CN100564268C

CN100564268C - 用于使浮渣从液体中分离的方法和装置

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Publication number: CN100564268C
Application number: CNB2005800298895A
Authority: CN
Inventors: 布雷德利·德斯蒙德·莱斯利·默里
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-07-13
Filing date: 2005-07-13
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2025-07-13
Also published as: NZ553121A; US20080296235A1; EP1784361A1; WO2006005132A1; JP2008505755A; CA2614515C; US7662297B2; EP1784361A4; CA2614515A1; CN101023031A

Abstract

一种用于使浮渣从液体中分离的装置，包括外壳(22)，外壳(22)包括两个处于间隔开的关系中的侧壁和设置在所述侧壁之间的刮除壁。安装在外壳(22)中的旋转机构(12)提供了围绕一条或多条水平轴线的旋转运动。旋转机构(12)包括一个或多个桨叶(13-16)，其相对于旋转轴线向外延伸，而与外壳侧壁的相对的内面形成大致密封接合。这种刮除壁和旋转机构设置成使得当浸没在水中时，桨叶(13-16)可旋转而变成至少部分地浸入在水中，并且外周边与刮除壁相接合，从而将部分水和浮渣提升到水的自然水平面以上。

Description

用于使浮渣从液体中分离的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于使浮渣从液体中分离的方法和装置。本发明特别适用于分离由废水的需氧消化所产生的浮渣。本发明还可适用于分离由例如废水处理中所使用的分散的或溶解的空气浮选而形成的泡沫或浮泡物质。应该懂得，本发明并不限于废水处理。还应该懂得，本发明可适用于除水以外的液体。

背景技术

在废水的需氧消化以及其它液体处理操作中，在液体表面上形成泡沫或浮渣越来越变成一个问题。为了促进氧化作用，有时在废水处理中使用散开的空气，从而避免水的滞流。这种工艺时常产生浮动在水上的浮渣。在除去浮渣之后留下的水有时适合排放到吸收的水中。在输送到垃圾场之前，可进一步处理除去的浮渣，以形成淤渣，有时包括生物处理方法。垃圾场的位置可能离废水处理厂极远的距离。结果，运输费用可能不必要地高居不下，和/或淤渣的分解可能变得更困难，除非通过例如脱水和/或干燥而减小淤渣的体积。淤渣本身有时是难以处理的材料，产生其自身的问题，例如粘着排水道表面，并从废水充气中带出一定体积的空气。

如果排放浮渣，则这可能会由于相对较高的浮渣的固体含量而引起问题。如果废水继续到净化阶段时包括太多的浮渣，那么最后的净化可能会变得更加困难。有时建议打破浮渣的泡沫结构以作为所需的工艺，但是，通常需要增加另一工艺步骤和该工艺的附带成本。

术语″淤渣″在本领域中有时用于指在液体表面上浮动的浮渣，有时指变厚的或脱水的浮渣。可使用其它术语，例如泡沫或泡状物，但在本说明书中，除非文中有要求，否则，术语″淤渣″指的是由于浮渣脱水而形成的变厚的浮渣。

英国专利No.2,193,113公开了一种通过一系列安装在两个基本平行延伸的环链之间的桨叶而用于采集水中的浮动物质，例如浮动的杂草或浮渣的采集机。然而，所公开的采集机具有相对较复杂的浸入水中的机械元件，其导致相对较高的维护费用。

本发明旨在提供一种用于使浮渣从液体中分离的方法和装置，其消除了现有技术的一个或多个缺点。从以下描述中，将可以清楚了解本发明的其它目的和优点。

发明内容

鉴于以上所述，本发明在一方面在广义上致力于用于使浮渣从液体中分离的装置，其包括：

外壳，其包括两个处于间隔开的关系中且基本上相互平行的侧壁，以及设置在所述两个侧壁之间的刮除壁，各个侧壁具有面向另一侧壁内面的内面；

安装在所述外壳中的旋转机构，其用于提供围绕一条或多条大致水平轴线的大致旋转运动；

所述旋转机构包括一个或多个相对于所述轴线向外延伸的桨叶，各个所述桨叶形成为可提供与外壳侧壁的相对内面的大致密封接合，所述桨叶或各桨叶终止于外周边，并且所述旋转机构是可旋转的，从而提供桨叶围绕旋转轨迹的旋转；

所述刮除壁设置成可形成相应的轨迹，其相对于所述桨叶的一部分轨迹成间隔开的关系，并且在所述侧壁之间延伸；

旋转机构相对于外壳的相对布置使得当桨叶在外壳中旋转时，所述桨叶或各桨叶的外周边与所述刮除壁的内面相接合，从而提供所选的与之形成的密封接合；

刮除壁和旋转机构设置成使得，当浸入到上面浮有浮渣的水中时，桨叶可旋转而变成至少部分地浸没在水中，并且其外周边与刮除壁相接合，从而在使用时，通过桨叶的旋转而将一部分水和浮渣提升到水的自然水平面以上，所选的密封接合选择成可为浮渣提供至少部分的脱水，并且通过所述桨叶或各桨叶将水提升到侧壁的相对的内面之间。

旋转轨迹优选选择成当水在使用过程中被提升时，可增加水的深度。

在另一方面，本发明在广义上致力于用于使浮渣从液体中分离的装置，其包括：

外壳，其包括：

两个基本上彼此平行的侧壁，其各具有相互面向的内面；

和

设置在所述侧壁之间的刮除壁；

所述旋转机构包括一个或多个相对于所述轴线向外延伸的桨叶，各所述桨叶形成为可提供与所述外壳侧壁的相对的内面的大致密封接合，所述桨叶或各桨叶终止于外周边，并且所述旋转机构是可旋转的，从而提供所述桨叶围绕旋转轨迹的旋转；

所述刮除壁设置成可形成相对于所述桨叶的一部分所述轨迹成间隔开的关系并且在所述侧壁之间延伸的相应轨迹；

所述旋转机构相对于外壳的相对布置使得当桨叶在外壳中旋转时，所述桨叶或各桨叶的外周边与所述刮除壁的内面相接合，从而提供所选的与之形成的密封接合；

刮除壁和旋转机构设置成使得当浸入到上面浮有浮渣的水中时，桨叶可旋转而变成至少部分地浸没在水中，并且其外周边与刮除壁相接合，从而将部分水和浮渣提升到水的自然水平面以上，旋转轨迹选择成当水在使用过程中被提升时，可增加水的深度。

所述大致密封接合优选选择成可在使用时通过桨叶的旋转为浮渣提供至少部分的脱水，并且通过所述桨叶或各桨叶将水提升到侧壁的相对的内面之间。

旋转机构优选由转子构成，并且刮除壁由相对于转子轴线设置成环向布置的弧形弯曲壁构成。

弯曲壁的弧形优选终止于可使脱水的浮渣从桨叶上面的空间中通过自然重力下降而排出的位置。在一种优选的形式中，其中一些桨叶的外周边设有大致径向延伸但为弹性柔性的或在未到达弯曲壁处终止的梳状部或多个指状部，并且桨叶的其余部分设有延伸至与弯曲壁的弯曲面相接合的柔性片。在这种形式中，至少柔性片的一个面在轮廓上设置成可提供所选的排水装置。在设有柔性的梳状部或梳齿的位置，梳状部或指状部的齿或梳齿的大小设置成使它们可通过它们与弯曲壁的接合而发生偏转，从而一起提供所选的密封接合。因此，在一种优选的形式中，其中一些桨叶拥有比其它桨叶更高的密封程度。优选的是，两个或三个桨叶设有梳状端，其后面是具有一定轮廓的柔性片的桨叶，其具有更有限的泄漏。

作为转子的备选，旋转机构可由一种具有向外延伸的桨叶的皮带构成，并且所述皮带可围绕两个或更多个滚轮而旋转。刮除壁在形状上设置成可沿着皮带环绕滚轮的路径而提供相对于桨叶轨迹间隔开的布置。

在另一方面，本发明在广义上致力于一种用于使浮渣从液体中分离的方法，其包括：

将液体和浮渣引导至具有固定壁和活动壁的分离装置中；

将所述液体和浮渣的一部分提升到分离装置的固定壁和活动壁之间的液体和浮渣的自然水平面以上；

允许其中一些液体从固定壁和活动壁之间的液体和浮渣中下降，从而提供至少部分地脱去所述液体的脱水的浮渣；和

从分离装置中除去至少部分脱水的浮渣。

优选的是，允许在固定壁和一个或多个活动壁之间的一些液体和浮渣比在固定壁和其它一个或多个活动壁之间的液体和浮渣下降到更大的程度。分离装置的固定壁和活动壁优选形成了上述外壳和桨叶的相应部分。

将液体和浮渣引导至具有固定壁和活动壁的分离装置中；

允许其中一些液体从固定壁和活动壁之间的液体和浮渣中下降，从而提供至少部分地脱去所述液体的脱水的浮渣；

通过将所述部分约束成经调整的形状，来增加所述液体和浮渣部分的深度；

从所述液体部分中除去至少部分脱水的浮渣。

优选通过穿过具有脉动压力变化的腔室来进给浮渣，而使浮渣除去空气。例如，该方法可包括通过隔膜泵等而供给浮渣。

附图说明

为了使本发明更易于理解，并取得实用效果，现在将参考以下显示了本发明优选实施例的附图进行描述，其中：

图1是根据本发明的用于分离装置的桨叶组件的示意性侧视图；

图2是使桨叶组件处于不同定向的图1装置的示意性侧视图；

图3是使桨叶组件处于与图1和2所示不同定向的图1和2装置的示意性侧视图；

图4是包括图1至图3桨叶组件的装置的示意性侧视图，但显示了外壳的设置；

图5是图1至4装置的一部分的示意性示图；

图6是根据本发明的分离装置的总体示图；和

图7是图1至4中所示的用于图6所示分离装置的桨叶组件的示图。

具体实施方式

在附图中，出于清楚起见，即使在具体附图中可能显示了装置的各个元件，但是，并没有始终指示出装置的各个元件的标号。用于图1至7中所示分离装置10的转子12包括多个桨叶，在图1至图3中用标号13，14，15和16显示了其中四个桨叶。桨叶设置成相对于径向而偏斜某一角度且带有环向分量(circumferential component)，使得桨叶的内边缘在箭头34所示的旋转方向上先于外周边边缘。桨叶的表面在轴向方向上具有基本恒定的环向分量，并且是大致平面的。

转子在所示方向上旋转，以便与弯曲壁20接合，从而将浮渣捕获在各桨叶的前缘面和其前面桨叶的后缘面之间。在图1至图3的各图中，显示了在四个桨叶分别处于旋转之前以及由参考箭头32所指示的位置下的转子。四个桨叶形成了一组，在这组桨叶中，标上记号″R″的桨叶(即具有标号14，15和16的桨叶)是沿着外周边具有与耙子相似的固定指状部或梳齿的″耙″型桨叶，标上记号″S″的桨叶(即标号13的桨叶)是沿着其外周边具有带一定轮廓的柔性片的″刮刀″型桨叶。在旋转期间从液体18的顶部收集浮渣17，并通过液体的几何形状变化而将其保持在桨叶之间，随着桨叶沿着弯曲壁移动，浮渣变厚，并且由桨叶和弯曲壁所限定的容积的深度变得更大。

此外，至少一部分水，但通常是所有的水以及可能的一些浮渣以预定的速率从各桨叶的周边和弯曲壁之间漏出，如箭头31所示，这种漏出在耙型桨叶的情形下比在刮刀型桨叶的情形下更大。当转子随着桨叶旋转时，过量的材料可能漫过内边缘而进入到后续桨叶后面和其之间的空间内，直到刚好经过图3中所示的桨叶14位置时为止，如果设备故障或停机而防止在工艺下游除去浮渣时尤其如此。当桨叶经过桨叶15所示的位置时，就达到了弯曲壁的上边界限，从而允许任何保留在其上面的浮渣沿着箭头33所示的方向而从桨叶的前缘面上滑落。

图1至图4中所示的浮渣收集室25形成了里面安装有转子的外壳22的一部分(图1至4中未显示)。桨叶安装在两个平行的圆形侧板之间。可以看出，在转子的圆形侧板的周边和外壳的弯曲壁之间存在间隙，桨叶安装在转子的圆形侧板之间，桨叶经过转子的侧板的周边，使得转子的仅仅一部分周边末端需要相对于弯曲壁和外壳的部分侧面进行密封。另外，前唇缘24优选设于离弯曲壁的前缘向下大约45°的位置，从而与连接在各桨叶的周边上的柔性指状部相接合。

参看具体显示了弯曲壁的图5，浮渣沿着箭头35的方向被引导至壁上，从而允许水从中排出，并沿着弯曲壁向下流动，如箭头36所示。排出的水与其余的水一起如箭头37所示而继续流动，而将浮渣在弯曲壁的上边缘之上排放，如箭头38所示。具体地说，参看图6，分离装置封闭在外壳22中，而达到转子的大约轴线水平高度，并且转子的上边部分封闭在同样在浮渣收集室的顶部上延伸的盖子23中。盖子分成两部分：上盖26和下盖27，上盖可与下盖分离，从而提供接近转子的途径。

另外，已经发现，在通向本发明分离装置进料口的通道中，浮渣可聚集在侧壁上。然而，令人惊讶地发现，提供从浮渣下面喷水至侧壁上的喷射系统，就可使浮渣与侧壁分离，并利用与进料通道的侧壁间隔开的侧边而允许浮渣进入到光滑器中。有利的是，这允许浮渣随着下面的水更好地流动，从而为本发明的分离装置提供了从水的表面上提取浮渣的机会，并在当转子旋转而大致建立动力学平衡的条件下，将大部分水(和可能的一些浮渣)排回到进给流中，从而使进入到转子中的这种浮渣形成流线型。可以认为，这种装置有利地实现了从浮渣收集室中提供相对更加脱水的浮渣的更好功效。

在一种形式中，通过沿着液面以上的通道而轴向延伸的穿孔管，可提供喷射作用，所述穿孔是间隔开的，从而当液体撞击在通道侧面上时，可使液体散开在通道的侧面上。在另一形式中，由于采用了较少液体，因而属于优选的形式，其中，通过使两个导管、管道或软管具有径向向下延伸的凸缘，并在凸缘的近端边缘附近具有沿着管道的穿孔而提供喷射作用，从而允许沿着凸缘而引导液体。在使用时，所述管道安装成使得凸缘与通道的侧面相接合，从而润湿通道的侧面，并执行浮渣的去除作用。

在使用时，还发现，可利用隔膜泵来有利地执行从浮渣收集室中排出浮渣。已经发现，脉动作用或一些其它机制可将浮渣脱气成更浓缩的形式，即，具有更少的空气。

虽然已经参照具体示例描述了本发明，但是，本领域中的技术人员应该懂得，本发明可通过如所附权利要求所限定的本发明的广义范围和界限中的其它形式来体现。

Claims

1.一种用于使浮渣从液体中分离的装置，包括：

外壳，其包括两个处于间隔开的关系中且基本上相互平行的侧壁以及设置在所述侧壁之间的刮除壁，各所述侧壁具有面向另一侧壁内面的内面；

所述旋转机构相对于外壳的相对布置使得当所述桨叶在所述外壳中旋转时，所述桨叶或各桨叶的外周边与所述刮除壁的内面相接合，从而提供所选的与之形成的密封接合；

所述刮除壁和旋转机构设置成使得，当浸入到上面浮有浮渣的水中时，所述桨叶可旋转而变成至少部分地浸没在水中，并且其外周边与所述刮除壁相接合，从而在使用时通过所述桨叶的旋转将部分水和浮渣提升到水的自然水平面以上，所述所选的密封接合选择成可为浮渣提供至少部分的脱水，并且通过所述桨叶或各桨叶将水提升到所述侧壁的相对的内面之间。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述旋转轨迹选择成当水在使用过程中被提升时，可增加液体和浮渣部分的深度。

3.根据权利要求1至2中任一权项所述的装置，其特征在于，所述旋转机构由转子构成，并且所述刮除壁由相对于所述转子的轴线设置成环向布置的弧形弯曲壁构成。

4.根据权利要求1至2中任一权项所述的装置，其特征在于，所述桨叶中的一些桨叶具备比其它桨叶更高的密封程度。

5.根据权利要求1至2中任一权项所述的装置，其特征在于，其中一些所述桨叶的外周边设有多个大致径向延伸但为弹性且柔性的指状部，并且所述桨叶的其余桨叶设有延伸至与所述弯曲壁的弯曲面相接合的柔性片。

6.根据权利要求1至2中任一权项所述的装置，其特征在于，其中一些所述桨叶的外周边设有多个大致径向延伸但在未到达所述弯曲壁处终止的指状部，并且所述桨叶的其余桨叶设有延伸至与所述弯曲壁的弯曲面相接合的柔性片。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，两个或三个桨叶设有梳状末端，其后面是具有更有限泄漏的具有一定轮廓的柔性片的桨叶。

8.一种用于使浮渣从液体中分离的装置，包括：

外壳，所述外壳包括：

两个基本上彼此平行的侧壁，各所述侧壁具有相互面向的内面；和

设置在所述侧壁之间的刮除壁；

所述旋转机构相对于所述外壳的相对布置使得当所述桨叶在所述外壳中旋转时，所述桨叶或各桨叶的外周边与所述刮除壁的内面相接合，从而提供所选的与之形成的密封接合；

所述刮除壁和旋转机构设置成使得当浸入到上面浮有浮渣的水中时，所述桨叶可旋转而变成至少部分地浸没在水中，并且其外周边与所述刮除壁相接合，从而将部分水和浮渣提升到水的自然水平面以上，所述旋转轨迹选择成当水在使用过程中被提升时，可增加水的深度。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述大致密封接合选择成可在使用时通过所述桨叶的旋转而为所述浮渣提供至少部分的脱水，并且通过所述桨叶或各桨叶将水提升到所述侧壁的相对的内面之间。

10.根据权利要求8至9中任一权项所述的装置，其特征在于，所述旋转机构由转子构成，并且所述刮除壁由相对于所述转子的轴线设置成环向布置的弧形弯曲壁构成。

11.根据权利要求8至9中任一权项所述的装置，其特征在于，所述桨叶中的一些桨叶具备比其它桨叶更高的密封程度。

12.根据权利要求8至9中任一权项所述的装置，其特征在于，其中一些所述桨叶的外周边设有多个大致径向延伸但为弹性且柔性的指状部，并且所述桨叶的其余桨叶设有延伸至与所述弯曲壁的弯曲面相接合的柔性片。

13.根据权利要求8至9中任一权项所述的装置，其特征在于，其中一些所述桨叶的外周边设有多个大致径向延伸但在未到达所述弯曲壁处终止的指状部，并且所述桨叶的其余桨叶设有延伸至与所述弯曲壁的弯曲面相接合的柔性片。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，两个或三个桨叶设有梳状末端，其后面是具有更有限泄漏的具有一定轮廓的柔性片的桨叶。

15.一种使浮渣从液体中分离的方法，包括：

将液体和浮渣引导至具有固定壁和活动壁的分离装置中；

将所述液体和浮渣的一部分提升到所述分离装置的固定壁和活动壁之间的液体和浮渣的自然水平面以上；

允许其中一些液体从所述固定壁和活动壁之间的液体和浮渣中下降，从而提供至少部分地脱去所述液体的脱水的浮渣；以及

从所述分离装置中除去所述至少部分脱水的浮渣。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，允许在所述固定壁和一个或多个活动壁之间的一些液体和浮渣比在所述固定壁和其它一个或多个活动壁之间的液体和浮渣下降更大的程度。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述分离装置的固定壁和活动壁形成了根据权利要求1或权利要求8所述的所述外壳和桨叶的相应部分。

18.一种使浮渣从液体中分离的方法，包括：

将液体和浮渣引导至具有固定壁和活动壁的分离装置中；

允许其中一些液体从所述固定壁和活动壁之间的液体和浮渣中下降，从而提供至少部分地脱去所述液体的脱水的浮渣；

通过将所述部分约束成经调整的形状，来增加所述这一部分液体和浮渣的深度；

从所述液体部分中除去至少部分脱水的浮渣。