專利名稱：懸濁液澄清處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用粒狀上浮濾料的懸濁液澄清處理裝置，該裝置中設(shè)有用于去除附著在濾料逆洗機構(gòu)和裝置內(nèi)壁上污泥的噴射管。
圖4所示日本專利公報特公昭51-60675號揭示了一種這樣的裝置。該裝置是由槽體51構(gòu)成的，通過設(shè)在槽體中部的原液供給部件52，將槽體上部和下部分別形成為過濾部B和凝聚沉淀部A。在過濾部B的上端有濾液排出部件70，在過濾部的上部，設(shè)有由粒狀上浮濾料構(gòu)成的濾層60。在過濾部內(nèi)配置著上下端開放的筒狀體62，該筒狀體62位于懸濁液澄清處理操作時的濾層下方和原液供應(yīng)部件52上方。該筒狀體62內(nèi)設(shè)置著具有向上噴射孔的空氣供給管65。該裝置中還設(shè)有在逆洗操作時使槽體內(nèi)水位降低、使筒狀體的62的上端位于濾層內(nèi)部的濾層60的定位部件67、68。在與凝聚沉淀部A中的原液供給部件52供給口相接或相近位置處配置著絮凝物形成部件57，在凝聚沉淀部A下端連接著泥漿排出部件59。上述構(gòu)造是該裝置的特征。
該裝置在逆洗操作時，使槽內(nèi)水位降低，使濾層下降，使筒狀體的上端部位于濾層內(nèi)部。然后，將空氣從向上噴射孔噴到筒狀體內(nèi)的濾料上，通過空氣上升作用，使濾料流動展開，從而清洗濾料。
可是，長期使用上浮濾料及反復(fù)清洗濾料，會使濾料顆粒表面污染，漸漸地容易附著上懸濁物質(zhì)。當較多量的懸濁物附著在濾料上時，其重量增加，結(jié)果從上浮濾料層出現(xiàn)沉降濾料顆粒。這種現(xiàn)象在上浮濾料的比重接近1左右時容易產(chǎn)生。廢水處理過程中產(chǎn)生的一般懸濁物，例如使用比重為0.7的上浮濾料經(jīng)2-3個月后，濾料的30-60%沉降消耗掉。而且，沉降的濾料與泥漿一起排出時，有時會造成排泥管或泵的故障。
為了防止上述的上浮濾料的沉降消耗，可以采用比重小的濾料。但是，上浮濾料的比重小時，上述以往裝置中空氣流的逆洗機構(gòu)上的濾料的流動展開不能令人滿意，從而濾料的清洗很困難。采用與上述以往裝置同樣的逆洗機構(gòu)的特公昭53-26861號公報所揭示的過濾裝置也存在同樣的問題。
在上述處理裝置中，如果長時間地持續(xù)過濾操作，則在凝聚沉淀部A內(nèi)，凝聚的絮凝物漸漸地附著、堆積在槽體底部的傾斜壁面上，沉淀物的泥漿區(qū)帶上升，結(jié)果，凝聚沉淀部A的沉淀分離不能進行。這樣，使全部絮凝物依賴上浮濾料的過濾，而不能實現(xiàn)沉淀和過濾的同時處理。在這之前，必須決定排泥循環(huán)，定期地除去堆積在槽體下部的污泥。可是，該堆積的泥漿其堆積量越增加，密實度越高，泥漿成為濃縮的密實污泥，流動性減少。
其結(jié)果，附著、堆積在槽體底部傾斜面上的密實污泥不容易排出，流動性好的泥漿在排泥后，在槽體底部傾斜面上存留大量的密實污泥。該密實污泥已不能排出。
在這樣的不完全排泥操作后，再進行過濾操作時，排泥循環(huán)時間變得極短，其過濾運轉(zhuǎn)時間也縮短，因此，必須定期地除去附著堆積在槽體底部壁面上的污泥。
本發(fā)明的裝置進行了改進，即使使用比重小的粒狀上浮濾料也能很滿意地實施清洗。本發(fā)明的裝置中，在筒狀體62的內(nèi)部設(shè)置例如螺旋漿型攪拌葉片來代替上述以往裝置中的空氣供給管65，通過其動作對筒狀體內(nèi)的液體進行攪拌、揚水，而實現(xiàn)其目的。
在本發(fā)明裝置中，在槽體下部的凝聚沉淀部壁面設(shè)置噴射管，用該噴射管除去附著在壁面上的污泥，因此具有以下三方面的優(yōu)點(1)因為在每次排泥時，利用噴射管噴出的射流清洗附著在槽體下部沉淀部壁面上的泥漿，所以污泥不會附著、堆積在壁面上。(2)固著在壁面或底部的污泥被解除，可有效地進行上述的泥漿排放。(3)噴射流是通過泥漿循環(huán)形成的，無需清洗水，排泥中的泥漿濃度均勻。
本發(fā)明懸濁澄清處理裝置的特征是其由(a)通過在中央部設(shè)置的原液供給部件而將其上部形成為過濾部、將其下部形成為凝聚沉淀部的槽體，(b)由粒狀上浮濾料構(gòu)成的濾層，(c)在上述過濾部內(nèi)設(shè)置的上下兩端面開放的筒狀體，該筒狀體配置在懸濁液澄清處理操作時上述濾層的下方及原液供給液體的上方位置上和(d)配置在該筒狀體內(nèi)的攪拌、揚水液體用的攪拌、揚水部件組成，在上述凝聚沉淀部上，設(shè)有用于除去附著在其壁面上的污泥的噴射管。
下面參照附圖，說明本發(fā)明的實施例，其中，

圖1是概略地說明本發(fā)明懸濁液澄清處理裝置的正面剖面圖。
圖2是詳細地說說明圖1所示本發(fā)明處理裝置下部泥漿聚集部的說明圖;
圖3是從下方看的圖2所示泥漿聚集部概略圖;
圖4是概略地說明以往的懸濁液澄清處理裝置的正剖面圖。
以下，參照圖1說細說明本發(fā)明裝置的一個實施例。槽體1的內(nèi)部從中間分開，下部為凝聚沉淀部A，上部為過濾部B。凝聚沉淀部A的下部又分出泥漿聚集部C。該槽體1可以是密閉型的，也可以是開放型的。其斷面形狀可以是圓形、多邊形等適宜的形狀。在區(qū)分凝聚沉淀部A和過濾部B的槽體1內(nèi)的中間部位，配置著原液供給管2，管2通過閥3與通水泵4相接。在其中途連接帶有閥5的管6，用來供給高分子凝聚劑等的輔助劑。在該管6上連接有凝聚劑注入泵10。原液供給管2向槽體1內(nèi)的供給口上，連接著絮凝物形成部件7。原液往絮凝物形成部件7的流入進入切線方向，設(shè)在內(nèi)部的障礙物(圖未示)具有攪拌效果，然后受到均勻的下向流作用，排出到凝聚沉淀部A。本實施例中，使用棒狀物作為障礙物。但是，在該部分中，只要被處理液與輔助劑混合即可，因此，可使用各種公知的障礙板、傾斜板等。間隔絮凝物形成部件7周圍槽體1的部分，設(shè)置著防止逆流時污泥飛散的過流防止板8(例如從絮凝物形成部件7外周向槽體1內(nèi)側(cè)呈放射狀配列的若干有一定寬度的板)。在凝聚沉淀部A的下端即槽體1的底上，連接著帶有閥9的排污管41。從本裝置凝聚沉淀部A的高度中扣除泥漿聚集部C的高度的距離，即從絮凝物形成部件7下端至圖中倒圓錐部上端的距離，最好等于或大于槽體1的直徑。另外，如圖所示，泥漿聚集部C從其上端到下端有一定的角度，這樣使得沉降到槽底的固形物的集泥和壓密更容易。其傾斜角相對于水平面一般為60°，但該角度可根據(jù)污泥性質(zhì)而作適當變更。
在過濾部B的上部，設(shè)有濾層11和支承板12，濾層11由比重小于原液的粒狀上浮濾料(如聚乙烯)構(gòu)成，支承板上有防止濾料流出的空隙。在過濾部B內(nèi)，配置著筒狀體13，該筒狀體13位于懸濁液澄清處理操作時濾層11位置(圖中實線所示位置)下方和原液供給管2上方的位置上，該筒狀體13上下兩端面是開放的，可為圓形或多邊形。其個數(shù)不限于1個，可以為2個以上。筒狀體13的橫斷面積最好為槽體橫斷面積的1/10-1/2，其高度最好為濾層11厚度的1.2-2倍。筒狀體13在過濾部B內(nèi)上下方向上的配置位置在上述限定條件下可適當選定。在具有圖示所示構(gòu)造裝置中，筒狀體13與絮凝物形成部件7空開一定間隔地位于上方，其位置最好這樣選定即逆洗時，從筒狀體13向下方流動展開的濾料不觸及到絮凝物形成部件7。
在筒狀體13的內(nèi)部設(shè)有帶螺旋漿型攪拌葉片的攪拌機14。該攪拌機攪拌筒狀體13內(nèi)液體，并揚水，將揚水液供到筒狀體13處部周圍。具有這種筒狀體13和攪拌揚水部件14的本發(fā)明裝置中，還設(shè)有在逆洗時使濾層11下降、使筒狀體13的上端位于濾層11內(nèi)部的部件。具體地說，是在槽體1的中央部設(shè)有帶閥15的排水管16及其虹吸斷流器17。由于該部件，槽體1內(nèi)的水位如果降低，濾層11也下降，停止在圖中所示的虛線位置上。這時筒狀體13的上端最好位于濾層11內(nèi)部0-20CM范圍內(nèi)。過濾部B的上端即槽體1的上端設(shè)有濾液的溢流口18和管19。另外，還連接著帶有逆洗水入口閥20的逆洗水供給管21，該管21通過帶有壓出水出口閥22的旁通管23與排水管16相連。25表示逆洗泵，24表示攪拌機14的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源。
圖2是說明表示本發(fā)明處理裝置的泥漿聚集部C的說明圖。在泥漿聚集部C上，配置著噴射管30，利用噴流除去附著在聚集部C壁面上的污泥。在圖示的例中，管30是配置在泥漿聚集部C外壁周圍的環(huán)狀循環(huán)管35的分支。在其途中設(shè)有閥32。帶有噴射口31的管30的前端，從泥漿聚集部C的內(nèi)壁上部和中間突出到槽體內(nèi)。循環(huán)管35通過污泥循環(huán)閥36與排污管41連通。
管30的直徑并無特別限定，通常為25-40mm，最好為25A(25mm)。管30的配置位置，并不特別限定為如圖所示的位置。在圖示的例中，管30配置成上下兩排，但也可以僅配置1排，或3排以上。
管30的噴射口31的噴出角度相對于垂直面為35°-55°，最好為45°。這樣可得到在壁面上呈渦狀向下方的流動，可有效地除去污泥。
噴射口31的個數(shù)，在泥漿聚集部C內(nèi)壁上部是沿周壁等間距的8個(見圖3)，在中間部，是沿周壁等間距的4個。但這僅僅是一個實施例，最好根據(jù)處理液或要除去的物質(zhì)的性質(zhì)，進行適當?shù)倪x擇。
噴射口的開口形狀，在本實施例中是使上述25A管呈扁平狀，使其流出的清凈水流速為2.5m/秒。具體地說，可做成9mm×30mm的大致呈圓形的形狀。
連接在泥漿聚集部C下方的排污管41通過閥9與排泥泵40連接。泵40的容量例如為30m3/時。排泥泵40上連接著排泥管41，通過排泥閥42到達排泥濃縮器(圖未示)。上述循環(huán)管35通過閥36連接在排泥管41上。
下面，說明本發(fā)明處理裝置的操作。
先只打開原入口閥3，從通水泵4供給原液。通過管2將原液供給槽體1的途中，由凝聚劑注入泵10從管6供給必需量的輔助劑(高分子凝聚劑等)，形成混合原液。該混合原液經(jīng)管2流入位于槽體1的內(nèi)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線流入產(chǎn)生的旋流和障礙物的攪拌效果而被促使凝聚。這樣，形成的絮凝物變粗大，與液體共同受到下向流的作用，從絮凝物形成部件7往凝聚沉淀部A排出。排出液中的懸濁物質(zhì)因重力沉降作用往泥漿聚集部C聚集，從而液體得以除濁。聚集的泥漿從排污管41逐漸排出。這樣，大部分濁物就從液體中除去了。但是，含有未沉降懸濁物質(zhì)的液體上升，到達由上浮濾料形成的濾層11。殘存的懸濁物質(zhì)在濾層11被充分地過濾，液體被澄清。澄清后的濾液從溢流口18經(jīng)管19排到外部，根據(jù)需要再利用或排放掉。另外，也可以送到上述泥漿聚集部C的噴射管30，作為除去附著在壁面上的污泥的噴射流使用。
繼續(xù)上述的操作，由濾層11進行物質(zhì)的過濾，當產(chǎn)生表示濾層11堵塞狀態(tài)的壓差(例如1.0-1.5kg/cm2)時，進行本裝置的濾層11的逆洗操作。
先停止原液的供給，關(guān)閉原水入口閥3。接著打開排水閥15，在降低1內(nèi)水位的同時使濾層11下降。濾層11一旦降到圖中虛線位置，則空氣從虹吸斷流器17流入，停止水位的降低和濾層11的下降。這樣，在濾層11的上方，形成逆洗時濾層11流動展開所必需的空間。然后，用驅(qū)動源使攪拌機14旋轉(zhuǎn)，由于攪拌機14的攪拌、揚水作用，位于筒體13內(nèi)部的濾層11的濾料顆粒首先分離、擴散。該分離、擴散擴展到整體濾層11，最后，如圖所示，濾料顆粒與槽體1內(nèi)的液體一起作穿過筒體13的內(nèi)外流動，引起濾層11的激烈流動擴展。由于濾料間的沖撞而產(chǎn)生的剪力和撞擊力，使得固著在濾料上的濾滓滿足地分離、相互會合、凝聚、粗大化，作為沉淀物聚集在槽底。其間，打開逆洗水入口閥20，從槽體1上端供給來自逆洗泵25逆洗水。
進行適當時間(5-10分鐘左右)的逆洗操作后，停止攪拌機14的運轉(zhuǎn)，靜置適當時間(10分鐘左右)。然后打開排水閥15，關(guān)閉逆洗水入口閥20，打開原水入口閥3運轉(zhuǎn)通水泵14，供給原液。濾層11由于槽體內(nèi)液位上升而到達支承板12，在濾層11被固定、穩(wěn)定之前流出液內(nèi)含有懸濁物質(zhì)，所以打開閥22返回原液槽(圖未示)。之后，濾層11穩(wěn)定下來，當能得到澄清的濾液時，關(guān)閉閥22，進行上述的澄清操作。
本發(fā)明的處理裝置在槽體下方的泥漿聚集部C有泥漿排出部件。以下說明該機構(gòu)。
用懸濁液澄清處理裝置持續(xù)進行處理后，如圖2所示污泥就堆積在泥漿聚集部C的內(nèi)壁。如果任其堆積而又不作處理，則會帶來下述問題(1)槽下部的凝聚沉淀不能正常進行，由于濾料的堵塞，逆洗回收的次數(shù)增加，不能進行穩(wěn)定的處理。(2)由于附著、堆積、污泥，不可能清洗凝聚沉淀部。因此，必須將該污泥除去。在圖2中，污泥的排出是通過排污管4進行的，這時，由噴射管30的噴射流進行污泥循環(huán)。這樣，將堆積的污泥清除下來而容易排出。
先打開噴射管30的閥32，例如噴射出流速約為2.5mm/秒的噴射流。關(guān)于流速的調(diào)整，如前所述是通過管30的噴射口31的調(diào)整或閥32的操作來進行的。噴射流噴出約1-5分鐘后，打于閥9和42，從排污管42開始排出污泥。這時可以停止管30的流水，也可以一邊流水一邊排泥?？梢岳门拍啾?0進行排泥，一次排泥的泵動作時間約1-10分鐘。
這樣的污泥排出是在處理液的通水中間歇進行的，其間隔在本發(fā)明中無特別限定，通常為30-60分鐘。并且，最好在上述濾料的逆洗操作之前也進行。
表1表示在逆洗操作前也進行污泥排出的一例操作。
表1中，用橫杠線表示各工序中打開著的閥和動作著的泵等各部件。
在通常的通水工序中，使污泥循環(huán)閥36、排泥閥42和排泥泵40定時間歇地動作，以一定的時間間隔進行排泥。當產(chǎn)生表示濾層壓差時(如1.0-1.5kg/cm2)，進行上述的逆洗操作。該工序是表1的回收工序?；厥展ば蛴晌勰嘌h(huán)工序、污泥排出工序、排水工序、攪拌工序、逆洗工序、靜置工序、壓出工序組成。
在污泥循環(huán)工序中水泵4動作，進行通常的通水，打開污泥循環(huán)閥36，用從噴射管30的噴出的噴流使污泥循環(huán)。使排泥泵40動作進行排泥。從該工序中途停止通水泵，只進行污泥的循環(huán)。
在接下來的污泥排出工序中，打開排泥閥42，使排泥泵40動作，從排污管41排泥。然后經(jīng)排水工序和上述的攪拌工序后進行逆洗工序。在逆洗工序中，打開排水閥15和逆洗水入口閥20，攪拌機14和逆洗泵25動作。
逆洗工序后，進行壓出的工序之前，進行靜置工序。這是為了使濾層穩(wěn)定和凝聚沉淀部的沉淀澄清，使壓出時間縮短。在靜置工序中，所有的閥都關(guān)閉，所有的清洗機構(gòu)都停止。
回收工序的最后是進行壓出工序。該工序是在下一個通水工序之前預(yù)先清洗濾層的工序。打開原水入口閥3和壓出水出口閥22，通水泵4和凝聚劑注入泵10動作。為慎重起見，每次排出沉淀的污泥，在本工序初期臨時地打開污泥循環(huán)閥36和排泥閥42，排泥泵40動作。
在處理液通入水中進行排泥時，排泥速度與處理液供給速度一致，例如當處理液供給速度為30m3/時時，排泥速度也是30m3/時。排泥時間的控制可以采用定時器，也可以手動控制。
如上所述，在原液處理操作中進行適當?shù)呐拍嗫梢缘玫揭韵滦Ч?1)槽下部的凝聚沉淀可正常進行，槽下部凝聚沉淀壁面上的污泥堆積減少。(2)濾料的污染堵塞減少，可以穩(wěn)定地進行處理。
為了將由以上構(gòu)成形成的本發(fā)明裝置與圖4所示以往的裝置相比較，采用了高60cm、直徑100cm的濾層，用SS濃度200ppm的原液進行處理，其結(jié)果如表2所示。
表2中，排泥率是指聚集在泥漿聚集部C的污泥中，從排泥口排出的污泥的比例。從表2可知，用本發(fā)明的裝置，在逆洗操作時可以使得濾料更加激烈地流動擴展。因此，即使使用比重小的濾料，其逆洗效率也是很好的，這樣就得到好的逆洗效果。因此逆洗回收后的澄清處理時間也延長，可降低濾料的消耗。
如上所述，本發(fā)明的裝置的特征在于濾層的逆洗機構(gòu)方面。所以，象上述特公昭53-26861號公報揭示的過濾裝置，僅以原液的過濾作為對象的裝置中，具有該逆洗機構(gòu)的裝置也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。


權(quán)利要求
1.一種懸濁液澄清處理裝置，其特征在于，由(a)通過設(shè)在中間的原液供給部件而將上部作為過濾部和將下部作為凝聚沉淀部的槽體；(b)由粒狀上浮濾料構(gòu)成的濾層；(c)上述過濾部內(nèi)的懸濁液澄清處理操作時在上述濾層位置下方及原液供給部件上方位置上配置的上下兩端面開放的筒狀體；(d)配置在上述筒狀體內(nèi)的攪拌、揚水液體的攪拌、揚水部件；組成，在上述凝聚沉淀部上設(shè)有用于除去附著在其壁面上污泥的噴射管。
2.如權(quán)利要求1所記載的懸濁液澄清處理裝置，其特征在于，噴射管的噴射口相對于垂直面成45°角。
3.如權(quán)利要求1或2所記載的懸濁液澄清處理裝置，其特征在于，上述噴射管等間距地配置在上述凝聚沉淀部內(nèi)周壁上。
4.如權(quán)利要求3所記載的懸濁液澄清處理裝置，其特征在于，上述噴射管形成上下2排。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4中任一個所記載的懸濁液澄清處理裝置，其特征在于，上述粒狀上浮濾料的比重為0.1-0.8。
6.如權(quán)利要求1、2、3、4或5中任一個所記載的懸濁液澄清處理裝置，其特征在于，上述攪拌、揚水部件是具有螺旋漿型攪拌葉片的攪拌機。
7.如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6中任一個所記載的懸濁液澄清處理裝置，其特征在于，還包括配置在上述過濾部上端的濾液排出部件;在逆洗操作時，降低槽體內(nèi)水位、使上述筒狀體的上端位于上述濾層內(nèi)部的部件;配置在上述凝聚沉淀部中原液供給部件供給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漿排出部件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種懸濁液澄清處理裝置。該裝置為一槽體，設(shè)在槽體中間的原液供給部件將槽體分為上下部，上部作為過濾部、下部作為凝聚沉淀部，槽體內(nèi)有粒狀上浮濾料構(gòu)成的濾層，在過濾部內(nèi)配置有上下端面開放的筒狀體，在筒狀體內(nèi)設(shè)有攪拌、揚水部件，在凝聚沉淀部上設(shè)有用于除去附著在其壁面上污泥的噴射管。
文檔編號B01D24/16GK1098659SQ9310948
公開日1995年2月15日 申請日期1993年8月11日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月11日
發(fā)明者石井和彥, 上村榮一, 木村正文 申請人:美之賀工業(yè)株式會社