层叠式旋流分流系统、生化反应器及泥水混合物筛选方法与流程

本发明属于水处理及旋流器，涉及层叠式旋流分流系统、生化反应器及泥水混合物筛选方法。

背景技术：

1、在生物处理污水系统中，需要维持稳定的微生物量，故将沉淀区的污泥一部分作为回流污泥回流至生化反应池来补充微生物量，一部分作为剩余污泥排放。回流污泥的作用如下：（1）调节生化反应池的污泥浓度，有时污泥的沉降性不好可能导致生化反应池中混合液活性污泥浓度下降，为保持污泥浓度，需要采用较大的污泥回流比；（2）回流污泥可再生，进入内源呼吸期的后期，回流污泥活性可以得到彻底的恢复，甚至得到强化，这种状态的回流污泥进入生化反应池与污水接触后，其吸附、凝聚、沉降及降解性能都能得到充分发挥，可以加快活性污泥反应进程，提高反应效果。

2、好氧颗粒污泥是好氧状态下由于微生物自凝聚作用而形成的一种相对普通活性污泥密度较大、体积较大、传质条件较好的颗粒状结构微生物聚合体，也是一种具有三维结构的特殊生物膜。其具有生物活性高、微观结构密实、沉降性能好、颗粒强度高等优点，能够保持生化反应池中较高的污泥浓度和生物量，从而能承受高浓度有机废水和有毒物质的冲击。

3、经过工程应用及案例研究，发现好氧颗粒污泥及易于形成好氧颗粒污泥的污泥相对其他污泥沉降性更好，污泥沉降速度更快。如果可以对沉淀区的回流污泥进行有效筛分，筛选出沉降性能较好的重质污泥和沉淀性能较差的轻质污泥，将重质污泥回流至生化反应池，可增加生化反应池中沉降性好的污泥的浓度，促进好氧颗粒污泥的形成或是稳定运行，进而保证生化反应池具有较好的反应效果。中国专利文献cn114700170b公开了一种好氧颗粒污泥筛选系统及方法，该系统旋流器体积固定，不能灵活适应生产规模的变化；且该系统中旋流器与阀门、四通切换阀配合工作，其自动化程度要求较高，或者运维成本较高；当处理介质为腐蚀性介质，对系统的材质有一定的要求，其中的阀门、管道等部分，材质受限或是昂贵。

技术实现思路

1、为解决以上现有技术存在的问题，本发明提供一种层叠式旋流分流系统、生化反应器及泥水混合物筛选方法，以解决现有的好氧颗粒污泥筛选系统所存在的不能灵活适应生产规模的变化、自动化程度要求较高、运维成本高等问题。

2、本发明通过以下技术方案实现：

3、一种层叠式旋流分流系统，包括：进泥总管、进泥分流管道和旋流分流系统；所述旋流分流系统包括若干片层叠布置的旋流体叠盘，相邻两层旋流体叠盘之间存在间隙，所述间隙形成轻质污泥出泥支通道；最下层旋流体叠盘的底部连接有重质污泥出泥通道；所述进泥总管与多个进泥分流管道连接；

4、所述旋流体叠盘包括上下层叠设置的上压环和下压环，所述上压环和下压环均为上下开口的锥形筒结构，所述上压环侧壁与下压环侧壁之间存在间隙，所述上压环顶部与下压环顶部连接，所述上压环顶部与下压环顶部的连接处开设有进泥通道，所述进泥分流管道与进泥通道一一对应相切连接。

5、优选的，所述旋流体叠盘还包括：通道上壁、通道下壁和通道侧壁；所述上压环顶部与通道上壁内圈连接，所述通道上壁外圈与通道侧壁顶部连接，所述通道侧壁底部与通道下壁外圈连接，所述通道下壁内圈与下压环顶部连接；所述进泥通道开设在通道侧壁上。

6、进一步的，所述通道上壁和通道下壁均为圆环结构，所述通道上壁的内径小于通道下壁的内径，所述通道上壁的外径与通道下壁的外径相等。

7、优选的，所述上压环的下底面直径大于下压环的下底面直径，位于上层的旋流体叠盘中的下压环底部从位于下层的旋流体叠盘中的上压环底部开口处伸出。

8、优选的，所述下压环内表面设置有轨道花纹。

9、优选的，所述层叠式旋流分流系统还包括与旋流体叠盘数量一致的进泥分流器，所述进泥总管与进泥分流器连接，所述进泥分流器与进泥分流管道一一对应连接。

10、优选的，所述进泥总管的出水端为自上而下横截面逐渐缩小的通道。

11、优选的，所述层叠式旋流分流系统还包括旋流分流系统支架，所述旋流分流系统支架包括连接支架，所述连接支架上设置有多个卡槽，所述旋流体叠盘的上端外缘置于卡槽上。

12、一种生化反应器，基于所述的层叠式旋流分流系统，包括反应器外壳及设置在反应器外壳内的所述层叠式旋流分流系统，所述反应器外壳下端开设有轻质污泥出泥总通道，所述进泥总管的进口伸出所述反应器外壳外，所述重质污泥出泥通道的出口伸出所述反应器外壳外。

13、一种泥水混合物筛选方法，基于所述的层叠式旋流分流系统或所述的生化反应器，包括：

14、泥水混合物进入进泥总管，经进泥分流管道分流后经进泥通道切向流入旋流体叠盘，并在上压环侧壁与下压环侧壁之间的间隙内做旋流分流运动，泥水混合物中的轻质污泥旋转上升，进入轻质污泥出泥支通道并排出；泥水混合物中的重质污泥从旋流体叠盘的下压环底部出口向下流动，每个旋流体叠盘的重质污泥汇集后从重质污泥出泥通道排出。

15、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

16、本发明的层叠式旋流分流系统作用于泥水混合物（例如沉淀区的回流污泥），可以通过水力旋流，使泥水混合物沿着旋流体碟盘进行旋流分流，轻质污泥沿着相邻两旋流体碟盘间的空隙排出，作为剩余污泥外排；重质污泥则沿着旋流体叠盘中部的通道向下汇总，从而分离并筛选出好氧颗粒污泥或易于形成好氧颗粒污泥的重质污泥，将重质污泥回流至生化反应池，可增加生化反应池沉降性好的污泥的浓度，促进好氧颗粒污泥的形成或稳定运行，进而保证生化反应池具有较好的反应效果。本发明的系统可以设置或不设置进料泵，即泥水混合物可以泵送也可以依靠重力自流进入系统，适应范围更广，依靠重力自流依靠为主要使用场景，此时设备更少、能耗低、流量更大且可灵活设置，由于层叠式旋流分流系统由旋流体碟盘层叠而成，旋流体碟盘数量可以自由调节，因此可以灵活调整流量，也可以适应更大规模的情况；本发明的系统仅有旋流体碟盘，没有阀门等部件，故运维更简便；当处理介质为腐蚀性介质，本发明可针对不同水质采用不同材质来设置旋流体碟盘，适用范围更广且更经济实惠。本发明的系统分离筛选效率高，占地省，同时分离并筛选出好氧颗粒污泥，为好氧颗粒污泥工艺的启动及稳定运行提供保障。

17、进一步的，位于上层的旋流体叠盘中的下压环底部从位于下层的旋流体叠盘中的上压环底部开口处伸出，能更好的避免上旋的轻质污泥与下流的重质污泥之间的影响。

18、进一步的，所述下压环内表面设置有轨道花纹，轨道花纹方向与污泥旋流方向相同，通过轨道花纹可以进一步提高颗粒污泥的筛分效果。

19、进一步的，所述层叠式旋流分流系统还包括进泥分流器，通过进泥分流器的控制，可以使得进泥总管进来的泥水混合物相对均匀的进入进泥分流管道。

20、进一步的，所述进泥总管的出水端为自上而下横截面逐渐缩小的通道，经进泥总管进来的泥水混合物通过其自上而下横截面逐渐缩小的通道能相对均匀的进入进泥分流管道。

21、进一步的，采用旋流分流系统支架支撑固定旋流体叠盘，并通过设置卡槽，来控制相邻两层旋流体叠盘之间间隙的大小。