CN105477934A - 一种快速渣水分离器 - Google Patents

Abstract

一种快速渣水分离器，其特征是包括进水分层管(1)、出水收集管(11)、第一流速传感器(121)、第二流速传感器(122)、第三流速传感器(123)、PLC控制器(16)和挡板(17)，所述进水分层管(1)在重力方向上逐步放大流体空间，使流速逐步减缓，分为上下流，形成上缓冲分层区(2)和下缓冲分层区(20)。本发明的快速渣水分离器能够实现低能耗/低成本条件下，渣和水能够快速被分离。本发明的快速渣水分离器不用暂停污水处理进程，连续出水和连续出渣。本发明的快速渣水分离器使排出渣含水量低，能耗少。

Description

一种快速渣水分离器

技术领域

本发明涉及污水技术和处理领域，尤其是一种快速渣水分离器。

背景技术

当前污水处理技术的核心瓶颈问题有4个：1)设备造价高；2)设施场地的占用大；3)污水处理时间长；4)污水处理的成本高。

要解决以上问题，就必须实现以下成果：

a)前处理设备小型化：将各种处理工艺进行综合，快速去除污水中的主要颗粒物，包括主要的COD和BOD等，为后续的进一步处理打好基础；

b)药剂控制和反应时间控制：

·合理和少量的药剂使用，避免产生更多的废渣；

·让药剂能和污水进行快速地混合和充分反应，使处理时间短，能耗少；

c)低能耗/低成本条件下，渣和水能够快速被分离：

·不用暂停污水处理进程，连续出水和连续出渣

·使排出渣含水量低，能耗少；

d)水处理工艺优化

·做到连续污水处理，减小蓄水池体积

·减小污水处理设备的体积(包括如连续出渣，减小压渣设备的体积等)

·优化水处理工艺，减小整体占地面积和空间体积

·不做无节制处理，做到能达标回收利用，做到0排放

e)在线监测&自动化调整：

·处理工艺全自动化(PH、COD、BOD、TP、TN和电导率等在线检测，及药剂使用量的自动调整)。

针对以上a)，b)，c)，d)和e)，系列发明了相对应技术，本发明是针对c)低能耗/低成本条件下，渣和水能够快速被分离。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速渣水分离器，以克服上述缺陷。

本发明的技术方案是：

一种快速渣水分离器，包括进水分层管、出水收集管、第一流速传感器、第二流速传感器、第三流速传感器、PLC控制器和挡板，所述进水分层管在重力方向上逐步放大流体空间，使流速逐步减缓，分为上下流，形成上缓冲分层区和下缓冲分层区，上缓冲分层区一侧设有上导流板、上浮渣收集区、上滤网、上滤网清洁器、上浮渣排放器、上导流管、上部渣传感器、上排放控制器、上清洁控制器和上单向阀；下缓冲分层区一侧设有下导流板、下沉渣收集区、下滤网、下滤网清洁器、下浮渣排放器、下导流管、下部渣传感器、下排放控制器、下清洁控制器和下单向阀；挡板设置在上导流管与下导流管的交汇处，第一流速传感器设置在进水分层管内，第二流速传感器和第三流速传感器分别设置在上导流管与下导流管内，PLC控制器接收第一流速传感器、第二流速传感器、第三流速传感器、上部渣传感器、上排放控制器、上清洁控制器、下部渣传感器、下排放控制器和下清洁控制器的信号，由PLC控制器进行复杂运算后发出控制信号，上清洁控制器或上排放控制器，使下滤网清洁器动作，清洁滤网，或同时使上浮渣排放器动作，排出上浮渣。

所述进水分层管在重力方向上逐步放大流体空间，使流速逐步减缓，利用重力原理，使比重轻的渣在前进过程中上浮，使比重重的渣在前进过程中下沉。

所述水流遇到阻碍时，分为上下流，形成上缓冲分层区和下缓冲分层区从而带动“上浮渣”进一步上浮进入上浮渣收集区，“下沉渣”进一步下沉，进入下沉渣收集区。

所述上导流板使水流斜向冲刷到上滤网表面，使水通过上滤网流通，使渣上浮与上滤网分离，防止渣在上滤网上进行聚集，使渣水分离；下导流板使水流斜向冲刷到下滤网表面，使水通过下滤网流通，使渣下沉与下滤网分离，防止渣在下滤网上进行聚集，使渣水分离。

所述导流板，使水流斜向冲刷到滤网表面，水流反弹，使上浮渣或者下沉渣进一步压实，便于今后的渣水分离和排放。

所述上浮渣收集区在上滤网上方设置合适的储渣空间，利用重力原理，使浮渣聚集在一起，再利用水压的作用，使渣逐步集结成团减少含水量；下沉渣收集区在下滤网下方设置合适的储渣空间，利用重力原理，使沉渣聚集在一起，再利用水压的作用，使渣逐步集结成团减少含水量。

所述上滤网使用多级不同滤径的材料叠合在一起，外层使用不会和油污或渣粘结的不锈钢金属材料或者其它合成硬质化工材料，使渣即使短暂地附在滤网表面，在水流波动或者冲击下，也能轻易的离开滤网表面。滤网向“渣收集区”进行体积延伸，理论上，“渣收集区”体积大，滤网的体积就可以相应做大。滤网可以是圆筒状或者其它形体，或者外壁褶皱，这样可以增加过滤的有效面积；下滤网使用多级不同滤径的材料叠合在一起，外层使用不会和油污或渣粘结的不锈钢金属材料或者其它合成硬质化工材料，使渣即使短暂地附在滤网表面，在水流波动或者冲击下，也能轻易的离开滤网表面。滤网向“渣收集区”进行体积延伸，理论上，“渣收集区”体积大，滤网的体积就可以相应做大。滤网可以是圆筒状或者其它形体，或者外壁褶皱，这样可以增加过滤的有效面积。

水从滤网的外部流向内部，这样带来2个好处，a)当有冲击压力从滤网内部向外释放时，渣就被可以从滤网上被轻易震落，浮上或者下沉；b)渣在滤网外部方便了能够连续出渣。

所述上滤网清洁器完全覆盖滤网的上方，喷射水流或者气体，利用其冲击力，即清洁了上滤网，同时也提供“渣排放器”动能，使渣排出；下滤网清洁器完全覆盖滤网的上方，喷射水流或者气体，利用其冲击力，即清洁了下滤网，同时也提供“渣排放器”动能，使渣排出。

上浮渣排放器高效快速的排放渣。

所述上单向阀在排渣过程中，关闭进水道，减少排渣的含水量，以及减少对水流的干扰；下单向阀在排渣过程中，关闭进水道，减少排渣的含水量，以及减少对水流的干扰。

所述上导流管由于上滤网在流体流过时有不同的压差，过滤后的水在上导流管内的流速和压力也会不同，根据这一原理，过滤后的部分水会在导流管振动往复循环流动，起到上滤网的作用；下导流管由于下滤网在流体流过时有不同的压差，过滤后的水在下导流管内的流速和压力也会不同，根据这一原理，过滤后的部分水会在导流管振动往复循环流动，起到清洁下滤网的作用。

所述出水收集管内设挡板使流经上导流管和下导流管的少部分水，遇挡板阻挡，继续在上导流管和下导流管振动往复循环流动，起到清洁上滤网和下滤网的作用。

第一流速传感器感应进口流速，第二流速传感器感应上滤网后端流速，第三流速传感器感应下滤网后端流速，

第一流速传感器、第二流速传感器和第三流速传感器分别反馈信息给PLC控制器，由PLC进行逻辑判断：流速是否需要调整，以及滤网的被污染程度等。

上部渣传感器在渣累积到一定量后，发送信号到PLC控制器。

上排放控制器可设定排放的参数，高效快速的排放渣。

上清洁控制器可设定清洁的参数，高效快速的清洁滤网。

PLC控制器进行复杂逻辑运算，高效快速处理滤网清洁器、渣排放，及排渣过程中只带出最少量的水。

本发明的有益效果是：

本发明的快速渣水分离器能够实现低能耗/低成本条件下，渣和水能够快速被分离。

本发明的快速渣水分离器不用暂停污水处理进程，连续出水和连续出渣。

本发明的快速渣水分离器使排出渣含水量低，能耗少。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的PLC控制器的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

如图1，图2，一种快速渣水分离器，其特征是包括进水分层管1、出水收集管11、第一流速传感器121、第二流速传感器122、第三流速传感器123、PLC控制器16和挡板17，所述进水分层管1在重力方向上逐步放大流体空间，使流速逐步减缓，分为上下流，形成上缓冲分层区2和下缓冲分层区20，上缓冲分层区2一侧设有上导流板3、上浮渣收集区4、上滤网6、上滤网清洁器7、上浮渣排放器8、上导流管10、上部渣传感器13、上排放控制器14、上清洁控制器15和上单向阀18；下缓冲分层区20一侧设有下导流板30、下沉渣收集区5、下滤网60、下滤网清洁器7、下浮渣排放器9、下导流管100、下部渣传感器130、下排放控制器140、下清洁控制器150和下单向阀180；挡板17设置在上导流管10与下导流管100的交汇处，第一流速传感器121设置在进水分层管1内，第二流速传感器122和第三流速传感器123分别设置在上导流管10与下导流管100内，PLC控制器16接收第一流速传感器121、第二流速传感器122、第三流速传感器123、上部渣传感器13、上排放控制器14、上清洁控制器15、下部渣传感器130、下排放控制器140和下清洁控制器150的信号，由PLC控制器16进行复杂运算后发出控制信号，上清洁控制器15或上排放控制器14，使下滤网清洁器7动作，清洁滤网，或同时使上浮渣排放器8动作，排出上浮渣。

所述进水分层管1在重力方向上逐步放大流体空间，使流速逐步减缓，利用重力原理，使比重轻的渣在前进过程中上浮，使比重重的渣在前进过程中下沉。

所述水流遇到阻碍时，分为上下流，形成上缓冲分层区2和下缓冲分层区20从而带动“上浮渣”进一步上浮进入上浮渣收集区4，“下沉渣”进一步下沉，进入下沉渣收集区50。

所述上导流板3使水流斜向冲刷到上滤网6表面，使水通过上滤网6流通，使渣上浮与上滤网6分离，防止渣在上滤网6上进行聚集，使渣水分离；下导流板30使水流斜向冲刷到下滤网60表面，使水通过下滤网60流通，使渣下沉与下滤网60分离，防止渣在下滤网60上进行聚集，使渣水分离。

所述导流板，使水流斜向冲刷到滤网表面，水流反弹，使上浮渣或者下沉渣进一步压实，便于今后的渣水分离和排放。

所述上浮渣收集区4在上滤网6上方设置合适的储渣空间，利用重力原理，使浮渣聚集在一起，再利用水压的作用，使渣逐步集结成团减少含水量；下沉渣收集区50在下滤网60下方设置合适的储渣空间，利用重力原理，使沉渣聚集在一起，再利用水压的作用，使渣逐步集结成团减少含水量。

所述上滤网6使用多级不同滤径的材料叠合在一起，外层使用不会和油污或渣粘结的不锈钢金属材料或者其它合成硬质化工材料，使渣即使短暂地附在滤网表面，在水流波动或者冲击下，也能轻易的离开滤网表面。滤网向“渣收集区”进行体积延伸，理论上，“渣收集区”体积大，滤网的体积就可以相应做大。滤网可以是圆筒状或者其它形体，或者外壁褶皱，这样可以增加过滤的有效面积；下滤网60使用多级不同滤径的材料叠合在一起，外层使用不会和油污或渣粘结的不锈钢金属材料或者其它合成硬质化工材料，使渣即使短暂地附在滤网表面，在水流波动或者冲击下，也能轻易的离开滤网表面。滤网向“渣收集区”进行体积延伸，理论上，“渣收集区”体积大，滤网的体积就可以相应做大。滤网可以是圆筒状或者其它形体，或者外壁褶皱，这样可以增加过滤的有效面积。

水从滤网的外部流向内部，这样带来2个好处，a当有冲击压力从滤网内部向外释放时，渣就被可以从滤网上被轻易震落，浮上或者下沉；b)渣在滤网外部方便了能够连续出渣。

所述上滤网清洁器7完全覆盖滤网的上方，喷射水流或者气体，利用其冲击力，即清洁了上滤网6，同时也提供“渣排放器”动能，使渣排出；下滤网清洁器70完全覆盖滤网的上方，喷射水流或者气体，利用其冲击力，即清洁了下滤网60，同时也提供“渣排放器”动能，使渣排出。

上浮渣排放器8高效快速的排放渣。

所述上单向阀18在排渣过程中，关闭进水道，减少排渣的含水量，以及减少对水流的干扰；下单向阀180在排渣过程中，关闭进水道，减少排渣的含水量，以及减少对水流的干扰。

所述上导流管10由于上滤网6在流体流过时有不同的压差，过滤后的水在上导流管10内的流速和压力也会不同，根据这一原理，过滤后的部分水会在导流管振动往复循环流动，起到上滤网6的作用；下导流管100由于下滤网60在流体流过时有不同的压差，过滤后的水在下导流管100内的流速和压力也会不同，根据这一原理，过滤后的部分水会在导流管振动往复循环流动，起到清洁下滤网60的作用。

所述出水收集管11内设挡板17使流经上导流管10和下导流管100的少部分水，遇挡板17阻挡，继续在上导流管10和下导流管100振动往复循环流动，起到清洁上滤网6和下滤网60的作用。

第一流速传感器121感应进口流速，第二流速传感器122感应上滤网6后端流速，第三流速传感器123感应下滤网60后端流速，

第一流速传感器121、第二流速传感器122和第三流速传感器123分别反馈信息给PLC控制器16，由PLC进行逻辑判断：流速是否需要调整，以及滤网的被污染程度等。

上部渣传感器13在渣累积到一定量后，发送信号到PLC控制器16。

上排放控制器14可设定排放的参数，高效快速的排放渣。

上清洁控制器15可设定清洁的参数，高效快速的清洁滤网。

PLC控制器16进行复杂逻辑运算，高效快速处理滤网清洁器、渣排放，及排渣过程中只带出最少量的水。

1)上一级处理过的污水，进入进水分层管在重力方向上逐步放大流体空间，流速逐步减缓，利用重力原理，使比重轻的渣在前进过程中上浮，使比重重的渣在前进过程中下沉

2)接着进入缓冲分层区，水流在碰到阻碍时，分为上下流，从而带动“上浮渣”进一步上浮，“下沉渣”进一步下沉

3)接着导流板，使水流斜向冲刷到滤网表面，使水通过滤网流通，使渣上浮或者下沉与滤网分离，起到防止滤网前聚集渣，使渣水分离

4)同时导流板，使水流斜向冲刷到滤网表面，水流反弹，使上浮渣或者下沉渣进一步压实，便于今后的渣水分离和排放

5)上浮渣收集区，在滤网上方设置合适的储渣空间，利用重力原理，使浮渣聚集在一起，再利用水压的作用，使渣与水逐步分离和集结

6)下沉渣收集区，在滤网下方设置合适的储渣空间，利用重力原理，使沉渣聚集在一起，再利用水压的作用，使渣与水逐步分离和集结

7)上一级处理过的污水，经过滤网，流入导流管，由于上下滤网在流体流过时有不同的压差，过滤后的水在上下导流管内的流速和压力也会不同，根据这一原理，过滤后的部分水会在导流管振动往复循环流动，起到清洁滤网的作用；

8)接着出水收集管，内设挡板，使流经导流管少部分水，遇挡板阻挡，继续在导流管振动往复循环流动，起到清洁滤网的作用

9)流经导流管大部分水，进入出水收集管，然后流出，进入下一级的水质处理

10)PLC控制器接收流速传感器和渣传感器的信号，由PLC进行复杂运算和逻辑判断：滤网的被污染程度，以及流速是否需要调整？渣是否满了？之后发出控制信号：

a)控制清洁控制器，驱动滤网清洁器。滤网清洁器，完全覆盖滤网的上方，喷射出水流或者气体，利用其冲击力，清洁滤网

b)控制排放控制器，利用滤网清洁器的动能，使渣排出

为了解决以上技术问题，本发明“快速渣水分离器”提供一种全新的理论，利用渣水的比重不同、流动性不同和水流的循环压力不同等原理，将渣和水进行有效的分离，理论见下：

1)利用浮渣上浮，沉渣下沉的重力原理，在重力方向上进行轻渣和重渣分离；

2)水从滤网的外部流向内部，当有冲击压力从滤网内部向外释放时，渣就被可以从滤网上被轻易震落浮上或者下沉；

3)反向进行过滤，提供储存浮渣或者沉渣的反向收集空间，同时利用水流自身压力使渣进一步聚集并与水进一步分离；

4)利用水流斜向冲击滤网，使渣不要附在滤网上；

5)利用流体循环产生的压力不同，对滤网进行自清洁；

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。

Claims (9)

1.一种快速渣水分离器，其特征是包括进水分层管(1)、出水收集管(11)、第一流速传感器(121)、第二流速传感器(122)、第三流速传感器(123)、PLC控制器(16)和挡板(17)，所述进水分层管(1)在重力方向上逐步放大流体空间，使流速逐步减缓，分为上下流，形成上缓冲分层区(2)和下缓冲分层区(20)，上缓冲分层区(2)一侧设有上导流板(3)、上浮渣收集区(4)、上滤网(6)、上滤网清洁器(7)、上浮渣排放器(8)、上导流管(10)、上部渣传感器(13)、上排放控制器(14)、上清洁控制器(15)和上单向阀(18)；下缓冲分层区(20)一侧设有下导流板(30)、下沉渣收集区(5)、下滤网(60)、下滤网清洁器(7)、下浮渣排放器(9)、下导流管(100)、下部渣传感器(130)、下排放控制器(140)、下清洁控制器(150)和下单向阀(180)；挡板(17)设置在上导流管(10)与下导流管(100)的交汇处，第一流速传感器(121)设置在进水分层管(1)内，第二流速传感器(122)和第三流速传感器(123)分别设置在上导流管(10)与下导流管(100)内，PLC控制器(16)接收第一流速传感器(121)、第二流速传感器(122)、第三流速传感器(123)、上部渣传感器(13)、上排放控制器(14)、上清洁控制器(15)、下部渣传感器(130)、下排放控制器(140)和下清洁控制器(150)的信号，由PLC控制器(16)进行复杂运算后发出控制信号，上清洁控制器(15)或上排放控制器(14)，使下滤网清洁器(7)动作，清洁滤网，或同时使上浮渣排放器(8)动作，排出上浮渣。

2.根据权利要求1所述的快速渣水分离器，其特征在于所述水流遇到阻碍时，分为上下流，形成上缓冲分层区(2)和下缓冲分层区(20)从而带动“上浮渣”进一步上浮进入上浮渣收集区(4)，“下沉渣”进一步下沉，进入下沉渣收集区(50)。

3.根据权利要求1所述的快速渣水分离器，其特征在于所述上导流板(3)使水流斜向冲刷到上滤网(6)表面，使水通过上滤网(6)流通，使渣上浮与上滤网(6)分离，防止渣在上滤网(6)上进行聚集，使渣水分离；下导流板(30)使水流斜向冲刷到下滤网(60)表面，使水通过下滤网(60)流通，使渣下沉与下滤网(60)分离，防止渣在下滤网(60)上进行聚集，使渣水分离。

4.根据权利要求1所述的快速渣水分离器，其特征在于所述上浮渣收集区(4)在上滤网(6)上方设置合适的储渣空间，利用重力原理，使浮渣聚集在一起，再利用水压的作用，使渣逐步集结成团减少含水量；下沉渣收集区(50)在下滤网(60)下方设置合适的储渣空间，利用重力原理，使沉渣聚集在一起，再利用水压的作用，使渣逐步集结成团减少含水量。

5.根据权利要求1所述的快速渣水分离器，其特征在于所述上滤网(6)使用多级不同滤径的材料叠合在一起，外层使用不会和油污或渣粘结的不锈钢金属材料或者其它合成硬质化工材料，使渣即使短暂地附在滤网表面，在水流波动或者冲击下，也能轻易的离开滤网表面。滤网向“渣收集区”进行体积延伸，理论上，“渣收集区”体积大，滤网的体积就可以相应做大。滤网可以是圆筒状或者其它形体，或者外壁褶皱，这样可以增加过滤的有效面积；下滤网(60)使用多级不同滤径的材料叠合在一起，外层使用不会和油污或渣粘结的不锈钢金属材料或者其它合成硬质化工材料，使渣即使短暂地附在滤网表面，在水流波动或者冲击下，也能轻易的离开滤网表面。滤网向“渣收集区”进行体积延伸，理论上，“渣收集区”体积大，滤网的体积就可以相应做大。滤网可以是圆筒状或者其它形体，或者外壁褶皱，这样可以增加过滤的有效面积。

6.根据权利要求1所述的快速渣水分离器，其特征在于所述上滤网清洁器(7)完全覆盖滤网的上方，喷射水流或者气体，利用其冲击力，即清洁了上滤网(6)，同时也提供“渣排放器”动能，使渣排出；下滤网清洁器(70)完全覆盖滤网的上方，喷射水流或者气体，利用其冲击力，即清洁了下滤网(60)，同时也提供“渣排放器”动能，使渣排出。

7.根据权利要求1所述的快速渣水分离器，其特征在于所述上单向阀(18)在排渣过程中，关闭进水道，减少排渣的含水量，以及减少对水流的干扰；下单向阀(180)在排渣过程中，关闭进水道，减少排渣的含水量，以及减少对水流的干扰。

8.根据权利要求1所述的快速渣水分离器，其特征在于所述上导流管(10)由于上滤网(6)在流体流过时有不同的压差，过滤后的水在上导流管(10)内的流速和压力也会不同，根据这一原理，过滤后的部分水会在导流管振动往复循环流动，起到上滤网(6)的作用；下导流管(100)由于下滤网(60)在流体流过时有不同的压差，过滤后的水在下导流管(100)内的流速和压力也会不同，根据这一原理，过滤后的部分水会在导流管振动往复循环流动，起到清洁下滤网(60)的作用。

9.根据权利要求1所述的快速渣水分离器，其特征在于所述出水收集管(11)内设挡板(17)使流经上导流管(10)和下导流管(100)的少部分水，遇挡板(17)阻挡，继续在上导流管(10)和下导流管(100)振动往复循环流动，起到清洁上滤网(6)和下滤网(60)的作用。