CN106315713B - 一体化砂水分离装置 - Google Patents

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Abstract

一种一体化砂水分离装置，属于污水处理设备，包括进水管、消能器、混流式涡扇、导流槽、旋流分离器，中心管、平流池、出水管、螺旋输送机和集砂斗；进水管与消能器连接，混流式涡扇安装在消能器内，消能器通过导流槽与旋流分离器连接，导流槽的底部设有坡度，在旋流分离器的底部设有出砂口；平流池的进水侧通过中心管与旋流分离器连接，在平流池的出水侧设有出水管；平流池的底部设有集砂斗，集砂斗通过排砂管与旋流分离器的出砂口连通；螺旋输送机相对水平面倾斜设置，螺旋输送机的下端位于集砂斗内，螺旋输送机的上端部设有排砂口。砂水混合物经本发明处理后，能够实现砂水分离，以及颗粒包裹有机物质的剥离，并具有强化细微砂粒的去除功能。

Description

一体化砂水分离装置
技术领域
本发明涉及一种污水处理设备，具体涉及一种一体化砂水分离装置。
背景技术
螺旋式砂水分离器在现有污水厂应用较广泛，作为沉砂池配套的一种砂水分离设备，其结构单一，设计简单，是污水中砂粒及其它固体颗粒的分离和提升设备。据调研，沉砂池出来的砂水混合物裹挟部分有机物，而现有砂水分离器在去除砂表面有机物的功能上贡献甚微；由于连续气提装置提升的砂水含气量高,提砂量较少，为了提高提砂量，需要增加压缩气体量，但由于过量压缩气体无法有效溢出，使得螺旋式砂水分离器沉降区湍流显著，砂水分离效果受到显著影响。按照其特点来说，砂水分离器可分离出粒径≥0.2mm的砂粒，而实际污水厂运行中常常会有大量细微砂随出水流入后续处理环节，造成污水厂进水SS/BOD5 比值过高，大量无机悬浮固体携细微泥砂进入生物处理系统，除造成生化池的泥砂淤积外，活性污泥的产率系数也会明显升高（1～1.5kgDS/kgBOD5），污泥有机组分（MLVSS/MLSS）明显低至0.30～0.50，淤砂中大部分是惰性的无机固体，使得生化池有效池容明显降低，生物除磷脱氮系统的运行性能不稳定。综上所述，现有砂水分离器不具备剥离有机物质功能，分离效果差、效率低、排砂异味明显。
发明内容
本发明的目的是提供一种一体化砂水分离装置，能实现砂水分离，以及颗粒包裹有机物质的剥离，并具有强化细微砂粒的去除功能。
本发明所述的一体化砂水分离装置，包括进水管、消能器、混流式涡扇、导流槽、旋流分离器，中心管、平流池、导流板、出水管、螺旋输送机和集砂斗；
所述进水管与消能器连接，混流式涡扇安装在消能器内，消能器通过导流槽与旋流分离器连接，所述导流槽的底部设置有一定的坡度，在旋流分离器的底部设有出砂口；
所述平流池的进水侧通过中心管与旋流分离器连接；
所述出水管设置在平流池的出水侧；
所述平流池的底部设有集砂斗，该集砂斗通过排砂管与旋流分离器的出砂口连通；
所述螺旋输送机相对水平面倾斜设置，且螺旋输送机的下端位于集砂斗内，螺旋输送机的上端部设有排砂口。
在所述平流池内，位于集砂斗的上方设有斜板组件，该斜板组件包括相对于水平面对称设置的上下两层斜板，各斜板与水平面呈45°～ 60°夹角布置，且位于下层的各斜板的上端分别向出水侧倾斜设置；确保了微小粒径砂粒的沉降，以防止集砂斗内的砂粒对平流池的影响。
所述平流池内在靠近中心管的出水处设有第一竖直导流板，该第一竖直导流板的下端与平流池的底壁具有第一过流间隙；能够防止平流池进水水力条件突变。
所述平流池内在靠近出水管处设有第二竖直导流板，该第二竖直导流板的下端与平流池的底壁具有第二过流间隙，并在第二竖直导流板的上部设有浮渣去除槽，水经平流池处理后依次经第二过流间隙、出水管排除，平流池表层的杂质通过浮渣去除槽去除。
在所述导流槽内设有连通消能器与旋流分离器的挡板，该挡板与混流式涡扇的切线出水相平行，通过挡板将消能器的出水合理地引入旋流分离器，实现砂水分离。
所述进水管的轴线与混流式涡扇的叶面之间的夹角为45°～ 60°，混流式涡扇由水流冲击转动。
所述导流槽的底面的坡度为3%～10%，有利于将水流引入旋流分离器。
本发明具有以下优点：
（1）本发明将以往“以能消能”转变为“以能做功”，对于污水处理过程中大量大功率泵组的剩余有效水头进行再利用，完成后排气、剥离、消能等作用，不仅降低了流速，也有效节约了能源。其中混流式涡扇由水流冲击转动，一方面消除了气提带来的能量冲击，减轻了直接进入砂水分离器所产生的扰流，另一方面借助高速碰撞的作用将大量气泡挤破，从而降低含气量。
（2）将平流条件下砂粒沉降与旋流条件下砂水分离进行功能整合，平流池流速低、水力条件稳定，旋流器的砂水分离效果好，作为旋流沉砂池辅助设备更加具有应用前景。
附图说明
图1为本发明的结构示意图之一；
图2为本发明的结构示意图之二；
图3为本发明的原理图；
其中：1、进水管，2、消能器，3、混流式涡扇，4、导流槽，5、旋流分离器，6、中心管，7、出砂口，8、第一竖直导流板，9、排砂管，10、集砂斗，11、斜板，12、浮渣去除槽，13、第二竖直导流板，14、出水管，15、排砂口，16、螺旋输送机，17、平流池，18、旋流分离区，19、消能区，20、平流沉降区，21、排砂区，22、挡板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1至图3所示的一体化砂水分离装置，包括进水消能区19、旋流分离区18、平流沉降区20、排砂区21四部分。其中：进水消能区19包括进水管1、混流式涡扇3、导流槽4和挡板22；旋流分离区18包括旋流分离器5和中心管6；平流沉降区20包括平流池17、第一竖直导流板8、第二竖直导流板13、斜板组件、浮渣去除槽12和出水管14；所述排砂区21包括螺旋输送机16（包括无轴螺旋、电机、减速器）、集砂斗10和排砂管9。
如图2所示，进水管1与消能器2连接，混流式涡扇3安装在消能器2内，进水管1的轴线与混流式涡扇3的叶面之间的夹角为60°，或为45°，或为50°，或为55°。消能器2通过导流槽4与旋流分离器5连接，在旋流分离器5的底部设有出砂口7。导流槽4的底面设置有一定的坡度（比如：3%，或5%，或8%，或10%等）。挡板22设置在导流槽4内，通过挡板22能连通消能器2与旋流分离器5，该挡板22与混流式涡扇3的切线出水相平行。
如图2所示，旋流分离器5与平流池17的进水侧通过中心管6连通。
如图2所示，第一竖直导流板8设置在平流池17内靠近中心管6的出水处，该第一竖直导流板8的下端与平流池17的底壁具有第一过流间隙。斜板组件设置在平流池17内，且位于集砂斗10的上方，该斜板组件包括相对于水平面对称设置的上下两层斜板11，各斜板11与水平面呈 60°（或45°，或50°，或55°）夹角布置，且位于下层的各斜板11的上端分别向出水侧倾斜设置。出水管14设置在平流池17的出水侧。第二竖直导流板13设置在平流池17内靠近出水管14处，该第二竖直导流板13的下端与平流池17的底壁具有第二过流间隙，污水经平流池17处理后依次经第二过流间隙、出水管14排除。浮渣去除槽12固定在第二竖直导流板13的上部，平流池17表层的杂质通过浮渣去除槽12去除。
如图2所示，集砂斗10设置在平流池17的底部，该集砂斗10通过排砂管9与旋流分离器5的出砂口7连通。螺旋输送机16相对水平面倾斜设置，且螺旋输送机16的下端位于集砂斗10内，螺旋输送机16的上端部设有排砂口15。
图3中的箭头表示水和砂石的流动方向，本发明所述一体化砂水分离装置中：
（1）消能器2的主要作用有两个：一是气提砂水冲洗混流式涡扇3高速旋转，在撞击过程中将气提砂水中的大量压缩气体挤出，降低了进水含气量；二是降低水头，为旋流分离器5进水创造良好的水力条件。在混流式涡扇3的作用下，包裹在砂粒上的有机物质也会散落进入砂水中，提高了砂水中有机物质含量。
（2）旋流分离器5的高度为150㎜，主要防止进水溢出设置的超高，在导流槽4内设置一块挡板22，挡板22与混流式涡扇3切线出水平行，通过挡板22将消能器2的出水合理地引入旋流分离器5中，以实现砂水分离；分离出的大粒径砂粒直接通过旋流分离器5底部的出砂口7进入集砂斗10，并通过螺旋输送机16排出。旋流分离器5上表层内循环出水中含有的砂粒的粒径小，在旋流条件下很难自然沉降，通过中心管6进入平流池17，在接近层流的水力条件下能够更好的进行沉降。中心管6为倒虹吸管，有利于加快表层内循环出水平缓地进入平流池17，在中心管6的出口处设有第一竖直导流板8，第一竖直导流板8能够防止平流池17进水水力条件突变。为了确保微小粒径砂粒的沉降，以防止集砂斗10内的砂粒对平流池17的影响，在集砂斗10的上方设置有一组对称安放的斜板11，由于下层斜板11与水流同向，能够强化沉降效果；上层斜板11与进水逆向，能够减缓上升水流的速度，平流池17表层杂质则通过浮渣去除槽12排出，斜板11的尺寸规格为300㎜×150㎜×1.2㎜。
（3）螺旋输送机16与集砂斗10连通，将集砂斗10内的砂粒排出，螺旋输送机16上的排砂口15高于平流池17的顶板300㎜，从而保证螺旋输送机16排砂的过程中不会溢流出砂水。

Claims (7)

1.一种一体化砂水分离装置，其特征在于：包括进水管（1）、消能器（2）、混流式涡扇（3）、导流槽（4）、旋流分离器（5）、中心管（6）、平流池（17）、出水管（14）、螺旋输送机（16）和集砂斗（10）；
所述进水管（1）与消能器（2）连接，混流式涡扇（3）安装在消能器（2）内，消能器（2）通过导流槽（4）与旋流分离器（5）连接，所述导流槽（4）的底部设置有一定的坡度，在旋流分离器（5）的底部设有出砂口（7）；
所述平流池（17）的进水侧通过中心管（6）与旋流分离器（5）连接；
所述出水管（14）设置在平流池（17）的出水侧；
所述平流池（17）的底部设有集砂斗（10），该集砂斗（10）通过排砂管（9）与旋流分离器（5）的出砂口（7）连通；
所述螺旋输送机（16）相对水平面倾斜设置，且螺旋输送机（16）的下端位于集砂斗（10）内，螺旋输送机（16）的上端部设有排砂口（15）。
2.根据权利要求1所述的一体化砂水分离装置，其特征在于：在所述平流池（17）内，位于集砂斗（10）的上方设有斜板组件，该斜板组件包括相对于水平面对称设置的上下两层斜板（11），各斜板（11）与水平面呈45°～ 60°夹角布置，且位于下层的各斜板（11）的上端分别向出水侧倾斜设置。
3.根据权利要求1或2所述的一体化砂水分离装置，其特征在于：所述平流池（17）内，在靠近中心管（6）的出水处设有第一竖直导流板（8），该第一竖直导流板（8）的下端与平流池（17）的底壁具有第一过流间隙。
4.根据权利要求1或2所述的一体化砂水分离装置，其特征在于：所述平流池（17）内，在靠近出水管（14）处设有第二竖直导流板（13），该第二竖直导流板（13）的下端与平流池（17）的底壁具有第二过流间隙，并在第二竖直导流板（13）的上部设有浮渣去除槽（12），水经平流池（17）处理后依次经第二过流间隙、出水管（14）排除。
5.根据权利要求1或2所述的一体化砂水分离装置，其特征在于：在所述导流槽（4）内设有连通消能器（2）与旋流分离器（5）的挡板（22），该挡板（22）与混流式涡扇（3）切线出水相平行。
6.根据权利要求1或2所述的一体化砂水分离装置，其特征在于：所述进水管（1）的轴线与混流式涡扇（3）的叶面之间的夹角为45°～ 60°。
7.根据权利要求1或2所述的一体化砂水分离装置，其特征在于：所述导流槽（4）的底面的坡度为3%～10%。
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