公布日：2024.06.21
申請日：2024.02.27
分類號：C02F9/00(2023.01)I;B01F27/95(2022.01)I;B01F35/12(2022.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N
摘要
本發明提供一種循環結晶造粒固液分離流化床系統，涉及水處理技術領域。流化床系統包括：流化床；凝絮裝置，用于攪動高懸浮物來水和污泥顆粒運動，形成具有結晶顆粒和液體的泥水混合物，泥水混合物進入懸浮區形成污泥懸浮層和懸浮區產水；負壓裝置，用于產生負壓以使得污泥區的污泥顆粒進入凝絮腔、使得泥水混合物進入懸浮區以及使得懸浮區產水進入所述過濾區；來水供應裝置，用于向凝絮腔內輸送高懸浮物來水；調節裝置，用于調節進入凝絮腔的污泥顆粒量；過濾裝置，用于過濾懸浮區產水以生成凈水；流體控制裝置，用于將懸浮區產水送入過濾區以及導出凈水。解決了現有技術中在結晶造粒過程中因添加微砂造成后續污泥輸送動力設備磨損嚴重的問題。
權利要求書
1.一種循環結晶造粒固液分離流化床系統，其特征在于，所述循環結晶造粒固液分離流化床系統包括：流化床(1)，具有自上而下依次設置的過濾區、懸浮區、凝絮區和污泥區，過濾區和懸浮區之間通過隔板(11)隔開，懸浮區、凝絮區和污泥區連通，污泥區用于收集作為晶種的污泥顆粒；凝絮裝置(2)，具有凝絮腔(20)，設置在凝絮區，凝絮裝置(2)的外筒壁與所述流化床(1)的內筒壁之間形成有過泥通道，所述凝絮裝置(2)用于攪動進入所述凝絮腔(20)的高懸浮物來水和污泥顆粒運動，形成具有結晶顆粒和液體的泥水混合物，其中，泥水混合物進入懸浮區匯聚形成污泥懸浮層和懸浮區產水，污泥懸浮層中的大重量污泥顆粒經過泥通道再次落入污泥區；負壓裝置(3)，設置在污泥區，用于產生負壓，在負壓作用下使得污泥區的污泥顆粒經所述負壓裝置(3)進入所述凝絮腔(20)、使得所述泥水混合物進入懸浮區以及使得所述懸浮區產水進入所述過濾區；來水供應裝置，與所述負壓裝置(3)連接，用于通過所述負壓裝置(3)向所述凝絮腔(20)內輸送高懸浮物來水；調節裝置(6)，活動設置在所述負壓裝置(3)上，用于調節經所述負壓裝置(3)進入所述凝絮腔(20)的污泥顆粒量；過濾裝置(5)，設置在過濾區，用于過濾進入過濾區的懸浮區產水以生成凈水；流體控制裝置(4)，用于將懸浮區產水送入過濾區，從而通過過濾裝置(5)進一步過濾懸浮區產水以生成并導出凈水。
2.根據權利要求1所述的循環結晶造粒固液分離流化床系統，其特征在于，所述循環結晶造粒固液分離流化床系統還包括：上布水環(8)，具有一個上布水出口和多個上布水進口，多個上布水進口與所述懸浮區連通，所述流體控制裝置(4)通過與所述上布水環(8)的上布水出口連接而與所述懸浮區連通。
3.根據權利要求1所述的循環結晶造粒固液分離流化床系統，其特征在于，所述過濾裝置(5)包括：濾材、布水組件(51)、集水盤(52)和排水管(53)；所述濾材分層鋪設在所述過濾區，通過所述濾材過濾進入所述過濾區的懸浮區產水以生成凈水；所述布水組件(51)埋設于所述濾材中，位于所述隔板(11)的上方，與所述流體控制裝置(4)連通，用于均勻分配進入所述過濾區的懸浮區產水；所述集水盤(52)，設置在所述過濾區位于所述濾材的上方，用于收集凈水；所述排水管(53)一端與所述集水盤(52)連接，另一端與所述流體控制裝置(4)連接，所述集水盤(52)收集的凈水通過所述排水管(53)進入所述流體控制裝置(4)。
4.根據權利要求3所述的循環結晶造粒固液分離流化床系統，其特征在于，所述布水組件(51)包括：導流盤(511)、導流管(512)、布水盤(513)和多個布水噴頭(514)；所述導流盤(511)固定在所述隔板(11)上，所述導流管(512)一端與所述流體控制裝置(4)連接，另一端伸入所述導流盤(511)與所述隔板(11)之間，所述懸浮區產水經所述導流管(512)進入所述過濾區；所述布水盤(513)設置在所述導流盤(511)的上方，所述布水盤(513)上開設有多個布水孔，每一布水孔處設置有一個布水噴頭(514)；每一布水噴頭(514)具有多個進水口和多個出水口，多個進水口位于所述布水盤(513)與所述導流盤(511)之間，多個出水口位于所述布水盤(513)的上方。
5.根據權利要求3所述的循環結晶造粒固液分離流化床系統，其特征在于，所述循環結晶造粒固液分離流化床系統還包括：送氣裝置；所述送氣裝置包括送氣管(9)，所述送氣管(9)一端伸入至所述導流盤(511)和所述布水盤(513)之間，所述送氣裝置通過所述送氣管(9)向所述過濾區輸送壓縮空氣。
6.根據權利要求1所述的循環結晶造粒固液分離流化床系統，其特征在于，所述凝絮裝置(2)包括：凝絮外筒(21)、凝絮內筒(22)、和攪拌組件(23)；所述凝絮外筒(21)一端開口，設置在凝絮區，所述凝絮外筒(21)的開口端朝向懸浮區設置，所述凝絮外筒(21)的外筒壁與所述流化床(1)的內筒壁之間形成有過泥通道；所述凝絮內筒(22)套裝在所述凝絮外筒(21)內，所述凝絮外筒(21)與所述凝絮內筒(22)之間形成有環狀的循環區，所述凝絮內筒(22)的內腔作為凝絮腔(20)，所述凝絮腔(20)與所述循環區連通，在負壓作用下進入所述凝絮腔(20)的高懸浮物來水和污泥顆粒能夠在所述凝絮腔(20)和所述循環區之間循環流動以進行結晶造粒；所述攪拌組件(23)設置在所述凝絮內筒(22)內，用于攪動進入所述凝絮腔(20)內的高懸浮物來水和污泥顆粒運動，形成具有結晶顆粒和液體的泥水混合物。
7.根據權利要求6所述的循環結晶造粒固液分離流化床系統，其特征在于，所述攪拌組件(23)包括：攪拌軸(231)和攪拌驅動器(232)；所述攪拌軸(231)具有攪拌端和安裝端，安裝端可轉動設置在所述流化床(1)外，攪拌端進入所述流化床(1)內穿過所述污泥區后伸入到所述凝絮腔(20)，通過所述攪拌軸(231)轉動能夠攪動高懸浮物來水和污泥顆粒運動；所述攪拌驅動器(232)設置在所述流化床(1)上，用于驅動所述攪拌軸(231)轉動。
8.根據權利要求7所述的循環結晶造粒固液分離流化床系統，其特征在于，所述攪拌組件(23)還包括：攪拌主動輪(233)和攪拌從動輪(234)；所述攪拌主動輪(233)套裝在所述攪拌驅動器(232)的驅動軸上，所述攪拌從動輪(234)套裝在所述攪拌軸(231)的安裝端，所述攪拌主動輪(233)和所述攪拌從動輪(234)嚙合，通過所述攪拌驅動器(232)驅動所述攪拌主動輪(233)轉動以帶動所述攪拌從動輪(234)和所述攪拌軸(231)轉動。
9.根據權利要求8所述的循環結晶造粒固液分離流化床系統，其特征在于，所述負壓裝置(3)包括：下布水環(31)和多個自吸器(32)；下布水環(31)上開設有下布水進口和與自吸器(32)數量相同的下布水出口，所述下布水進口與所述來水供應裝置連接；多個自吸器(32)沿所述攪拌軸(231)的周向均布，自吸器(32)用于產生負壓，每一自吸器(32)具有自吸入口、自吸出口和多個自吸顆粒進口，每一自吸器(32)的自吸入口與對應下布水出口連通，每一自吸器(32)的自吸出口與所述凝絮腔(20)連通，高懸浮物來水從所述自吸入口進入，自所述自吸出口排出進入所述凝絮腔(20)，污泥顆粒自所述自吸顆粒進口進入，自所述自吸出口排出進入所述凝絮腔(20)。
10.根據權利要求9所述的循環結晶造粒固液分離流化床系統，其特征在于，所述調節裝置(6)包括：主套筒(61)、調節驅動機構(62)和與自吸器(32)數量相同的調節套筒(63)；所述主套筒(61)套裝在所述攪拌軸(231)上，能夠沿所述攪拌軸(231)的軸向移動；多個調節套筒(63)均與所述主套筒(61)連接且沿所述主套筒(61)的周向均布套裝在對應的自吸器(32)上，調節套筒(63)能夠在所述主套筒(61)沿所述攪拌軸(231)的軸向移動的過程中調節對應自吸器(32)上的自吸顆粒進口的開度；所述調節傳動機構(62)設置在所述流化床(1)上，用于驅動所述主套筒(61)沿所述攪拌軸(231)的軸向移動。
11.根據權利要求10所述的循環結晶造粒固液分離流化床系統，其特征在于，所述調節傳動機構(62)包括：調節驅動器(621)、調節齒輪(622)和調節齒條(623)；所述調節齒條(623)沿所述主套筒(61)的軸向固定在所述主套筒(61)上；所述調節齒輪(622)安裝在所述調節驅動器(621)的驅動軸上且與調節齒條(623)嚙合，通過所述調節齒輪(622)轉動能夠帶動所述調節齒條(623)以及所述主套筒(61)沿所述攪拌軸(231)的軸向移動；所述調節驅動器(621)設置在在所述流化床(1)上，用于驅動所述調節齒輪(622)轉動。
12.根據權利要求11所述的循環結晶造粒固液分離流化床系統，其特征在于，所述循環結晶造粒固液分離流化床系統還包括：刮板組件(7)，設置在所述污泥區；所述攪拌驅動器(232)還用于驅動所述刮板組件(6)轉動以刮起所述污泥區的污泥顆粒運動。
13.根據權利要求12所述的循環結晶造粒固液分離流化床系統，其特征在于，所述刮板組件(7)包括：刮泥套筒(71)、刮泥板(72)、刮泥主動輪(73)和刮泥從動輪(74)；所述刮泥套筒(71)可轉動套裝在所述攪拌軸(231)位于所述污泥區的軸身上；所述刮泥板(72)設置在所述刮泥套筒(71)上，用于刮起污泥顆粒運動；所述刮泥從動輪(74)套裝在所述刮泥套筒(71)上；所述刮泥主動輪(73)套裝在所述攪拌驅動器(232)的驅動軸上，所述刮泥主動輪(73)與所述刮泥從動輪(74)嚙合，通過所述刮泥主動輪(73)轉動帶動所述刮泥從動輪(74)、所述刮泥套筒(71)以及所述刮泥板(72)轉動以刮起污泥顆粒運動；所述攪拌驅動器(232)還用于驅動所述刮泥主動輪(73)轉動。
發明內容
本發明實施例的目的是提供一種循環結晶造粒固液分離流化床系統，用于解決現有技術中在結晶造粒過程中因添加微砂造成后續污泥輸送動力設備部件磨損嚴重的問題。
為了實現上述目的，本發明提供一種循環結晶造粒固液分離流化床系統，所述循環結晶造粒固液分離流化床系統包括：
流化床，具有自上而下依次設置的過濾區、懸浮區、凝絮區和污泥區，過濾區和懸浮區之間通過隔板隔開，懸浮區、凝絮區和污泥區連通，污泥區用于收集作為晶種的污泥顆粒；
凝絮裝置，具有凝絮腔，設置在凝絮區，凝絮裝置的外筒壁與所述流化床的內筒壁之間形成有過泥通道，所述凝絮裝置用于攪動進入所述凝絮腔的高懸浮物來水和污泥顆粒運動，形成具有結晶顆粒和液體的泥水混合物，其中，泥水混合物進入懸浮區匯聚形成污泥懸浮層和懸浮區產水，污泥懸浮層中的大重量污泥顆粒經過泥通道再次落入污泥區；
負壓裝置，設置在污泥區，用于產生負壓，在負壓作用下使得污泥區的污泥顆粒經所述負壓裝置進入所述凝絮腔、使得所述泥水混合物進入懸浮區以及使得懸浮區產水進入所述過濾區；
來水供應裝置，與所述負壓裝置連接，用于通過所述負壓裝置向所述凝絮腔內輸送高懸浮物來水；
調節裝置，活動設置在所述負壓裝置上，用于調節經所述負壓裝置進入所述凝絮腔的污泥顆粒量；
過濾裝置，設置在過濾區，用于過濾進入過濾區的懸浮區產水以生成凈水；
流體控制裝置，用于將懸浮區產水送入過濾區，從而通過過濾裝置(5)進一步過濾懸浮區產水以生成并導出凈水。
具體地，所述循環結晶造粒固液分離流化床系統還包括：上布水環，具有一個上布水出口和多個上布水進口，多個上布水進口與所述懸浮區連通，所述流體控制裝置通過與所述上布水環的上布水出口連接而與所述懸浮區連通。
具體地，所述過濾裝置包括：濾材、布水組件、集水盤和排水管；
所述濾材分層鋪設在所述過濾區，通過所述濾材過濾進入所述過濾區的懸浮區產水以生成凈水；
所述布水組件埋設于所述濾材中，位于所述隔板的上方，與所述流體控制裝置連通，用于均勻分配進入所述過濾區的懸浮區產水；
所述集水盤，設置在所述過濾區位于所述濾材的上方，用于收集凈水；
所述排水管一端與所述集水盤連接，另一端與所述流體控制裝置連接，所述集水盤收集的凈水通過所述排水管進入所述流體控制裝置。
具體地，所述布水組件包括：導流盤、導流管、布水盤和多個布水噴頭；
所述導流盤設置固定在所述隔板上，所述導流管一端與所述流體控制裝置連接，另一端伸入所述導流盤與所述隔板之間，所述懸浮區產水經所述導流管進入所述過濾區；
所述布水盤設置在所述導流盤的上方，所述布水盤上開設有多個布水孔，每一布水孔處設置有一個布水噴頭；
每一布水噴頭具有多個進水口和多個出水口，多個進水口布置在所述布水盤與所述導流盤之間，多個出水口布置在所述布水盤的上方。
具體地，所述循環結晶造粒固液分離流化床系統還包括：送氣裝置；
所述送氣裝置包括送氣管，所述送氣管一端伸入至所述過濾區內位于所述導流盤和所述布水盤之間，所述送氣裝置通過所述送氣管向所述過濾區輸送壓縮空氣。
具體地，凝絮裝置包括：凝絮外筒、凝絮內筒、和攪拌組件；
所述凝絮外筒一端開口，設置在所述流化床的凝絮區，所述凝絮外筒的開口端朝向懸浮區設置，所述凝絮外筒的外筒壁與所述流化床的內筒壁之間形成有環狀的過泥通道；
所述凝絮內筒套裝在所述凝絮外筒內，所述凝絮外筒與所述凝絮內筒之間形成有環狀的循環區，所述凝絮內筒的內腔作為凝絮腔，所述凝絮腔與所述循環區連通，在負壓作用下進入所述凝絮腔的高懸浮物來水和污泥顆粒能夠在所述凝絮腔和所述循環區之間循環流動以進行結晶造粒；
所述攪拌組件設置在所述凝絮內筒內，用于攪動進入所述凝絮腔內的高懸浮物來水和污泥顆粒運動形成具有結晶顆粒和液體的泥水混合物。
具體地，所述攪拌組件包括：攪拌軸和攪拌驅動器；
所述攪拌軸具有攪拌端和安裝端，安裝端可轉動設置在所述流化床外，攪拌端進入所述流化床內穿過所述污泥區后伸入到所述凝絮腔，通過所述攪拌軸轉動能夠攪動高懸浮物來水和污泥顆粒運動；
所述攪拌驅動器設置在所述流化床上，用于驅動所述攪拌軸轉動。
具體地，所述攪拌組件還包括：攪拌主動輪和攪拌從動輪；
所述攪拌主動輪套裝在所述攪拌驅動器的驅動軸上，所述攪拌從動輪套裝在所述攪拌軸的安裝端，所述攪拌主動輪和所述攪拌從動輪嚙合，通過所述攪拌驅動器驅動所述攪拌主動輪轉動以帶動所述攪拌從動輪和所述攪拌軸轉動。
具體地，所述負壓裝置包括：下布水環和多個自吸器；
下布水環上開設有下布水進口和與自吸器數量相同的下布水出口，所述下布水進口與所述來水供應裝置連接；
多個自吸器沿所述攪拌軸的周向均布，自吸器用于產生負壓，每一自吸器具有自吸入口、自吸出口和多個自吸顆粒進口，每一自吸器的自吸入口與對應下布水出口連通，每一自吸器的自吸出口與所述凝絮腔連通，高懸浮物來水從所述自吸入口進入，自所述自吸出口排出進入所述凝絮腔，污泥顆粒自所述自吸顆粒進口進入，自所述自吸出口排出進入所述凝絮腔。
具體地，所述調節裝置包括：主套筒、調節驅動機構和與自吸器數量相同的調節套筒；
所述主套筒套裝在所述攪拌軸上，能夠沿所述攪拌軸的軸向移動；
多個調節套筒均與所述主套筒連接且沿所述主套筒的周向均布套裝在對應的自吸器上，調節套筒能夠在所述主套筒沿所述攪拌軸的軸向移動的過程中調節對應自吸器上的自吸顆粒進口的開度；
所述調節傳動機構設置在所述流化床上，用于驅動所述主套筒沿所述攪拌軸的軸向移動。
具體地，所述調節傳動機構包括：調節驅動器、調節齒輪和調節齒條；
所述調節齒條沿所述主套筒的軸向固定在所述主套筒上；
所述調節齒輪安裝在所述調節驅動器的驅動軸上且與調節齒條嚙合，通過所述調節齒輪轉動能夠帶動所述調節齒條以及所述主套筒沿所述攪拌軸的軸向移動；
所述調節驅動器設置在在所述流化床上，用于驅動所述調節齒輪轉動。
具體地，所述循環結晶造粒固液分離流化床系統還包括：刮板組件，設置在所述污泥區；
所述攪拌驅動器還用于驅動所述刮板組件轉動以刮起所述污泥區的污泥顆粒運動。
具體地，所述刮板組件包括：刮泥套筒、刮泥板、刮泥主動輪和刮泥從動輪；
所述刮泥套筒可轉動套裝在所述攪拌軸位于所述污泥區的軸身上；
所述刮泥板設置在所述刮泥套筒上，用于刮起污泥顆粒運動；
所述刮泥從動輪套裝在所述刮泥套筒上；
所述刮泥主動輪套裝在所述攪拌驅動器的驅動軸上，所述刮泥主動輪與所述刮泥從動輪嚙合，通過所述刮泥主動輪轉動帶動所述刮泥從動輪、所述刮泥套筒以及所述刮泥板轉動以刮起污泥顆粒運動；
所述攪拌驅動器還用于驅動所述刮泥主動輪轉動。
本發明提供的循環結晶造粒固液分離流化床系統，在流化床內自上而下依次設置過濾區、懸浮區、凝絮區和污泥區、在過濾區和懸浮區之間設置隔板以將過濾區和懸浮區隔開，而懸浮區、凝絮區和污泥區則連通，凝絮裝置設置在凝絮區，在污泥區設置負壓裝置能夠產生負壓，通過產生的負壓使得收集在污泥區的污泥顆粒經負壓裝置進入凝絮腔，設置在負壓裝置上的調節裝置能夠調節經負壓裝置進入凝絮腔的污泥顆粒量，來水供應裝置輸送的高懸浮物來水也經負壓裝置進入凝絮腔，進入凝絮腔的高懸浮物來水和污泥顆粒在凝絮裝置的攪動下凝絮形成具有結晶顆粒和液體的泥水混合物，經過絮凝反應，凝絮腔內的泥水混合物進入到懸浮區，進入懸浮區的泥水混合物逐漸匯聚形成懸浮污泥層和懸浮區產水，懸浮污泥層內重量較大的污泥顆粒則在自身重力作用下經過泥通道落入污泥區，懸浮區產水經流體控制裝置進入到設置在過濾區的過濾裝置，通過過濾裝置將懸浮區產水中的結晶顆粒和其它雜質進一步濾除以形成凈水，凈水經流體控制裝置導出。
本發明提供的循環結晶造粒固液分離流化床系統，將落入污泥區的污泥顆粒作為結晶造粒的晶種送入凝絮腔與高懸浮物來水充分混合形成結晶顆粒，避免了結晶造粒過程中額外添加微砂，解決了現有技術中在結晶造粒過程中因添加微砂造成后續污泥輸送動力設備磨損嚴重的問題，實現了流化床內部的自結晶。
（發明人：梁超;馬躍華;陳雪;李澤;王愷）
