜板沉淀池防堵塞装置及应用方法，为清洗斜管，需要采用排泥的方式降低液位，降低的液位高度通常为10-20cm，但是排泥过程通常会导致大量污泥流失，对于系统运行初期或污泥浓度偏低的系统，该运行方式会严重影响整个系统的正常运行；因此，现有技术亟需一种更加合理、可靠、不会影响出水水质、也不会影响系统正常运行的反洗方案来清洗沉淀池。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于解决现有技术所公开的，用于清洗沉淀池的反洗设计方案，通常存在设计不够合理，冲洗过程要么会影响出水水质，要么会影响系统正常运行的问题，提供了一种设计更加合理的泥水分离系统，不仅可以自动清洗沉淀池，避免填料和沉淀池发生堵塞，而且不会影响出水水质和系统的正常运行，主要构思为：
5.一种具有反洗功能的泥水分离系统，包括用于提供沉淀空间的沉淀池，
6.还包括气提机构、气体反洗机构以及控制器，其中，
7.所述气提机构与所述沉淀池相连通，
8.所述气体反洗机构包括布置于沉淀池内的反洗管、与所述反洗管相连通的进气管以及用于控制进气管通/断的第一控制部件，所述反洗管构造有若干通气孔，
9.所述控制器分别与所述气提机构及第一控制部件相连，用于在反洗前，控制气提机构启动以降低沉淀池内的液位高度，及用于在液位高度降低后控制第一控制部件开启以进行反洗。在本方案中，通过构造气提机构，以便利用气提的方式使沉淀池内的液体反流到上游，以解决在反洗前降低沉淀池内液位高度的问题；通过构造气体反洗机构，使得气体反
洗机构包括布置于沉淀池内的反洗管、与反洗管相连通的进气管以及用于控制进气管通/断的第一控制部件，当第一控制部件处于开启状态时，压力气体会经由进气管进入反洗管，并经由反洗管的通气孔进入沉淀池，以便利用气体冲刷掉附着于沉淀池底部、侧壁以及斜管（板）等填料上的污泥，达到反洗的目的，解决防止填料和沉淀池发生堵塞的问题；而通过构造控制器，并使控制器分别与气提机构及第一控制部件相连，以便利用控制器控制气提过程和反冲洗过程，使得在反冲洗前，控制器可以事先控制气提机构启动，以便将沉淀池内的液位高度降低到所设定的液位高度或以下，防止后续在反洗过程中，沉淀池内的液位被提升后，沉淀池内的泥水混合液会直接进入下一工艺段而影响出水水质；当沉淀池内的液位高度降低到所设定的液位高度或以下后，控制器才控制气体反洗机构启动，以便开始反冲洗；相对于现有技术，设计更加合理，且整个反洗过程可控，不仅可以自动清洗沉淀池，避免填料和沉淀池发生堵塞，而且不会影响出水水质、也不用因为排放污泥而影响系统的正常运行。
10.为解决利用气提方式降低沉淀池内液面高度的问题，进一步的，所述气提机构包括与所述沉淀池相连通的导流管、与所述导流管相连通的气提管以及用于控制气提管通/断的第二控制部件，所述控制器与所述第二控制部件相连。控制器通过控制第二控制部件的开启/关闭，即可以控制气提管通/断，从而可以有效控制气提过程的开始和结束；且当第二控制部件处于开启状态时，压力气体可以经由气提管进入导流管，并在导流管内产生上升的气泡，以便利用上升的气泡驱动沉淀池内的液体反流到上游，从而达到降低沉淀池内液位高度的目的。
11.为更好的实现气提回流的效果，进一步的，所述导流管包括竖直管段，所述竖直管段与沉淀池相连通，且所述气提管与该竖直管段相连通。有利于气泡竖直上升，从而有利于实现更好的气提回流效果。
12.为便于均布水体，进一步的，所述导流管的下端还连接有布水管，所述布水管构造有若干布水孔。以便在沉淀池内均匀布水。
13.优选的，所述布水孔分别沿水平方向设置；和/或，所述布水管水平设置于所述沉淀池内。
14.优选的，所述第一控制部件为可控阀门；和/或，第二控制部件为可控阀门。
15.优选的，所述第一控制部件采用的是电磁阀；和/或，第二控制部件采用的是电磁阀。
16.为解决控制沉淀池内液位高度的问题，进一步的，还包括计时模块，所述计时模块与控制器相连，所述计时模块用于在气提机构启动时开始计时，当达到所设定的时长时，控制器控制第一控制部件开启；
17.或，还包括液位传感器，所述液位传感器设置于沉淀池内，并与控制器相连，用于监测沉淀池的液位高度，当所监测的液位高度低于所设定的阈值时，控制器控制第一控制部件开启。
18.为提高负荷，进一步的，所述沉淀池内还设置有填料，且所述导流管的下端位于所述填料的下方。
19.优选的，所述控制器为单片机、pc机或plc。
20.优选的，所述反洗管水平安装于所述沉淀池的底部。
21.为防止反洗管堵塞，进一步的，所述通气孔分别构造于对应沉淀池底部的一侧。
22.为解决提高气流冲洗面积的问题，优选的，各通气孔与竖直方向的夹角为45度，和/或，沿反洗管的长度方向，各通气孔交错分布。
23.为满足污水处理的工艺需求，进一步的，还包括上游水池，所述导流管与所述上游水池相连通，用于使沉淀池内的液体通过气提反流回上游水池。当气提过程结束后，上游水池内的泥水混合液可以在导流管的引导下流入沉淀池内。
24.优选的，所述上游水池采用的是好氧池或兼氧池。以便满足污水处理的工艺需求。
25.为有效控制整个反洗过程，进一步的，还包括用于控制是/否向所述上游水池内输送污水的第三控制部件，所述第三控制部件与所述控制器相连。使得控制器可以在反洗过程控制是/否向上游水池内继续输送污水，有利于更顺利的完成整个反洗过程。
26.优选的，所述第三控制部件为进水泵，所述进水泵通过管道与所述上游水池相连通，且控制器与进水泵相连，用于控制进水泵的启/停；
27.或，所述第三控制部件为设置于与上游水池相连通的进水通道上的可控阀门，且控制器与可控阀门相连，用于控制可控阀门的开启/关闭。
28.为解决提供压力气体的问题，进一步的，还包括气体增压器，所述进气管和气提管分别与所述气体增压器相连通，所述第一控制部件和第一控制部件分别安装于所述进气管和气提管。
29.优选的，所述气体增压器为气泵或气站。
30.与现有技术相比，使用本实用新型提供的一种具有反洗功能的泥水分离系统，结构紧凑、设计更加合理，整个反洗过程可控，不仅可以自动清洗沉淀池，避免填料和/或沉淀池发生堵塞，而且不会影响出水水质、也不用因为排放污泥而影响系统的正常运行，从而可以有效解决现有技术存在的不足。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
32.图1为本实用新型实施例提供的一种泥水分离系统的结构示意图（图中虚线代表信号线）。
33.图2为本实用新型实施例提供的另一种泥水分离系统，在正常进水运行时的结构示意图。
34.图3为本实用新型实施例提供的一种泥水分离系统中，一种反洗管横截面示意图。
35.图4为本实用新型实施例提供的一种泥水分离系统，在降低液位高度时的结构示意图。
36.图5为本实用新型实施例提供的一种泥水分离系统，在反洗时的结构示意图。
37.图6为本实用新型实施例提供的一种泥水分离系统，在静置时的结构示意图。
38.图7本实用新型实施例提供的一种泥水分离系统，重新进水后的结构示意图。
39.图中标记说明
40.上游水池101、沉淀池102、填料103、连通孔104、排水口105
41.导流管201、竖直管段202、布水管203、气提管204、第二控制部件205
42.反洗管301、通气孔302、进气管303、第一控制部件304
43.进水泵400、管道401
44.控制器500
45.气体增压器600。
具体实施方式
46.下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
47.实施例1
48.请参阅图1，本实施例中提供了一种具有反洗功能的泥水分离系统，包括用于提供沉淀空间的沉淀池102、气提机构、气体反洗机构以及控制器500，其中，
49.气提机构与沉淀池102相连通，以便利用气提的方式使沉淀池102内的液体反流到上游，从而可以在反洗前降低沉淀池102内液位高度；
50.如图1所示，气体反洗机构包括布置于沉淀池102内的反洗管301、与反洗管301相连通的进气管303以及用于控制进气管303通/断的第一控制部件304，其中，在本实施例中，反洗管301优先水平安装于沉淀池102的底部，如图1所示，反洗管301构造有若干通气孔302，以便让气体进入沉淀池102，而为防止反洗管301堵塞，通气孔302通常构造于反洗管301的下表面，即，通气孔302可以构造于对应沉淀池102底部的一侧，各通气孔302的排布方式可以根据实际需求而定，作为举例，各通气孔302与竖直方向的夹角可以优先采用45度，如图3所示，沿反洗管301的长度方向，各通气孔302可以交错分布。
51.在本实施例中，第一控制部件304可以采用可控阀门，以便在控制器500的控制下动作，作为举例，第一控制部件304可以优先采用电磁阀；当第一控制部件304处于开启状态时，压力气体会经由进气管303进入反洗管301，并经由反洗管301的通气孔302进入沉淀池102，以便利用气体冲刷掉附着于沉淀池102底部、侧壁以及斜管（板）等填料103上的污泥，达到反洗的目的，从而可以防止填料103和沉淀池102发生堵塞的问题。
52.如图1所示，控制器500分别与气提机构及第一控制部件304相连，使得在反洗前，控制器500可以控制气提机构启动以降低沉淀池102内的液位高度，当液位高度降低后，控制器500可以控制第一控制部件304开启，从而开始对沉淀池102进行反冲洗，具体而言，通过构造控制器500，并使控制器500分别与气提机构及第一控制部件304相连，以便利用控制器500控制气提过程和反冲洗过程，使得在反冲洗前，控制器500可以事先控制气提机构启动，以便将沉淀池102内的液位高度降低到所设定的液位高度或以下，防止后续在反洗过程中，沉淀池102内的液位被提升后，沉淀池102内的泥水混合液会直接进入下一工艺段而影
响出水水质；当沉淀池102内的液位高度降低到所设定的液位高度或以下后，控制器500才控制气体反洗机构启动，以便开始反冲洗；相对于现有技术，设计更加合理，且整个反洗过程可控，不仅可以自动清洗沉淀池102，避免填料103和沉淀池102发生堵塞，而且不会影响出水水质、也不用因为排放污泥而影响系统的正常运行。
53.为便于控制器500监控沉淀池102内的液位高度，在一种实施实施方式中，可以通过记录气提机构的工作时长来控制液位高度，此时，还包括计时模块，所述计时模块与控制器500相连，并可以集成于控制器500，当气提机构开始启动时，计时模块开始计时，当达到所设定的时长（如1min）时，沉淀池102内的液位高度正好可以降低到所需的位置处，此时，控制器500就可以控制气体反洗机构开始进行反冲洗（即控制第一控制部件304开启）；而另一种实施方式中，也可以在沉淀池102内设置液位传感器，所述液位传感器与控制器500相连，用于监测沉淀池102的液位高度，当所监测的液位高度低于所设定的阈值时，沉淀池102内的液位高度正好可以降低到所需的位置处，此时，控制器500也可以控制气体反洗机构开始进行反冲洗；
54.反冲洗过程的时长根据实际需求而定，并可以利用控制器500进行控制，如可以设置计时模块记录反冲洗过程的时长等，这里不再一一举例说明。
55.在本实施例中，控制器500可以现有的控制器500，作为优选，控制器500可以优先采用单片机、pc机或plc等，作为举例，在本实施例中，控制器500采用的是plc，以便利用plc精确控制反冲洗的周期（如24h反冲洗一次）、反冲洗过程中，气提机构的启动时长、气体反洗机构的工作时长以及沉淀池102内液体的静置时长等，达到在线自动控制的目的。
56.在更完善的方案中，作为举例，所述气提机构包括与沉淀池102相连通的导流管201、与导流管201相连通的气提管204以及用于控制气提管204通/断的第二控制部件205，如图1或图2所示，控制器500与第二控制部件205相连，使得控制器500通过控制第二控制部件205的开启/关闭，即可以控制气提管204通/断，从而可以有效控制气提过程的开始和结束；且当第二控制部件205处于开启状态时，压力气体可以经由气提管204进入导流管201，并在导流管201内产生上升的气泡，以便利用上升的气泡驱动沉淀池102内的液体反流到上游，从而达到降低沉淀池102内液位高度的目的。
57.为提高负荷，在进一步的方案中，所述沉淀池102内通常还设置有填料103，所述填料103可以是现有技术中常用的斜板填料103或斜管填料103等，且所述导流管201的下端位于所述填料103的下方，如图1或图2所示。
58.在具体实施时，导流管201包括竖直管段202，如图1或图2所示，竖直管段202与沉淀池102相连通，且气提管204与该竖直管段202相连通，有利于气泡竖直上升，从而有利于实现更好的气提回流效果；所述第二控制部件205可以采用可控阀门，以便在控制器500的控制下动作，例如，第二控制部件205可以优先采用电磁阀；可以理解，在设置有填料103的情况下，竖直管段202的下端应该位于填料103的下方，如图1或图2所示。
59.为便于均布水体，在进一步的方案中，导流管201的下端还连接有布水管203，如图1或图2所示，所述布水管203构造有若干布水孔，以便在沉淀池102内均匀布水；作为举例，布水管203优先水平设置于沉淀池102内，同时，布水孔可以分别沿水平方向设置，即，各布水孔的中心轴线在均在水平面内，以便水平布水。
60.为便于相本系统提供压力气体，在更进一步的方案中，本系统还包括气体增压器
600，所述进气管303和气提管204可以分别与所述气体增压器600相连通，所述第一控制部件304和第一控制部件304分别安装于所述进气管303和气提管204，如图1或图2所示，所述气体增压器600可以为气泵或气站等，以便源源不断的产生压力气体。
61.为满足污水处理的工艺需求，在更完善的方案中，还包括上游水池101，所述导流管201与上游水池101相连通，用于使沉淀池102内的液体通过气提反流回上游水池101，且当气提过程结束后，上游水池101内的泥水混合液可以在导流管201的引导下流入沉淀池102内；在具体实施时，所述上游水池101可以优先采用好氧池或兼氧池，以便满足污水处理的工艺需求；如图1或图2所示，上游水池101可以与沉淀池102相连为一体，且沉淀池102一侧侧壁构造有用于连通上游水池101的连通孔104，而所述导流管201的上端就可以安装于所述连通孔104处，而沉淀池102另一侧的侧壁构造有用于排放上清液的排水口105或溢流口，如图1或图2所示。
62.为便于控制器500更有效控制整个反洗过程，在更完善的方案中，本系统还包括用于控制是/否向所述上游水池101内输送污水的第三控制部件，所述第三控制部件与所述控制器500相连，使得控制器500可以在反洗过程控制是/否向上游水池101内继续输送污水，有利于更顺利的完成整个反洗过程；在一种实施方式中，所述第三控制部件可以为进水泵400，如图2所示，所述进水泵400可以通过管道401与上游水池101相连通，且控制器500与进水泵400相连，以便控制进水泵400的启/停。
63.当然，在另一种优选的实施方式中，所述第三控制部件还可以为可控阀门，该可控阀门设置于与上游水池101相连通的进水通道上，控制器500与该可控阀门相连，以便控制可控阀门的开启/关闭，作为举例，该可控阀门可以优先采用电磁阀。
64.本系统在反洗时的工作如下：
65.当本系统正常进出水运行时，上游水池101内的泥水混合液经由导流管201、通过布水管203均匀进入沉淀池102，泥水经过填料103后分离，污泥沉底，净水从排水口105排出；
66.当达到所设定的反洗时间时，控制器500控制进水泵400停止，并开启第二控制部件205，使得沉淀池102内的液体回流至上游水池101，沉淀池102内的液位开始下降，上游水池101内的液位上升；达到所设定的时长时（如1min左右），控制器500开启第一控制部件304，开始反洗，使得沉淀池102底部、泥斗壁以及斜管（板）等填料103附着的污泥被气体冲刷脱落；当反洗时间达到设定时长时，控制器500关闭第一控制部件304和第二控制部件205，上游水池101内的液体开始流入沉淀池102，静置开始；当达到所设定的静置时长后，上清液澄清，此时，控制器500控制进水泵400启动，以便继续进水，使得整个系统可以正常运行，此时，反洗过程结束；当达到下一个所设定的反洗时间时，重复执行上述步骤即可，从而可以实现自动在线反洗功能。
67.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。