[发明专利]一体式颗粒污泥硫化脱钙装置及方法

权利要求书

1.一种一体式颗粒污泥硫化脱钙装置，其特征在于：装置主体由下至上依次分为集泥区（Ⅰ）、布水区（Ⅱ）、脱钙区（Ⅲ）和硫化区（Ⅳ），循环区（Ⅴ）独立于装置主体，用于连通布水区（Ⅱ）和脱钙区（Ⅲ）以及布水区（Ⅱ）和硫化区（Ⅳ）；集泥区（Ⅰ）通过导泥管（2）从下到上依次连接导泥水泵（1）、止水阀（3）和倒锥形集泥室（4）底部；布水区（Ⅱ）从下到上设进水管（27）和布水器（6），进水管（27）上设置有进水水泵（28）；脱钙区（Ⅲ）侧壁上设置有若干个pH检测口（5），脱钙区（Ⅲ）从下到上分为颗粒污泥脱钙反应室（7）和沉淀分离室（8），沉淀分离室（8）上方设置泥水分离器（9），泥水分离器（9）上方的装置侧壁上设有带控制阀（21）的出水管（22）；硫化区（Ⅳ）底部通过多孔滤板（20）与脱钙区（Ⅲ）分隔，硫化区（Ⅳ）中部通过筒形外壁包裹形成硫粒床（14），硫粒床（14）的外壁底部与装置主体内壁之间通过环形的挡水板（10）密封，硫粒床（14）底部设置由输气管（11）和管式微孔曝气头（12）组成的供气装置，硫粒床（14）内设用于支撑硫粒的多孔底板（13），硫粒床（14）上面设顶空室（16），顶空室（16）连通用于排出尾气的尾气管（17）；硫粒床（14）外围包裹有环形贮酸室（19），用于收集从硫粒床（14）中溢流出的硫酸液；循环区（Ⅴ）设酸液回流管（24）、酸液回流泵（25）、混合液回流管（23）和混合液回流泵（26），脱钙区（Ⅲ）上部通过混合液回流管（23）和混合液回流泵（26）回流至布水区（Ⅱ），环形贮酸室（19）通过酸液回流管（24）和酸液回流泵（25）通入布水区（Ⅱ）中；

所述的环形贮酸室（19）底部与硫粒床多孔底板（13）持平，贮酸室酸液高度控制在硫粒床高度的10%~30%；硫粒床（14）和环形贮酸室（19）的体积之比为1：0.8~1；

所述的脱钙区（Ⅲ）中颗粒污泥脱钙反应室（7）和沉淀分离室（8）的体积之比为1：0.3~0.4；泥水分离器（9）的挡板与装置主体侧壁的夹角为30°~40°；沉淀分离室（8）内的出水管（22）与脱钙区（Ⅲ）顶部的垂直距离为5~10cm；脱钙区（Ⅲ）沿高度方向等距设三个pH检测口（5），底端的pH检测口（5）与进水管（27）的垂直距离为15~20cm。

2.根据权利要求1所述的一体式颗粒污泥硫化脱钙装置，其特征在于：所述的集泥区（Ⅰ）、布水区（Ⅱ）、脱钙区（Ⅲ）与硫化区（Ⅳ）的体积之比1~1.5：1： 8~10：1.5~2。

3.根据权利要求1所述的一体式颗粒污泥硫化脱钙装置，其特征在于：所述的酸液回流管（24）的进液端与硫化区（Ⅳ）底部的垂直距离为5~10cm；混合液回流管（23）的进液端与脱钙区（Ⅲ）顶部的垂直距离为10~15cm。

4.根据权利要求1所述的一体式颗粒污泥硫化脱钙装置，其特征在于：整个颗粒污泥硫化脱钙装置的高径比为5~7：1，集泥区（Ⅰ）、布水区（Ⅱ）和硫化区（Ⅳ）的高径比为0.5~1：1，脱钙区（Ⅲ）的高径比为3~4：1。

5.根据权利要求1所述的一体式颗粒污泥硫化脱钙装置，其特征在于：倒锥形集泥室（4）底角为50°~70°，进水管（27）与该室顶部的垂直距离为5~10cm；酸液回流管（24）和混合液回流管（23）的出液端与进水管（27）的垂直距离为5~10cm。

6.根据权利要求1所述的一体式颗粒污泥硫化脱钙装置，其特征在于：硫粒床（14）中充填有单质硫颗粒，脱钙区（Ⅲ）中充填有颗粒污泥。

7.根据权利要求1所述的一体式颗粒污泥硫化脱钙装置，其特征在于：所述的硫粒床（14）外壁顶部设有溢流堰（15）。

8.一种利用权利要求1所述装置的颗粒污泥硫化脱钙方法，其特征在于，步骤如下：

打开止水阀（3），利用导泥水泵（1）将钙化颗粒污泥通过导泥管（2）打入反应器脱钙区（Ⅲ）中，关闭止水阀（3）；进水水泵（28）设定一流量值进水，当装置内液面持续上升至脱钙区（Ⅲ）顶部时，调整进水流量值使得液面上升通过多孔滤板（20）进入硫化区（Ⅳ）；输气管（11）开始曝气并通过管式微孔曝气头（12）进入硫粒床（14）内，硫粒床（14）内开始产酸，硫酸液通过溢流堰（15）流入环形贮酸室（19）内并不断积累，当贮酸室液面达到控制液面高度上限时，停止曝气，并关闭进水水泵（28）；打开混合液回流泵（26）和酸液回流泵（25），待环形贮酸室（19）内液面达到控制液面高度下限时，关闭酸液回流泵（25）；保持混合液回流使得硫酸液可以多次利用，脱钙区（Ⅲ）进行持续酸洗脱钙，多次循环清洗之后，关闭混合液回流泵（26），打开进水水泵（28）和出水管控制阀（21），将酸洗后的混合液排出，除钙后的颗粒污泥通过导泥管（2）排出并继续下一轮循环。