一种污水厂活性污泥过滤装置及过滤方法

本发明涉及污水处理的，尤其涉及一种污水厂活性污泥过滤装置及过滤方法。

背景技术：

1、活性污泥法是城镇污水处理的主流工艺，其核心在于利用活性污泥中微生物的代谢作用去除污水中的有机物及氮磷等污染物。在污水收集与输送过程中，不可避免地会混入各类固体杂质。其中占比较大的一部分主要包括生活污水中夹带的毛发、纤维、织物碎片等；上述杂质经格栅、除砂、初沉等预处理未能及时去除，在进入生化系统后，部分被活性污泥絮体包裹、镶嵌，这类复合杂质比重轻、不易沉降，在活性污泥系统中长期处于悬浮状态，极易缠绕、堵塞后续工艺设备。

2、由于活性污泥的粘性较高，在伴随压滤作用下，会牢固地黏附于滤网的外侧壁以及滤孔内部，如果得不到及时的清理，过滤通量会逐步下降，影响整个装置的过滤效率。现有技术中通常设置独立的清洗管路对滤网的外侧壁进行高压喷射清洗，但是此方案会增加清洁水的用量，同时导致整体的排污量变得更加巨大。另外，现有技术中也有一些技术方案通过在滤网的内侧或者外侧设置转动的刮板，依靠刮板单纯的机械刮泥进行滤网清理，但是，单纯机械刮泥仅能剥离表层污泥，难以疏通堵塞滤孔，长时间运行后过滤通量快速衰减。

3、同时，传统设备的常规滤孔多为直孔结构，污泥颗粒容易嵌留在孔道内部，进一步加剧堵塞问题。因此，亟需开发一种能够兼顾连续过滤、预刮渣与利用自身滤液反冲洗、且能平稳运行的活性污泥过滤装置。

技术实现思路

1、（一）要解决的技术问题

2、本发明提供一种污水厂活性污泥过滤装置及过滤方法，首先通过刮板对过滤单元的外壁黏附固相杂质进行部分刮除、刮松处理后，之后进入刮板围成的反冲洗区域后，依靠过滤单元内部的滤液反向冲洗将杂质冲离过滤单元的外壁，并经由反冲洗腔底部的排渣口排出。解决了传动过滤设备清洗滤网依靠外部水源导致的排污量增大，以及通过刮板提前预处理解决自身滤液反冲洗压力不足的问题。

3、（二）技术方案

4、为了达到上述目的，本发明提出一种污水厂活性污泥过滤装置，包括壳体以及可转动地安装于所述壳体内部的过滤单元。

5、所述过滤单元为桶状结构，侧壁均匀布设有滤孔，底部中心设有与其内腔相连通的出料管路。所述壳体与过滤单元同轴布置，壳体内壁与过滤单元外壁之间形成环形间隔。所述壳体侧壁连接有压力进料管路，所述压力进料管路与环形间隔连通。所述环形间隔内部设置有反冲洗区域。所述反冲洗区域是由成对布置的刮渣板与隔板围合形成的半包围式反冲洗腔，所述反冲洗腔远离隔板方向上的开口朝向所述过滤单元外壁，并与所述过滤单元的外壁间隙配合或柔性贴合，所述反冲洗区域底部设置排渣口。

6、所述过滤单元内腔能够收集透过滤孔的滤液，部分所述滤液能够在压差作用下由内向外对进入反冲洗腔范围内的过滤单元侧壁进行反冲洗。

7、进一步的技术方案在于，所述过滤单元为上大下小的梯形桶状结构，所述滤孔为外宽内窄的锥形圆孔结构，所述滤孔的大口径端朝向所述环形间隔，小口径端朝向所述过滤单元的内腔。

8、进一步的技术方案在于，所述成对布置的刮渣板竖向装配于所述环形间隔内，远离所述过滤单元的侧边通过所述隔板连接，靠近所述过滤单元的侧边分别设有柔性刮条，所述柔性刮条与过滤单元外壁贴合，用于柔性刮除附着的杂质。

9、进一步的技术方案在于，所述柔性刮条可替换为沿着所述过滤单元的侧边阵列布设的梳状齿条结构，用于刮松黏附着于所述过滤单元外侧壁的固相杂质。

10、进一步的技术方案在于，还包括安装于壳体顶部的驱动机构。所述驱动机构与所述过滤单元传动连接，用以驱动所述过滤单元绕自身轴线顺时针或者逆时针旋转。

11、进一步的技术方案在于，所述过滤单元包括桶状滤板、主轴以及中空管状轴。

12、所述桶状滤板的顶部中心固定设置所述主轴，底部中心固定设置所述中空管状轴，所述管状轴的中空结构与所述桶状滤板的内腔连通。

13、所述壳体顶板中心设置上部轴承组件，所述主轴转动装配于所述上部轴承组件内，所述主轴向上穿出壳体顶板，并与固定于顶板顶部的所述驱动机构传动连接。

14、所述中空管状轴向下贯穿壳体底板并通过密封轴承与壳体底板转动装配，所述上部轴承组件与密封轴承配合形成所述过滤单元的上下双支点支撑结构。所述中空管状轴延伸至壳体底板下方的轴段通过旋转密封组件与所述出料管路密封连通。

15、进一步的技术方案在于，所述密封轴承靠近壳体内部的一侧设置挡泥密封环，用于阻挡壳体内活性污泥侵入。

16、进一步的技术方案在于，所述旋转密封组件包括旋转接头，所述旋转接头上端与所述中空管状轴延伸至壳体底板下方的轴段底部连通、所述旋转接头下端与所述出料管路密封连通，所述旋转接头用于适配桶状滤板旋转状态下的持续出料与动态密封。

17、进一步的技术方案在于，所述壳体上端设置有排气阀，用于排出壳体内腔积存气体。

18、一种污水厂活性污泥过滤方法，采用上述的污水厂活性污泥过滤装置，具体包括以下步骤：

19、s1、活性污泥混合液经压力进料管路进入环形间隔，在压差作用下液相透过滤孔进入过滤单元内腔，杂质被截留在过滤单元外壁；

20、s2、驱动过滤单元持续旋转，刮渣板对过滤单元外壁附着杂质进行预刮处理；

21、s3、预刮处理后的区域转动进入反冲洗腔内，在反冲洗腔与过滤单元2内部空间形成的压力差作用下，驱使过滤单元2内腔收集的滤液自内向外反向冲洗过滤单元2侧壁；

22、s4、剥落杂质汇集于反冲洗腔底部，经由排渣口排出。

23、（三）有益效果

24、本发明的有益效果是：本发明的技术方案通过成对的刮渣板和隔板在环形间隔内围设出固定且相对封闭的反冲洗腔结构，于活性污泥混合液中隔离出了独立的区域，用于过滤单元的外壁冲洗，冲洗下来的杂质等通过反冲洗腔体底部的排渣口及时排出。现有技术中仅仅通过外部水源清洗，未设置独立封闭的反冲洗区域，而是直接将冲洗后的混合物混入原有的活性污泥混合物中，固相成分会不断累计，导致滤孔堵塞的情况愈发严重。本发明利用过滤单元内腔中的已完成过滤的滤液反向冲洗，避免了外部水源的引入，不仅节约了外部清洁水源，同时也减少了整体排污量。滤液自身反向冲洗的冲击力明显小于外部独立的清洁水源喷射管路，对此，本发明的刮渣板则是对过滤单元外侧壁的附着污物进行预处理，部分刮除或者刮拨松动后，依靠相对封闭的反冲洗腔体底部的排渣口以及过滤单元内腔中滤液自身的压力形成压差，对进入反冲洗区域且经过刮板预刮处理的滤网外壁进行由内向外的冲洗，污物直接由排渣口排出，减缓了固相污物的累计速度，延长了清理周期。

1.一种污水厂活性污泥过滤装置，其特征在于，包括壳体（1）以及可转动地安装于所述壳体（1）内部的过滤单元（2）；

2.如权利要求1所述的污水厂活性污泥过滤装置，其特征在于，所述过滤单元（2）为上大下小的梯形桶状结构，所述滤孔（3）为外宽内窄的锥形圆孔结构，所述滤孔（3）的大口径端朝向所述环形间隔（5），小口径端朝向所述过滤单元（2）的内腔。

3.如权利要求1所述的污水厂活性污泥过滤装置，其特征在于，所述成对布置的刮渣板（7）竖向装配于所述环形间隔（5）内，远离所述过滤单元（2）的侧边通过所述隔板（8）连接，靠近所述过滤单元（2）的侧边分别设有柔性刮条（10），所述柔性刮条（10）与过滤单元（2）外壁贴合，用于柔性刮除附着的杂质。

4.如权利要求3所述的污水厂活性污泥过滤装置，其特征在于，所述柔性刮条（10）可替换为沿着所述过滤单元（2）的侧边阵列布设的梳状齿条结构，用于刮松黏附着于所述过滤单元（2）外侧壁的杂质。

5.如权利要求1所述的污水厂活性污泥过滤装置，其特征在于，还包括安装于壳体（1）顶部的驱动机构；所述驱动机构与所述过滤单元（2）传动连接，用以驱动所述过滤单元（2）绕自身轴线顺时针或者逆时针旋转。

6.如权利要求5所述的污水厂活性污泥过滤装置，其特征在于，所述过滤单元（2）包括桶状滤板、主轴以及中空管状轴；

7.如权利要求6所述的污水厂活性污泥过滤装置，其特征在于，所述密封轴承靠近所述壳体（1）内部的一侧设置挡泥密封环，用于阻挡壳体（1）内活性污泥侵入。

8.如权利要求6所述的污水厂活性污泥过滤装置，其特征在于，所述旋转密封组件包括旋转接头，所述旋转接头上端与所述中空管状轴延伸至壳体（1）底板下方的轴段底部连通、所述旋转接头下端与所述出料管路（4）密封连通，所述旋转接头用于适配桶状滤板旋转状态下的持续出料与动态密封。

9.如权利要求1所述的污水厂活性污泥过滤装置，其特征在于，所述壳体（1）上端设置有排气阀，用于排出壳体（1）内腔积存气体。

10.一种污水厂活性污泥过滤方法，采用权利要求1～9任一项所述污水厂活性污泥过滤装置，其特征在于，包括以下步骤：