CN104383724A - 竖向排列的斜板沉淀池及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了竖向排列的斜板沉淀池及其工作方法，其结构包括沉淀池本体、位于沉淀池本体内的至少一对闸门、至少一组沉淀单元、至少一组排泥设备和出水稳流板；工作方法：浑水通过进水闸门后进入斜板箱单元；在斜板箱单元内完成泥水分离；清水进入下一工段，泥渣进入集泥区；排泥。优越性：它提高了沉淀池的容积利用率和单位面积的产水量，便于维护检修，提高了处理效率，适应性更强，斜板加工、组装容易，成本更低。

Description

竖向排列的斜板沉淀池及其工作方法

(一)技术领域：

本发明涉及水处理领域，特别是竖向排列的斜板沉淀池及其工作方法。

(二)背景技术：

水处理领域常用的沉淀池有平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池、斜管沉淀池、斜板沉淀池等。

相对于平流沉淀池而言，斜管(板)沉淀池效率提高了许多，至今，世界各地已经有许多的斜管(板)沉淀池应用于给水及污水处理领域。

目前常用的侧向流斜板沉淀池(见图6、图7)，它的特点是：(1)一组斜板按一定间距横向排列，每块斜板都与水平呈60°夹角；(2)水流在两块斜板之间沿水平方向从一端流向另一端；(3)泥渣颗粒靠重力沉淀到斜板上，沿斜板向下方滑移，直至划入下部集泥区。

与本发明相比，目前的斜管(板)沉淀池存在的缺点主要是：(1)在相同流量下，斜管(板)沉淀池抗冲击负荷能力弱；(2)斜管(板)沉淀池沉淀区域仅占整个沉淀池容积的约1/3，占地面积大，容积利用率低；(3)斜管(板)沉淀池进水口约占整个池子容积的1/3，进口配水是否均匀和稳定对沉淀池的正常运行有较大影响。(4)出水口集水若不均匀稳定则易带出较多矾花，使出水水质恶化。

(三)发明内容：

本发明的目的在于提供竖向排列的斜板沉淀池及其工作方法，它提高了沉淀池的容积利用率和单位面积的产水量，便于维护检修，提高了处理效率，适应性更强，斜板加工、组装容易，成本更低。

本发明的技术方案：竖向排列的斜板沉淀池，其特征在于包括沉淀池本体、位于沉淀池本体内的至少一对闸门、至少一组沉淀单元、至少一组排泥设备和出水稳流板；所述一对闸门为进水闸门和出水闸门；所述进水闸门和出水闸门分别固定在沉淀池本体内的进水口处和出水口处，进水闸门和出水闸门之间依次装有至少一组沉淀单元和出水稳流板；所述排泥设备位于沉淀池本体的底部；所述沉淀单元由斜板箱单元、集泥区挡板组成；所述斜板箱单元由框架和相对分列两侧安装在框架内的斜板单元组成；所述斜板单元由10-40块竖向平行排列的斜板组成，所述斜板包括主面和副面；所述副面与框架固定连接。

上述所述主面与水平面呈45度至75度夹角,相邻两个主面之间的重力方向净距为100-150mm。

上述所述副面包括水平方向的副面和竖直方向的副面，所述竖直方向的副面的下边缘与下方相邻斜板的主面边缘之间有一竖直净距为10-30mm的缝隙。

上述所述进水闸门与出水闸门在沉淀池的长度方向的距离为3000-15000mm。

上述沉淀池本体的深度为4000-7000mm。

上述所述沉淀单元的宽度为1000-1500mm。

上述所述斜板箱单元的两组斜板单元之间的水平净距为100-600mm，两组斜板单元之间形成的竖向空间为集泥区。

上述所述出水稳流板为带有均匀分布的小孔的平板，开孔面积A_k≤2.8％×(Q×A_c/(M-1))^0.5，其中，A_k为开孔面积，单位为m²，A_c为进水闸门与出水闸门之间的面积，单位为m²；Q为沉淀池单元的设计流量，单位为m³/s；M为冲击负荷，即冲击流量与设计流量的比值，M>1.0。

上述所述排泥设备为刮吸泥机或由穿孔排泥管和排泥阀构成的系统；所述穿孔排泥管位于沉淀池本体的底部，穿孔排泥管的一端位于沉淀池本体内，另一端位于沉淀池本体外；所述排泥阀安装在穿孔排泥管位于沉淀池本体外的部分上；所述穿孔排泥管为带有均匀分布的小孔的管道，直径为200-300mm，其上所开孔眼孔径为20-30mm，孔眼间距为0.3-0.8m，孔眼向下与垂线成度交叉排列。

上述竖向排列的斜板沉淀池的工作方法，其特征在于步骤如下：

(1)来自前一工段反应池携带大量泥渣的浑水通过进水闸门后进入斜板箱单元；

(2)在斜板箱单元内，泥渣在重力作用下沉淀到斜板上完成泥水分离；

(3)清水离开斜板箱单元，相继穿过出水稳流板和出水闸门进入下一工段，泥渣则在重力作用下沉淀到斜板的主面上并沿斜板的主面向侧下方滑移，经过10-30mm的缝隙进入集泥区；

(4)开启排泥设备，泥渣从集泥区通过排泥设备排出沉淀池外。

本发明的优越性：

1、斜板的竖向排列，沉淀池的容积利用率成倍提高；

2、模块化设计便于组装和施工；

3、当处理水量较大时，本发明的单元式设计使得在必要的维护检修时，不会对整个工厂的运行造成大的影响，维护检修对生产的影响很小；

4、独特的缝隙设计，使得泥水分离后，污泥颗粒不会再因为冲击负荷的影响、流态的变化等再次回到清水中；

5、稳流板的定量化设计保证沉淀池具有足够的抗冲击负荷的能力，出水水质更有保证；

6、计算表明，处理效率是逆向流斜管(板)沉淀池的3倍以上。

根据现行《室外给水设计规范》，逆向流斜管沉淀池的液面负荷采用5-9m³/(m²*h)，单位面积的处理量为5-9m³/h。一般情况下斜板沉淀池深约5m，即单位容积的处理量为1-1.8m³/h。

在同样5m深度的条件下，竖向排列侧向出水侧向流斜板沉淀池的沉淀区至少可占3.5m深。按照现行《室外给水设计规范》，颗粒沉速0.16-0.30mm/s，水平流速采用20mm/s，斜板竖向间距采用100mm，则需要的长度为L＝20×100/(0.16-0.30)＝10-12.5m。处理的水量为Q＝3.5×0.9×3600×20/1000＝226.8m³/h。单位容积的处理量为226.8/1/5/(10-12.5)＝3.62-4.53m³/h，即单位容积处理量是上述逆向流斜管沉淀池的3-4倍。

8、进水闸门与出水闸门之间的距离和沉淀池本体的深度应根据流量、源水水质、处理要求、占地面积等确定，因此该池适应性更强、斜板加工、组装容易，由于效率提高使得投资更加节省。

每套斜板箱单元内有两组斜板单元分列两侧，每组斜板单元由若干块斜板按一定间距竖向排列组成，这样便于充分利用沉淀池深度，容积利用率提高，占地面积缩小。

这条10-30mm缝隙既能保证泥渣顺利通过，又有利于斜板单元中水流保持稳定。

进、出水稳流板其作用是保证进水均匀和出水均匀，以一定的水头损失抵抗冲击负荷的影响。

9、集泥区挡板用来将集泥区变为静止区，有利于改善沉淀效果。

(四)说明书附图：

图1为本发明所涉竖向排列的斜板沉淀池的平面结构示意图。

图2为图1的A-A剖面图。

图3为图1的B-B剖面图。

图4为图2的D节点局部放大图。

图5-1为本发明所涉竖向排列的斜板沉淀池中的斜板与框架连接详图。

图5-2为图5-1的C向视图。

图6为背景技术中斜板沉淀池的侧向图。

图7为背景技术中斜板沉淀池的截面图。

其中：1为进水闸门，2为出水闸门，3为沉淀单元，31为斜板箱单元，32为集泥区挡板，311为框架，312为斜板单元，301为斜板，3011为主面，3012为副面，302为螺栓，303为相邻两块斜板之间的缝隙，4为排泥设备，41为穿孔排泥管，42为排泥阀，5为出水稳流板。

(五)具体实施方式：

实施例：竖向排列的斜板沉淀池(见图1～4、5-1、5-2)，其特征在于包括沉淀池本体、位于沉淀池本体内的一对闸门、三组沉淀单元3、三组排泥设备4和出水稳流板5；所述一对闸门为进水闸门1(可以是堰门或孔口)和出水闸门2(可以是堰门或孔口)；所述进水闸门1和出水闸门2分别固定在沉淀池本体内的进水口处和出水口处，进水闸门1和出水闸门2之间依次装有三组沉淀单元3和出水稳流板5；所述排泥设备4位于沉淀池本体的底部；所述沉淀单元3由斜板箱单元31、集泥区挡板32组成；所述斜板箱单元31由框架311和相对分列两侧安装在框架311内的斜板单元312组成；所述斜板单元312由15块竖向平行排列的斜板301组成，所述斜板301包括主面3011和副面3012；所述副面3012通过螺栓302(或其他固定件)与框架311固定连接。

上述所述主面3011与水平面呈60度夹角,相邻两个主面3011之间的重力方向净距为100-150mm。

上述所述副面3012包括水平方向的副面和竖直方向的副面，所述竖直方向的副面的下边缘与下方相邻斜板的主面3011边缘之间有一竖直净距为10mm的缝隙303。

上述所述进水闸门与出水闸门在沉淀池的长度方向的距离为10000mm。

上述沉淀池本体的深度为6000mm。

上述所述沉淀单元3的宽度为1300mm。

上述所述斜板箱单元31的两组斜板单元312之间的水平净距为300mm，两组斜板单元312之间形成的竖向空间为集泥区。

上述所述出水稳流板5为带有均匀分布的小孔的平板，开孔面积A_k≤2.8％×(Q×A_c/(M-1))^0.5，其中，A_k为开孔面积，单位为m²，A_c为进水闸门与出水闸门之间的面积，单位为m²；Q为沉淀池单元的设计流量，单位为m³/s；M为冲击负荷，即冲击流量与设计流量的比值，M>1.0。

上述所述排泥设备4为刮吸泥机或由穿孔排泥管41和排泥阀42构成的系统；所述穿孔排泥管41位于沉淀池本体的底部，穿孔排泥管41的一端位于沉淀池本体内，另一端位于沉淀池本体外；所述排泥阀42安装在穿孔排泥管41位于沉淀池本体外的部分上；所述穿孔排泥管41为带有均匀分布的小孔的管道，直径为250mm，其上所开孔眼孔径为25mm，孔眼间距为0.3m，孔眼向下与垂线成45度交叉排列。

上述竖向排列的斜板沉淀池的工作方法，其特征在于步骤如下：

(1)来自前一工段反应池携带大量泥渣的浑水通过进水闸门1后进入斜板箱单元；

(2)在斜板箱单元31内，泥渣在重力作用下沉淀到斜板301上完成泥水分离；

(3)清水离开斜板箱单元31，相继穿过出水稳流板5和出水闸门2进入下一工段，泥渣则在重力作用下沉淀到斜板301的主面3011上并沿斜板301的主面3011向侧下方滑移，经过10mm的缝隙303进入集泥区；

(4)开启排泥设备4，泥渣从集泥区通过排泥设备4排出沉淀池外。

Claims (10)

1.竖向排列的斜板沉淀池，其特征在于包括沉淀池本体、位于沉淀池本体内的至少一对闸门、至少一组沉淀单元、至少一组排泥设备和出水稳流板；所述一对闸门为进水闸门和出水闸门；所述进水闸门和出水闸门分别固定在沉淀池本体内的进水口处和出水口处，进水闸门和出水闸门之间依次装有至少一组沉淀单元和出水稳流板；所述排泥设备位于沉淀池本体的底部；所述沉淀单元由斜板箱单元、集泥区挡板组成；所述斜板箱单元由框架和相对分列两侧安装在框架内的斜板单元组成；所述斜板单元由10-40块竖向平行排列的斜板组成，所述斜板包括主面和副面；所述副面与框架固定连接。

2.根据权利要求1所述竖向排列的斜板沉淀池，其特征在于所述主面与水平面呈45度至75度夹角,相邻两个主面之间的重力方向净距为100-150mm。

3.根据权利要求1所述竖向排列的斜板沉淀池，其特征在于所述副面包括水平方向的副面和竖直方向的副面，所述竖直方向的副面的下边缘与下方相邻斜板的主面边缘之间有一竖直净距为10-30mm的缝隙。

4.根据权利要求1所述竖向排列的斜板沉淀池，其特征在于所述进水闸门与出水闸门在沉淀池的长度方向的距离为3000-15000mm。

5.根据权利要求1所述竖向排列的斜板沉淀池，其特征在于沉淀池本体的深度为4000-7000mm。

6.根据权利要求1所述竖向排列的斜板沉淀池，其特征在于所述沉淀单元的宽度为1000-1500mm。

7.根据权利要求1所述竖向排列的斜板沉淀池，其特征在于所述斜板箱单元的两组斜板单元之间的水平净距为100-600mm，两组斜板单元之间形成的竖向空间为集泥区。

8.根据权利要求1所述竖向排列的斜板沉淀池，其特征在于所述出水稳流板为带有均匀分布的小孔的平板，开孔面积A_k≤2.8％×(Q×A_c/(M-1))^0.5，其中，A_k为开孔面积，单位为m²，A_c为进水闸门与出水闸门之间的面积，单位为m²；Q为沉淀池单元的设计流量，单位为m³/s；M为冲击负荷，即冲击流量与设计流量的比值，M>1.0。

9.根据权利要求1所述竖向排列的斜板沉淀池，其特征在于所述排泥设备为刮吸泥机或由穿孔排泥管和排泥阀构成的系统；所述穿孔排泥管位于沉淀池本体的底部，穿孔排泥管的一端位于沉淀池本体内，另一端位于沉淀池本体外；所述排泥阀安装在穿孔排泥管位于沉淀池本体外的部分上；所述穿孔排泥管为带有均匀分布的小孔的管道，直径为200-300mm，其上所开孔眼孔径为20-30mm，孔眼间距为0.3-0.8m，孔眼向下与垂线成度交叉排列。

10.如权利要求1-9任一项所述竖向排列的斜板沉淀池的工作方法，其特征在于步骤如下：

(1)来自前一工段反应池携带大量泥渣的浑水通过进水闸门后进入斜板箱单元；

(2)在斜板箱单元内，泥渣在重力作用下沉淀到斜板上完成泥水分离；

(3)清水离开斜板箱单元，相继穿过出水稳流板和出水闸门进入下一工段，泥渣则在重力作用下沉淀到斜板的主面上并沿斜板的主面向侧下方滑移，经过10-30mm的缝隙进入集泥区；

(4)开启排泥设备，泥渣从集泥区通过排泥设备排出沉淀池外。