專(zhuān)利名稱(chēng)：凝集反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凝集反應(yīng)裝置，其用于凝集處理自廢水等有機(jī)排水生物處理工序排出的剩余污泥等的懸濁水，特別涉及一種能夠有效地使凝集劑發(fā)揮作用，提高凝集反應(yīng)效率，裝置可以小型化的凝聚反應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
為了對(duì)自廢水等有機(jī)排水的生物處理工序排出的剩余污泥等的懸濁水進(jìn)行脫水處理，通過(guò)在污泥中添加高分子凝集劑進(jìn)行凝集處理，形成絮凝物，其后進(jìn)行脫水處理。在凝集處理中，為了形成更堅(jiān)固的絮凝物提高脫水性，有時(shí)添加聚合硫酸鐵等無(wú)機(jī)凝集劑中和污泥的電荷，然后再添加兩性高分子凝集劑。
圖7a是在污泥(原泥)中添加高分子凝集劑進(jìn)行凝集處理的現(xiàn)有凝集反應(yīng)裝置的剖面模示圖，原泥由原泥泵P導(dǎo)入凝集反應(yīng)槽1，在凝集反應(yīng)槽1中添加高分子凝集劑，利用攪拌機(jī)1M攪拌混合，排出凝集污泥。高分子凝集劑有時(shí)也注入原泥的導(dǎo)入配管中。
圖7b是在原泥中添加無(wú)機(jī)凝集劑和兩性高分子凝集劑進(jìn)行凝集處理的現(xiàn)有凝集反應(yīng)裝置的剖面模示圖，原泥由原泥泵P導(dǎo)入第1反應(yīng)槽2，添加無(wú)機(jī)凝集劑，利用攪拌機(jī)2M攪拌混合后，導(dǎo)入第2反應(yīng)槽3，添加兩性高分子凝集劑，利用攪拌機(jī)3M攪拌混合，排出凝集污泥。
污泥中添加高分子凝集劑進(jìn)行凝集處理時(shí)，一旦進(jìn)行劇烈攪拌，則絮凝物會(huì)微細(xì)化，因此必須進(jìn)行緩慢攪拌。但是，高分子凝集劑的溶液有粘性，緩慢攪拌時(shí)其在污泥中難以均勻分散。為防止絮凝物的微細(xì)化，設(shè)置成緩慢攪拌時(shí)，高分子凝集劑的分散需要較長(zhǎng)的時(shí)間，與此同時(shí)，高分子凝集劑往污泥表面附著時(shí)，產(chǎn)生斑點(diǎn)，不能充分地發(fā)揮其凝集作用，結(jié)果必須增大高分子凝聚劑的添加量。為使高分子凝集劑均勻分散，希望使用快速攪拌，但是，一旦快速攪拌，絮凝物則發(fā)生微細(xì)化，不能形成絮凝物。
為使污泥和無(wú)機(jī)凝聚劑有效地反應(yīng)，也必須進(jìn)行劇烈攪拌。這種情況下，不會(huì)發(fā)生如高分子凝集劑進(jìn)行凝集處理時(shí)的絮凝物微細(xì)化的問(wèn)題。但是，攪拌需要消耗動(dòng)力，且象廢水混合生污泥一樣，污泥中含有夾雜物的原泥的情況下，夾雜物纏繞攪拌葉片，有時(shí)會(huì)阻礙順暢地?cái)嚢琛?br> 實(shí)公平8-961號(hào)公報(bào)公開(kāi)了一種凝集反應(yīng)裝置，其具備促進(jìn)污泥和高分子凝聚劑反應(yīng)的管線(xiàn)攪拌機(jī)。在這個(gè)凝集反應(yīng)裝置中，污泥中的夾雜物纏繞管線(xiàn)攪拌機(jī)的葉片，時(shí)間長(zhǎng)了，恐怕會(huì)有導(dǎo)致配管的堵塞的危險(xiǎn)。
為抑制泵的輸出壓力，通常的配管需要設(shè)計(jì)直徑大一些，以使壓力損失不能太大。在這樣的配管內(nèi)，懸濁水的流動(dòng)呈層流狀，不能得到良好的攪拌效果。
特許第2965582號(hào)公報(bào)公開(kāi)了一種凝集反應(yīng)裝置，其污泥配管的途中部分配備有細(xì)徑部，通過(guò)細(xì)徑部的湍流使凝集劑均勻分散。由于只在污泥配管的途中部分配備有細(xì)徑部，凝集劑并不完全均勻地分散。特別是使用高分子凝集劑時(shí)，需要一定程度的處理時(shí)間以形成絮凝物，這樣僅在污泥配管的途中部分配備有細(xì)徑部時(shí)，不能確保充分的處理時(shí)間，因而，不能形成良好的絮凝物。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種凝集反應(yīng)裝置，其在污泥等懸濁水中添加凝集劑進(jìn)行凝集處理時(shí)，能使凝集劑均勻地分散于懸濁水中，從而有效發(fā)揮其凝集功能，由此提高凝集效率，縮短處理時(shí)間，實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。
本發(fā)明的凝集反應(yīng)裝置配備有懸濁水的移送配管，與該移送配管相連的比該移送配管直徑小的細(xì)徑配管，在該細(xì)徑配管或其上游側(cè)的移送配管處設(shè)有的凝集劑供給裝置，具有水的流入口及流出口、在該流入口裝備有連接上述細(xì)徑配管的凝集反應(yīng)用的臨時(shí)滯留部；其特征在于，從該臨時(shí)滯留部的流入口朝向流出口方向的至少一部分的流路截面積，比上述移送配管的截面積大。
在本發(fā)明裝置上的比移送配管直徑小的細(xì)徑配管中，懸濁水的流動(dòng)呈湍流狀，因此注入該細(xì)徑配管或其上游側(cè)的凝集劑通過(guò)該細(xì)徑配管，有效地均勻分散在懸濁水中。由于該細(xì)徑配管與臨時(shí)滯留部連接著，凝集劑在細(xì)徑配管中呈均勻地分散，通過(guò)流入該臨時(shí)滯留部加速其發(fā)生的凝聚反應(yīng)。
凝集劑是高分子凝集劑的情況下，懸濁水中添加的高分子凝集劑通過(guò)細(xì)徑配管內(nèi)均勻地分散在懸濁水中，高分子凝集劑附著在污泥(SS)表面，在細(xì)徑配管后段的臨時(shí)滯留部，絮凝物充分地成長(zhǎng)。
凝集劑是無(wú)機(jī)凝集劑的情況下，在細(xì)徑配管中，使無(wú)機(jī)凝集劑快速均勻攪拌，同時(shí)其后段的臨時(shí)滯留部能夠促進(jìn)無(wú)機(jī)凝集劑的擴(kuò)散、反應(yīng)。
本發(fā)明者證實(shí)，添加無(wú)機(jī)凝集劑，中和污泥(SS)表面的負(fù)電荷的反應(yīng)非常迅速，以秒為單位進(jìn)行。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在這個(gè)反應(yīng)中，不需要中和污泥表面的總電荷，只要中和50％以上就可以，為進(jìn)行這種程度的中和，可以添加必要的無(wú)機(jī)凝集劑，進(jìn)行攪拌、混合。使污泥和無(wú)機(jī)凝集劑混合時(shí)，若攪拌力強(qiáng)，無(wú)機(jī)凝集劑能夠均勻地分散，就能夠平均中和污泥表面電荷的50％；但在攪拌力弱，無(wú)機(jī)凝集劑不能充分地?cái)U(kuò)散時(shí)，污泥表面的某些電荷有被中和，但有部分沒(méi)被充分地中和，其后，在添加高分子凝集劑時(shí)，形成的絮凝物的強(qiáng)度會(huì)變?nèi)酢?br> 本發(fā)明的凝集反應(yīng)裝置中，在細(xì)徑配管中可以使無(wú)機(jī)凝集劑進(jìn)行快速均勻擴(kuò)散，而且在臨時(shí)滯留部，能夠促進(jìn)其擴(kuò)散，因此，其后添加高分子凝集劑時(shí)，就可以形成堅(jiān)固的絮凝物。
在本發(fā)明中，細(xì)徑配管和該細(xì)徑配管連接的后段的臨時(shí)滯留部的組合是極其重要的，可以通過(guò)細(xì)徑配管內(nèi)的湍流的快速攪拌作用、從細(xì)徑配管向臨時(shí)滯留部流入的高速?lài)娚淞鞯幕旌蠑U(kuò)散作用、臨時(shí)滯留部?jī)?nèi)的均勻混合作用，進(jìn)行良好的凝集處理。
與此相對(duì)，不設(shè)臨時(shí)滯留部時(shí)，通過(guò)凝集劑注入泵的波動(dòng)，凝集劑的注入量發(fā)生變化，凝集劑可能會(huì)產(chǎn)生濃度差。而且，由于只在細(xì)徑配管進(jìn)行凝集處理，為確保反應(yīng)時(shí)間需要使用長(zhǎng)的細(xì)徑配管，這種情況下，壓力損失增大，從而需要增大泵的輸出壓力，這是不希望發(fā)生的。而且，將細(xì)徑配管的后段，再次設(shè)置成與移送配管相同直徑的配管時(shí)，由于這部分的流動(dòng)呈層流狀，因此不能得到良好的混合效果。
在本發(fā)明中，也可以將臨時(shí)滯留部做成比移送配管直徑大的配管。另外，臨時(shí)滯留部作成圓筒容器，為了使圓筒容器內(nèi)部會(huì)發(fā)生渦流，也可以做成使細(xì)徑配管連接在相對(duì)于圓筒容器的大致切線(xiàn)方向，這時(shí)，通過(guò)圓筒容器內(nèi)的渦流，能夠得到良好的混合、擴(kuò)散效果。
另外，臨時(shí)滯留部也可以配備有攪拌機(jī)，特別是用高分子凝集劑以期使絮凝物粗大化時(shí)，在細(xì)徑配管及從細(xì)徑配管向臨時(shí)滯留部的噴射部進(jìn)行快速混合后，用攪拌機(jī)緩慢攪拌，由此可以得到良好的凝集效果。
本發(fā)明的凝集反應(yīng)裝置中，可以在臨時(shí)滯留部的下游側(cè)，設(shè)置裝有攪拌機(jī)的攪拌反應(yīng)槽。


圖1a是本發(fā)明的凝集反應(yīng)裝置的實(shí)施方式的正面模示圖，圖1b是相同的剖面圖，圖1c是配管部分放大剖面圖。
圖2a是本發(fā)明的凝集反應(yīng)裝置的另外的實(shí)施方式的正面模示圖，圖2b是相同的剖面面。
圖3a是本發(fā)明的凝集反應(yīng)裝置另外的實(shí)施方式的正面模示圖，圖3b是相同的平面圖。
圖4是本發(fā)明的凝集反應(yīng)裝置不同的實(shí)施方式的剖面模示圖。
圖5a是圖4的凝集反應(yīng)裝置的滯留槽部分的正面模示圖，圖5b是相同的平面圖。
圖6是臨時(shí)滯留部以外的實(shí)施例的剖面模示圖。
圖7a、圖7b是現(xiàn)有凝集反應(yīng)裝置的剖面模示圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照?qǐng)D對(duì)本發(fā)明的凝集反應(yīng)裝置的優(yōu)選方式作詳細(xì)說(shuō)明。
首先，參照?qǐng)D1～3，對(duì)適用于使用高分子凝集劑作為凝集劑時(shí)的本發(fā)明的凝集反應(yīng)裝置進(jìn)行說(shuō)明。。
圖1～3表示本發(fā)明的適用于利用高分子凝集劑進(jìn)行凝集處理時(shí)的凝集反應(yīng)裝置的實(shí)施方式。圖1a、2a是正面模示圖，圖1b、2b是剖面模示圖，圖1c是配管部分放大剖面圖，圖3a是正面模示圖，圖3b是相同平面圖。
圖1a、1b、1c所示的凝集反應(yīng)裝置，在具有移送污泥(原泥)至凝集反應(yīng)槽11的原泥泵P的移送配管12上，連接有比該移送配管12直徑小的細(xì)徑配管13，細(xì)徑配管13與凝集反應(yīng)槽11連結(jié)。高分子凝集劑被注入至移送配管12和細(xì)徑配管13的連結(jié)部分的附近。凝集反應(yīng)槽11具備攪拌機(jī)11M，細(xì)徑配管13在相對(duì)圓筒容器形的凝集反應(yīng)槽11大致切線(xiàn)方向連接著。
原泥利用原泥泵P經(jīng)移送配管12及細(xì)徑配管13，導(dǎo)入凝集反應(yīng)槽11期間，在移送配管12和細(xì)徑配管13的連結(jié)部分的附近注入高分子凝集劑。注入配管中的高分子凝集劑，利用直徑小的細(xì)徑配管13內(nèi)的湍流，被均勻分散、混合在污泥中，利用經(jīng)該細(xì)徑配管13的高速污泥流流入凝集反應(yīng)槽11內(nèi)時(shí)的噴射流，進(jìn)一步進(jìn)行高分子凝集劑的混合、擴(kuò)散。而且，從細(xì)徑配管13向凝集反應(yīng)槽11切線(xiàn)方向流入的污泥流，在凝集反應(yīng)槽11內(nèi)呈渦流狀，和該凝集反應(yīng)槽11內(nèi)的污泥混合，由此高分子凝集劑進(jìn)行更均勻地混合、擴(kuò)散，同時(shí)利用凝集反應(yīng)槽11內(nèi)的緩慢攪拌，絮凝物長(zhǎng)大，能夠得到良好的凝集處理效果。在凝集反應(yīng)槽11得到的凝集污泥，經(jīng)配管14排出，被輸送到下一段的脫水工序。
圖1a、1b、1c所示的凝集反應(yīng)裝置，其凝集反應(yīng)槽11起到了臨時(shí)滯留部的作用，圖2a、2b所示的凝集反應(yīng)裝置的不同點(diǎn)在于，在凝集反應(yīng)槽11的前段，配備有作為臨時(shí)滯留部的大徑配管部15，其它部分構(gòu)成相同。
圖2a、2b所示的凝集反應(yīng)裝置中，與圖1a、1b、1c所示的凝集反應(yīng)裝置一樣，高分子凝集劑注入移送配管12和細(xì)徑配管13的連結(jié)部分，利用細(xì)徑配管13內(nèi)的湍流在污泥中均勻混合、擴(kuò)散，然后，從細(xì)徑配管13向大徑配管部15噴射、流入的污泥流，在大徑配管內(nèi)流動(dòng)，由此進(jìn)一步進(jìn)行高分子凝集劑的混合、擴(kuò)散。大徑配管部15流出的污泥流，在凝集反應(yīng)槽11沿切線(xiàn)方向流入，利用凝集反應(yīng)槽11內(nèi)的渦流，使高分子凝集劑更好地均勻擴(kuò)散，通過(guò)在凝集反應(yīng)槽11緩慢攪拌，凝集絮凝物粗大化，凝集污泥經(jīng)配管14排出。圖2a、2b所示的凝集反應(yīng)裝置中，從大徑配管部15到凝集反應(yīng)槽11的移送配管，也是由與前段的移送配管12同徑的移送配管12a、和與前段的細(xì)徑配管13同徑的細(xì)徑配管13a構(gòu)成，因此從大徑配管部15往凝集反應(yīng)槽11移送期間，高分子凝集劑利用細(xì)徑配管13a的湍流促進(jìn)其擴(kuò)散。
凝集反應(yīng)槽11的前段設(shè)置的臨時(shí)滯留部，不限于圖2a、2b所示的大徑配管部15，也可以是圓筒容器狀的反應(yīng)槽。
圖3a、3b是在凝集反應(yīng)槽11前段所設(shè)置的，作為臨時(shí)滯留部的圓筒容器狀的滯留槽16的示意圖，與圖2a、2b中作用相同的構(gòu)件，用同一符號(hào)表示。另外，圖3a、3b中，省略了后段的凝集反應(yīng)槽圖示。
設(shè)置如上所述的滯留槽16時(shí)，細(xì)徑配管13優(yōu)選在相對(duì)于滯留槽16的切線(xiàn)方向連接，通過(guò)這樣連接，利用滯留槽16內(nèi)的渦流，可以得到良好的攪拌混合作用。
圖3a、3b所示的凝集反應(yīng)裝置中，與圖2a、2b所示的凝集反應(yīng)裝置相同，高分子凝集劑注入在移送配管12和細(xì)徑配管13的連結(jié)部分，利用細(xì)徑配管13內(nèi)的湍流，在污泥中均勻混合、擴(kuò)散，然后從細(xì)徑配管13向滯留槽16的下部噴射、流入的污泥流，在滯留槽16內(nèi)邊旋轉(zhuǎn)邊上升，由此使高分子凝集劑更好地混合、擴(kuò)散。滯留槽16流出的污泥流在流經(jīng)移送配管12a、細(xì)徑配管13a期間，利用細(xì)徑配管13a，使高分子凝集劑更好地均勻擴(kuò)散，然后，在未圖示的凝集反應(yīng)槽中沿切線(xiàn)方向流入，利用凝集反應(yīng)槽內(nèi)的渦流，使高分子凝集劑進(jìn)一步地均勻擴(kuò)散，同時(shí)通過(guò)在凝集反應(yīng)槽的緩慢攪拌，凝集絮凝物粗大化，可以得到良好的凝集污泥。
圖1a～圖3b表示使用高分子凝集劑作為凝集劑時(shí)本發(fā)明的凝集反應(yīng)裝置的實(shí)施方式，凝集劑使用高分子凝集劑時(shí)，為使絮凝物粗大化，有必要使用攪拌槽。該攪拌槽可以如圖1a、1b所示、兼作臨時(shí)滯留部，也可以如圖2a～圖3b所示、設(shè)置在臨時(shí)滯留部的后段。
所有場(chǎng)合下，高分子凝集劑通過(guò)在細(xì)徑配管的快速混合，在短時(shí)間內(nèi)均勻附著在污泥表面，附著有高分子凝集劑的污泥通過(guò)在攪拌槽內(nèi)緩慢攪拌，能夠得到良好的凝集污泥。
這樣，為使絮凝物粗大化進(jìn)行緩慢攪拌之前，為使高分子凝集劑均勻分散進(jìn)行快速混合需要在細(xì)徑配管、特別是細(xì)徑配管和攪拌槽之間的臨時(shí)滯留部進(jìn)行，因此可以大幅度縮短其在作為攪拌槽的凝集反應(yīng)槽里的滯留時(shí)間，結(jié)果可以實(shí)現(xiàn)凝集反應(yīng)槽的容量變小的裝置小型化。另外，由于高分子凝集劑的均勻擴(kuò)散，注入的高分子凝集劑可以在污泥的凝集方面有效地發(fā)揮作用，就可以減少高分子凝集劑的所需添加量。
使污泥流入凝集反應(yīng)槽的方向在凝集反應(yīng)槽的切線(xiàn)方向時(shí)，流入的污泥流利用攪拌葉片產(chǎn)生的渦流，不攪亂槽內(nèi)的流動(dòng)，順暢均勻地?cái)嚢瑁龠M(jìn)絮凝物的成長(zhǎng)，也可以減少攪拌的動(dòng)力。
用高分子凝集劑進(jìn)行凝集處理時(shí)，利用配備有細(xì)徑配管的本發(fā)明的凝集反應(yīng)裝置，凝集反應(yīng)槽11的滯留時(shí)間為0.5～3分鐘左右，與以前的3～10分鐘相比可大幅度縮短。
在該凝集反應(yīng)槽的前段，如圖2a～圖3b所示，設(shè)置臨時(shí)滯留部的大徑配管部15和滯留槽16時(shí)，細(xì)徑配管、臨時(shí)滯留部和凝集反應(yīng)槽都能起到均勻分散的作用，為此在臨時(shí)滯留部的滯留時(shí)間可以非常短，例如，使用圖2a、2b所示的大徑配管部15時(shí)，滯留時(shí)間為0.5～5.0秒左右，使用圖3a、圖3b所示的滯留槽16時(shí)，滯留時(shí)間為1～10秒左右。因此，可以設(shè)定大徑配管部15直徑和長(zhǎng)度及滯留槽16的直徑和高度，以確保該滯留時(shí)間。
另外，在圖2a～圖3b所示凝集反應(yīng)裝置中，從作為臨時(shí)滯留部的大徑配管部15或滯留槽16到凝集反應(yīng)槽11的配管，都可以和通常的移送配管同徑，也都可以和細(xì)徑配管同徑。通過(guò)設(shè)置細(xì)徑配管，可以得到更好地均勻擴(kuò)散效果，但是，當(dāng)該細(xì)徑配管部分的長(zhǎng)度太長(zhǎng)時(shí)，擔(dān)心出現(xiàn)壓力損失的增大或因夾雜物導(dǎo)致的配管堵塞，因此，如圖2a～圖3b所示，優(yōu)選移送配管12a和細(xì)徑配管13a的組合。
下面，參照?qǐng)D4～6，對(duì)適用于使用無(wú)機(jī)凝集劑和高分子凝集劑作為凝集劑時(shí)的本發(fā)明的凝集反應(yīng)裝置進(jìn)行說(shuō)明。
圖4～6表示適合采用無(wú)機(jī)凝集劑和高分子凝集劑作凝集處理時(shí)的本發(fā)明的凝集反應(yīng)裝置的實(shí)施方式。圖4是凝集反應(yīng)裝置的剖面模示圖，圖5a是圖4的凝集反應(yīng)裝置中滯留槽部分的正面模示圖，圖5b是相同同平面圖。圖6是臨時(shí)滯留部以外的實(shí)施例的剖面模示圖。
圖4的凝集反應(yīng)裝置，配備有作為臨時(shí)滯留部的滯留槽21和凝集反應(yīng)槽22，用原泥泵P導(dǎo)入的原泥，在滯留槽21的入口側(cè)注入無(wú)機(jī)凝集劑后，經(jīng)滯留槽21被導(dǎo)入凝集反應(yīng)槽22，利用在凝集反應(yīng)槽22注入的兩性高分子凝集劑，進(jìn)一步被凝集處理。
如圖5a、圖5b所示，在含有原泥泵P的移送配管23上，連結(jié)比該移送配管23直徑小的細(xì)徑配管24，細(xì)徑配管24與滯留槽21連接著。在移送配管23和細(xì)徑配管24的連結(jié)部分的附近注入無(wú)機(jī)凝集劑。細(xì)徑配管24連接在相對(duì)于圓筒容器形的滯留槽21大致的切線(xiàn)方向。
原泥用原泥泵P經(jīng)移送配管23及細(xì)徑配管24，導(dǎo)入滯留槽21期間，在移送配管23和細(xì)徑配管24的連結(jié)部分的附近注入無(wú)機(jī)凝集劑。注入配管1的無(wú)機(jī)凝集劑，利用直徑小的細(xì)徑配管24內(nèi)的湍流，在污泥中均勻分散、混合，流經(jīng)該細(xì)徑配管24的高速污泥流流入滯留槽21內(nèi)時(shí)利用其噴射流，使無(wú)機(jī)凝集劑進(jìn)步混合、擴(kuò)散。而且，從細(xì)徑配管24向滯留槽21切線(xiàn)方向流入的污泥流，在滯留槽21內(nèi)呈渦流狀，通過(guò)和該滯留槽21內(nèi)的污泥混合，無(wú)機(jī)凝集劑可以更均勻地混合、擴(kuò)散。
這樣將無(wú)機(jī)凝集劑混合、擴(kuò)散后的污泥，從配管25送到凝集反應(yīng)槽22，在凝集反應(yīng)槽22內(nèi)添加兩性高分子凝集劑，利用攪拌機(jī)22M緩慢攪拌，由此絮凝物成長(zhǎng)，能夠得到良好的凝集污泥。得到的凝集污泥，經(jīng)配管26排出，送到下一脫水工序。
圖4、5a、5b所示的凝集反應(yīng)裝置，配備有臨時(shí)滯留部的滯留槽21，但該臨時(shí)滯留部也可以是如圖6所示的使用大徑配管部27。
這種情況下，和圖4、5a、5b所示的凝集反應(yīng)裝置一樣，注入移送配管23和細(xì)徑配管24的連結(jié)部分的無(wú)機(jī)凝集劑，利用細(xì)徑配管24內(nèi)的湍流，在污泥中均勻混合、擴(kuò)散，然后，從細(xì)徑配管24向大徑配管部27噴射、流入的污泥流在大徑配管部27內(nèi)的流動(dòng)，由此使無(wú)機(jī)凝集劑更好地混合、擴(kuò)散。流出大徑配管部27的污泥流和圖4、5a、5b所示的凝集反應(yīng)裝置一樣，從配管25送到凝集反應(yīng)槽，在凝集反應(yīng)槽添加兩性高分子凝集劑，進(jìn)行緩慢攪拌，凝集絮凝物粗大化，能夠得到良好的凝集污泥。
向該凝集反應(yīng)槽22導(dǎo)入污泥的配管，如圖1a、1b所示，優(yōu)選連接在圓筒狀的凝集反應(yīng)槽22的切線(xiàn)方向。
圖4的凝集反應(yīng)裝置中，兩性高分子凝集劑直接注入凝集反應(yīng)槽22，也可以如圖1a、1b、1c所示，在凝集反應(yīng)槽22的導(dǎo)入配管中設(shè)置細(xì)徑配管，在細(xì)徑配管或細(xì)徑配管的近前的移送配管注入兩性高分子凝集劑。也可以在凝集反應(yīng)槽22的前段設(shè)置使兩性高分子凝集劑均勻擴(kuò)散的臨時(shí)滯留部。
作為凝集劑添加無(wú)機(jī)凝集劑時(shí)，如前所述，利用無(wú)機(jī)凝集劑引起的中和反應(yīng)非?？?，不需要中和污泥表面總電荷，只要中和50％左右即可。無(wú)機(jī)凝集劑在細(xì)徑配管均勻地混合，然后被噴射到臨時(shí)滯留部，進(jìn)行更均勻地混合、擴(kuò)散，因此在臨時(shí)滯留部，如圖5b所示的滯留槽21和圖6所示的大徑配管部27中的滯留時(shí)間可以很短，一般為0.5～20秒，優(yōu)選1～10秒左右。因此，為了確保該程度的滯留時(shí)間，對(duì)臨時(shí)滯留部進(jìn)行了適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)。
本發(fā)明中，細(xì)徑配管的直徑可以比其上游側(cè)的移送配管的直徑小，但無(wú)特別限定，細(xì)徑配管的直徑過(guò)大時(shí)，不能充分得到通過(guò)設(shè)置細(xì)徑配管而產(chǎn)生的混合、均勻擴(kuò)散作用，細(xì)徑配管的直徑過(guò)小時(shí)，會(huì)使壓力損失變大，導(dǎo)致配管出現(xiàn)堵塞故障，故不優(yōu)選。細(xì)徑配管的直徑優(yōu)選所形成的從細(xì)徑配管流入臨時(shí)滯留部的流入口的噴射流的流速(以下稱(chēng)“噴射流速”。)一般為1～10m/sec，特別為2～5m/sec左右。通常情況下，細(xì)徑配管的直徑優(yōu)選使如圖3c所示的下述細(xì)徑配管13的直徑一定的細(xì)徑部13B的直徑為移送配管12的直徑的1/4～1/2左右。
該細(xì)徑配管的長(zhǎng)度在細(xì)徑配管的湍流起到混合、擴(kuò)散作用方面考慮優(yōu)選長(zhǎng)的。但細(xì)徑配管的過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使壓力損失變大，必須加大移送泵的輸出壓力，這是不希望的。本發(fā)明中，由于細(xì)徑配管的湍流增加了混合、擴(kuò)散作用，利用從細(xì)徑配管到臨時(shí)滯留部的噴射部的噴射流、和臨時(shí)滯留部?jī)?nèi)的混合流作用，可以得到良好的混合、均勻擴(kuò)散效果，因此細(xì)徑配管的長(zhǎng)度不必過(guò)長(zhǎng)，細(xì)徑配管的直徑根據(jù)其縮徑的程度而異，其可以為0.1～1.0m左右。
本說(shuō)明書(shū)中，細(xì)徑配管是指比移送配管直徑小的部分，因此，如圖1c中，包括從移送配管12縮徑部分13A、直徑一定的細(xì)徑部13B，都稱(chēng)為細(xì)徑配管13。細(xì)徑配管13中，連結(jié)移送配管12的縮徑部13A，優(yōu)選細(xì)徑配管13全長(zhǎng)的5～50％左右。
凝集劑的供給手段設(shè)置在這樣的細(xì)徑配管或其上游側(cè)的移送配管上。注入懸濁水中的凝集劑，優(yōu)選立即進(jìn)行強(qiáng)攪拌均勻地?cái)U(kuò)散。因此，如圖1c中，在細(xì)徑配管13的上游側(cè)的基端部(細(xì)徑配管13和移送配管12的連結(jié)部)B或細(xì)徑配管13的縮徑部13A的途中部分C，細(xì)徑配管13的縮徑部13A和直徑一定的細(xì)徑部13B的邊界部D，細(xì)徑配管13的一定的縮徑部13B的途中部分，或細(xì)徑配管13的近前的移送配管12的部分A中，都可以注入凝集劑。特別是優(yōu)選在圖1c的A部、B部、C部、D部的至少一處注入?？梢栽诩?xì)徑配管或移送配管上連接凝集劑注入配管，用變頻注入泵等的藥注泵將凝集劑壓入配管內(nèi)。
本發(fā)明中，作為臨時(shí)滯留部的大徑配管部、滯留槽，或凝集反應(yīng)槽，從其流入口朝向流出口的方向的至少一部中的流路截面積，必須大于移送配管的截面積，如圖2a、2b、圖6所示的大徑配管部，其直徑最大的部分的直徑優(yōu)選為移送配管直徑的2～4倍左右。
利用細(xì)徑配管和其后段的臨時(shí)滯留部的組合使凝集劑的混合、均勻擴(kuò)散的裝置，可以將多個(gè)組直列連接，這樣凝集劑的混合、均勻擴(kuò)散可以更有效地進(jìn)行。另外，也可以根據(jù)情況將多個(gè)組并列連接使用。
利用本發(fā)明的凝集反應(yīng)裝置，在凝集處理污泥等懸濁水時(shí)，臨時(shí)滯留部?jī)?yōu)選密閉容器，這種情況下，可以防止臭氣的發(fā)生、污泥的飛散、向下一工序送泥時(shí)污泥溢流等。
圖1a～6例示利用本發(fā)明的凝集反應(yīng)裝置，進(jìn)行污泥的凝集處理的情況，但是，本發(fā)明的凝集反應(yīng)裝置，盡管對(duì)從生物處理工序排出的剩余污泥般的懸濁固形物濃度高的懸濁水的凝集處理有效，但不限于這種高濃度懸濁水，也可以很好地用于工廠排水和廢水等固形物濃度比較低的污濁水的凝集處理。
實(shí)施例及比較例以下通過(guò)實(shí)施例及比較例，對(duì)本發(fā)明做更具體的說(shuō)明。
實(shí)施例1、2將從廢水生物處理工序排出的剩余污泥(濃度2％)，用圖1所示的本發(fā)明的凝集反應(yīng)裝置，以3.5m3/hr供給，進(jìn)行凝集處理。
移送配管12的直徑，及細(xì)徑配管13的直徑及長(zhǎng)度，和往凝集反應(yīng)槽11的噴射流速，如表1所示。另外，凝集反應(yīng)槽11的尺寸及滯留時(shí)間也如表1所示。
將作為高分子凝集劑的栗田工業(yè)(株)制「Kurifix CP604」，在細(xì)徑配管12和移送配管13的連結(jié)部(圖1c的B部)，相對(duì)于污泥的TS，以表1所示的量進(jìn)行添加，將得到的凝集污泥的絮凝物強(qiáng)度，用下述標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)，結(jié)果如表1所示。
很好用壓帶脫水機(jī)可以輕松地脫水好用壓帶脫水機(jī)可以脫水不好用壓帶脫水機(jī)脫水困難比較例1、2用圖7a表示的現(xiàn)有凝集反應(yīng)裝置，在如表1所示尺寸的凝集反應(yīng)槽，滯留時(shí)間3分鐘，進(jìn)行凝集處理，除此以外，和實(shí)施例1、2同樣進(jìn)行凝集處理，同樣評(píng)價(jià)得到的凝集污泥的絮凝物強(qiáng)度，結(jié)果如表1所示。
表1

*直徑40mm的部分在長(zhǎng)50mm處變成直徑20mm，其后直徑20mm的細(xì)徑部的長(zhǎng)度為150mm。
從表1可知，根據(jù)本發(fā)明的凝集反應(yīng)裝置，可以利用具有現(xiàn)有的凝集反應(yīng)槽的約1/3容量的凝集反應(yīng)槽，得到優(yōu)良的凝集效果，可以降低高分子凝集劑的所需添加率。
實(shí)施例3、4將從廢水生物處理工序排出的剩余污泥(濃度2％)，用圖4、5所示的本發(fā)明的凝集反應(yīng)裝置，以3.5m3/hr供給凝集處理。
移送配管23的直徑，細(xì)徑配管24的直徑及長(zhǎng)度，向滯留槽21噴射流速，如表2所示。另外，滯留槽21的大小及滯留時(shí)間，如表2所示。凝集反應(yīng)槽22的大小是φ400mm×H800mm(有效容量58L)，滯留時(shí)間1分鐘。
作為無(wú)機(jī)凝集劑，將聚合硫酸鐵，在細(xì)徑配管24和移送配管23的連結(jié)部(圖1c的B部)，相對(duì)于污泥的TS，以表2所示的量進(jìn)行添加，將作為高分子凝集劑的栗田工業(yè)(株)制「Kuribest E802」，相對(duì)于污泥的TS添加3.5％/TS。將得到的凝集污泥的絮凝物強(qiáng)度，用上述標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)，結(jié)果如表2所示。
比較例3、4使用圖7b表示的現(xiàn)有的凝集反應(yīng)裝置，在如表2所示尺寸的第1反應(yīng)槽中，滯留時(shí)間339秒，進(jìn)行凝集處理，除此以外，其它和實(shí)施例3，4同樣的進(jìn)行凝集處理，同樣，評(píng)價(jià)得到的凝集污泥的絮凝物強(qiáng)度，結(jié)果如表2所示。
表2

*直徑40mm的部分在長(zhǎng)50mm處變成直徑20mm，其后直徑20mm的細(xì)徑部的長(zhǎng)度為150mm。
從表2可知，根據(jù)本發(fā)明的凝集反應(yīng)裝置，可以利用目前的第1反應(yīng)槽的約1/45容量的滯留槽，得到優(yōu)良的凝集效果，可以使裝置大幅度縮小。
綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的凝集反應(yīng)裝置，可以得到以下等效果，可以用小型裝置、低成本高效地進(jìn)行懸濁水的凝集處理，1、能夠?qū)⒛瘎┰趹覞崴芯鶆蚍稚⒒旌?，可以有效地得到凝集劑的凝聚效果?br> 2、因此，可以降低凝集劑的所需添加量。
3、能夠縮短凝集劑均勻分散混合需要的時(shí)間，由此在降低反應(yīng)槽的必要容量使裝置小型化的同時(shí)，可以降低設(shè)備成本。
4、能夠省去一部分或不需要用于凝集劑混合的攪拌機(jī)，可以降低攪拌需要的動(dòng)力。另外，通過(guò)省去攪拌機(jī)，可以解除懸濁水中的夾雜物纏繞等由攪拌機(jī)帶來(lái)的故障。
權(quán)利要求
1.一種凝集反應(yīng)裝置，其配備有懸濁水的移送配管，與該移送配管相連的比該移送配管直徑小的細(xì)徑配管，設(shè)置在該細(xì)徑配管或其上游側(cè)的移送配管處的凝集劑供給裝置，和具有水的流入口及流出口、在該流入口連接上述細(xì)徑配管的凝集反應(yīng)用的臨時(shí)滯留部，其特征在于，從該臨時(shí)滯留部流入口朝向流出口方向的至少一部分的流路截面積，比上述移送配管的截面積大。
2.如權(quán)利要求1所述的凝集反應(yīng)裝置，其特征在于，該臨時(shí)滯留部由比上述移送配管直徑大的配管組成。
3.如權(quán)利要求1所述的凝集反應(yīng)裝置，其特征在于，該臨時(shí)滯留部由圓筒容器構(gòu)成，為了在該圓筒容器內(nèi)發(fā)生渦流，上述細(xì)徑配管連接在相對(duì)該圓筒容器大致切線(xiàn)的方向。
4.如權(quán)利要求3所述的凝集反應(yīng)裝置，其特征在于，該臨時(shí)滯留部設(shè)有攪拌機(jī)。
5.如權(quán)利要求1所述的凝集反應(yīng)裝置，其特征在于，該臨時(shí)滯留部的下游側(cè)設(shè)有裝有攪拌機(jī)的攪拌反應(yīng)槽。
6.如權(quán)利要求1所述的凝集反應(yīng)裝置，其特征在于，該凝集劑供給裝置供給無(wú)機(jī)凝集劑。
7.如權(quán)利要求1所述的凝集反應(yīng)裝置，其特征在于，該凝集劑供給裝置供給高分子凝集劑。
全文摘要
一種凝集反應(yīng)裝置，在利用該裝置在污泥等懸濁水中添加凝聚劑進(jìn)凝聚處理時(shí)，使凝集劑均勻地分散在懸濁水中，有效地發(fā)揮凝集劑的凝集功能，由此提高凝集效率、縮短處理時(shí)間、使裝置小型化。該裝置配備有懸濁水的移送配管12，與該移送配管12相連的比該移送配管12直徑小的細(xì)徑配管13，設(shè)置在該細(xì)徑配管13或其上游側(cè)的移送配管12處的凝集劑供給裝置，具有水的流入口及流出口、在該流入口連接細(xì)徑配管13的凝集反應(yīng)用的臨時(shí)滯留部11。從臨時(shí)滯留部11的流入口朝向流出口方向的至少一部分的流路截面積，比移送配管12的截面積大。
文檔編號(hào)C02F1/52GK1738671SQ200380108770
公開(kāi)日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2003年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月13日
發(fā)明者竹內(nèi)忠雄 申請(qǐng)人:栗田工業(yè)株式會(huì)社