1.本发明属于污水生物处理技术领域，具体涉及一种用于分离提取重质污泥的筛选装置及方法。
背景技术：2.根据中国住建部的《城市建设统计年鉴》数据显示，2011-2019年中国污水排放量逐年增长，截至2019年我国现有的污水排放总量已经达到了800多亿吨，其中城市污水排放量约为总量的63％，县城污水排放量约占12％，村镇污水排放量约占25％。根据住建部公布的《2020年城乡建设统计年鉴》，截至2020年，全国存有城市污水处理厂2618座，县城污水处理厂1708座，建制镇污水处理厂11374个。在污水处理厂运营过程中，很多污水厂都会遇到污泥上浮和污泥膨胀的问题，尤其在我国污水厂基数如此巨大的前提下，此类问题引起水厂建设者和管理者的关注。
3.污泥上浮和污泥膨胀分别具有不同的成因和表现。污泥上浮可能发生在生化池和二沉池，更常见的为二沉池污泥上浮，其原因可能是由污泥缺氧导致其内部产生厌氧分解，颗粒污泥解体同时排出大量气体进而导致较轻的絮状污泥浮起至二沉池表面；也可能是因污水在二沉池中停留时间过长造成缺氧，导致反硝化菌进行反硝化作用时产生氨和氮气导致污泥吸附其上而上浮。污泥膨胀多数情况下是由丝状菌过度繁殖引起的，其次是非丝状菌膨胀，常因进水中溶解性有机物含量过高或进水中含较多有毒物质引起。这种运行异常状况都有可能导致出水ss超标，影响出水水质，严重时甚至可能会引起整个工艺系统季节性紊乱。从表观上看，类似的问题都会导致污泥沉降性能(svi)变差。
4.近年来一些研究结果表明，通过添加外部的液压驱动的选择器来调节生化池中颗粒污泥和絮状污泥的平衡，可以实现更高的沉降速率，并同时具有一些附加效果。采用选择器分离颗粒污泥不仅能抑制季节性污泥膨胀或某些偶发性污泥上浮的发生，由于聚磷菌(pao)和反硝化聚磷菌(dpao)本身就具有比聚糖菌(gao)更常被发现密集生存于颗粒中的特性，经过筛选出的重质污泥在生化池中形成颗粒污泥之后，可以有效提升生化系统的脱氮除磷效率、减少cod浪费、降低出水ss，同时稳定svi有效避免污泥膨胀的发生，降低污水厂运营成本。此处所提及的重质污泥并非颗粒污泥，而专指通过密度差分离出的密度相对较大的污泥，其粒径略小于传统意义上的颗粒污泥，在返回到生化反应器后会作为核心供微生物附着生长，为更大的污泥颗粒形成提供基础。轻质污泥的概念与之对应。我国目前市面上已经存在多种旋流分离器且应用广泛，但目前已有的污泥旋流器及其使用方法在应用于重质污泥和轻质污泥分离时存在缺陷。
5.中国专利zl202011326485.5公开了一种污泥分离用旋流分离器及其使用方法，包括上部的筒体段，下部的锥体段和顶部的溢流段，其中锥体内部密集分布有突起的半球形硬质塑料或金属颗粒，其进料口为长方形，顶部溢流段的溢流口插入筒体内部约旋流器直径的0.3～0.55倍，除此之外还规定了旋流器本身的各个尺寸范围。此发明的使用特征是用于含有粉末载体的污泥混合物的分离。该专利由于其特殊的外形和结构设计，其内部加装
的半球形硬质塑料颗粒或金属颗粒会导致运行时旋流器内部水损上升，由于上部颗粒密度较大，可能会导致颗粒状的重质污泥被打散从而导致分离效率降低，可见此设计仅适合于分离含有粉末载体的混合污泥，并不适用于重质污泥和轻质污泥的分离。除此之外，需要焊接或粘接20万个/
㎡
～40万个/
㎡
颗粒，若颗粒脱落可能导致旋流器底流口堵塞。最关键的，在旋流器进料口流量和压力均设定好之后，该发明难以灵活控制溢流口和底流口的流量比例，从而会直接影响到旋流分离的效果。
技术实现要素：6.本发明针对上述缺陷，提供一种通过变频污泥输送泵对混合污泥进行加压输送从而利用旋流分离轻质污泥和重质污泥，在连续使用一定周期后可实现生化池svi降低和优化脱氮除磷效果的生物污泥分离用污泥筛选装置及方法。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
8.一种用于污水处理系统的重质污泥筛选装置，用于重质污泥和轻质污泥的分离处理，包括混合污泥进口段、污泥筛选段、轻质污泥出口段、重质污泥出口段和支撑结构；所述混合污泥进口段包括进泥管道连接法兰接口、进泥口压力传感器、进泥口总管、进泥取样口、进泥支管手动阀和进泥支管压力表；所述污泥筛选段包括旋流分离器，所述旋流分离器设置有切向进泥口、顶部轻质污泥排放口和底部重质污泥排放口；所述轻质污泥出口段包括轻质污泥排放口支管、轻质污泥排放口总管、轻质污泥取样口和轻质污泥排放法兰接口；所述重质污泥出口段包括重质污泥承接法兰、重质污泥排放口总管、重质污泥取样口和重质污泥排放法兰接口；所述支撑结构包括设备撬架；其中：
9.进泥管道连接法兰接口连接进泥口压力传感器；进泥口压力传感器连接进泥口总管；进泥口总管连接进泥支管手动阀；进泥支管手动阀通过管道连接进泥支管压力表；进泥支管压力表连接切向进泥口；底部重质污泥排放口与重质污泥承接法兰为垂直共轴关系；重质污泥承接法兰连接重质污泥排放口总管；顶部轻质污泥排放口连接轻质污泥排放口支管；轻质污泥排放口支管自由放置在轻质污泥排放口总管的进口中；轻质污泥排放口总管连接重质污泥排放法兰接口；进泥取样口安装在进泥管道连接法兰接口对侧的法兰上；重质污泥取样口安装在重质污泥排放法兰接口对侧的法兰上；轻质污泥取样口安装在轻质污泥排放法兰接口的下侧；进泥口总管、重质污泥排放口总管、轻质污泥排放口总管、旋流分离器固定在设备撬架上。
10.进一步地，旋流分离器的本体由上方的筒体段和下方的锥体段拼装而成；旋流分离器的底部设有底流口传动机构和底流口电动执行机构，底流口传动机构连接底流口电动执行机构，底流口传动机构连接底部重质污泥排放口；所述重质污泥排放口的底部口内径可以通过底流口传动机构和底流口电动执行机构进行调整，重质污泥排放口的底流口直径可以在所述筒体段直径的0.1～0.5倍范围内调整。
11.进一步地，所述旋流分离器的分为大小两种型号，为适应不同场景所需筛选污泥量不同，每套污泥筛选器可搭配3/4/5套或其他数量的大型号或小型号旋流分离器。小型号旋流分离器的筒体段的直径为80mm～100mm，处理水量为0-10m3/h；大型号旋流分离器的筒体段的直径为110mm～130mm，处理水量为10～30m3/h；所述旋流分离器的两种型号均有如下特征：锥体段的锥角为6
°
～9
°
，角锥比在0.2～0.8范围内，顶部轻质污泥排放口插入所述
筒体段的深度为筒体段直径的0.6～0.8倍，顶部轻质污泥排放口的插入筒体段的部分直径为所述筒体段直径的0.2～0.4倍，切向进泥口为圆形且其直径为所述筒体段的直径的0.6～0.8倍。
12.进一步地，所述进泥管道连接法兰接口及进泥口总管的尺寸需随着总进水流量调整，确保管道内液体流速在0.5～0.9m/s范围内。
13.进一步地，所述进泥支管手动阀安装在进泥支管前端，并且与进泥支管压力表的安装位置之间留出不小于5倍进泥支管直径的管段距离。
14.进一步地，所述轻质污泥排放口支管为轻质软管，其一端与顶部轻质污泥排放口使用管夹或抱箍连接，另一端自由放置在轻质污泥排放口总管的进口中，使轻质污泥可以在大气压环境下自由流动。
15.进一步地，所述重质污泥承接法兰与旋流分离器底部的重质污泥排放口沿同一个垂直轴心安装且并不接触，而是间隔了约100～200mm距离，使重质污泥可以在大气压环境下自由流动；所述重质污泥承接法兰作为重质污泥承接口，其接口直径为底部重质污泥排放口的直径的2～5倍。
16.进一步地，所述设备撬架包含挡风板，安装于重质污泥承接口即重质污泥承接法兰的外侧。
17.本发明还提供一种采用上述重质污泥筛选装置的重质污泥筛选方法，包括以下步骤：
18.1)混合污泥进口段：混合污泥从进泥管道连接法兰接口进入所述重质污泥筛选装置，经过进泥口压力传感器后，进入进泥口总管，之后通过进泥支管手动阀将混合污泥平均分配到各个进泥支管，并利用进泥支管压力表调节各支管压力至大致均衡，最后通过切向进泥口进入污泥筛选段；
19.2)污泥筛选段：混合污泥通过切向进泥口进入旋流分离器较轻的部分流动至顶部轻质污泥排放口后进入轻质污泥出口段，较重的部分流动至底部重质污泥排放口后进入重质污泥出口段；
20.3)轻质污泥出口段：轻质污泥通过顶部轻质污泥排放口进入轻质污泥排放口支管，轻质污泥在大气压力下在轻质污泥排放口总管中自由流动，之后轻质污泥通过轻质污泥排放口总管流至轻质污泥排放法兰接口并排出；
21.4)重质污泥出口段：重质污泥通过底部重质污泥排放口通过重力作用流入对应的重质污泥承接法兰，进而流进重质污泥排放口总管，最终通过重质污泥排放法兰接口排出。
22.进一步地，上述方法中，用变频污泥输送泵将二次沉淀池排出的回流污泥或剩余污泥，以0.15mpa～0.35mpa的压力，根据不同使用场景需要，每台污泥筛选器安装3/4/5套大型号或小型号旋流分离器，以3m3/h～200m3/h的流量输送入所述污泥筛选装置，经过所述重质污泥筛选装置的处理，将上述重质污泥筛选装置得到的重质污泥(比重较大、较致密的活性污泥部分)回流至生化池内予以保留，同时将轻质污泥(比重较轻较松散的污泥部分，如丝状菌等)排放至污泥处置装置以排出活性污泥系统。
23.上述方法中，重质污泥密度较高沉降性能较好且在回流入生化池后有助于形成颗粒污泥。经过筛选后的重质污泥，比重增大，沉降速度增大，可有效改善污泥沉降性能；同时重质污泥内包含聚磷菌(paos)、氨氧化菌(aob)、亚硝酸盐氧化菌(nob)、反硝化异养菌甚至
还有厌氧氨氧化菌(anammox)，可以增强生物脱氮除磷能力。在运行过程中，可以定期从所述进泥取样口，重质污泥取样口和轻质污泥取样口以及生化池出水口处取水样，检测溶解氧、污泥tss、污泥密度、svi、bod、cod、nh3-n、nox-n和tn、tp等参数，以确认所述污泥筛选系统的实际影响。
24.本发明的有益效果为：
25.1、本发明可以在一定程度上自由调整变频污泥输送泵流量的前提下，通过执行机构和传动机构调整旋流器底部排放口的尺寸，以实现顶部溢流和底部出流的流量比例恒定。
26.2、本发明可以有效从回流污泥或剩余污泥中分离轻质污泥和重质污泥，将重质污泥持续回流进生化系统，可以减少污泥膨胀和污泥上浮的发生，并强化脱氮除磷效果。
27.3、本发明可以灵活适应多种进水流量，通过多台设备的设置可以在不损失压力的情况下实现大流量污泥的筛选。更具体地，所述设备撬架可以适应多种型号的旋流分离器，可以根据需要调整变频污泥输送泵或通过调节所述进泥支管手动阀来实现单根或多根旋流分离器的备用或开启，以满足不同工况的需求。
28.4、本发明可以在不新增污水处理构筑物或增加主工艺设备的情况下，在长期运行后实现对生化系统内污泥运行情况的改善，主要通过不断将轻质的絮状污泥排放出系统外同时将重质的污泥输送回生化系统，使系统内比重高沉降性能好的污泥比例上升，进而提高污泥沉降速率，减少污泥膨胀或污泥上浮的发生。
29.5、本发明若加装适当的流量控制传感器和污泥输送泵实现联动，同时加装其他传感器和plc，可实现全自动化运行，甚至可以加装一部分自动取样检测设备，定期采样保存数据形成图表并上传到用户的端口，具有良好的扩展性和可操作性。
附图说明
30.图1为本发明的重质污泥筛选装置的前视结构示意图。
31.图2为本发明的重质污泥筛选装置的后视结构示意图。
32.图3为本发明的重质污泥筛选装置的左视结构示意图。
33.图4为本发明的重质污泥筛选装置的右视结构示意图。
34.图5为本发明的重质污泥筛选装置的俯视结构示意图。
35.图6为本发明的重质污泥筛选装置的三维结构示意图。
36.图7为本发明的重质污泥筛选装置的装有3套旋流分离器的示意图。
37.图8为本发明的重质污泥筛选装置的装有5套旋流分离器的示意图。
38.图9为本发明的重质污泥筛选装置的旋流分离器结构的示意图。
39.图10为本发明的重质污泥筛选装置的旋流器底部连接方式的示意图。
40.图11为本发明的重质污泥筛选装置的一种实施方式的示意图。
41.图12为本发明的重质污泥筛选装置的一年实验svi30变化对比图。
42.图13为本发明的重质污泥筛选装置的污泥颗粒粒径分布图。
43.图中标号：进泥管道连接法兰接口1，重质污泥排放法兰接口2，轻质污泥排放法兰接口3，设备撬架4，进泥支管手动阀5，旋流分离器6，顶部轻质污泥排放口7，轻质污泥排放口总管8，重质污泥承接法兰9，进泥口压力传感器10，进泥支管压力表11，进泥取样口12，重
质污泥取样口13，轻质污泥取样口14，轻质污泥排放口支管15，进泥口总管16，切向进泥口17，底部重质污泥排放口18，重质污泥排放口总管19，筒体段20，锥体段21，底流口传动机构22，底流口电动执行机构23，变频污泥输送泵24，生化池25，二次沉淀池26，污泥池27，污泥处置装置28，第一管道29，第二管道30，第三管道31，第四管道32，第五管道33，混合污泥流量传感器34，重质污泥流量传感器35，挡风板36。
具体实施方式
44.下面将结合实施例及附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
45.实施例1：
46.如图1-10所示，为一种用于污水处理系统的重质污泥筛选装置，用于重质污泥和轻质污泥的分离处理，包括混合污泥进口段、污泥筛选段、轻质污泥出口段、重质污泥出口段和支撑结构。混合污泥进口段包括进泥管道连接法兰接口1、进泥口压力传感器10、进泥口总管16、进泥取样口12、进泥支管手动阀5和进泥支管压力表11。污泥筛选段包括旋流分离器6，旋流分离器6的结构包括切向进泥口17、顶部轻质污泥排放口7、底部重质污泥排放口18、筒体段20、锥体段21、底流口传动机构22和底流口电动执行机构23。轻质污泥出口段包括轻质污泥排放口支管15、轻质污泥排放口总管8、轻质污泥取样口14和轻质污泥排放法兰接口3。重质污泥出口段包括重质污泥承接法兰9、重质污泥排放口总管19、重质污泥取样口13和重质污泥排放法兰接口2；支撑结构包括设备撬架4，设备撬架4包含挡风板36。
47.其中，混合污泥从进泥管道连接法兰接口1进入；进泥管道连接法兰接口1连接进泥口压力传感器10；进泥口压力传感器10连接进泥口总管16；进泥口总管16连接进泥支管手动阀5；进泥支管手动阀5通过管道连接进泥支管压力表11。进泥支管压力表11连接切向进泥口17，进入旋流分离器6。旋流分离器6如图9所示，上部具有顶部轻质污泥排放口7；旋流分离器6侧部具有切向进泥口17；旋流分离器6本体由上方的筒体段20和下方的锥体段21拼装而成；旋流分离器6底部连接底流口传动机构22；底流口传动机构22连接底流口电动执行机构23；底流口传动机构22连接底部重质污泥排放口18。底部重质污泥排放口18与重质污泥承接法兰9为垂直共轴关系，其连接方式参照图10。重质污泥承接法兰9连接重质污泥排放口总管19，分离出的重质污泥从重质污泥排放口总管19排出。顶部轻质污泥排放口7连接轻质污泥排放口支管15；轻质污泥排放口支管15自由放置在轻质污泥排放口总管8的进口中。轻质污泥排放口总管8连接重质污泥排放法兰接口2。进泥取样口12安装在进泥管道连接法兰接口1对侧的法兰上。重质污泥取样口13安装在重质污泥排放法兰接口2对侧的法兰上。轻质污泥取样口14安装在轻质污泥排放法兰接口3的下侧。进泥口总管16由管夹水平固定在设备撬架4上；重质污泥排放口总管19由管夹水平固定在设备撬架4上；轻质污泥排放口总管8由管夹固定在设备撬架4上；旋流分离器6由管夹固定在设备撬架4上；挡风板36安装在设备撬架4的外侧。
48.进泥管道连接法兰接口1及进泥口总管16的尺寸需随着总进水流量调整，确保管道内液体流速在0.5～0.9m/s范围内。
49.进泥支管手动阀5安装在进泥支管前端，并且与进泥支管压力表11的安装位置之间留出不小于5倍进泥支管直径的管段距离。
50.轻质污泥排放口支管15为轻质软管，其一端与顶部轻质污泥排放口7使用管夹或
抱箍连接，另一端自由放置在轻质污泥排放口总管8的进口中，使轻质污泥可以在大气压环境下自由流动。
51.重质污泥承接法兰9与旋流分离器6底部的重质污泥排放口18沿同一个垂直轴心安装且并不接触，而是间隔了约100～200mm距离，使重质污泥可以在大气压环境下自由流动。
52.如图1、7、8所示，旋流分离器6的数量为3、4或5根，可根据需要调整。
53.旋流分离器6的型号分为大小两种，小型号的筒体段20的直径为80mm～100mm，处理水量为0-10m3/h；大型号的筒体段20的直径为110mm～130mm，处理水量为10～30m3/h。
54.旋流分离器6的两种型号均有如下特征：锥体段21的锥角为6
°
～9
°
，角锥比在0.2～0.8范围内，顶部轻质污泥排放口7插入所述筒体段20的深度为筒体段20直径的0.6～0.8倍，顶部轻质污泥排放口7的插入筒体段20的部分直径为所述筒体段20直径的0.2～0.4倍，切向进泥口17为圆形且其直径为所述筒体段20的0.6～0.8倍。
55.旋流分离器6的材质为聚氨酯等非金属或耐腐蚀金属材质。
56.重质污泥排放口18的底部口内径可以通过底流口传动机构22和底流口电动执行机构23进行调整，重质污泥排放口18的底流口直径可以在所述筒体段20直径的0.1～0.5倍范围内调整。其实现方式为混合污泥流量传感器34和重质污泥流量传感器35(该两个传感器见图11)提供信号给主控室，主控室反馈信号到底流口电动执行机构23，底流口电动执行机构23驱动底流口传动机构22进行动作，从而带动重质污泥排放口18进行收缩或扩张，将切向进入旋流分离器6的混合污泥与旋流分离器6底部流出的重质污泥的流量比值控制在5～20范围内。
57.重质污泥承接法兰9作为重质污泥承接口，其接口直径为底部重质污泥排放口18的直径的2～5倍。
58.设备撬架4在重质污泥承接法兰9的外侧安装了一块挡风板36。
59.污泥进入本实施例所述的重质污泥筛选装置后，采用以下步骤实现重质污泥和轻质污泥的分离处理：
60.1)混合污泥进口段的工作过程
61.混合污泥从进泥管道连接法兰接口1进入装置，经过进泥口压力传感器10后，进入进泥口总管16，之后通过进泥支管手动阀5将混合污泥平均分配到各个支管，并利用进泥支管压力表11调节各支管压力至大致均衡，最后通过切向进泥口17进入污泥筛选段。可以通过进泥取样口12从混合污泥中采样。
62.2)污泥筛选段的工作过程
63.混合污泥通过切向进泥口17进入旋流分离器6的筒体段20，混合污泥在重力和离心力等多种力的作用下，先在筒体段20中延其内壁进行螺旋向下运动，当下降到锥体段21的高度后，由于外侧液体旋转速度较快而内侧液体旋转速度较慢，从而在内侧液体中心形成柱形低压区，较轻的部分沿着锥体段21中心轴螺旋向上流动，较重的部分沿着锥体段21的内壁继续螺旋向下流动。较轻的部分流动至顶部轻质污泥排放口7后进入轻质污泥出口段，较重的部分流动至底部重质污泥排放口18后进入重质污泥出口段。在污泥筛选段工作时，顶部溢流和底部出流的比例由底流口传动机构22和底流口电动执行机构23控制，具体控制方式为：混合污泥流量传感器34和重质污泥流量传感器35的信号传输到控制中心，控
制中心计算二者的比例并判断混合污泥和重质污泥的流量比值是否在5～20范围内，若大于此范围说明底流口过小，控制中心会传输信号到底流口电动执行机构23，底流口电动执行机构23控制底流口传动机构22带动底部重质污泥排放口18扩大底流口尺寸，直至流量比值到达预期范围内，底流口电动执行机构23停止动作。
64.3)轻质污泥出口段的工作过程
65.轻质污泥通过顶部轻质污泥排放口7进入轻质污泥排放口支管15，轻质污泥排放口支管15为软管，一端固定在顶部轻质污泥排放口7上，另一端自由放置在轻质污泥排放口总管8的进口，使轻质污泥可以在大气压力下在轻质污泥排放口总管8中自由流动，之后轻质污泥通过轻质污泥排放口总管8流至轻质污泥排放法兰接口3，排出设备外。可以通过轻质污泥取样口14从轻质污泥中采样。
66.4)重质污泥出口段的工作过程
67.重质污泥通过底部重质污泥排放口18通过重力作用流入对应的重质污泥承接法兰9，进而流进重质污泥排放口总管19，最终通过重质污泥排放法兰接口2流出，排出设备外。可以通过重质污泥取样口13从重质污泥中采样。
68.实施例2：
69.本实施例提供一种采用上述重质污泥筛选装置的重质污泥筛选方法。如图11所示，本实施例的重质污泥筛选系统中各部分的相对位置或连接方式为：生化池25通过第一管道29连接二次沉淀池26(在水处理行业二次沉淀池是指位于生化处理系统后的沉淀池，此处也可直接称为沉淀池)；二次沉淀池26底部通过第二管道30将污泥输送至污泥池27；在污泥池27底部安装潜水式的变频污泥输送泵24；变频污泥输送泵24通过第三管道31将污泥输送至重质污泥筛选装置的进泥管道连接法兰接口1。第三管道31上安装有混合污泥流量传感器34。重质污泥排放法兰接口2通过第四管道32连接生化池25的回流污泥口。第四管道32上安装有重质污泥流量传感器35。轻质污泥排放法兰接口3通过第五管道33连接污泥处置装置28，排出的轻质污泥作为废弃污泥进行最终处置。
70.以0.15mpa～0.35mpa的压力，根据选型不同以3m3/h～200m3/h的流量输送入所述重质污泥筛选装置，经过所述重质污泥筛选装置的处理，将上述重质污泥筛选装置得到的比重较大、较致密的活性污泥部分回流至生化池25内予以保留，同时将比重较轻较松散的污泥部分(如丝状菌等)排放至污泥处置装置28以排出活性污泥系统。重质污泥密度较高沉降性能较好且在回流入生化池25后有助于形成颗粒污泥。经过筛选后的重质污泥，比重增大，沉降速度增大，可有效改善污泥沉降性能；同时重质污泥内包含聚磷菌(paos)、氨氧化菌(aob)、亚硝酸盐氧化菌(nob)、反硝化异养菌甚至还有厌氧氨氧化菌(anammox)，可以增强生物脱氮除磷能力。在运行过程中，可以定期从所述进泥取样口12，重质污泥取样口13和轻质污泥取样口14以及生化池25出水口处取水样，检测溶解氧、污泥tss、污泥密度、svi、bod、cod、nh
3-n、no
x-n和tn、tp等参数，以确认所述污泥筛选系统的实际影响。
71.图12-13、表1为某水厂生化工艺段应用本发明后取得的部分数据。图12为本发明的重质污泥筛选装置的一年实验svi30变化对比图。图13为本发明的重质污泥筛选装置的污泥颗粒粒径分布图。表1为本发明的重质污泥筛选装置的污泥颗粒密度数据表。
72.表1.重质污泥筛选装置的污泥颗粒密度数据表
[0073][0074]
根据图12、13及表1可以看出，在重质污泥筛选器安装运行至少2个月以后，污泥的沉降性能得到了明显的改善，并且几乎不再受季节性变化的影响，得到此结果的原因可以解释为：污泥筛选器将混合污泥中密度较小的部分选择性地排除出生化系统，同时将密度较大的部分留在生化系统内部，在运行5个月后可以使生化系统内的污泥密度增大；除此之外，经过筛选的重质污泥和轻质污泥粒径分布产生差异，轻质污泥中包含更多粒径小于200微米的污泥颗粒，证明本筛选系统可以有效分离出小颗粒的污泥并排除出去从而留下大颗粒的污泥，长时间运行可以增加系统内大颗粒污泥的比例，有助于改善污泥的沉降性能。
[0075]
显然，以上所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
技术特征：1.一种用于污水处理系统的重质污泥筛选装置，其特征在于，包括混合污泥进口段、污泥筛选段、轻质污泥出口段、重质污泥出口段和支撑结构；所述混合污泥进口段包括进泥管道连接法兰接口(1)、进泥口压力传感器(10)、进泥口总管(16)、进泥取样口(12)、进泥支管手动阀(5)和进泥支管压力表(11)；所述污泥筛选段包括旋流分离器(6)，所述旋流分离器(6)设置有切向进泥口(17)、顶部轻质污泥排放口(7)和底部重质污泥排放口(18)；所述轻质污泥出口段包括轻质污泥排放口支管(15)、轻质污泥排放口总管(8)、轻质污泥取样口(14)和轻质污泥排放法兰接口(3)；所述重质污泥出口段包括重质污泥承接法兰(9)、重质污泥排放口总管(19)、重质污泥取样口(13)和重质污泥排放法兰接口(2)；所述支撑结构包括设备撬架(4)；其中：进泥管道连接法兰接口(1)连接进泥口压力传感器(10)；进泥口压力传感器(10)连接进泥口总管(16)；进泥口总管(16)连接进泥支管手动阀(5)；进泥支管手动阀(5)通过管道连接进泥支管压力表(11)；进泥支管压力表(11)连接切向进泥口(17)；底部重质污泥排放口(18)与重质污泥承接法兰(9)为垂直共轴关系；重质污泥承接法兰(9)连接重质污泥排放口总管(19)；顶部轻质污泥排放口(7)连接轻质污泥排放口支管(15)；轻质污泥排放口支管(15)自由放置在轻质污泥排放口总管(8)的进口中；轻质污泥排放口总管(8)连接重质污泥排放法兰接口(2)；进泥取样口(12)安装在进泥管道连接法兰接口(1)对侧的法兰上；重质污泥取样口(13)安装在重质污泥排放法兰接口(2)对侧的法兰上；轻质污泥取样口(14)安装在轻质污泥排放法兰接口(3)的下侧；进泥口总管(16)、重质污泥排放口总管(19)、轻质污泥排放口总管(8)、旋流分离器(6)固定在设备撬架(4)上。2.根据权利要求1所述的用于污水处理系统的重质污泥筛选装置，其特征在于：旋流分离器(6)的本体由上方的筒体段(20)和下方的锥体段(21)拼装而成；旋流分离器(6)的底部设有底流口传动机构(22)和底流口电动执行机构(23)，底流口传动机构(22)连接底流口电动执行机构(23)，底流口传动机构(22)连接底部重质污泥排放口(18)；底部重质污泥排放口(18)的底部口内径能够通过底流口传动机构(22)和底流口电动执行机构(23)进行调整。3.根据权利要求2所述的用于污水处理系统的重质污泥筛选装置，其特征在于：旋流分离器(6)分为大小两种型号，根据所需筛选污泥量的不同设置所需数量的大型号或小型号旋流分离器；小型号旋流分离器的筒体段(20)的直径为80mm～100mm，处理水量为0-10m3/h；大型号旋流分离器的筒体段(20)的直径为110mm～130mm，处理水量为10～30m3/h；该两种型号均有如下特征：锥体段(21)的锥角为6
°
～9
°
，角锥比在0.2～0.8范围内，顶部轻质污泥排放口(7)插入筒体段(20)的深度为筒体段(20)的直径的0.6～0.8倍，顶部轻质污泥排放口(7)插入筒体段(20)的部分的直径为筒体段(20)的直径的0.2～0.4倍，切向进泥口(17)为圆形且其直径为筒体段(20)的直径0.6～0.8倍。4.根据权利要求1所述的用于污水处理系统的重质污泥筛选装置，其特征在于：进泥管道连接法兰接口(1)及进泥口总管(16)的尺寸随着总进水流量调整，确保管道内液体流速在0.5～0.9m/s范围内。5.根据权利要求1所述的用于污水处理系统的重质污泥筛选装置，其特征在于：进泥支管手动阀(5)安装在进泥支管前端，并且与进泥支管压力表(11)的安装位置之间留出不小于5倍进泥支管直径的管段距离。6.根据权利要求1所述的用于污水处理系统的重质污泥筛选装置，其特征在于：轻质污
泥排放口支管(15)为轻质软管，其一端与顶部轻质污泥排放口(7)使用管夹或抱箍连接，另一端自由放置在轻质污泥排放口总管(8)的进口中，使轻质污泥能够在大气压环境下自由流动。7.根据权利要求1所述的用于污水处理系统的重质污泥筛选装置，其特征在于：重质污泥承接法兰(9)与旋流分离器(6)底部的重质污泥排放口(18)沿同一个垂直轴心安装且不接触，使重质污泥能够在大气压环境下自由流动；重质污泥承接法兰(9)作为重质污泥承接口，其接口直径为底部重质污泥排放口(18)的直径的2～5倍。8.根据权利要求1所述的用于污水处理系统的重质污泥筛选装置，其特征在于：所述设备撬架包含挡风板，安装于重质污泥承接法兰(9)的外侧。9.一种采用权利要求1～8中任一项所述的用于污水处理系统的重质污泥筛选装置的重质污泥筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：1)混合污泥进口段：混合污泥从进泥管道连接法兰接口(1)进入所述重质污泥筛选装置，经过进泥口压力传感器(10)后，进入进泥口总管(16)，之后通过进泥支管手动阀(5)将混合污泥平均分配到各个进泥支管，并利用进泥支管压力表(11)调节各支管压力至大致均衡，最后通过切向进泥口(17)进入污泥筛选段；2)污泥筛选段：混合污泥通过切向进泥口(17)进入旋流分离器(6)，较轻的部分流动至顶部轻质污泥排放口(7)后进入轻质污泥出口段，较重的部分流动至底部重质污泥排放口(18)后进入重质污泥出口段；3)轻质污泥出口段：轻质污泥通过顶部轻质污泥排放口(7)进入轻质污泥排放口支管(15)，轻质污泥在大气压力下在轻质污泥排放口总管(8)中自由流动，之后轻质污泥通过轻质污泥排放口总管(8)流至轻质污泥排放法兰接口(3)并排出；4)重质污泥出口段：重质污泥通过底部重质污泥排放口(18)通过重力作用流入对应的重质污泥承接法兰(9)，进而流进重质污泥排放口总管(19)，最终通过重质污泥排放法兰接口(2)排出。10.根据权利要求9所述的重质污泥筛选方法，其特征在于：采用变频污泥输送泵将二次沉淀池排出的回流污泥或剩余污泥，以0.15mpa～0.35mpa的压力，以3m3/h～200m3/h的流量输送入所述重质污泥筛选装置，经过所述重质污泥筛选装置的处理，将重质污泥回流至生化池内予以保留，同时将轻质污泥排放至污泥处置装置。
技术总结本发明公开一种用于污水处理系统的重质污泥筛选装置及方法。该装置包括混合污泥进口段、污泥筛选段、轻质污泥出口段、重质污泥出口段和支撑结构；混合污泥进口段包括进泥管道连接法兰接口、进泥口压力传感器、进泥口总管、进泥取样口、进泥支管手动阀和进泥支管压力表；污泥筛选段包括旋流分离器，其设置有切向进泥口、顶部轻质污泥排放口和底部重质污泥排放口；轻质污泥出口段包括轻质污泥排放口支管、轻质污泥排放口总管、轻质污泥取样口和轻质污泥排放法兰接口；重质污泥出口段包括重质污泥承接法兰、重质污泥排放口总管、重质污泥取样口和重质污泥排放法兰接口。本发明可以有效地从回流污泥或剩余污泥中分离轻质污泥和重质污泥。污泥。污泥。
技术研发人员：李雪阳 司大伟 谢启凡
受保护的技术使用者：达沃科环境（上海）有限公司
技术研发日：2022.05.11
技术公布日：2022/11/1
