一種阻垢裝置及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種阻垢裝置及其應(yīng)用，該裝置包括阻垢池，阻垢池內(nèi)通過導(dǎo)流壁分隔為導(dǎo)流區(qū)和阻垢區(qū)，且兩者的底部相連通；所述阻垢區(qū)內(nèi)部設(shè)有多層水平設(shè)置的蜂窩陶瓷阻垢填料，所述蜂窩陶瓷阻垢填料的孔徑從下至上逐層減小。本發(fā)明還公開了一種所述的阻垢裝置在臭氧-曝氣生物濾池工藝中處理垃圾滲濾液的應(yīng)用。本發(fā)明通過自下而上逐層減少蜂窩陶瓷阻垢填料的孔徑，增加比表面積，促使污水在通過蜂窩陶瓷阻垢填料時(shí)產(chǎn)生對(duì)流和擴(kuò)散效應(yīng)，提高阻垢效果；每層蜂窩陶瓷阻垢填料均由多個(gè)蜂窩陶瓷單體構(gòu)成，使蜂窩陶瓷單體的使用和更換更加方便、靈活；本發(fā)明裝置既降低了裝置的運(yùn)行成本，且維護(hù)操作簡單，對(duì)環(huán)境影響小，有利于工程化的推廣和應(yīng)用。
【專利說明】一種阻垢裝置及其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及污水處理裝置，尤其涉及一種阻垢裝置，屬于污水處理領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著水資源的日益緊缺，水環(huán)境保護(hù)的要求也日趨嚴(yán)格，現(xiàn)行法規(guī)不僅對(duì)C0D的 排放指標(biāo)控制日趨嚴(yán)格，而且對(duì)排水中的內(nèi)分泌干擾物、遺傳毒性物質(zhì)、藥物、特定工業(yè)化 學(xué)品等有毒有害微量污染物也提出了新控制排放的要求。
[0003] 臭氧是一種具有強(qiáng)氧化性、無二次污染的氧化劑，能夠使廢水中的部分有機(jī)污染 物徹底礦化，還能改變有機(jī)污染物分子結(jié)構(gòu)，將難生物降解的化合物轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到獾?小分子物質(zhì)，從而改善廢水的可生化性，提高后續(xù)生物處理效率。將臭氧氧化和生物處理相 結(jié)合的組合工藝用于污、廢水的深度處理顯示出了獨(dú)特的優(yōu)勢，其中將臭氧氧化和曝氣生 物濾池相結(jié)合，用于難生物處理廢水的深度處理，一直受到關(guān)注。
[0004] 曝氣生物濾池作為一種高負(fù)荷淹沒式三相反應(yīng)器，正處在推廣應(yīng)用之中，適用于 水深度處理、微污染源水處理、難降解有機(jī)物處理、低溫污水的硝化、低溫微污染水處理等。 它借鑒了生物接觸氧化反應(yīng)器和深床過濾的設(shè)計(jì)原理，集生物氧化和截留懸浮固體于一 體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池（二沉池），充分發(fā)揮生物代謝作用、物理過濾作用、生物膜和填料的 物理吸附作用以及反應(yīng)器內(nèi)食物鏈的分級(jí)捕食作用，實(shí)現(xiàn)污染物在同一單元反應(yīng)器內(nèi)的去 除。具有容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，出水水質(zhì)好，運(yùn)行能耗低，運(yùn)行費(fèi)用少的 特點(diǎn)。
[0005] 為了使曝氣生物濾池能有較長的運(yùn)行周期，減少反沖次數(shù)降低能耗運(yùn)用曝氣生物 濾池的工藝都需對(duì)進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理，否則原水中的大量雜質(zhì)和SS將進(jìn)入曝氣濾池將會(huì)堵 塞曝氣、布水系統(tǒng)，給系統(tǒng)的運(yùn)行帶來嚴(yán)重的后果，甚至失敗的風(fēng)險(xiǎn)。臭氧氧化和曝氣生物 濾池相結(jié)合用于廢水處理過程中，由于廢水中含組分極其復(fù)雜的有機(jī)污染物及Ca 2+、Mn2+、 Fe2+等多種無機(jī)離子，有機(jī)污染物與臭氧反應(yīng)過程中生成醛、酮、羧酸等多種類型的有機(jī)物， 在廢水復(fù)雜的體系中最終產(chǎn)物包含草酸鈣（CaC 204)、Fe(0H)3、Μη0(0Η)2等難溶性無機(jī)物物 質(zhì)。這些難溶性無機(jī)物不易通過混凝、沉淀等常規(guī)處理方法去除，進(jìn)入曝氣生物濾池后引起 濾料、曝氣管、布水管、濾板等設(shè)備材料結(jié)垢，堵塞曝氣、布水系統(tǒng)，給系統(tǒng)的運(yùn)行帶來嚴(yán)重 的后果，甚至運(yùn)行失敗。目前，解決上述問題的主要途徑是添加除垢劑，通過阻垢劑分散水 中的難溶性無機(jī)鹽、阻止或干擾難溶性無機(jī)鹽在生物濾池、管道系統(tǒng)中的沉積和結(jié)垢。阻垢 劑是無法循環(huán)使用的，并且除垢效率還有待提高，想要徹底清除污水中的難溶性無機(jī)鹽需 要消耗大量阻垢劑，這將會(huì)造成污水處理成本的顯著增加。因此，探究一種低成本投入、可 循環(huán)利用的阻垢裝置將是解決上述問題的另一個(gè)有效途徑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供了一種可循環(huán)利用且阻垢效果好的阻垢裝置。
[0007] -種阻垢裝置，包括阻垢池，阻垢池內(nèi)通過堅(jiān)直的導(dǎo)流壁分隔為導(dǎo)流區(qū)和阻垢區(qū)， 且兩者的底部相連通；
[0008] 所述阻垢區(qū)內(nèi)部設(shè)有多層水平設(shè)置的蜂窩陶瓷阻垢填料，所述蜂窩陶瓷阻垢填料 的孔徑從下至上逐層減小。
[0009] 待處理的污水通過進(jìn)水配水渠進(jìn)入導(dǎo)流區(qū)后，沿導(dǎo)流區(qū)進(jìn)入阻垢區(qū)，并與阻垢區(qū) 中的蜂窩陶瓷接觸，污水在通過蜂窩陶瓷孔道時(shí)，會(huì)產(chǎn)生對(duì)流和擴(kuò)散效應(yīng)，使難溶、微溶性 無機(jī)鹽到達(dá)蜂窩陶瓷孔壁，沉積形成晶核，并隨晶核逐漸增大而達(dá)到去除難溶、微溶性無機(jī) 鹽的目的，防止其在后續(xù)的生物濾池處理環(huán)節(jié)中沉積，從而實(shí)現(xiàn)阻垢的目的。將阻垢池分為 導(dǎo)流區(qū)和阻垢區(qū)，可使從阻垢池頂部進(jìn)入的污水在與蜂窩陶瓷阻垢填料接觸前分布均勻、 水流勻速，從而提高污水進(jìn)入蜂窩陶瓷阻垢填料后的阻垢效果。
[0010] 所述蜂窩陶瓷阻垢填料單位面積內(nèi)孔數(shù)從下至上逐層增加，孔徑從下至上逐層減 小，蜂窩陶瓷的比表面積從下至上逐層增加，可增加蜂窩陶瓷的比表面積，促使污水在通過 蜂窩陶瓷阻垢填料時(shí)產(chǎn)生對(duì)流和擴(kuò)散效應(yīng)，從而達(dá)到逐層強(qiáng)化結(jié)垢物質(zhì)的去除效果，實(shí)現(xiàn) 商效阻垢的目的。
[0011] 所述的阻垢池側(cè)部設(shè)有清洗池。清洗池能夠清洗孔徑被堵塞的蜂窩陶瓷單體，使 其重新循環(huán)再利用，并且在阻垢池兩側(cè)設(shè)置清洗池可大大降低蜂窩陶瓷單體的搬運(yùn)成本。
[0012] 所述的阻垢區(qū)的下部設(shè)有起支撐作用的平臺(tái)柵架，平臺(tái)柵架上鋪有阻流板，阻流 板上方設(shè)有若干層格柵板，每層格柵板上承托有一層所述的蜂窩陶瓷阻垢填料，蜂窩陶瓷 阻垢填料與格柵板依次交錯(cuò)垛疊于阻流板上。
[0013] 以格柵板支撐每層蜂窩陶瓷阻垢填料可保證蜂窩陶瓷阻垢填料的穩(wěn)固，并且需取 出蜂窩陶瓷阻垢填料時(shí)只需吊取格柵板即可，無需逐個(gè)吊取蜂窩陶瓷。在格柵板的下方設(shè) 置阻流板可使從導(dǎo)流區(qū)流入的污水進(jìn)入蜂窩陶瓷阻垢填料前分布均勻且流速穩(wěn)定。
[0014] 每層蜂窩陶瓷阻垢填料由多個(gè)蜂窩陶瓷單體平鋪構(gòu)成，水平相鄰蜂窩陶瓷單體之 間的空隙小于該層蜂窩陶瓷的孔徑。每層蜂窩陶瓷由多個(gè)蜂窩陶瓷單體緊挨平鋪構(gòu)成，蜂 窩陶瓷未通過固定裝置組合，僅將其緊挨排列，其目的就在于能夠更方便地更換蜂窩陶瓷 單體，若存在個(gè)別蜂窩陶瓷單體損壞時(shí)，可便于局部蜂窩陶瓷單體的更換，使蜂窩陶瓷單體 的使用更加方便、靈活。
[0015] 作為優(yōu)選，每層蜂窩陶瓷阻垢填料的厚度為20?100cm，相鄰兩層蜂窩陶瓷阻垢 填料的間距為10?30mm。
[0016] 作為優(yōu)選，所述的蜂窩陶瓷阻垢填料的孔數(shù)為1?16孔/cm2,孔徑1. 0?5. 0_。 經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)蜂窩陶瓷孔數(shù)和孔徑為上述范圍時(shí)，污水處理效果最佳，能夠顯著去除 污水中的難溶、微溶性無機(jī)鹽。作為優(yōu)選，蜂窩陶瓷單體可采用立方體。
[0017] 所述的導(dǎo)流壁的底端向阻垢區(qū)彎折，所述的導(dǎo)流區(qū)的底部設(shè)有傾斜設(shè)置的導(dǎo)流 面。導(dǎo)流面的設(shè)置以及導(dǎo)流壁底端向阻垢區(qū)彎折均可起到污水導(dǎo)流作用，避免部分污水堆 積在阻垢池底部導(dǎo)流區(qū)與阻垢區(qū)相通的區(qū)域內(nèi)。
[0018] 所述的阻垢池的兩側(cè)分別設(shè)有進(jìn)水配水渠和出水匯水渠，所述進(jìn)水配水渠與導(dǎo)流 區(qū)相通，所述出水匯水渠與阻垢區(qū)頂部的集水槽相通。
[0019] 本發(fā)明還公開了一種所述的阻垢裝置在臭氧-曝氣生物濾池工藝中處理垃圾滲 濾液的應(yīng)用。所述的應(yīng)用，包括將所述的阻垢裝置設(shè)于臭氧氧化池和生物濾池之間，控制滲 濾液流過阻垢裝置的流速為2. 5m/h?18m/h。
[0020] 作為優(yōu)選，所述的導(dǎo)流區(qū)與阻垢區(qū)之間的液位差大于1.5cm?3cm時(shí)，進(jìn)行蜂窩陶 瓷單體的清洗。此時(shí)將蜂窩陶瓷單體取出進(jìn)行清洗和更換，有利于后續(xù)的污水處理，清洗池 中的清洗液為可溶解難溶、微溶性無機(jī)鹽的稀酸稀堿。
[0021] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0022] (1)本發(fā)明采用多層水平設(shè)置的蜂窩陶瓷阻垢填料，且蜂窩陶瓷阻垢填料的孔徑 從下至上逐層減小，可增加蜂窩陶瓷的比表面積，提高污水在通過蜂窩陶瓷阻垢填料時(shí)產(chǎn) 生的對(duì)流和擴(kuò)散效應(yīng)，逐層強(qiáng)化結(jié)垢物質(zhì)的去除效果，實(shí)現(xiàn)了高效阻垢的目的。
[0023] (2)本發(fā)明裝置中的每層蜂窩陶瓷阻垢填料均由多個(gè)蜂窩陶瓷單體平鋪構(gòu)成，使 整個(gè)蜂窩陶瓷的使用和更換更加方便、靈活；本發(fā)明裝置還在阻垢池外側(cè)設(shè)置清洗池，便于 蜂窩陶瓷的清洗和再利用；本發(fā)明裝置設(shè)置不僅降低了裝置的運(yùn)行成本，而且維護(hù)操作簡 單，對(duì)環(huán)境影響小，有利于工程化的推廣和應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明阻垢裝置的平面圖；
[0025] 圖2為圖1所示阻垢裝置中阻垢池 A-A的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖3為圖1所示阻垢裝置中阻垢池 B-B的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖中標(biāo)記為：1_清洗池，2-阻垢池，3-導(dǎo)流壁，4-導(dǎo)流區(qū)，5-阻垢區(qū)，6-進(jìn)水配水 渠，7-出水匯水渠，8-淹沒孔口，9-導(dǎo)流面，10-集水槽，11-進(jìn)水口，12-出水口，13-平臺(tái)柵 架，14-阻流板，15-格柵板，16-蜂窩陶瓷阻垢填料，17-液位差計(jì)量儀。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 某垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液采用"調(diào)節(jié)池+初沉池+上流式厭氧復(fù)合床（UBF)+反 硝化池+硝化池+MBR+臭氧+阻垢池+曝氣生物濾池"工藝，設(shè)計(jì)處理規(guī)模為1200m 3/d，實(shí) 際處理水量約1000-1200m3/d。垃圾滲濾液經(jīng)臭氧氧化反應(yīng)后，生成CaC 204、CaC03、MgC03、 Mg(0H)2等難溶性物質(zhì)，在"臭氧-曝氣生物濾池"之間加設(shè)阻垢裝置。
[0029] 如圖1，2所示，阻垢裝置由清洗池1和清洗池兩側(cè)的兩個(gè)阻垢池2組成。整個(gè)阻 垢裝置長寬規(guī)格為12mX 5m，阻垢池單池規(guī)格為5mX 5mX 4. 5m，清洗池為5mX 2m，有效深度 2.5m。如圖1、2和3所示，阻垢池2內(nèi)通過導(dǎo)流壁3分隔為導(dǎo)流區(qū)4和阻垢區(qū)5,且兩者的 底部相連通。阻垢池的兩側(cè)分別設(shè)有進(jìn)水配水渠6和出水匯水渠7,進(jìn)水配水渠6的頂部開 有進(jìn)水口 11，進(jìn)水配水渠的底部開有淹沒孔口 8,并通過淹沒孔口 8與導(dǎo)流區(qū)4連通，導(dǎo)流 區(qū)4的底部設(shè)有傾斜設(shè)置的導(dǎo)流面9,導(dǎo)流面9由上至下逐漸向阻垢區(qū)5靠近，導(dǎo)流壁3的 底端向阻垢區(qū)5彎折。出水匯水渠7與阻垢區(qū)5頂部的集水槽10相通，出水匯水渠7的底 部開有出水口 12。
[0030] 阻垢區(qū)5的下部設(shè)有距離池底1. 0m的平臺(tái)柵架13,平臺(tái)柵架13上鋪有阻流板14， 平臺(tái)柵架13用以支撐阻流板14,阻流板14上鋪設(shè)有3層熱浸鋅鋼材質(zhì)的格柵板15,每層 格柵板15上承托一層蜂窩陶瓷阻垢填料16上。蜂窩陶瓷阻垢填料16與格柵板15依次交 錯(cuò)垛疊于阻流板14上，共設(shè)置三層。每層蜂窩陶瓷阻垢填料16的厚度為60cm，上下相鄰兩 層蜂窩陶瓷阻垢填料16的間距為20mm。每層蜂窩陶瓷阻垢填料16由多個(gè)蜂窩陶瓷單體 平鋪構(gòu)成，相鄰蜂窩陶瓷單體的空隙小于1. 5mm。第一層蜂窩陶瓷阻垢填料的孔數(shù)為2孔/ cm2、孔徑為4mm，第二層蜂窩陶瓷阻垢填料的孔數(shù)為4孔/cm2、孔徑為2mm，第三層蜂窩陶瓷 阻垢填料的孔數(shù)為6孔/cm2、孔徑為1mm。導(dǎo)流區(qū)4和阻垢區(qū)5之間設(shè)有連通的液位差計(jì) 量儀17。
[0031] 上述阻垢裝置的工作過程如下：
[0032] 阻垢裝置用于處理垃圾滲濾液中的難溶、微溶性無機(jī)鹽，設(shè)置于"臭氧預(yù)氧化-阻 垢裝置-曝氣生物濾池"工藝流程中間，經(jīng)臭氧預(yù)氧化的污水通過進(jìn)水口 11流入進(jìn)水配水 渠6中，并通過淹沒孔口 8進(jìn)入導(dǎo)流區(qū)4內(nèi)，沿導(dǎo)流區(qū)4內(nèi)的導(dǎo)流壁3向下流動(dòng)，并與導(dǎo)流 區(qū)4底部的導(dǎo)流面9接觸進(jìn)入阻垢區(qū)5。隨著阻垢區(qū)5內(nèi)污水量的增多，污水水位逐漸上 升，依次漫過平臺(tái)柵架13、阻流板14,第一層格柵板和第一層蜂窩陶瓷阻垢填料，再依次通 過第二、第三層蜂窩陶瓷阻垢填料。污水在通過蜂窩孔道時(shí)產(chǎn)生對(duì)流和擴(kuò)散效應(yīng)，使難溶、 微溶性CaC0 3、CaS04、CaC204以及鈣離子等物質(zhì)到達(dá)蜂窩陶瓷孔壁，沉積形成晶核，并隨晶核 逐漸增大而達(dá)到去除難溶、微溶性無機(jī)鹽的目的，防止其在后續(xù)曝氣生物濾池中沉積結(jié)垢， 從而實(shí)現(xiàn)阻垢的目的。通過蜂窩陶瓷阻垢填料16的出水將進(jìn)入出水匯水渠7中，并通過集 水槽10的出水口 12流出阻垢裝置。
[0033] 阻垢池2連續(xù)運(yùn)行6月以后，液位差計(jì)量儀17顯示導(dǎo)流區(qū)4與阻垢區(qū)5液位差大 于1. 5cm，反應(yīng)出蜂窩陶瓷阻垢填料16孔徑堵塞，影響污水的過流，開始進(jìn)行蜂窩陶瓷單體 的清洗。采用輪式起吊設(shè)備通過格柵板上的吊環(huán)將每層承托蜂窩陶瓷阻垢填料的格柵板吊 起置于在清洗池1的5%稀鹽酸清洗液中浸泡lh后，沖洗潔凈后還原至原位置，清洗藥液經(jīng) 純堿中和后與污水原水混合，進(jìn)行無害化處理。
[0034] 分別測定進(jìn)出阻垢裝置時(shí)水體的濁度以及水中CaC204、Fe(0H) 3、Mn0(0H)2的濃度， 判定阻垢裝置的去垢效果，結(jié)果如下：
[0035]

【權(quán)利要求】
1. 一種阻垢裝置，其特征在于，包括阻垢池，阻垢池內(nèi)通過堅(jiān)直的導(dǎo)流壁分隔為導(dǎo)流區(qū) 和阻垢區(qū)，且兩者的底部相連通； 所述阻垢區(qū)內(nèi)部設(shè)有多層水平設(shè)置的蜂窩陶瓷阻垢填料，所述蜂窩陶瓷阻垢填料的孔 徑從下至上逐層減小。
2. 如權(quán)利要求1所述的阻垢裝置，其特征在于，所述的阻垢池側(cè)部設(shè)有清洗池。
3. 如權(quán)利要求1所述的阻垢裝置，其特征在于，所述的阻垢區(qū)的下部設(shè)有起支撐作用 的平臺(tái)柵架，平臺(tái)柵架上鋪有阻流板，阻流板上方設(shè)有若干層格柵板，每層格柵板上承托有 一層所述的蜂窩陶瓷阻垢填料，蜂窩陶瓷阻垢填料與格柵板依次交錯(cuò)垛疊于阻流板上。
4. 如權(quán)利要求1所述的阻垢裝置，其特征在于，每層蜂窩陶瓷阻垢填料由多個(gè)蜂窩陶 瓷單體平鋪構(gòu)成，相鄰蜂窩陶瓷單體的空隙小于該層蜂窩陶瓷阻垢填料的孔徑。
5. 如權(quán)利要求1所述的阻垢裝置，其特征在于，每層蜂窩陶瓷阻垢填料的厚度為20? 100cm，相鄰兩層蜂窩陶瓷阻垢填料的間距為10?30mm。
6. 如權(quán)利要求1所述的阻垢裝置，其特征在于，所述的蜂窩陶瓷阻垢填料的孔數(shù)為1? 16 孔 /cm2,孔徑 1. 0 ?5. 0mm。
7. 如權(quán)利要求1所述的阻垢裝置，其特征在于，所述的導(dǎo)流壁的底端向阻垢區(qū)彎折，所 述的導(dǎo)流區(qū)的底部設(shè)有傾斜設(shè)置的導(dǎo)流面。
8. 如權(quán)利要求1所述的阻垢裝置，其特征在于，所述的阻垢池的兩側(cè)分別設(shè)有進(jìn)水配 水渠和出水匯水渠，所述進(jìn)水配水渠與導(dǎo)流區(qū)相通，所述出水匯水渠與阻垢區(qū)頂部的集水 槽相通。
9. 一種如權(quán)利要求1?8任一項(xiàng)所述的阻垢裝置在臭氧-曝氣生物濾池工藝中處理垃 圾滲濾液的應(yīng)用。
10. 如權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，將所述的阻垢裝置設(shè)于臭氧氧化池和生物 濾池之間，控制滲濾液流過阻垢裝置的流速為2. 5m/h?18m/h。
【文檔編號(hào)】C02F5/00GK104230007SQ201410415314
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】范舉紅, 劉銳, 陳呂軍, 陳澤枝 申請(qǐng)人:浙江清華長三角研究院, 嘉園環(huán)保股份有限公司, 浙江雙益環(huán)保科技發(fā)展有限公司