CN103007589A - 带斜板的倾动式污水沉淀池 - Google Patents

Abstract

一种利用倾动机构倾动的带斜板的倾动式污水沉淀池，活动沉淀池体与基座铰链联接，在倾动机构的倾动作用，可以绕铰链倾动。当污水达到脱稳临界状态时，启动倾动机构倾动活动池体，使池水间产生相对滑动，原水发生梯度切向位移，促进絮凝反应进行；消除沉淀阻滞区。通过池中隔板的浅池效应和池体倾动形成的层流的水力双重作用，使原水得到反复净化，沉降分离彻底，悬浮物降低。沉淀过程用时短，效果好，能耗小，费用低，绿色环保，简单易行。

Description

带斜板的倾动式污水沉淀池

技术领域

本发明涉及一种能够加快污水处理中的沉淀过程，澄清水体，提高污水处理效果的带斜板的倾动式污水沉淀池。

背景技术

近些年，我国经济高速发展，城市污水排放量持续增加，城市水环境受到严重污染，污水问题已是当前中国一个严峻的环保和经济问题。由于污水处理成本高，财政投入难以为继，使得我国污水处理率很低，污水处理的成本和处理效率极大地制约了污水处理业的发展。因此，研究和开发成本低，速度快、效率高的污水处理新工艺、新设备是污水处理业的发展方向。

沉淀池是利用重力沉降作用将密度比水大的悬浮颗粒从水中去除的处理构筑物，是污水处理中应用最广泛的处理单元之一，用于污水处理、生物处理的后处理以及深度处理等工序。但自然沉淀不仅时间很长，通常水体还存在厚重的沉淀阻滞区，悬浮物多，水体混沌，所以，静态沉淀池有占地面积大，有效池容小，排泥困难，处理效率低等缺点。如何能充分利用自然沉淀，缩短其沉淀净化时间，提高净化率？

斜管或者斜板，是在浅池理论上发展出来的一项最广泛而且成熟的沉淀装置，广泛应用于水处理沉淀池中。 在沉淀池的沉淀区内，利用倾斜的平行管或平行管道（有时可利用蜂窝填料）将水体分割成一系列浅层沉淀层，被处理水体和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。斜管沉淀池具有沉淀面积大，沉淀效率高、沉淀时间短、占地少等优点，是一种高效沉淀设备，广泛使用于小城镇污水处理厂。但当水体固体负荷过大时，其处理效果不太稳定；耐冲击负荷的能力也较差。尤其严重的是其斜板（管）容易发生污泥黏附、堵塞和藻类孳生现象，给维护管理工作带来困难，这大大限制了它的使用范围。

发明内容

为了解决传统沉淀构建物固定不动，只能被动实现重力沉降，无法消除沉淀阻滞区，效率低下的状态；以及斜管沉淀池对水量冲击负荷和水温变化适应能力不强和传统斜板（管）容易发生污泥黏附、堵塞，影响沉淀效果的缺陷，本发明利用流体运动特性，综合浅池理论、动态混凝、快速絮凝原理和斜板技术，将带斜板的活动污水沉淀池体与基座铰链联接，利用倾动系统倾动活动池体，使池水相邻水层间相互滑动，发生梯度切向位移，产生层流，加快同层、层间悬浮絮核的碰撞、黏附、交联，形成更大絮体而沉淀；清除池体中的沉淀阻滞区，加速沉淀过程，澄清水体，提高污水处理效果。

本发明改变了传统斜板（管）静止不动的状态。不断随池体倾动的隔板，其倾角周期性地变化。使得其表面上的絮团在切向水力和周期性变化的下滑分力双重作用下，左右反复摆动，其下部的滑动粘滞性阻力大大减小。切向水力和下滑分力不断地驱动絮体沿斜面向下滑移运动，逐渐滑落到底端的贮泥斗，避免了沉淀物在隔板上淤积、黏附现象。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：

带有重叠平行排列隔板的活动池体与基座铰链联接，活动池体侧边与倾动机构连接；所述平行隔板数量不少于2块；所述平行隔板与水平面平行，或者与水平面成一定倾斜，固定在池体上；所述平行隔板上开有通孔。

本发明的有益效果是，大幅度提高单位占地面积的沉淀面积，沉淀能力强，沉淀时间缩短；消除沉淀阻滞区，提高澄清效果，出水悬浮物SS大大降低，水体泾渭分明；水力条件好，沉淀效率高；大幅提高池体表面负荷；减少占地面积；不积泥，不堵塞，清除积淤方便，克服了传统斜板（管）沉淀技术容易堵塞问题，扩大了斜板（管）沉淀技术的使用范围。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明倾动机构为液压倾动机构的纵向剖视图。

图2是本发明倾动机构为液压倾动机构的横向剖视图。

图中：1．活动池体  2．污水   3．挡板   4．加强肋板5．固定铰链

6．铰链　7．液压机构　8．铰链　9．基座　10．沉淀污物

11．出水堰  12．进水槽 　13．淹没孔　14．贮泥斗　15．排泥管

16．出水槽　17．输水管 　18．平行隔板　19．隔板通孔。

具体实施方式

在图1所示实施例中，本发明活动池体底部与基座铰链联接，一侧边与液压倾动机构铰链联接；平行隔板重叠排列，呈右低左高相互平行地固定在池体内部。原水从池体右侧进水口流入，向左运动，从左侧的出水堰溢出，进入出水槽，再由输水管输到下一工序。

由于最上层的隔板左端高出水面，限制了上层水体的流动。从进水口流入的污水，受右低左高重叠排列的平行隔板的限制，分别流进入平行隔板间的间隙空间，沿隔板间隙空间发散运动。当向上分速度大的颗粒要向上运动，则受上一层向下倾斜扩展的隔板的下表面限制，只能沿着隔板壁面运动。而固－液边界的粘性最大，不久便会耗尽能量而下沉。向两侧分速度大的颗粒，被池体两侧弧板限制，在固－液边界前停止。向前运动速度大的颗粒也受下一层向下倾斜扩展的隔板上表面限制，也会在固－液边界耗尽能量。所以，重叠排列的平行隔板间隙构成一个个长度很长的浅层沉淀池，被处理水体和沉降的沉淀物在沉淀浅层中相互稳定运动并分离。固－液边界区域是加速沉淀形成的主要区域。

即使是浅层沉淀池，也同样存在沉淀阻滞区，只是阻滞区的大小、位置和稳定性有所不同而矣。阻滞区内悬浮物密度大，粘度大，悬浮颗粒相互干涉作用增大，颗粒在水中受到重力、浮力和水阻力、颗粒相互干涉阻力的的平衡作用，下沉速度极为缓慢。这就是臭水沟、臭水塘、护城河水、滇池为何始终污浊不堪的原因。

传统沉淀构建物固定静止不动，只能被动实现重力沉降，无法消除沉淀阻滞区，所以效率低下。

流体运动方式分为层流和湍流（紊流）。雷诺数较小（Re<2320）时，黏滞力对流场的影响大于惯性力，流场中流速的扰动会因黏滞力而衰减，流体分层流动，相邻流体层间只有分子热运动造成的动量交换，互不混合，质点作平滑直线运动，流体微团的轨迹没有明显的不规则脉动，流体流动稳定，为层流；反之，若雷诺数较大时，惯性力对流场的影响大于黏滞力，流体流动不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱、不规则的湍流流场：流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，层流被破坏，相邻流层间不但有滑动，还有混合；流体作不规则运动，有垂直于流道方向的分速度产生，为湍流，或紊流。

本发明通过液压倾动机构倾动池体。由于池体倾动，原水随池体运动，相邻流层间相互滑动，产生层流。由于倾动造成的流体运动的特性，同一时间内各水层的位移量不相等，水层间形成梯度切向位移，水层间的位移速率也不相同，水层间产生相对运动。

同一水层间中的悬浮絮核随水体运动，由于不同尺度颗粒所受水力阻力不同，所以不同尺度之间的颗粒产生速度差。速度快的絮核赶上速度慢的絮核，发生接触碰撞，合并成更大的絮粒。

一些尺寸很小的絮核，它们运动速度最快，沿途也没有与大尺寸絮核接触碰撞机会，它们率先运动到池壁附近。受池壁边界层流体粘性影响和池壁形状阻碍，逐渐在池壁附近的边界聚集，絮核密度逐渐提高，间距越来越小。絮核聚集，密度提高，间距缩小，有利絮核间的黏附、交联，聚结形成大尺寸、大质量、坚固、密实的大絮体而沉淀。

最后到达的是大尺寸的絮粒，其拥有巨大的表面积，将聚集的胶粒网捕、卷扫形成密实大絮体，并发生沉淀。

相邻水层存在速度差，上一水层的颗粒速度快，它们扫掠过层面，很容易捕获下层中运动速度慢的颗粒，结合成大的絮粒。无论絮粒大小，快慢，在水体滑动作用和重力的共同作用下，逐渐由池体中心向池体两侧下部运动聚集。

可见，倾动造成的层流作用，极大地加速了悬浮物的碰撞、黏附、交联，有利于悬浮物形成更大絮体而沉淀。

更为重要的是，倾动造成的层流作用，造成水层间的切向相互滑动作用，粒子间沿切面相对运动，使得阻滞平衡网络沿切面被剪切破坏，引发铅垂方向平衡体系的坍塌。上层坍塌絮团向下冲击运动，沿途卷带网罗胶粒，形成更大，更实絮体。坍塌物质的冲击、挤压作用，将相互作用颗粒中间隙液体挤出，固体颗粒群被浓缩。

反复地倾动池体，池水就在左右方向上不断地相对滑动，产生梯度切向位移，使得正反两个方向都可以发生等强度的絮凝反应效果。颗粒碰撞次数越多，絮凝反应次数就越多，反应就越充分。

粒子间不断沿切面左右相对运动，阻滞临时平衡不断被剪切破坏，铅垂方向构建体系不断坍塌，固体颗粒群也不断被聚集浓缩。

故倾动作用使得原水就得到反复净化，沉降分离彻底，悬浮物大大降低。

池底右侧有贮泥斗，平行隔板左高右低地向贮泥斗倾斜，利于沉淀物逐渐向贮泥斗滑移汇集。

本发明改变了传统斜板（管）静止不动的状态。不断随池体倾动的隔板，其上表面的絮团在切向水力和周期性变化的下滑分力双重作用下，左右反复摆动，其下部的滑动粘滞性阻力大大减小。切向水力和下滑分力不断地驱动絮体沿斜面向下滑移运动，最后滑落到底端的贮泥斗，避免了沉淀物在隔板上淤积、黏附现象。

Claims (1)

1.一种带斜板的倾动式污水沉淀池，其特征是：带有重叠平行排列隔板的活动池体与基座铰链联接，活动池体侧边与倾动机构连接；所述平行隔板数量不少于2块；所述平行隔板与水平面平行，或者与水平面成一定倾斜，固定在池体上；所述平行隔板上开有通孔。

Images