CN106075966B - 水处理系统及其出水装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水处理系统及其沉淀池用的出水装置，属于水处理技术领域。其中，水处理系统包括沉淀池及位于沉淀池出水口处的出水装置，出水装置包括集水堰与位于沉淀池清水层中的集水管。通过集水堰对沉淀池中的运行水位进行控制，并通过集水管浸没式集水以避免集水堰的溢流率对出水水质造成影响。

Description

水处理系统及其出水装置

技术领域

本发明涉及水处理设备，具体地说，涉及一种水处理系统及其沉淀池用的出水装置。

背景技术

水处理是一种通过物理、化学等方法去除原水中杂质的过程，通常包括絮凝、沉淀、过滤及消毒等步骤。经絮凝产生的絮凝团将在沉淀池中沉淀至沉淀池底部，并经与沉淀池底部连通的排泥管排出沉淀池。沉淀池通常包括一带有进水口与出水口的池体，在池体中设有沉淀装置，水流自进水口向出水口的方向行进，在流经沉淀装置时进行沉淀，经沉淀处理后的水流在出水口处进入出水装置。

公布号为CN102078711A的专利文献中公布了一种沉淀装置，即沉淀池，参见其说明书附图2，在沉淀池的出水口处设置一集水堰11，在沉淀池中经沉淀处理的水流漫过集水堰11的溢流面进入集水堰11的出水槽内，并从与出水槽连通的出水管流出。

沉淀池中水流进入出水槽的方式为漫过集水堰的溢流面的溢流方式，对于这种溢流方式，需要考虑溢流面的溢流负荷，通常要求溢流面处的溢流率不高于300m³/m·d，当溢流负荷过高时，易造成絮凝团被流速较高的水流带出，导致出水水质降低。为了提高沉淀池的出水量，需要增加溢流面的长度，即需增加沉淀池的池宽，导致沉淀池占地面积过大。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种在保持出水量不变的前提下，能有效缩短沉淀池池宽的水处理系统；

本发明的另一目的是提供一种可用于构建上述水处理系统的出水装置。

为了实现上述主要目的，本发明提供的水处理系统包括沉淀池及位于该沉淀池的出水口处的出水装置，出水装置包括集水堰与位于沉淀池清水层中的集水管。集水堰包括腔室与堰板，腔室被堰板隔成集水槽与出水槽；集水管的轴向沿水平方向布置，该轴向与水流自沉淀池的进水口向出水口的行进方向相垂直。集水管形成有沿其轴向排列的多个进水孔；沿集水管的轴向，集水管的中段形成有出水孔；集水槽的进水口与集水管的出水孔连通；集水管的进水孔、集水槽的进水口与出水槽的出水口均低于堰板的溢流面；堰板的溢流面与沉淀池的池面均低于腔室腔壁的上表面。

由以上方案可见，水流在沉淀池的出水口处，通过淹没于水中的进水孔进入集水管，进入集水管的水流在集水堰中形成溢流，以对运行水位进行控制；由于水流在集水管内形成淹没式集水，从而使本发明集水堰相对现有技术在较高溢流率时不会对出水的质量造成影响，即可有效地通过对集水管上的进水孔与孔间距的控制，达到提高出水量的目的，从而能在与现有技术同等出水量的条件下，有效缩短池宽。

一个具体的方案为堰板包括固定板、调节板与固定螺栓，固定板与腔室的腔壁固定连接。固定板与调节板中，一者上形成有与固定螺栓相配合的定位孔，另一者上形成有与固定螺栓相配合的长孔，长孔的长轴沿垂直于集水管轴向的方向布置；调节板的上表面构成溢流面。便于在安装出水装置时，对堰板溢流面高度的调整，且结构简单。

另一个具体的方案为集水管上表面在其轴向上的中段与四块首尾依次相连的侧板内表面围成腔室；进水孔形成于集水管的下表面，出水孔形成于集水管的上表面，集水管的出水孔邻近集水堰腔室的端口构成集水槽的进水口；出水槽的出水口设于远离集水槽的侧板上。充分地利用集水管构建集水堰，有效节约材料及便于出水装置的安装。

另一个具体的方案为堰板板面与集水管的轴向相平行。可使集水堰的长度方向沿集水管的轴向，便于设计与制造。

另一个具体的方案为堰板包括固定板、调节板及升降调节机构。固定板与腔室的腔壁固定连接；调节板的板面紧贴固定板的板面，且相对固定板受升降调节机构驱动而可在平行于固定板板面的方向上往复调节；调节板的上表面构成溢流面。便于在安装出水装置时，对堰板溢流面高度的调整；且能够在工作过程中，根据水流变化，对运行水位进行调整，从而有效减小水流变化对运行水位造成的波动。

再一个具体的方案为进水孔沿集水管的轴向均布。有效地确保水流在池宽上能被集水管均匀地收集，而且便于集水管的制造。

优选的方案为沿水流在沉淀池中的行进方向，沉淀池底部由隔墙隔成依次布置的第一布水集泥区、第二布水集泥区、沉淀集泥区、第一集水集泥区与第二集水集泥区，每一集泥区与一设有排泥阀门的排泥管连通，出水装置位于第二集水集泥区的上方。便于单独对各个集泥区进行排泥，及便于在各集泥区上安装相关水处理装置。

为了实现上述另一发明目的，本发明提供水处理系统沉淀池的出水装置包括集水堰与集水管。集水堰包括腔室与溢流面高度可调的堰板，腔室被堰板隔成集水槽与出水槽。集水管的轴向沿水平方向布置，集水管形成有沿其轴向排列的多个进水孔；沿集水管的轴向，集水管的中段形成有出水孔；集水管的进水孔位于集水槽进水口的下方，且集水槽的进水口与集水管的出水孔连通；集水槽的进水口与出水槽的出水口均低于堰板的溢流面；堰板板面与集水管轴向相平行。

具体的方案为堰板包括固定板、调节板与固定螺栓，固定板与腔室腔壁固定连接；固定板与调节板中，一者上形成有与固定螺栓相配合的定位孔，另一者上形成有与固定螺栓相配合的长孔，长孔的长轴沿垂直于轴向的方向布置；调节板的上表面构成堰板溢流面。

优选的方案为堰板包括固定板、调节板及升降调节机构。固定板与腔室的腔壁固定连接；调节板的板面紧贴固定板的板面，且相对固定板受升降调节机构驱动而可在平行于固定板板面的方向上往复调节；调节板的上表面构成溢流面。

附图说明

图1是本发明水处理系统第一实施例中沉淀池与出水装置的俯视示意图；

图2是本发明水处理系统第一实施例中沉淀池与出水装置的结构示意图；

图3是图2中A局部放大图；

图4是本发明水处理系统第一实施例中出水装置在略去出水管后的结构示意图；

图5是本发明水处理系统第一实施例中集水管的进水孔分布示意图，即图4的仰视图；

图6是本发明水处理系统第一实施例中堰板的结构示意图；

图7是本发明水处理系统第一实施例中布水装置的主视示意图；

图8是本发明水处理系统第一实施例中集水装置的结构示意图；

图9是本发明水处理系统第二实施例中的出水装置在略去出水管后的结构示意图；

图10是本发明水处理系统第二实施例中的出水装置的俯视示意图。

以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式

以下各实施例主要针对本发明的水处理系统，由于本发明的水处理系统中采用了本发明的出水装置，在对水处理系统实施例的说明中已对出水装置实施例进行了说明。

水处理系统第一实施例

在以下对水处理系统的说明中，仅对与本发明密切相关的结构进行说明，水处理系统中其他结构如投药装置、置于沉淀池中的沉淀装置等，本领域技术人员完全可以参照现有技术进行实施。

参见图1及图2，水处理系统具有沉淀池1及出水装置3。

沉淀池1的池壁101上形成有多个沿沉淀池1池宽方向均布的布水孔113，布水孔113连通水处理系统中的过渡段01与沉淀池1，布水孔113位于沉淀池1一侧的端口构成沉淀池1的进水口。

出水装置3位于沉淀池1的出水口处，用于沉淀池1出水。

沿水流自沉淀池1的进水口向出水口的行进方向02，沉淀池1被隔成第一布水区11、第二布水区12、沉淀区13、第一集水区14及第二集水区15；沉淀池1的底部被隔墙21至24隔成与上述五个区域的集泥区，分别为第一布水集泥区111、第二布水集泥区121、沉淀集泥区131、第一集水集泥区141及第二集水集泥区151；设有排泥阀门的排泥管112、122、132、142及152对应地与五个集泥区连通，即每一个集泥区与一设有排泥阀门的排泥管连通，排泥阀门控制各排泥管对集泥区中污泥进行排泥，从而可根据各集泥区的污泥聚集浓度、速度分别调整排泥时间、排泥速度及排泥周期。第一布水区11、第二布水区12、沉淀区13、第一集水区14及第二集水区15在水流行进方向上的尺寸，可根据水质、沉淀池及沉淀装置的尺寸等实际情况按现有技术进行设置。

在隔墙21的上方安装有由布水板25与挡水板26构成的布水装置103，即布水装置103设于第一布水区11与第二布水区12之间；隔墙22与隔墙23上支撑有置于沉淀区13内的沉淀装置27；隔墙24上支撑有由集水箱28与集水板29构成的集水装置104，即集水装置104设于第一集水区14与第二集水区15之间。

如图2所示，出水装置3通过支撑架30安装于沉淀池1的第二集水区15内，且位于第二集水集泥区151的上方，即集水管4位于沉淀池1的清水层中，以确保出水装置3收集的水流为清水。

参见图3及图4，其中图4为图3中出水装置在略去出水管后的左视图，出水装置3由集水管4、堰板6、出水管7、侧板501、侧板502、侧板503、侧板504及顶盖板505构成。

集水管4的两端封闭，其轴向沿水平方向布置且与水流的行进方向02相垂直，其下表面形成有多个沿其轴向排列的进水孔41，其上表面在轴向上的中段形成有出水孔42。

进水孔41的孔面积、孔型、孔间距可根据实际情况选择，通常设计成单位长度所拥有进水孔的总孔面积相等，比如，设计成如图5所示结构，沿集水管4的轴向等间距排列，且孔面积与孔型均相同，即进水孔41沿集水管的轴向均布，以便于集水管制造，并能在沉淀池的池宽方向上均匀地集水。

此外，在本实施例中，进水孔41分布于集水管4下表面圆心角为90度且该圆心角的角平分线沿垂向布置的区域，并使流入进水孔41的水流速度控制在1m/s以下。

侧板501至504的内表面首尾依次相连地与集水管4的上表面在轴向上中段的部分围成上部敞口的腔室5，堰板6的下表面与集水管4的上表面水密连接，且两端面与侧板502、504水密连接，从而将腔室5隔成集水槽51与出水槽52。四个侧板可以一体成型的方式制成，也可单独制成之后再采焊成一体。顶盖板505盖合于腔室5的敞口上，以防杂质落入腔室5内而造成水路堵塞。腔室5与堰板6构成集水堰。

出水孔42位于集水槽51一侧的端口构成集水槽51的进水口。侧板503上设有出水槽52的出水口520，出水口520与出水管7的进水口连通。

参见图6，堰板6由固定板61、调节板62及若干固定螺栓63构成，固定板61与腔室5的腔壁固定连接。

为了使调节板62相对固定板61在垂向上的位置可调且可使用固定螺栓63对二者间的相对位置进行定位，需在二者中的一者上形成有与固定螺栓63相配合的定位孔，另一者上形成有与固定螺栓63相配合且长轴沿垂向布置的长孔。在本实施例中，在固定板61上形成有定位孔610，在调节板62上形成有长孔620。

堰板6的板面可铅垂布置或与垂向倾斜一定角度布置，且其板面可沿水流行进方向02布置，即集水槽51与出水槽52在集水管4的轴向上分居于堰板6的两侧，或且堰板6的板面沿平行于集水管4的轴向布置。在本实施例中，堰板6的板面与集水管4的轴向相平行且沿铅垂布置，固定板61的中面过集水管4的中心轴线，从而使集水槽51与出水槽52分居堰板6两侧且大致等宽，可以做成长条状。

参见图7，布水装置103上的布水板25与挡水板26的板体上均设置有间隔布置的垂向栅条。

参见图8，集水装置104的集水箱28由均布有多个圆孔280的板面围成的具有一个敞口的矩形箱体，该敞口扣合于集水板29上，且集水箱28与集水板29固定连接，集水板29上与集水箱28的敞口相对应的位置处形成有多个横条孔290。

参见图1至图6，将出水装置3安装至沉淀池1的过程中，由于堰板6具有调节板62，可根据沉淀池1中池面03与安装架30的位置，对调节板62的大致位置进行调整并拧紧固定螺栓；将出水装置3通过支撑架30固定至沉淀池1的池壁102上后，拧松固定螺栓63，根据设计池面03与溢流率等设计参数将调节板62在垂向上的位置微调至预设位置，从而使调节板62的上表面621构成堰板6满足设计要求的溢流面。

在完成安装之后，堰板6的溢流面需低于池面03；侧板501至504的上端面需高于池面03，从而使腔室5的腔壁高于池面03；出水口520低于溢流面。

经布水、沉淀及集水之后的水流在池宽方向上能被进水孔41均匀地收集并进入集水管4内；水流在集水槽51内溢过堰板6的溢流面，从而溢流至出水槽52内并经由出水管7流出。

由于水流是由集水管进行淹没式集水，从而使本集水堰相对现有技术在较高溢流率时不会对出水水质造成影响，同时，能够利用集水堰对运行水位进行控制。

在本发明中，池面03是指沉淀池1中水面，即运行水位。

水处理系统第二实施例

作为对本发明水处理系统第二实施例的说明，以下仅对与水处理系统第一实施例的不同之处进行说明。

对于堰板的溢流面为定高的出水装置，在运行过程中，水流的变化容易造成运行水位的波动，为了减小上述影响，本实施例通过增设升降调节机构以调整调节板相对固定板在垂向上的位置，以对堰板溢流面的高度进行调整。

如图9及图10所示，升降调节机构由手轮711、调节螺杆712及与之相配合的调节螺母(图中未示出)构成。在安装时，使调节板762的板面紧贴固定板761的板面，并在顶盖板7505上设有用于固定调节螺母的通孔，调节螺杆712穿过调节螺母后，其下端与调节板762固定连接且调节螺杆712相对调节板762可绕自身轴线旋转；上端与手轮711固定连接，从而通过旋转手轮711，驱动调节板762相对固定板711在垂向上的位置可调。

此外，升降调节机构并不局限上述结构，比如，可采用直线电机的动子拉动/推动调节板762相对固定板762在垂向上可调。溢流面高度可调的堰板76也并不局限于上述结构，比如，固定板内形成有用于容纳可调板且可供其沿垂向滑动的容纳腔，从而二者构成一抽屉式结构。

对于集水堰与集水管之间的连接关系并不局限上述各实施例，比如采用一块沿水平方向布置的底板替代集水管上侧的管壁，以与四块侧板围成腔室，并在底板或侧板下部设置集水槽的进水口，并通过连通管连通集水管的出水孔与集水槽的进水口；且集水管的进水孔低于集水槽的进水口，集水槽的进水口与出水槽的出水口均低于集水堰的溢流面，溢流面与池面均低于腔室池腔壁的上表面。

此外，当将集水堰置于沉淀池外时，腔室腔壁的上表面需高于溢流面可理解为集水槽与出水槽的侧壁的上表面均高于溢流面，或可理解为集水槽的全部侧壁的上表面需高于溢流面，而出水槽的部分侧壁的上表面可低于溢流面，只需满足出水槽能对溢出的水流进行收集即可。

Claims (12)

1.水处理系统，包括沉淀池及位于所述沉淀池的出水口处的出水装置，所述出水装置包括集水堰；

所述集水堰包括堰板及被所述堰板隔成集水槽与出水槽的腔室；

所述出水装置还包括位于清水层中的集水管，所述集水管的轴向沿水平方向布置，所述轴向与水流自所述沉淀池的进水口向所述出水口的行进方向相垂直；

所述集水管形成有沿所述轴向排列的多个进水孔，沿所述轴向，所述集水管的中段形成有出水孔；

所述集水槽的进水口与所述出水孔连通；

所述进水孔、所述集水槽的进水口与所述出水槽的出水口均低于所述堰板的溢流面，所述溢流面与所述沉淀池的池面均低于所述腔室的腔壁的上表面；

其特征在于：

所述堰板包括固定板、调节板与固定螺栓，所述固定板与所述腔室的腔壁固定连接；

所述固定板与所述调节板中，一者上形成有与所述固定螺栓相配合的定位孔，另一者上形成有与所述固定螺栓相配合的长孔，所述长孔的长轴沿垂直于所述轴向的方向布置；

所述调节板的上表面构成所述溢流面。

2.根据权利要求1所述水处理系统，其特征在于：

所述集水管的上表面在所述轴向上的中段与四块首尾依次相连的侧板的内表面围成所述腔室；

所述进水孔形成于所述集水管的下表面，所述出水孔形成于所述集水管的上表面，所述出水孔邻近所述腔室的端口构成所述集水槽的进水口；

所述出水槽的出水口设于远离所述集水槽的侧板上。

3.根据权利要求1所述水处理系统，其特征在于：

所述堰板的板面与所述轴向相平行。

4.根据权利要求1所述水处理系统，其特征在于：

所述进水孔沿所述集水管的轴向均布。

5.根据权利要求1至4任一项所述水处理系统，其特征在于：

沿所述行进方向，所述沉淀池的底部由隔墙隔成依次布置的第一布水集泥区、第二布水集泥区、沉淀集泥区、第一集水集泥区与第二集水集泥区，每一集泥区与一设有排泥阀门的排泥管连通；

所述出水装置位于所述第二集水集泥区的上方。

6.水处理系统，包括沉淀池及位于所述沉淀池的出水口处的出水装置，所述出水装置包括集水堰；

所述集水堰包括堰板及被所述堰板隔成集水槽与出水槽的腔室；

所述出水装置还包括位于清水层中的集水管，所述集水管的轴向沿水平方向布置，所述轴向与水流自所述沉淀池的进水口向所述出水口的行进方向相垂直；

所述集水管形成有沿所述轴向排列的多个进水孔，沿所述轴向，所述集水管的中段形成有出水孔；

所述集水槽的进水口与所述出水孔连通；

所述进水孔、所述集水槽的进水口与所述出水槽的出水口均低于所述堰板的溢流面，所述溢流面与所述沉淀池的池面均低于所述腔室的腔壁的上表面；

其特征在于：

所述堰板包括固定板、调节板及升降调节机构；

所述固定板与所述腔室的腔壁固定连接；

所述调节板的板面紧贴所述固定板的板面，且相对所述固定板受所述升降调节机构驱动而可在平行于所述固定板的板面的方向上往复调节；

所述调节板的上表面构成所述溢流面。

7.根据权利要求6所述水处理系统，其特征在于：

所述进水孔沿所述集水管的轴向均布。

8.根据权利要求6所述水处理系统，其特征在于：

所述集水管的上表面在所述轴向上的中段与四块首尾依次相连的侧板的内表面围成所述腔室；

所述进水孔形成于所述集水管的下表面，所述出水孔形成于所述集水管的上表面，所述出水孔邻近所述腔室的端口构成所述集水槽的进水口；

所述出水槽的出水口设于远离所述集水槽的侧板上。

9.根据权利要求6所述水处理系统，其特征在于：

所述堰板的板面与所述轴向相平行。

10.根据权利要求6至9任一项所述水处理系统，其特征在于：

沿所述行进方向，所述沉淀池的底部由隔墙隔成依次布置的第一布水集泥区、第二布水集泥区、沉淀集泥区、第一集水集泥区与第二集水集泥区，每一集泥区与一设有排泥阀门的排泥管连通；

所述出水装置位于所述第二集水集泥区的上方。

11.出水装置，用于水处理系统的沉淀池的出水，包括集水堰；

所述集水堰包括腔室及溢流面高度可调的堰板，所述腔室被所述堰板隔成集水槽与出水槽；集水管，所述集水管的轴向沿水平方向布置，所述集水管形成有沿所述轴向排列的多个进水孔；沿所述轴向，所述集水管的中段形成有出水孔；

所述进水孔位于所述集水槽的进水口的下方，且所述进水口与所述出水孔连通；

所述进水口与所述出水槽的出水口均低于所述溢流面；

所述堰板的板面与所述轴向相平行；

其特征在于：

所述堰板包括固定板、调节板与固定螺栓，所述固定板与所述腔室的腔壁固定连接；

所述固定板与所述调节板中，一者上形成有与所述固定螺栓相配合的定位孔，另一者上形成有与所述固定螺栓相配合的长孔，所述长孔的长轴沿垂直于所述轴向的方向布置；

所述调节板的上表面构成所述溢流面。

12.出水装置，用于水处理系统的沉淀池的出水，包括集水堰；

所述集水堰包括腔室及溢流面高度可调的堰板，所述腔室被所述堰板隔成集水槽与出水槽；集水管，所述集水管的轴向沿水平方向布置，所述集水管形成有沿所述轴向排列的多个进水孔；沿所述轴向，所述集水管的中段形成有出水孔；

所述进水孔位于所述集水槽的进水口的下方，且所述进水口与所述出水孔连通；

所述进水口与所述出水槽的出水口均低于所述溢流面；

所述堰板的板面与所述轴向相平行；

其特征在于：

所述堰板包括固定板、调节板及升降调节机构；

所述固定板与所述腔室的腔壁固定连接；

所述调节板的板面紧贴所述固定板的板面，且相对所述固定板受所述升降调节机构驱动而可在平行于所述固定板的板面的方向上往复调节；

所述调节板的上表面构成所述溢流面。