CN105920887A - 废水分离系统及其沉降装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废水分离系统及其沉降装置，沉降装置包括外筒、内筒、搅拌组件、旋转分离器及沉降挡板。预先混合的废水在搅拌组件的作用下在反应段与絮凝剂充分接触并反应，形成较大的胶团，并接下来在加速段进行旋转加速，在离心力作用下将固体颗粒进行沉降分层。进一步的，废水进入外筒，其状态从湍流态变为滞留态。通过重力的作用，比重大的固体颗粒会快速沉降至浓缩液出口。而且，由于沉降挡板具有阻挡作用，因分子间作用力而向上运动的固体颗粒会与其发生碰撞，从而改变其运动轨迹，最终沉降，从而使得清液中的粉尘含量大大降低。因此，上述废水分离系统及其沉降装置可提高效率，并改善分离效果。

Description

废水分离系统及其沉降装置

技术领域

本发明涉及一种污水处理技术，特别是涉及一种废水分离系统及其沉降装置。

背景技术

在工业生产过程中，很多途径都会产生含尘废水，含尘废水是指在水中混入了各种固体粉尘颗粒，从而导致水体被污染。而将含尘废水中的粉尘颗粒与水体分离，则是污水处理中的重要环节。

目前，常用的含尘废水的分离方式是自然沉降。即将含尘废水缓慢流经沉降罐后，静置一段时间，使其中的粉尘颗粒自然沉降。这种方式存在两种缺陷：其一，需要较长的沉降时间才能使得粉尘颗粒沉降至底部。按照常规经验，一般在4小时以上沉降，才能将粉尘颗粒大致分离出来，故分离效率相对较低。第二，分离效果差。经自然沉降后的清液相对较浊，而浓缩液液相对较稀，不利于后续工序对其进行进一步处理或进行物料回收。

因此，目前常用的沉降方式存在沉降分离效果差、生产效率低等问题，严重制约产能，也不符合目前清洁生产的趋势要求。

发明内容

针对现有的沉降方式效率低、分离效果差的问题，有必要提供一种能提高效率，并改善分离效果的废水分离系统及其沉降装置。

一种沉降装置，用于含尘废水的沉降分离，所述沉降装置包括：

呈中空筒状结构的外筒，所述外筒两端开口，其底部设有浓缩液出口，另一端设有与外筒连通的清液出口；

呈中空筒状结构的内筒，所述内筒收容并固定于所述外筒内，所述内筒靠近所述浓缩液出口的一段为加速段，另一段为反应段，所述加速段的内径沿指向所述浓缩液出口的方向连续减小，且末端开口，以使所述内筒与所述外筒连通；

搅拌组件，设置于所述反应段内，用以搅拌所述含尘废水；

设置于所述加速段底部的旋转分离器，用于驱动所述含尘废水加速旋转；及

沉降挡板，固定于所述外筒的内壁，所述沉降挡板包括多组相互间隔平行，且围绕所述内筒同心设置的沉降片，所述沉降片相对于所述内筒的轴线倾斜预设角度。

在一个优选实施例中，所述外筒的尾部为锥形结构，所述浓缩液出口开设于所述锥形结构的锥角位置。

在一个优选实施例中，所述外筒上设置有溢流槽及清液收集槽，所述清液收集槽呈环形结构，并围绕所述外筒的外壁设置，所述清液出口设置于所述清液收集槽的底部。

在一个优选实施例中，所述溢流槽为条形槽结构，其中一端与所述内筒连接，另一端与所述外筒连接，并与所述清液收集槽连通，所述溢流槽为多个，且围绕所述内筒间隔设置。

在一个优选实施例中，所述搅拌组件包括与所述内筒同轴设置的搅拌轴以及设置于所述搅拌轴上的搅拌桨叶，所述搅拌桨叶为多个，且相互间隔设置。

在一个优选实施例中，还包括驱动装置，所述驱动装置与所述搅拌组件联动，用于驱动所述搅拌组件工作。

在一个优选实施例中，所述驱动装置包括：

安装座，固定于所述内筒上；

设置于所述安装座上的电机及减速机，所述减速机与所述电机联动；及

轴联器，用于连接减速机与所述搅拌组件。

在一个优选实施例中，其中一个所述沉降片的上边缘在与所述外筒轴线垂直的平面上的投影，覆盖在与其相邻的所述沉降片的下边缘在该平面上的投影。

在一个优选实施例中，所述沉降挡板为多个，且沿所述外筒的轴向相互间隔设置，相邻两个所述沉降挡板中的沉降片的倾斜方向相反。

一种废水分离系统，包括：

如上述优选实施例中任一项所述的沉降装置；

预混装置、浓缩液输送装置及清液输送装置；

其中，所述预混装置的出口与所述内筒连通，所述浓缩液输送装置与所述浓缩液出口连通，所述清液输送装置与所述清液出口连通。

上述废水分离系统及其沉降装置，预先混合的废水在搅拌组件的作用下在反应段与絮凝剂充分接触并反应，形成较大的胶团，并接下来在加速段进行旋转加速，在离心力作用下将固体颗粒进行沉降分层。进一步的，废水进入外筒，其状态从湍流态变为滞留态。通过重力的作用，比重大的固体颗粒会快速沉降至浓缩液出口。而且，由于沉降挡板具有阻挡作用，因分子间作用力而向上运动的固体颗粒会与其发生碰撞，从而改变其运动轨迹，最终沉降，从而使得清液中的粉尘含量大大降低。因此，上述废水分离系统及其沉降装置可提高效率，并改善分离效果。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中废水分离系统的模块示意图；

图2为图1所示废水分离系统中沉降装置的结构示意图；

图3为图2所示沉降装置中沉降挡板的纵截面示意图；

图4为图2所示沉降装置的横截面示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

请参阅图1，本发明较佳实施例中的废水分离系统10包括沉降装置100、预混装置101、浓缩液输送装置102及清液输送装置103。

沉降装置100用于含尘废水的沉降分离，将含尘废水分离得到下层浓缩液及上层清液。

预混装置101用于将含尘废水与化学试剂（例如，絮凝剂）混合，并将混合液输送至沉降装置100进行沉降分离。预混装置101可以是容器混合、也可以是管道式混合。若进料为常压状态，则采用容器混合，并增设工业风搅拌，以增强混合效果。若进料带有一定压力，则采用管道式静态混合，混合效果更好。

浓缩液输送装置102为浓缩液输送提供动力，可以是离心泵、螺杆泵等设备，可采用压缩风驱动。若位差足够大、物料流动性足够好，也可以依靠重力进行输送。

清液输送装置103是将与粉尘颗粒分离的水体清液运送至下一工序的设备。具体的，可以为各种泵送装置。

请一并参阅图2，本发明较佳实施例中的沉降装置100包括外筒110、内筒120、搅拌组件130、旋转分离器140及沉降挡板150。

外筒110呈中空筒状结构，一般由金属构成。外筒110两端开口，其底部设有浓缩液出口111，另一端设有与外筒110连通的清液出口113。外筒110的侧壁还设有支撑支耳115，用于安装固定外筒110。

内筒120呈中空筒状结构，一般也由金属制成。内筒120收容并固定于外筒110内。所述内筒120靠近浓缩液出口111的一段为加速段，另一段为反应段，加速段的内径沿指向浓缩液出口111的方向连续减小。因此，加速段呈漏斗形，含尘废水在加速段有加速向下的趋势。需要指出的是，加速段的长度为内筒120总长度的1/3～1/4。此外，加速段的末端开口，以使内筒120与外筒110连通。

其中，预混装置101的出口与内筒120连通，浓缩液输送装置102与浓缩液出口111连通，清液输送装置103与清液出口113连通。

搅拌组件130设置于反应段内，用以搅拌含尘废水。含尘废水在搅拌组件130的搅拌下，产生转动，从而便于废水中的粉尘颗粒与絮凝剂结合，使得反应充分，更有利于固液分离。

在本实施例中，搅拌组件130包括与内筒120同轴设置的搅拌轴131以及设置于搅拌轴131上的搅拌桨叶133。进一步的，搅拌桨叶133为多个，且相互间隔设置。

多个搅拌桨叶133间隔设置，可以实现更立体的搅拌，从而进一步提升反应效果。需要指出的是，在其他实施例中，搅拌组件130不限于为上述结构，只要能使含尘废水与化学试剂充分混合即可。

旋转分离器140设置于加速段底部的，用于驱动含尘废水加速旋转。通过旋转分离器140的搅动，以及加速段结构的限制，含尘废水在加速段内加速旋转。因此，在离心力的作用下，比重较大的粉尘颗粒以及反应生成的胶团会向外层扩散，从而实现分层。

进一步的，废水进入外筒110，其状态从湍流态变为滞留态。通过重力的作用，比重大的粉尘颗粒及胶团会快速沉降至浓缩液出口111附近。

沉降挡板150固定于外筒110的内壁。沉降挡板150的材料可以是金属、板材等或其他耐腐蚀材料。沉降挡板150包括多组相互间隔平行，且围绕内筒120同心设置的沉降片151，沉降片151相对于内筒120的轴线倾斜预设角度。具体的，沉降片151可以套设的圆台形筒状结构。多个沉降片151的内径依次增大，且相互套设。此外，沉降片151也可由多段分立的弧形板拼接而成，多段弧形板围绕内筒120设置。

在本实施例中，沉降片151与垂直于内筒120轴线的平面的夹角Ø大于粉尘颗粒的休止角。因此，沉降片151的倾斜角度可调节，以便于沉降装置100适用于多种不同类型的含尘废水。

当含尘废水从内筒120进入外筒110后，清液由下往上缓慢移动，其中少量的悬浮粉尘颗粒受浮力、范德华力的作用会随之向上移动。因此，此时的清液中含有的粉尘颗粒依然较多，若要这些悬浮的粉尘颗粒完全沉降，则需要等待较长时间。而通过设置沉降挡板150，当向上运动的粉尘颗粒碰撞到沉降片151后会改变运动轨迹，朝下运动，进而在重力的影响下较快的实现沉降。

请一并参阅图3及图4，在本实施例中，其中一个沉降片151的上边缘在与外筒110轴线垂直的平面上的投影，覆盖在与其相邻的沉降片151的下边缘在该平面上的投影。这样设置，可使得竖直方向上不留缝隙，在便于清液经过的同时，能防止悬浮的粉尘颗粒从两个沉降片151之间流失，从而使得分离效果更佳。

在本实施例中，沉降挡板150为多个，且外筒110的轴向相互间隔设置，相邻两个沉降挡板150中的沉降片的倾斜方向相反。采用多层沉降挡板150，可进一步提高阻挡效果，从而使得分离效果进一步提升。

而且，由于相邻两个沉降挡板150中的沉降片151的倾斜方向相反。因此，即使粉尘颗粒因其运动轨迹的不确定性而穿过了第一层沉降挡板150，也会在第二层沉降挡板150处被挡住。此外，在本实施例中，每两层沉降挡板之间的外筒110筒壁上设置有检修人孔（图未标）。

在本实施例中，外筒110的尾部为锥形结构，浓缩液出口111开设于锥形结构的锥角位置。因此，有利于浓缩液的收集。而且，锥体结构锥角的一半小于浓缩颗粒的休止角。具体在本实施例中，锥角角度的范围取60至90度。

在本实施例中，外筒110上设置有溢流槽117及清液收集槽119，清液收集槽117呈环形结构，并围绕外筒110的外壁设置，清液出口113设置于清液收集槽117的底部。

进一步的，在本实施例中，溢流槽119为条形槽结构，其中一端与内筒120连接，另一端与外筒110连接，并与清液收集槽117连通，溢流槽119为多个，且围绕内筒120间隔设置。

溢流槽119是清液从外筒110流向清液收集槽119的通道。需要指出的是，在其他实施例中，也可通过在外筒110的开口边缘开设缺口，以实现清液的导流。本实施例中，溢流槽119的两端分别连接在外筒110和内筒120的外壁上，可兼作内筒120的固定支承件。而且，由于溢流槽119为多个，且呈辐射状分布，从而可大大增加溢流面的长度，降低溢流线速度。进一步的，溢流槽119的槽底呈预先设置的角度（具体可为1至3度）倾向清液收集槽117，使槽底不留残液、也便于清液快速收集。

本发明较佳实施例中的沉降装置100还包括驱动装置160，驱动装置160与搅拌组件130联动，用于驱动搅拌组件130工作。具体在本实施例中，驱动装置160包括安装座161、电机163、减速机165及轴联器167。

安装座161固定于内筒120上。电机163及减速机165设置于安装座161上的，减速机165与电机163联动。轴联器167用于减速机165与搅拌组件130。具体的，减速机165的输出轴与搅拌轴131通过轴联器167相连接。

上述废水分离系统10及其沉降装置100，预先混合的废水在搅拌组件130的作用下在反应段与絮凝剂充分接触并反应，形成较大的胶团，并接下来在加速段进行旋转加速，在离心力作用下将固体颗粒进行沉降分层。进一步的，废水进入外筒110，其状态从湍流态变为滞留态。通过重力的作用，比重大的固体颗粒会快速沉降至浓缩液出口111。而且，由于沉降挡板150具有阻挡作用，因分子间作用力而向上运动的固体颗粒会与其发生碰撞，从而改变其运动轨迹，最终沉降，从而使得清液中的粉尘含量大大降低。因此，上述废水分离系统10及其沉降装置100可提高效率，并改善分离效果。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种沉降装置，用于含尘废水的沉降分离，其特征在于，所述沉降装置包括：

呈中空筒状结构的外筒，所述外筒两端开口，其底部设有浓缩液出口，另一端设有与外筒连通的清液出口；

呈中空筒状结构的内筒，所述内筒收容并固定于所述外筒内，所述内筒靠近所述浓缩液出口的一段为加速段，另一段为反应段，所述加速段的内径沿指向所述浓缩液出口的方向连续减小，且末端开口，以使所述内筒与所述外筒连通；

搅拌组件，设置于所述反应段内，用以搅拌所述含尘废水；

设置于所述加速段底部的旋转分离器，用于驱动所述含尘废水加速旋转；及

沉降挡板，固定于所述外筒的内壁，所述沉降挡板包括多组相互间隔平行，且围绕所述内筒同心设置的沉降片，所述沉降片相对于所述内筒的轴线倾斜预设角度。

2.根据权利要求1所述的沉降装置，其特征在于，所述外筒的尾部为锥形结构，所述浓缩液出口开设于所述锥形结构的锥角位置。

3.根据权利要求1所述的沉降装置，其特征在于，所述外筒上设置有溢流槽及清液收集槽，所述清液收集槽呈环形结构，并围绕所述外筒的外壁设置，所述清液出口设置于所述清液收集槽的底部。

4.根据权利要求3所述的沉降装置，其特征在于，所述溢流槽为条形槽结构，其中一端与所述内筒连接，另一端与所述外筒连接，并与所述清液收集槽连通，所述溢流槽为多个，且围绕所述内筒间隔设置。

5.根据权利要求1所述的沉降装置，其特征在于，所述搅拌组件包括与所述内筒同轴设置的搅拌轴以及设置于所述搅拌轴上的搅拌桨叶，所述搅拌桨叶为多个，且相互间隔设置。

6.根据权利要求1所述的沉降装置，其特征在于，还包括驱动装置，所述驱动装置与所述搅拌组件联动，用于驱动所述搅拌组件工作。

7.根据权利要求6所述的沉降装置，其特征在于，所述驱动装置包括：

安装座，固定于所述内筒上；

设置于所述安装座上的电机及减速机，所述减速机与所述电机联动；及

轴联器，用于连接减速机与所述搅拌组件。

8.根据权利要求1所述的沉降装置，其特征在于，其中一个所述沉降片的上边缘在与所述外筒轴线垂直的平面上的投影，覆盖在与其相邻的所述沉降片的下边缘在该平面上的投影。

9.根据权利要求1所述的沉降装置，其特征在于，所述沉降挡板为多个，且沿所述外筒的轴向相互间隔设置，相邻两个所述沉降挡板中的沉降片的倾斜方向相反。

10.一种废水分离系统，其特征在于，包括：

如上述权利要求1~9任一项所述的沉降装置；

预混装置、浓缩液输送装置及清液输送装置；

其中，所述预混装置的出口与所述内筒连通，所述浓缩液输送装置与所述浓缩液出口连通，所述清液输送装置与所述清液出口连通。