[发明专利]一种高负荷晶核固液分离装置及方法

说明书

本发明公开一种高负荷晶核固液分离装置及方法，装置包括内壳体和外壳体，外壳体内自上而下依次设有清水区、蜂窝填料、分离区、浓缩区和集泥区；内壳体设置于分离区，包括上下连通的造粒区和絮凝区，絮凝区的顶部入口尺寸大于造粒区底部出口尺寸；造粒区连接进水管、加晶种管，絮凝区连接混凝剂加药管、助凝剂加药管；造粒区和絮凝区分别设有搅拌器；集泥区与絮凝区底部之间连接有污泥回流管，污泥回流管上设有污泥回流泵。本发明通过投加晶体作为载体，增大絮体颗粒粒径，强化结晶对软化水、除浊水的净化效果，同时晶体内的机械摩擦和挤压，以及PAM的吸附架桥作用，增强了胶体态和悬浮态污染物的拦截效果，实现了对软化水、除浊水的高效净化。

技术领域

本发明涉及一种水质净化装置，具体涉及一种集结晶、造粒、混凝、絮凝、澄清、沉淀、污泥浓缩、污泥回流及出水于一体的高负荷晶核固液分离装置及方法。可适用于循环水或除盐水软化澄清的净化处理。

背景技术

随着国家对环境保护工作的关注和水资源短缺的加剧，水质净化和废水回收利用越来越受到重视。以悬浮层固液分离为理论基础的水处理技术与装备大量被研制开发，并广泛应用于实际工程，典型设备包括法国威立雅Actiflo澄清池、法国Degremont公司DensaDeg高密度澄清池和Philip等人研制的高效载体絮凝装置等。上述设备均成功实现了水处理技术的集成与设备化，水质净化效果明显，但同时也存在一定的技术缺陷。如Actiflo澄清池通过在蜂窝填料区下部形成高密度、大颗粒絮体悬浮层，大幅缩短了絮凝时间，表面负荷可达50m/h以上，但絮凝区占地面积较大、附属设备较多；DensaDeg高密度澄清池工艺，将混凝、澄清、蜂窝填料沉淀、污泥回流等工艺有机组合，表面负荷能达到20-50m/h，但絮凝区占地面积较大；载体絮凝装置也能实现较高的表面负荷，但附属设备过于繁杂。国内部分水厂还采用沉淀和浓缩，上清液排放或回收，污泥经脱水后排放。这种方法效率低，投资大，占地面积大，运行费用高，管理麻烦，效果也不够理想。

现有设备均不同程度地存在以下几方面的不足：

(1)颗粒性能差：①随机型碰撞结合模式；②絮凝体结构松散、密度低，具典型分形构造特征；③有效密度随粒径增大呈幂函数的关系降低。

(2)工艺流程长、效率低。传统工艺需要经过絮凝、沉淀过程，絮凝体松散、结构密度低，分离时间长，效率低。

(3)针对水质单一，适应性差。法国威立雅Actiflo澄清池、DensaDeg高密度澄清池和高效载体絮凝装置都只能针对低温低浊水，不能满足高浊度原水的要求。

(4)占地面积大、附属设备多，难以实现集成化、小型化。

(5)污泥的吸附作用未被利用。一般的沉淀分离设备不能将沉淀污泥循环利用，而絮凝过程和沉淀过程中沉淀的污泥，仍具有较好的吸附活性，且对于低温低浊水而言，污泥可以起到助凝作用。污泥的循环使用，可以降低絮凝剂和助凝剂的用量。

(6)排泥水含固率低，设备产水率低。污泥沉淀区普遍采用自然沉降，不具备污泥浓缩的功能，沉淀效率低，导致大量水和污泥一起作为排泥水排出。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高负荷晶核固液分离装置及方法，解决现有的造粒流化床小颗粒流失，大颗粒形成率低，导致处理效率降低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高负荷晶核固液分离装置，包括内壳体和外壳体，所述外壳体内自上而下依次设有清水区、蜂窝填料、分离区、浓缩区和集泥区；所述内壳体设置于分离区，包括上下连通的造粒区和絮凝区，絮凝区的顶部入口尺寸大于造粒区底部出口尺寸；造粒区连接进水管、加晶种管，絮凝区连接混凝剂加药管、助凝剂加药管；造粒区和絮凝区分别设有搅拌器；所述集泥区与絮凝区底部之间连接有污泥回流管，污泥回流管上设有污泥回流泵。