CN105060440B - 一种澄清池 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种澄清池。该澄清池应用活性泥渣进行澄清水操作，该澄清池包括：混合通道，混合通道用于输入待澄清水，且待澄清水与活性泥渣在混合通道中混合；絮凝通道，絮凝通道与混合通道相连通；过流通道，过流通道与絮凝通道相连通；澄清室，澄清室位于过流通道的上方，且澄清室与过流通道连通，其中，澄清室中设有固液分离填料。本发明的澄清池可以解决现有澄清池技术中存在操作繁琐的问题，实现了澄清池对待澄清水混凝、絮凝效果较好并且对澄清池的操作管理简单。

Description

一种澄清池

技术领域

本发明涉及水净化处理领域，具体而言，涉及一种澄清池。

背景技术

澄清池的净水原理是利用池中积聚的高浓度活性泥渣与待澄清的水中的杂质颗粒相互接触、吸附、聚合，以形成更容易沉淀分离的絮粒，再通过沉淀作用完成固液分离从而得到干净水的一种净水构筑物。因此，澄清池是一个在池体内完成混合、絮凝、沉淀分离等多个物化过程的多功能池型构筑物。

澄清池按照池中污水与泥渣的接触情况，可以分为循环(回流)泥渣型和悬浮泥渣(泥渣过滤)型两大类。其中，循环(回流)泥渣型澄清池又可以分为机械搅拌澄清池和水力循环澄清池两种；悬浮泥渣(泥渣过滤)型澄清池又可分为悬浮澄清池和脉冲澄清池。

机械搅拌澄清池具有处理效率高，运行较稳定，对输入的待澄清水的浊度、温度和处理水量的变化适应性较强的优点，但有构造相对复杂、设备的日常管理繁琐、维修工作量大和能耗相对较高的缺点。

水力循环澄清池具有构造简单、设备维修量小的优点，但输入的待澄清水需要较高的水头，而且对待澄清水的浊度、温度和水量变化的适应性较差。

悬浮澄清池的结构较简单，造价较低，但单池面积受到限制，且对输入的待澄清水的水量、水温及澄清过程中加药量等的变化较敏感。

脉冲澄清池具有澄清效率高和池体利用充分等优点，但对输入的待澄清水的水量、水温的适应能力较差。当选用真空式脉冲发生方式时，脉冲澄清池的操作管理要求相对较高；当选用虹吸式脉冲发生方式时，水头损失较大，脉冲周期也较难控制。

综合现有澄清池的优缺点，现有的澄清池或存在操作繁琐、能耗较高，或存在出水水质不够稳定的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种澄清池，以解决现有澄清池技术中污水澄清过程中存在的操作繁琐、能耗较高以及出水水质不够稳定的问题，本发明的澄清池运用较低能耗即可实现澄清池具备稳定的凝聚、絮凝、澄清效果和活性泥渣回流，而且操作管理简单方便。

为了实现上述目的，本发明的实施例提供了一种澄清池，澄清池应用活性泥渣进行澄清水操作，包括：混合通道，混合通道用于输入待澄清水，且待澄清水与活性泥渣在混合通道中混合；絮凝通道，絮凝通道与混合通道相连通；过流通道，过流通道与絮凝通道相连通；澄清室，澄清室位于过流通道的上方，且澄清室与过流通道连通，其中，澄清室中设有固液分离填料。

进一步地，澄清池还包括：气力循环室，气力循环室与混合通道相连通，以及气力循环室与过流通道相连通；其中，气力循环室中设置有曝气装置，曝气装置将过流通道中的活性泥渣定向输送至混合通道内。

进一步地，澄清池还包括：酸液加药管路，酸液加药管路的输出端伸进气力循环室内；碱液加药管路，碱液加药管路的输出端伸进气力循环室内。

进一步地，澄清池还包括：第一搅拌装置，第一搅拌装置设置在混合通道内；混凝剂投加管路，混凝剂投加管路的输出端伸进混合通道内，第一搅拌装置将混凝剂投加管路投入的混凝剂与待澄清水和活性泥渣混合以形成脱稳混合液。

进一步地，澄清池还包括：第二搅拌装置，第二搅拌装置设置在絮凝通道内；絮凝剂投加管路，絮凝剂投加管路的输出端伸进絮凝通道内，第二搅拌装置将絮凝剂投加管路投入的絮凝剂与脱稳混合液混合以形成待澄清混合液。

进一步地，澄清池还包括：污泥浓缩室，污泥浓缩室设置在絮凝通道与过流通道之间，且污泥浓缩室与絮凝通道以及污泥浓缩室与过流通道均连通。

进一步地，污泥浓缩室的底部低于过流通道的底部，且污泥浓缩室的底部低于絮凝通道的底部。

进一步地，澄清池还包括：除浮渣装置，除浮渣装置设置在污泥浓缩室与过流通道之间，以清除水中的浮渣；排渣管路，排渣管路与除浮渣装置连接以排放浮渣。

进一步地，澄清池还包括：多个澄清水集水槽，多个澄清水集水槽位于澄清室上部且并排地设置在固液分离填料的上方，多个澄清水集水槽用于收集澄清室中的澄清水，多个澄清水集水槽具有出水端；总产水槽，总产水槽与多个澄清水集水槽的出水端均连通，且总产水槽通过设置在其上的产水出水管路输出澄清水。

进一步地，澄清池还包括：多个分隔板，多个分隔板设置在澄清室内，且多个分隔板将固液分离填料分格安装，多个分隔板的朝向过流通道的一端伸出固液分离填料。

应用本发明的技术方案，该澄清池包括依次连通的混合通道、絮凝通道、过流通道和澄清室，待澄清水输入混合通道中与活性泥渣和混凝药剂进行充分混合，并发生凝聚反应形成脱稳混合液，在絮凝通道中再与絮凝药剂进行充分的絮凝、聚合反应形成待澄清混合液，待澄清混合液进入过流通道，过流通道中的出水需流经澄清室并经过固液分离填料的澄清过程，待澄清混合液在澄清室内完成固液分离从而获得澄清水，被沉淀分离出的固体絮粒重新回到过流通道形成活性泥渣混合液以循环使用活性泥渣。该澄清池结构简单紧凑，操作管理简单方便，并且澄清池的澄清效果稳定可靠。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的澄清池的实施例的俯视结构示意图；以及

图2示出了图1的A-A的剖视结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、混合通道； 11、第一搅拌装置；

12、混凝剂投加管路； 13、输入水管路；

20、絮凝通道； 21、第二搅拌装置；

22、絮凝剂投加管路； 30、过流通道；

40、澄清室； 50、固液分离填料；

501、分隔板； 60、气力循环室；

61、曝气装置； 62、酸液加药管路；

63、碱液加药管路； 601、供气管路；

70、污泥浓缩室； 81、除浮渣装置；

82、排渣管路； 91、澄清水集水槽；

92、总产水槽； 920、产水出水管路；

100、清水层； 701、污泥排放管路。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图2中虚线表示过流通道30与澄清室40之间的分界线。

如图1和图2所示，本发明的实施例提供了一种澄清池，该澄清池应用活性泥渣进行澄清水操作，本发明的澄清池包括混合通道10、絮凝通道20、过流通道30和澄清室40。在本实施例中，混合通道10用于输入待澄清水，即待澄清水从输入水管路13中输入混合通道10中，且待澄清水与活性泥渣在混合通道10中混合，絮凝通道20与混合通道10相连通，过流通道30与絮凝通道20相连通，澄清室40位于过流通道30的上方，其中，澄清室40中设置有固液分离填料50。

待澄清水输入混合通道10中与活性泥渣和混凝药剂进行充分混合，并发生凝聚反应形成脱稳混合液，然后在絮凝通道20中再与絮凝药剂进行充分的絮凝、聚合反应形成待澄清混合液，待澄清混合液进入过流通道30，过流通道30中的出水需流经澄清室40并经过固液分离填料的澄清过程，待澄清混合液在澄清室40内完成固液分离从而获得澄清水，被沉淀分离出的固体絮粒重新回到过流通道30，形成活性泥渣混合液并进入下一循环重新进行澄清操作，从而实现活性污泥的循环使用。由于该澄清池的混合通道10和絮凝通道20顺次地环绕澄清室40设置，且过流通道30位于澄清室40的下方，因此该澄清池结构简单紧凑，应用循环澄清的操作方式使得操作管理简单方便，并且澄清池的澄清效果稳定可靠。

为了能够更好地对过流通道30中的待澄清混合液进行澄清作用，澄清室40内设置了固液分离填料50，并且采用包括多个分隔板501设置在澄清室40内，在本发明中，多个分隔板501将固液分离填料50分格安装，且分隔板501的朝向过流通道30一端伸出固液分离填料。当待澄清混合液从过流通道30流进澄清室40后，在水力条件满足的情况下，待澄清混合液中的部分絮粒能够在固液分离填料50的下表面附近形成一层泥渣悬浮层，即泥渣悬浮层位于澄清室40内且泥渣悬浮层形成在分隔板501的伸出固液分离填料50的一端所形成的空间内。待澄清混合液中较小的絮粒能够在该泥渣悬浮层中得到有效的过滤，强化澄清效果。

在本实施例中，澄清池还包括气力循环室60，气力循环室60与混合通道10相连通，以及气力循环室60与过流通道30相连通，在澄清室40中被沉淀分离出的固体絮粒重新回到过流通道30中形成活性泥渣混合液并流入气力循环室60中(为保证活性泥渣的循环流动以及保证过流通道中水流的冲刷效果，应保证过流通道30中的待澄清混合液的水平流速控制在0.3m/s至0.5m/s之间)，设置在气力循环室60中的曝气装置61通过供气管路601输入的气体进行曝气以将活性泥渣混合液循环定向地输送至混合通道10，这样，澄清池中的活性泥渣可以得到循环利用。气力循环室60与混合通道10之间的液位是不同的，当曝气装置61在曝气的过程中，气力循环室60内的液位升高，并使得活性泥渣混合液定向流入混合通道10中与待澄清水和混凝剂进行充分混合。

当输入的待澄清水的酸碱度不能满足澄清操作要求时，为了得到适合的酸碱度，即合适的pH值，澄清池还包括酸液加药管路62和碱液加药管路63，酸液加药管路62输出端的最优位置为伸进气力循环室60内，碱液加药管路63输出端的最优位置为伸进气力循环室60内，并且酸液加药管路62和碱液加药管路63位于曝气装置61的上方。当输入混合通道10中的待澄清水的pH值过低时，则通过碱液加药管路63向气力循环室60中加入碱液，呈碱性的气力循环室60内的混合液继续循环输送至混合通道10中与待澄清水进行混合，以保证待澄清水的最佳混凝pH值条件；当输入混合通道10中的待澄清水的pH值过高时，则通过酸液加药管路62向气力循环室60中加入酸液，呈酸性的气力循环室60内的混合液继续循环输送至混合通道10中与待澄清水进行混合，以保证待澄清水的最佳混凝pH值条件。这样调节待澄清水的酸碱性，以得到最佳混凝pH值条件，可以有效避免混合通道10内局部酸碱性过浓所带来的负面影响，有利于待澄清水在混合通道10中的混凝反应效果。此外，酸液加药管路62和碱液加药管路63还可以安装在混合通道10内以直接对输入的待澄清水进行中和，但不如安装在气力循环室60内达到的效果好。酸液加药管路62和碱液加药管路63设置在气力循环室60中，不仅能够充分利用澄清池的有效空间，更主要的作用是能够利用气力循环室60中的曝气装置61提供的曝气动力使酸液或碱液在气力循环室60内得到有效的混合稀释。

在本实施例中，澄清池包括第一搅拌装置11和混凝剂投加管路12，第一搅拌装置11设置在混合通道10内，混凝剂投加管路12的输出端伸进混合通道10内，第一搅拌装置11将混凝剂投加管路12投加的混凝剂与所述待澄清水和所述活性泥渣充分混合，并发生凝聚反应以形成脱稳混合液，然后脱稳混合液流入后续的絮凝通道20中。在本发明的实施例中，第一搅拌装置11可以是机械式的搅拌器，也可以是安装在混合通道10内的曝气管路，通过曝气管路进行曝气产生的曝气动力对待澄清水和混凝剂进行有效的翻滚混合。

在本实施例中，澄清池还包括第二搅拌装置21和絮凝剂投加管路22，第二搅拌装置21设置在絮凝通道20内，絮凝剂投加管路22的输出端伸进絮凝通道20内，且第二搅拌装置21将絮凝剂投加管路22投加的絮凝剂与在混合通道10中形成的所述脱稳混合液充分的混合。通过絮凝剂投加管路22向所述脱稳混合液中加入絮凝剂，并通过第二搅拌装置21的搅拌，使得在混合通道10中形成的所述脱稳混合液与絮凝剂进行充分絮凝、聚合反应，形成絮粒个体较大待澄清混合液，以便在后续实现沉淀分离。在本发明的实施例中，第二搅拌装置21可以是机械式的搅拌器，也可以是安装在絮凝通道20内的曝气管路，通过曝气管路进行曝气产生的曝气动力对所述脱稳混合液和絮凝剂进行有效的翻滚混合。

此外，为保证在混合通道10中的脱稳混合液和絮凝通道20中的待澄清混合液不在混合通道10和絮凝通道20中过早发生沉淀堵塞通道，在混合通道10和絮凝通道20中的水平流速应控制在0.3m/s以上。

如图1和图2所示，为了能够将不断形成的过多的沉淀泥渣彻底排出澄清池，本实施例的澄清池还包括污泥浓缩室70，污泥浓缩室70设置在絮凝通道20与过流通道30之间，且污泥浓缩室70与絮凝通道20以及污泥浓缩室70与过流通道30均连通。在絮凝通道20中形成的沉淀性能较好的颗粒物会在污泥浓缩室70中首先沉淀，未被沉淀下来的颗粒物会随待澄清混合液流入过流通道30，在固液分离填料50中继续聚凝沉淀。优选地，污泥浓缩室70的底部低于过流通道30的底部，且污泥浓缩室70的底部低于絮凝通道20的底部。这样，沉淀性能较好的颗粒物在污泥浓缩室70中沉淀下来后在污泥浓缩室70内得到进一步地浓缩，以减小污泥排放体积，有利于后续的污泥脱水处理，然后通过污泥排放管路701将沉积的污泥排放出去。

具体地，澄清池还包括除浮渣装置81和排渣管路82，除浮渣装置81设置在污泥浓缩室70与过流通道30之间，以清除水上的浮渣，在本实施例中，污泥浓缩室70与安装除浮渣装置81的腔室之间的连通口的高度高于该腔室与过流通道30之间的连通口的高度，在待澄清水从污泥浓缩室70中流向过流通道30的过程中，浮渣始终漂浮在水面上，而污泥浓缩室70中的液位高于腔室与过流通道30之间的连通口，这样，除浮渣装置81设置在水面附近，就能够将浮渣进行清理。并且，排渣管路82与除浮渣装置81连接以排放浮渣。

如图2所示，当待澄清混合液流入澄清室40，通过固液分离填料50后在澄清室40的上部形成清水层100，为了提高对澄清水的收集效率，澄清池还包括多个澄清水集水槽91，多个澄清水集水槽91位于澄清室40上部且并排地设置在固液分离填料50的上方，利用澄清水集水槽91进一步收集澄清室40中的澄清水，多个澄清水集水槽91具有出水端，并且，澄清池还包括总产水槽92，总产水槽92与多个澄清水集水槽91均连通，且总产水槽92通过设置在其上的产水出水管路920输出澄清水。

在应用本发明的澄清池进行澄清水操作时，澄清机理包含泥渣悬浮层过滤与浅层沉淀两种机理，两种机理在不同的进水水量条件下，能够各自承担或互补承担澄清过程。在进水量较小时，澄清室40内的水流上升流速小于絮粒沉降速度时，无法形成泥渣悬浮层，此时，澄清过程以固液分离填料50的浅层沉淀为主；当进水量增大至澄清室40内的水流上升流速等于絮粒沉降速度时，则会形成泥渣悬浮层，此时澄清过程以泥渣悬浮层过滤为主，浅层沉淀为辅；当进水量进一步增大时，原有泥渣悬浮层界面会上升或破坏，澄清过程则再次以浅层沉淀为主。同时，被沉淀分离的絮粒积累变大或压实，增大了沉淀速度，会在泥渣悬浮层重新形成新的泥渣悬浮层，或穿过泥渣悬浮层直接沉淀至过流通道30内，随水平水流流向气力循环室60；在形成新的泥渣悬浮层后，澄清过程会再次以泥渣悬浮层过滤为主，浅层沉淀为辅，反复互换主辅作用，直到进水量增大到形成的新的泥渣悬浮层与组合填料同时起作用的时候，此时的进水量已达到极限最大进水量(极限最大进水量与具体水质相关，根据实际情况通过实验确定)。

应用本发明的澄清池进行澄清水操作具有以下技术效果：

1、由于本发明的澄清池充分利用循环通道进行混凝操作，因此该澄清池结构简单紧凑，有利于节省占地面积，并且在混合通道与絮凝通道设置的潜水型搅拌器或穿孔管曝气搅拌设备能耗低、故障率低，有利于减少日常管理维护，且操作简单方便。

2、由于本发明的澄清池利用曝气装置进行气力循环，活性泥渣的循环量可以通过调整曝气量的方式进行调节，操作简单，可有效化解进水水量、水温与水质变化对澄清效果的不利影响，而且大大节省活性泥渣的循环能耗，从而大大降低澄清池的整体运行能耗。

3、由于本发明的澄清池的澄清过程包含泥渣悬浮层过滤与浅层沉淀两种澄清机理的互补过程，可有效保障稳定可靠的出水水质。

4、由于本发明的澄清池内设置了污泥浓缩室，沉积在污泥浓缩室的污泥能够得到充分的浓缩，因此排放污泥体积小、浓度高，可直接进行脱水处理，无需进一步进行浓缩。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种澄清池，所述澄清池应用活性泥渣进行澄清水操作，其特征在于，包括：

混合通道(10)，所述混合通道(10)用于输入待澄清水，且所述待澄清水与所述活性泥渣在所述混合通道(10)中混合；

絮凝通道(20)，所述絮凝通道(20)与所述混合通道(10)相连通；

过流通道(30)，所述过流通道(30)与所述絮凝通道(20)相连通；

澄清室(40)，所述澄清室(40)位于所述过流通道(30)的上方，且所述澄清室(40)与所述过流通道(30)连通，其中，所述澄清室(40)中设有固液分离填料(50)；

气力循环室(60)，所述气力循环室(60)与所述混合通道(10)相连通，以及所述气力循环室(60)与所述过流通道(30)相连通；

其中，所述气力循环室(60)中设置有曝气装置(61)，所述曝气装置(61)将所述过流通道(30)中的所述活性泥渣定向输送至所述混合通道(10)内；

污泥浓缩室(70)，所述污泥浓缩室(70)设置在所述絮凝通道(20)与所述过流通道(30)之间，且所述污泥浓缩室(70)与所述絮凝通道(20)以及所述污泥浓缩室(70)与所述过流通道(30)均连通。

2.根据权利要求1所述的澄清池，其特征在于，所述澄清池还包括：

酸液加药管路(62)，所述酸液加药管路(62)的输出端伸进所述气力循环室(60)内；

碱液加药管路(63)，所述碱液加药管路(63)的输出端伸进所述气力循环室(60)内。

3.根据权利要求1所述的澄清池，其特征在于，所述澄清池还包括：

第一搅拌装置(11)，所述第一搅拌装置(11)设置在所述混合通道(10)内；

混凝剂投加管路(12)，所述混凝剂投加管路(12)的输出端伸进所述混合通道(10)内，所述第一搅拌装置(11)将所述混凝剂投加管路(12)投入的混凝剂与所述待澄清水和所述活性泥渣混合以形成脱稳混合液。

4.根据权利要求3所述的澄清池，其特征在于，所述澄清池还包括：

第二搅拌装置(21)，所述第二搅拌装置(21)设置在所述絮凝通道(20)内；

絮凝剂投加管路(22)，所述絮凝剂投加管路(22)的输出端伸进所述絮凝通道(20)内，所述第二搅拌装置(21)将所述絮凝剂投加管路(22)投入的絮凝剂与所述脱稳混合液混合以形成待澄清混合液。

5.根据权利要求1所述的澄清池，其特征在于，所述污泥浓缩室(70)的底部低于所述过流通道(30)的底部，且所述污泥浓缩室(70)的底部低于所述絮凝通道(20)的底部。

6.根据权利要求1所述的澄清池，其特征在于，所述澄清池还包括：

除浮渣装置(81)，所述除浮渣装置(81)设置在所述污泥浓缩室(70)与所述过流通道(30)之间，以清除水中的浮渣；

排渣管路(82)，所述排渣管路(82)与所述除浮渣装置(81)连接以排放浮渣。

7.根据权利要求1所述的澄清池，其特征在于，所述澄清池还包括：

多个澄清水集水槽(91)，多个所述澄清水集水槽(91)位于所述澄清室(40)上部且并排地设置在所述固液分离填料(50)的上方，多个所述澄清水集水槽(91)用于收集所述澄清室(40)中的澄清水，多个所述澄清水集水槽(91)具有出水端；

总产水槽(92)，所述总产水槽(92)与多个所述澄清水集水槽(91)的出水端均连通，且所述总产水槽(92)通过设置在其上的产水出水管路(920)输出所述澄清水。

8.根据权利要求1所述的澄清池，其特征在于，所述澄清池还包括：

多个分隔板(501)，多个所述分隔板(501)设置在所述澄清室(40)内，且多个所述分隔板(501)将所述固液分离填料(50)分格安装，多个所述分隔板(501)的朝向所述过流通道(30)的一端伸出所述固液分离填料(50)。